книги из ГПНТБ / Пахомов, В. А. Бетон и железобетон в гидротехническом строительстве

Таблица 7. Виды добавок, применяемых в бетонах (по данным НИИЖБ)

ГКЖ-П повышают связанность смеси, уменьшают ее расслаи­ вание и жесткость;

ускоритель твердения бетона повышает электропроводность, ускоряет схватывание смеси.

При введении добавок повышаются технические свойства бе­ тона:

СДБ, ССБ, мылонафт, ВЛХК-1, ускоритель твердения или комплексная добавка на их основе повышают морозостойкость и водонепроницаемость бетона;

ГКЖ-94 повышает морозостойкость и водонепроницаемость бетона, предназначенного для эксплуатации в сильно агрессив­ ных средах;

20

мылонафт, ВЛХК-1, ГКЖ-Ю, ГКЖ-11 и ГКЖ-94 повышают солестойкость бетона в условиях капиллярного подсоса и испа­ рения солевых растворов, попеременного увлажнения и высуши­ вания, а также длительного и постоянного воздействия раство­ ров солей.

Для уменьшения тепловыделения бетона на ранней стадии его твердения в состав бетонной смеси вводят добавку СДБ, ССБ, ГКЖ-Ю или ГКЖ-11.

Для предотвращения появления выцветов на поверхности бе­ тона в состав смеси вводят добавку мылонафта, ВЛХК-1, ГКЖ-Ю или ГКЖ-П.

Оптимальное количество добавок устанавливается экспери­ ментальным путем, ориентировочное количество добавок — в со­ ответствии с табл. 8, 9 и 10.

Таблица 8. Рекомендуемые количества добавок ускорителей твердения для бе­

тона (по данным НИИЖБ)

Количество добавок в расчете на сухое вещество, проц. от массы

Вид добавки в зависимости от цели ее применения назначают на основании технико-экономических показателей. При выборе исходят из того, что добавки одного и того же вида, кроме уско­ рителей твердения, по своему эффекту практически равноценны.

Для сокращения режима тепловой обработки изделий в со­ став бетонной смеси вводят добавку ускорителя твердения бе­ тона. При выборе добавки следует руководствоваться тем, что Na2S04, K2SO4, Ca(N03)2 и ННК эффективны для цементов, при­ готовленных на основе низко- (С3А до 6%) и среднеалюминат-

ных (С3А=6-М 0% ) клинкеров, a NaCl, NaCl+NaN02, NaCl-f

ННК, СаС12, CaCl2+N aN 02, СаС12+Н Н К — также и на осно­ ве высокоалюминатных (С3А более 10%).

При применении добавок с целью уменьшения расхода цемен­ та ускорители твердения (У), пластифицирующие (П), пласти- фицирующе-воздухововлекающие (ПВ), воздухововлекающие (В) и комплексные (К) добавки по эффективности рекоменду-

21

Таблица 10. Рекомендуемые количества добавок для

бетона (по данным НИИЖБ)

Количество добавок в расчете на сухое вещество, проц. от массы цемента при

ются при расходе цемента: менее 350 кг/м3— В= П В > У Ж = = П, 350—400 кг/м3— К > П = У > В —ПВ, более 400 кг/м3 —

К= П > У > В = ПВ.

При изготовлении бетонных конструкций, к которым предъяв­ ляются специальные требования по морозостойкости или плот­ ности, а также изделий, предназначенных для эксплуатации в агрессивных средах, независимо от достигаемого эффекта по уменьшению расхода цемента целесообразно применять пласти-

фицирующе-воздухововлекающую или воздухововлекающую до­ бавку.

Заполнители для бетонов гидротехнического строительства применяются только кондиционные, строго определенного гра­ нулометрического (зернового) состава (ГОСТ 4797—69*) .

22

П е с к и рекомендуется применять с крупностью зерен до 5 мм (крупные и средней крупности), представляющие собой обогащенные смеси зерен твердых и плотных каменных пород, а

чистых мелких песков, но с модулем крупности не ниже 1,5 и при технико-экономическом обосновании целесообразности их применения (рис. 3).

Засоренность песков мелкой пылевой фракцией в зависимости от зон гидросооружений не должна превышать 2—3%, в том числе глиной 1—2%. Содержание в песке сернокислых и серни­ стых соединений в пересчете на S03 не должно превышать 1 % по весу, а слюды в зависимости от зональности — 1—3%. Опал и другие аморфные видоизменения кремнезема без специаль­ ной проверки не допускаются.

