книги из ГПНТБ / Ерин Б.Г. Контроль качества мостостроительных работ

Из теста нормальной густоты скатывают несколько шариков диа­ метром около 4 см. Шарики укладывают на стеклянные пластинки и встряхиванием превращают их в лепешки диаметром 7—8 см.

. Через каждые 5 мин. на поверхности лепешек делают неглубокие надрезы лезвием бритвы. За начало схватывания принимают мо­ мент, когда след от надреза перестает заплывать, за конец — мо­ мент, когда на поверхности лепешки не остается заметного следа при проведении без нажима острием перочинного ножа.

Во время хранения на складах цемент предохраняют от увлажнения. Для этого пол склада должен быть выше уровня зем­ ли не менее чем на 20 см.

Песок и щебень для бетона должны быть чистыми. Примеси глины, ила или пыли не должны превышать 3% (по весу) для пе­ ска и 1% для щебня и гравия.

Наличие в заполнителях органических примесей даже в ма­ лом количестве (0,1%) снижает прочность бетона на 20—25%.

Советские и зарубежные исследования показывают, что только промывка щебня увеличивает прочность бетона на 10—20%. При­ меси пылеватых частиц увеличивают ползучесть бетона, что осо­ бенно нежелательно в напряженно-армированных конструкциях. Поэтому бетоны для искусственных сооружений рекомендуется го­ товить только на промытых заполнителях.

Щебень применяют из камня твердых изверженных пород проч­

смеси с малой подвижностью или при бетонировании высоких ре­ бер тонкостенных конструкций заполнитель должен быть еще мель­ че. Для получения наиболее плотного бетона заполнитель целесо­ образно сортировать по фракциям: 5—10, 10—20, 20—40 и 40—80 мм. Дозирование этих фракций должно обеспечить грану­ лометрический состав смеси крупного заполнителя в пределах за­ штрихованной площадки графика зернового состава щебня для бетона.

Песок для бетона применяют кварцевый, желательно крупный, с объемным весом не менее 1550 кг/м3. Кривая просеивания такого песка должна располагаться в пределах зернового состава, реко­ мендуемого ГОСТом. При отсутствии крупного можно применять мелкие пески, однако в связи с большой пористостью их примене­ ние в бетонах высоких марок связано с перерасходом цемента, для уменьшения которого целесообразно использовать пластифицирую­ щие добавки.

Вопрос о целесообразности применения местных мелких песков взамен крупных привозных решают на основании экономических подсчетов.

50

Содержание в песке сернокислых и сернистых соединений в пе­ ресчете на S 0 3 должно быть не более 1% по весу, слюды — 2%.

Пригодность заполнителей устанавливают на основании испы­

вают в общую пробу из которой берут для испытания до 20 кг щеб­ ня и до 5 кг песка. При испытании щебня определяют грануломет­ рический состав, объемный и удельный веса, объем пустот, содер­ жание глинистых частиц и органических примесей, водопоглогцение и морозостойкость, содержание сернокислых соединений и лещадок. Испытания выполняют в соответствии с ГОСТ 8269—56.

При испытании определяют объемный и удельный веса песка, гранулометрический состав, содержание глины, сернокислых сое­ динений, слюды, органических примесей и пустотность в соответст­ вии с ГОСТ 8735—58.

Для затворения смеси и ухода за бетоном можно применять воду, пригодную для питья, а также морскую. Вода, загрязненная кислотами, солями, маслами или органическими примесями, имею­

Пригодность воды определяют в соответствии с ГОСТ 4798—57. Состав бетонной смеси должен обеспечить достаточную плот­

ность и удобоукладываемость смеси при минимальном расходе це­ мента.

Содержание цемента должно быть не менее, а водоцементное отношение не более указанного в табл. 8.

51

С целью получения бетонов наибольшей прочности при наи­ меньшем расходе цемента рекомендуется подбирать составы бетон­ ной смеси с водоцементным отношением, значительно меньшим указанного в табл. 10.

Подвижность проектируемой смеси, назначаемая в зависимости бт насыщения конструкции арматурой и от метода уплотнения, определяют осадкой конуса или показателем удобоукладываемости в соответствии с ГОСТ 6901 и ГОСТ 4799. Предельная подвиж­ ность смеси не должна быть больше указанной в табл. 9.

Т а б л и ц а 9

Рекомендуется применять пластифицированные цементы, при этом можно уменьшить количество воды в смеси на 10—12%, обе­ спечив ту же подвижность смеси. При отсутствии пластифицирован­ ных цементов следует вводить пластифицирующие добавки. В ка­ честве пластификатора наиболее целесообразно использовать сульфитно-спиртовую барду (ссб) в количестве 0,20—0,25% от ве­ са цемента (в пересчете на сухое вещество добавки) или мыло­ нафт в количестве 0,07—0,10% от веса цемента. Абиетиновая кис­ лота или омыленный древесный пек не рекомендуются, так как смоляные кислоты, обработанные щелочью, увеличивают микропористоть бетона, что нежелательно для бетонов, предназначенных для искусственных сооружений.

