Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет» (СибАДИ)

Кафедра «Строительные материалы и специальные технологии»

Омск • 2017

Тяжелые бетоны : методические указания к лабораторным работам / П.П. Дерябин, М.А. Ращупкина, И.Н. Кузнецова. – Электрон. дан. –

Омск : СибАДИ, 2017. – URL: http://bek.sibadi.org/cgi-bin/irbis64r plus/cgiirbis 64 ft.exe. - Режим доступа: для авторизованных пользователей.

Приводятся общие положения, классификация бетонов и требования, предъявляемые к сырьевым материалам и бетонным смесям для изготовления изделий из тяжелого бетона. Приведены расчет и подбор состава тяжелого бетона с экспериментальным определением оптимального соотношения между фракциями крупного заполнителя, порядка загрузки и перемешивания сырьевых компонентов, влияния повторного виброуплотнения смеси, вида и расхода пластифицирующих добавок на основные свойства тяжелого бетона, а также методика фи- зико-механических испытаний образцов.

Имеют интерактивное оглавление в виде закладок.

Предназначены для бакалавров, обучающихся по профилю «Производство строительных материалов, изделий и конструкций», «Промышленное и гражданское строительство», «Экспертиза и управление недвижимостью», «Теплогазоснабжение и вентиляция» направления 08.03.01 «Строительство», и магистрантов по маг стерск м программам «Производство дорожных и строительных материалов, изделий и конструкций», «Современные отделочные и изоляц онные материалы», «Теория и проектирование зданий и сооружений» направления 08.04.01 «Строительство».

Текстовое (символьное) издание (400 КБ)

Системные требования : Intel, 3,4 GHz ; 150 МБ ; Windows XP/Vista/7

1 ГБ свободного места на жестком диске ; программа для чтения pdf-файлов

Adobe Acrobat Reader ; Google Chrome

Редактор Н.И. Косенкова Издание первое. Дата подписания к использованию 22.06.2017

Издательско-полиграфический комплекс СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5 РИО ИПК СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1

© ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2017

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ БЕТОНОВ

Бетон – это искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердевания бетонной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды, мелкого и крупного заполнителей, а также специальных добавок.

Бетоны классифицируют по следующим признакам: показателю средней плотности; виду вяжущего вещества; структуре и в зависимости от производственного назначения.

По плотности бетоны подразделяют на особо тяжелые с показателем средней плотности более 2500 кг/м3, тяжелые – 1800−2500 кг/м3, легкие – 500−1800 кг/м3 и особо легкие с плотностью менее 500 кг/м3.

По виду вяжущего вещества бетоны подразделяют на основе неорганических и органических вяжущих. К бетонам на неорганических вяжущих относят цементные (портландцемент и его разновидности), силикатные (известково-кремнеземистые вяжущие), гипсовые (гипс). К бетонам на органических вяжущих относят асфальтобетоны (битум) и полимербетоны (синтетические смолы).

По структуре различают бетоны со слитной структурой, крупнопо-

на конструкционные (для изготовления конструкций промышленных и гражданских зданий и инженерныхбконструкций), гидротехнические (об-

лицовки каналов, плотины, тру ы и другие гидротехнические сооружения), дорожные (дорожныеии аэродромные покрытия) и специальные (жаропрочные, кислотостойк е, щелочестойкие).

Для каждой разнов дности бетона характерны свои свойства и особенности. В строительствеСна более широко используют тяжелый бетон слитной структуры с плотностью 2100 – 2500 кг/м3 на плотных заполнителях из горных пород (гранит, диабаз и др.). Он обладает рядом свойств, которые в первую очередь зависят от свойств бетонной смеси [1].

Методические указания определяют порядок выбора сырьевых материалов для бетона, основной метод подбора составов тяжелого бетона различных классов по прочности на сжатие и устанавливают влияние различных рецептурно-технологических факторов на прочностные показатели тяжелого бетона.

Лабораторные работы предусмотрено выполнять в течение шести занятий (24 ч). На предыдущих занятиях должны быть испытаны заполнители и вяжущее вещество.

Первое занятие (4 ч) посвящено проектированию состава тяжелого бетона расчетно-экспериментальным методом с использованием формул, графиков, таблиц, а также данных об активности цемента, свойствах и качестве заполнителей. Подбор состава бетона включает в себя определение

3

номинального состава, расчет и корректировку рабочего состава, расчет и передачу в производство рабочих дозировок [2]. Подбор номинального состава бетона должен выполняться по утвержденному заданию. Рабочие составы бетона назначают при переходе на новый номинальный состав и далее при поступлении новых партий материалов тех же видов и марок, которые принимались при подборе номинального состава с учетом их фактического качества. Рабочую дозировку назначают по рабочему составу бетонной смеси с учетом объема приготовляемого замеса.

После определения номинальных составов проводится приготовление и корректировка опытных замесов, изготовление из них контрольных образцов с последующим хранением образцов в нормально-влажностных условиях.

На втором занятии (4 ч) определяется прочность бетона по контроль-

ным образцам по истечении 14 сут, рассчитывается 28 суточная прочность бетона и производится формовка образцов в зависимости от различного соотношения фракций крупного заполнителя.

№ 1), рассчитывается коэффициент вариации Ии определяется класс прочности запроектированного бетона, а также формуются образцы различных

На третьем занятии (4 ч) определяется фактическая прочность бетона

по истечении 28 суток нормального твердения (лабораторная работа

составов в зависимости от порядка загрузки и перемешивания сырьевых

общая пористость образцов, приготовленных на лабораторной работе № 3, а также формуются образцы в зависимости от вида или расхода пластифицирующих добавок.