Щ е б е н ь и г р а в и й для гидротехнического бетона долж­ ны быть разделены на фракции в соответствии с существующим стандартом.

Хорошим зерновым составом гравия (щебня) считается тот, в котором имеются зерна разной величины, тогда пустотность оказывается наименьшей. Зерновой (гранулометрический) со­ став каждой фракции или смеси нескольких фракций должен находиться в пределах, указанных на рис. 4.

При соответствующем технико-экономическом обосновании допускается применение бетонов на пористых заполнителях. В качестве таких заполнителей может быть использован шла­ ковый щебень. По физико-механическим свойствам шлаковый щебень должен удовлетворять тем же требованиям, что и щебень из природного камня. Допускается применение зольного и аглопоритного гравия.

Применение бетонов на пористых заполнителях с использова­ нием золы-уноса в качестве вяжущего допускается только для

23

безнапорных бетонных конструкций. Расчетные характеристики таких бетонов должны быть обоснованы.

В о д а для промывки заполнителей используется незагряз­ ненная пресная или минерализованная, в том числе и морская, однако на последней стадии промывки должна применяться только пресная вода.

Вода для приготовления бетона не должна содержать вред­ ных примесей, препятствующих нормальному схватыванию и твердению цементов. К этим примесям относятся кислоты, суль­ фаты, жиры, растительные масла, сахар и т. п. Нельзя приме­ нять воду болотную и сточную, загрязненную вредными приме­ сями, с водородным показателем pH не менее 4 и содержащую сульфаты в пересчете на S03 более 0,27%. Разрешается при­ менять морскую воду с содержанием солей не более 2% для затворения бетонной смеси и поливки бетона на портландцементах при изготовлении неармированных массивных конструкций в слу­ чаях, когда на поверхности может быть допущено появление высолов.

ПРИГОТОВЛЕНИЕ БЕТОНА

К бетону монолитных и сборных конструкций и к бетонной смеси предъявляются следующие технические требования:

по прочности — в соответствии с проектной маркой бетона или с допустимой частью этой прочности, например, при распалубке, при спуске предварительно напряженной арматуры на бетон и т. д.;

по долговечности, т. е. длительной и надежной работе бетона в конструкциях при реальных условиях эксплуатации;

по консистенции бетонной смеси, определяющей собой возмож­ ность плотной укладки смеси в конструкциях, имеющихся в рас-

•поряжении строителей средств укладки при целесообразно наи­ меньшем расходе цементного теста в бетоне.

Основные положения технологии подбора состава бетонной смеси следующие:

количество цементного теста назначается таким, чтобы его бы­ ло достаточно для покрытия поверхности всего заполнителя и замещения пустот;

долговечность бетона, изготовленного из материалов, пригод­ ных для работы в данных условиях, зависит от плотности бето­ на, которая обеспечивается плотностью цементного камня, устра­ нением избытка свободной воды, необходимым количеством це­ ментного теста, плотной укладкой бетонной смеси, соответству­ ющим подбором гранулометрического состава заполнителей, введением различных полезных добавок, надлежащим режимом обработки и уходом за уложенным бетоном;

24

консистенция бетонной смеси из пригодных для бетонов мате­ риалов зависит только от количества цементного теста при пра­ вильном соотношении мелкого и крупного заполнителей

(табл. 11).

Таблица 11. Осадка конуса и показатели жесткости бетонной смеси в зависи­ мости от вида конструкций и методов их изготовления (по рекомендациям НИИЖБ с уточнением авторов)

Показатель

Осадка кону­ жесткости по Конструкции, изделия и методы их изготовления са, см техническому

вискозиметру,

сек

Монолитные конструкции

Качество гидротехнического бетона должно соответствовать требованиям ГОСТ 4795—68 по водостойкости, водонепроницае­ мости, морозостойкости, прочности и пониженному тепловыде­ лению при твердении.

За марку бетона принимают кубиковую прочность, т. е. пре­ дел прочности (временное сопротивление) при сжатии R кубика из бетона рабочего состава с размерами сторон 20 см, в возра­ сте 28 суток твердения в нормальных условиях (при температу­ ре от +15 до +20°С и относительной влажности воздуха 90— 100%) при постоянном и непрерывном загружении со скоростью 2—3 кГ/см2в секунду до разрушения.

