3.3.5. До отмены ГОСТ 10178 [13] ориентировочное соотношение между марками цемента по ГОСТ 10178 и классами прочности по ГОСТ 31108 определяют по табл. 8.

3.3.6. Вид и класс (марку) цемента следует выбирать в соответствии с назначением конструкций и изделий, условиями их эксплуатации, требуемых классов бетона по прочности, марок по морозостойкости и водонепроницаемости на основании требований стандартов и проектной документации на эти конструкции.

3.4.Требования к химическим добавкам

3.4.1.Для улучшения технологических свойств бетонных смесей, повышения качества и экономичности бетона в бетонную смесь рекомендуется вводить химические добавки. Химические добавки должны соответствовать требованиям ГОСТ 24211 [14], а также техническим условиям, по которым они выпускаются.

Вид и количество добавок (табл. 9) выбираются с учетом рекомендаций [2, 8, 14]. Общее количество химических добавок не должно превышать максимальных дозировок, указанных производителем, и должно составлять не более 5 % от массы цемента.

3.4.2.Требуемая морозостойкость бетонов марок по морозостойкости F100 и выше обеспечивается применением комплексных добавок.

3.4.3.Оптимальную дозировку добавок, вводимых в бетонную смесь, следует устанавливать экспериментально при подборе состава бетона.

13

Введение в бетонную смесь добавок-ускорителей твердения бетона запрещается.

14

Окончание табл. 9

3.4.4. Объем вовлеченного воздуха в бетонных смесях для бетона с нормируемой морозостойкостью должен соответствовать табл. 10 [8].

Таблица 10

Объем вовлеченного воздуха в бетонной смеси в зависимости от вида конструкции

3.5.Требования к воде

3.5.1.Для приготовления бетонной смеси и поливки бетона в процессе твердения может применяться вода следующих видов: питьевая вода; естественная поверхностная и грунтовая вода; техническая вода; вода из рек или естественных водоемов; вода после промывки оборудования для приготовления и транспортирования бетонных и растворных смесей. Водородный показатель воды рН должен быть не менее 4 и не более 12,5.

3.5.2.Вода не должна содержать химических соединений и примесей в количествах, которые могут повлиять на сроки схватывания цемента, скорость твердения, прочность, морозостойкость и во-

15

донепроницаемость бетона, коррозию арматуры в пределах, превышающих нормы, указанные в табл. 11 [15].

Таблица 11

Содержание в воде растворимых солей, сульфатов, хлоридов и взвешенных частиц

16

4. ПОДБОР СОСТАВА ТЯЖЕЛОГО ЦЕМЕНТНОГО БЕТОНА ДЛЯ КОНСТРУКЦИЙ МОСТОВ

4.1. Подбор состава бетона технологическим методом

4.1.1.Подбор состава бетона заключается в определении рационального соотношения между компонентами бетонной смеси в соответствии с требованиями нормативно-технических документов к классу прочности бетона, маркам по морозостойкости и водонепроницаемости, подвижности бетонной смеси, объему вовлеченного воздуха.

4.1.2.Подбор состава бетона производится технологическим методом [2]. Расчет состава бетона ведут на 1 м3 (1000 л) уплотненной бетонной смеси. Полученный при расчете состав уточняется экспериментальным путем.

Порядок расчета состава бетона следующий.

4.1.3.Определяют ориентировочную величину требуемого водоцементного отношения В/Ц по формуле

где RТ – требуемая прочность бетона, МПа; Rц – активность цемента или гарантированная марка цемента, МПа; В – содержание воды в 1 м3 бетонной смеси, л;Ц– содержаниецемента в1 м3 бетонной смеси, кг.

4.1.4.Ориентировочное количество воды затворения на 1 м3 плотно уложенной бетонной смеси для получения требуемой удобоукладываемости определяют по табл. 12 [2].

4.1.5.Расход цемента на 1 м3 бетонной смеси определяют по

формуле

4.1.6. Дальнейший расчет ведется исходя из того, что сумма абсолютных объемов составляющих материалов равна 1 м3 или 1000 л плотно уложенной бетонной смеси.

17

Примечание. Количество воды затворения приведено для бетонных смесей, приготовленных на портландцементе с нормальной густотой цементного теста, равной 26 %, и среднезернистом песке без пластифицирующих добавок. При введении добавок типа ЛСТ указанное количество воды должно быть уменьшено на 10 – 15 л/м3, при введении суперпластификаторов – на 30 л/м3. При использовании цемента с иной нормальной густотой, песка иной крупности или введении других химических добавок количество воды должно быть соответственно скорректировано.

4.1.7. Абсолютные объемы цементного теста и смеси заполнителей, а также содержание (масса) заполнителей – песка и щебня в 1м3 рассчитывают по формулам:

• абсолютный объем цементного теста

• абсолютный объем смеси заполнителей (песок + щебень)

• содержание (масса) заполнителей (песка и щебня)

18

В формулах (9) – (13): ρц – истинная плотность цемента, кг/л; Д – количество химической добавки (в расчете на сухое вещество), кг/л; ρД – истинная плотность сухого вещества добавки, кг/л.

При введении нескольких добавок соотношение Д/ρД определяется по формуле

Приведенная плотность смеси заполнителей ρз определяется по формуле

где ρщ и ρп – истинные плотности соответственно щебня и песка, кг/л; r = П/Щ – соотношение по массе между песком и щебнем.