На шестом занятии (4 ч) определяются средняя плотность, прочность тяжелого бетона, его водопоглощение и водостойкость (лабораторная работа № 4), а также фактическая и расчетная прочности образцов, приготовленных на лабораторной работе № 5.

ЗАДАНИЕ НА ПОДБОР СОСТАВА БЕТОНА

Задание на подбор состава бетона должно быть составлено для конструкций конкретной номенклатуры, изготовляемых из бетона одного вида и качества по определенной технологии.

Задание должно содержать:

4

1. Нормируемые показатели качества бетона в соответствии с техническими требованиями стандартов, технических условий или проектной документации на конструкции конкретных видов, для которых предназначен бетон.

2. Показатели качества бетонной смеси, длительность и режимы твердения бетона и другие условия производства, принимаемые по технологической документации, разработанной в соответствии с действующими стандартами, нормами и правилами.

3. Показатели однородности прочности бетона, а также соответствующий им средний уровень прочности, планируемые на предстоящий период.

4. Ограничения по составу бетона и применению материалов для его приготовления, установленные нормативно-технической и технологической документацией.

Состав бетона следует подбирать исходя из среднего уровня прочности. Значения среднего уровня прочности для подбора состава бетона принимают по ГОСТ 18105–2010 с учетом фактической однородности бетона и планируемых мероприятий по ее повышению [3].

Для случаев, когда отсутствуют данные о фактической однородности

5

Окончание табл. 1

Выбор вида цемента для различных условий работы конструкций проводится согласно табл. 2 [2].

Таблица 2

Выбор вида цемента для различных условий работы конструкций

н – не допускается. 2. В знаменателе приведены данные для быстротвердеющего портландцемента и шлакопортландцемента.

Для бетонов низких классов при наличии цементов высокой активности следует применять добавки молотого песка, золы-уноса ТЭС, моло-

6

того кислого граншлака, активные минеральные добавки естественного происхождения [9, 10].

Рекомендуется применять добавки поверхностно-активных веществ (ПАВ), позволяющих повысить подвижность бетонных смесей, экономить цемент, улучшить структуру и свойства затвердевшего бетона, его коррозионную стойкость и морозостойкость [11, 12].

Минимальный расход цемента для железобетонных конструкций должен быть не менее 220 кг на 1 м3. При применении добавки золы-уноса расход цемента может быть снижен до 180 кг. Для бетона внутренних зон гидротехнических плотин расход цемента допускается снижать до 100 кг на 1 м3. Минимальный расход цемента в зависимости от его вида, условий эксплуатации и видов конструкций приведен в табл. 3 [11].

На практике часто минимальный расход цемента назначают в соответствии с требованиями нормативного документа – СНиП 82–02–95 федеральные (типовые) элементные нормы расхода цемента при изготовлении бетонных и железобетонных изделий и конструкций (ТЭН) [13].

Типовые элементные нормы расхода цемента распространяются на изделия из тяжелых и мелкозернистых бетонов, изготовляемые по поточноагрегатной, конвейерной, стендовой или кассетной технологиям. Для уплотнения бетона и формования изделий применяются все виды вибрационных воздействий. Бетоны, предназначенные для работы в эксплуатационных условиях под статической нагрузкой в неагрессивной водной или воздушной среде.

7

ТЭН регламентируют содержание цемента в 1 м3 бетонных изделий и конструкций (в плотном теле), обеспечивающее им заданные свойства (класс прочности на сжатие, марки по морозостойкости, водонепроницаемости), предусмотренные проектной документацией при применении технологических приемов и режимов производства, а также цементов и заполнителей, отвечающих требованиям действующих стандартов, строительных норм и правил.

ТЭН не должны использоваться для непосредственного назначения местных элементных норм расхода цемента и номинальных составов бетона без лабораторных подборов составов и учета конкретных условий производства.

ТЭН устанавливаются умножением базовой нормы расхода цемента на коэффициенты, приведенные в соответствующих пунктах СНиП, учиты-

вающие удобоукладываемость бетонной смеси, проектные характеристики И

бетона, цемента, заполнителей, а также технологические особенности производства.

В качестве крупного заполнителя Дв бетоне могут быть использованы

Основным мелким заполнителем для бетонов является природный

песок. Допускается при соответствующем обосновании применять мелкие

щебеночные и гравийные материалы естественного происхождения, а также искусственные щебниитипа «керамдор», «лека» и др. Допускается применение щебневидных , при достаточном обосновании, гравиеподобных отходов, получаемыхСпри переработке и обогащении черных и цветных металлов, асбеста, шлаков др.

Не допускается применять щебень из осадочных пород с примесью мергеля или аморфного кремнезема, разрушающихся при воздействии атмосферных факторов или щелочей, содержащихся в цементе. Не допускается применять природную гравийно-песчаную смесь без ее рассева на песок и гравий, а также гравий, содержащий в своем составе зерна глинистого сланца, легко разрушающиеся при насыщении их водой и замораживании. Исключением являются оптимальные гравийно-песчаные смеси, соответствующие техническим условиям в природном состоянии.

Наибольшая крупность заполнителей (НКЩ) в зависимости от видов бетонируемых элементов назначается по табл. 4, а содержание фракций крупного заполнителя в смеси принимается по табл. 5 [11].

Для класса бетона по прочности до В20 рекомендуется рядовой крупный заполнитель (гравий, карбонатный щебень). Для В30 – улучшенный крупный заполнитель (мытые щебень и щебень из гравия). Для В40−В50 – высококачественный крупный заполнитель (гранитный и базальтовый ще-

8