25

Подбор состава бетона

Определение состава бетона заключается в установлении ко­ личественных соотношений между его компонентами, необходи­ мых для получения бетонной смеси и затвердевшего бетона, удовлетворяющих проектным требованиям для конструкций гид­ ротехнических сооружений.

Соотношение компонентов вначале устанавливается расчетным путем, а затем проверяется и уточняется на опытных замесах с реальными материалами, принятыми для данного участка строи­

тельства.

Рекомендуемые, предельные величины В/Ц для бетонов кон­ струкций, эксплуатирующихся в различных зонах сооружений с

Таблица 12. Зависимость между значением В/Ц, маркой бетона по водонепро­

ницаемости и характеристикой плотности бетона (по данным НИИЖБ)

Таблица 13. Наиболее допустимое В/Ц для бетона железобетонных конструк­

26

учетом агрессивности среды, можно установить по данным табл. 12, 13 и рис. 5, 6. Приведенные величины В/Ц дают воз­ можность получить морозостойкий бетон только при правильном выборе цемента и применении кондиционных заполнителей, а также при соответствующей технологии производства работ, включающей уход за бетоном, как одного из важных условий его долговечности.

Расход воды для бетонной смеси ориентировочно определяет­ ся по табл. 14. При уменьшении В/Ц на 0,1 расход воды увели­ чивают на 4—6%. При использовании в бетоне крупного запол­ нителя, поглощающего воду, при подборе состава смеси следу­ ет учитывать эту величину как дополнительную к принятой по табл. 14. Водопоглощеиие заполнителя определяют по ГОСТ 8269—64, а расход цемента — по формуле

27

Для уменьшения расхода вяжущего рекомендуется тщательно подбирать зерновой состав смеси заполнителей, фракционируя их и дозируя каждую фракцию отдельно, а также использовать добавки.

Определение минимального расхода цемента с учетом степени гидратации а и капиллярной пористости ГД производят по фор­ муле

где a=4W„ — показатель степени гидратации цемента;

Wn — количество связанной воды при данной степени гидратации;

П] — капиллярная пористость.

Показатель степени гидратации вяжущего принимается для гидротехнического бетона в возрасте 90 суток равным 0,66, а в возрасте 180 суток — 0,70. Этот показатель можно определить петрографическим методом.

Расход цемента, определенный по формуле (5), должен быть не менее требуемого из условия заданной прочности и определя­ емого по формуле

Расход песка П и крупного заполнителя Кр в тег на 1 м3 бето-

Для корректировки расхода песка и воды в процессе подбора состава бетона пользуются табл. 16.

Если показатель жесткости смеси получится больше заданно­ го, то удобоукладываемость не следует увеличивать за счет уве­ личения расхода воды, поскольку это потребует повышение рас­ хода цемента для сохранения заданной прочности и требуемых характеристик пористости. Уменьшение жесткости бетонной сме­ си достигается введением добавок.

28

400 и более 0,36—0,42 0 ,3 5 -0 ,3 8 0,32—0,38 0,37—0,42 0 ,3 5 -0 .4 2 0,34—0,4

Особенности подбора состава бетона с добавками*. Назначе­ ние состава бетона с требуемыми физико-техническими показа­ телями и технологическими свойствами бетонной смеси произво­ дят путем корректировки запроектированного и подобранного состава бетона без добавки. Причем проектирование и подбор состава бетона с пластифицирующей, пластифицирующе-возду- хововлекающей или воздухововлекающей добавкой можно про­ изводить сразу без предварительного подбора состава бетона без

добавки.

При применении добавки ускорителя твердения бетона с це­ лью сокращения режима тепловой обработки корректировку состава бетона, заключающуюся в установлении оптимального количества добавки, производят в следующем порядке.

Из подобранной бетонной смеси приготавливают замесы с вве­ дением добавки, количество которой назначается с интервалом 0,5% по табл. 7 и 8. Из смесей формуют образцы, которые под­ вергают тепловой обработке и испытывают на прочность при

* Раздел составлен в соответствии с первой редакцией «Указаний по при­ менению ускоряющих твердение, пластифицирующих, пластифицирующе-возду- хововлекающих, воздухововлекающих, микрогазообразующих и комплексных добавок к бетону при производстве сборных изделий». М , НИИЖБ, 1973.

29