4.1.8.Соотношение крупной и мелкой фракций щебня (при наличии обеих фракций) выбирают по табл. 4.

4.1.9.Важнейшим этапом подбора состава бетона является выбор оптимального соотношения между количеством мелкого и крупного заполнителей.

Соотношение r = П/Щ рекомендуется определять из условия, что для конкретных заполнителей существует единственное соотношение между количеством песка и щебня, которое дает наибольшую удобоукладываемость бетонной смеси при наименьшем расходе цемента и воды.

4.1.10.Наилучшее (оптимальное) соотношение между количеством песка и щебня рекомендуется определять в лабораторных условиях по наибольшей удобоукладываемости бетонной смеси при одном и том же расходе цемента и воды. Рекомендуется рассчитывать состав бетона при r, равном от 0,3 до 0,9. Значения r в зависимости от группы крупности песка даны в табл. 13.

Таблица 13

Рекомендуемые значения r в зависимости от группы крупности песка

19

Составы следует рассчитывать через интервал 0,1, то есть при r, равном 0,3; 0,4 и т.д. Для мелкого песка составы следует рассчитывать при r, изменяющемся через интервал 0,05.

4.1.11.Лабораторные замесы при определении наилучшего r рекомендуется приготовлять на воздушно-сухих заполнителях, рассеянных на отдельные фракции. Щебень должен быть разделен на фрак-

ции: 0 – 5; 5 – 10; 10 – 20; 20 – 40 и 40 – 70 мм, песок – на фракции от

0 до 5 и свыше 5 мм.

4.1.12.Если при наилучшем r удобоукладываемость бетонной смеси не соответствует заданной, то состав корректируют, уменьшая или увеличивая расход воды и цемента при неизменных В/Ц и r.

4.1.13.Для сокращения количества пробных лабораторных замесов рекомендуется вначале приготовить замес со средним значением r из интервала, приведенного в табл. 13.

При резком отличии удобоукладываемости смеси от требуемой следует корректировать расход цементного теста, изменяя расходы цемента и воды при постоянном В/Ц.

4.1.14.После подбора оптимального значения r в лабораторных условиях изготавливают контрольные образцы из бетонной смеси с водоцементным отношением, требуемым по расчету, а также уменьшенным и увеличенным на 0,02 – 0,05.

Удобоукладываемость бетонной смеси с уменьшенным и увеличенным В/Ц доводят до заданной путем изменения (увеличения или уменьшения) расхода цементного теста при неизменном r.

4.1.15.Контрольные образцы помещают в камеру нормального твердения. На основании испытаний контрольных образцов выбирается состав с тем минимальным В/Ц, которое обеспечивает требуемую прочность бетона. Состав бетона с оптимальным значением r принимают за номинальный и рассчитывают на его основании рабочий состав бетона, который необходимо корректировать при производстве конструкций в соответствии с ГОСТ 27006.

4.1.16.Проведение всего комплекса указанных работ невозможно в рамках учебного процесса, поэтому их объем при проведении лабораторных работ должен быть существенно сокращен. Рекомендуется рассчитывать номинальный состав бетонной смеси только при одном значении r, приняв это значение оптимальным. Дополнительные составы смесей следует рассчитывать при двух разных В/Ц.

20

4.2. Содержание лабораторных работ при подборе состава бетона технологическим методом

4.2.1.Лабораторную работу предусмотрено выполнять в течение трех занятий (12 ч). На предыдущих занятиях должны быть испытаны

иподготовлены заполнители, цемент и добавки для использования в бетоне для конструкций мостов.

4.2.2.На первом занятии выполняют следующие работы:

1)составляется задание на подбор состава бетона для определенного вида конструкции в зависимости от имеющихся в лаборатории кафедры исходных материалов (щебня, песка, цемента, добавок);

2)назначаются в зависимости от вида и условий работы конструкции ориентировочное количество химических добавок и средний объем вовлеченного воздуха;

3)производится расчет номинального состава бетона технологическим методом на 1 м3 с принятым одним средним значением r – соотношением между песком и щебнем (см. табл. 13) в порядке, изложенном в подразделе 4.1;

4)рассчитывают состав бетонной смеси на объем 12 или 7 л. На втором занятии выполняют такие работы:

1)готовят пробную бетонную смесь расчетного состава объе-

мом 12 (7) л, определяют ее удобоукладываемость, при необходимости корректируют состав, уменьшая или увеличивая расход воды и цемента при неизменных В/Ц и r;

2)изготавливают контрольные образцы-кубы с ребром 150 мм или 100 мм в количестве 3 шт.;

3)рассчитывают дополнительно 2 состава с увеличенным и уменьшенным значением водоцементного отношения по сравнению с расчетным;

4)готовят бетонные смеси двух дополнительных составов объемом по 12 л или 7 л, определяют удобоукладываемость смесей, при необходимости корректируют состав, уменьшая или увеличивая расход воды и цемента при неизменных В/Ц и r;

5)изготавливают из бетонных смесей контрольные образцыкубы с ребром 150 мм или 100 мм в количестве 3 шт.

Методика изготовления бетонных смесей и образцов из них изложена в методических указаниях [3]. Бетонные образцы, изготовленные из смесей расчетного и дополнительных составов, хранят до испытания в нормальных условиях.

21