Пластифицирующие добавки повышают плотность цементного камня, однородность, прочность, водонепроницаемость и морозо­ стойкость. Избыточное количество добавок уменьшает прочность бетона и замедляет его твердение, особенно в раннем возрасте.

Из подобранных составов бетонной смеси изготавливают кон­ трольные образцы для испытания на сжатие — не менее трех из каждого состава и для каждого срока испытания. Обычно образ­ цы испытывают на 7-е и 28-е сутки. Все данные по подбору соста­ вов бетонной смеси и по испытанию контрольных образцов пробных замесов фиксируют в карточке подбора состава смеси.

В процессе выполнения работ устанавливают постоянный кон­ троль за качеством выпускаемой бетонной смеси, состав которой

52

должен строго соответствовать принятому при подборе. Необходи­ мо проверять гранулометрический состав заполнителей и их влаж­ ность, следить за тем, чтобы цемент подавался из соответствующих закромов, за временем и качеством перемешивания смеси и ее транспортированием.^

Особенно тщательный контроль ведут за влажностью заполни­ телей, хранящихся обычно на открытом воздухе и подверженных увлажнению атмосферными осадками.

При изменении влажности заполнителей необходимо корректи­ ровать состав смеси с обязательной проверкой удобоукладываемости. При длительном транспортировании смеси, особенно в жар­ кую погоду, удобоукладываемость проверяют у места укладки смеси.

дозируют с точностью ± 1%, заполнители — с точностью— ± ’2%- Для высокомарочных бетонов, применяемых в пролетных строе­ ниях мостов, необходимо придерживаться точности дозирования,

установленной для бетонов заводского изготовления.

Бетонную смесь приготавливают в бетономешалках свободного падения или принудительного действия. Бетономешалки свободно­ го падения приспособлены для перемешивания пластичных смесей. При приготовлении в них жестких смесей время перемешивания увеличивают не менее чем вдвое, но и при этом вследствие нали­ пания части раствора на стенках и лопастях барабана обеспечить достаточную однородность смеси не удается. Поэтому жесткие бетонные смеси целесообразно готовить только в бетономешалках принудительного действия.

При жестких смесях на мелких заполнителях время перемеши­ вания увеличивают до 2—3 мин.

Бетономешалки принудительного действия рационально приме­ нять и при приготовлении смеси пластичной консистенции, что ши­ роко распространено за рубежом. При этом за счет повышения однородности смеси, по данным ВНИИСтройдормаша, прочность бетона можно повысить на 5— 17%.

Увеличивать число оборотов бетономешалки для сокращения времени не разрешается. Изменение объема загрузки барабана по сравнению с его номинальной емкостью не должно превышать 10% - Бетонная смесь при транспортировании не должна расслаивать­ ся; ее перевозят в плотной таре. Тару очищают от приставшего бе­ тона не реже двух раз в смену. Во избежание расслоения свобод­ ное сбрасывание смеси разрешается с высоты не более 3 м. При большой высоте смесь опускают по трубам или виброхоботам. Для уменьшения динамического воздействия смеси на опалубку и свежеуложенный бетон рекомендуется под трубой подвешивать сеткугаситель, размер ячеек которой в 1,5—2 раза должен превышать

размер наиболее крупного заполнителя.

Бетонную смесь укладывают горизонтальными слоями, толщи­

53

на которых зависит от типа бетонируемой конструкции и приме­ няемых вибраторов. При внутреннем вибрировании толщину слоя назначают равной 1,25 длины рабочей части вибратора (примерно 30—35 см); применяя поверхностные вибраторы, толщину слоя в сильно армированных конструкциях принимают равной 12 см, в малоармированных — 25 см.

Длительность вибрирования на каждой позиции составляет при

зицию. Шаг перестановки внутреннего вибратора не должен пре­ вышать полуторного радиуса его действия, т. е. примерно 60—80 см.

поверхности и выделение на ней цементного молока или воды. Ви­ брировать путем воздействия вибратора на арматуру не следует, так как это может вызвать потерю сцепления на нижерасположенном участке арматуры в схватившемся бетоне.

В настоящее время смесь вибрируют главным образом одночастотньщи вибраторами низкой частоты, имеющими около 3000 ко­ лебаний в минуту. Такая частота близка к собственной частоте ко­ лебаний крупного заполнителя, который под действием вибрации погружается в бетонную смесь и создает плотный каменный скелет. Более плотный бетон может быть получен при двухчастотном ви­ брировании, когда вторая, более высокая частота будет соответст­ вовать частоте собственных колебаний мелкого заполнителя. В этом случае все промежутки между частицами щебня будут плотно заполнены песком.

При изготовлении сборных пролетных строений целесообразно использовать глубинные вибраторы низкой частоты одновременно с наружными высокочастотными вибраторами Это позволит полу­ чить плотный бетон как внутри конструкции, так и у поверхностей, соприкасающихся с опалубкой, что уменьшает вредное влияние атмосферных воздействий в процессе эксплуатации сооружения.

В элементы сборных конструкций бетон следует укладывать не­ прерывно до окончания бетонирования элемента В монолитных со­ оружениях, где непрерывная укладка бывает невозможна или не­ желательна, конструкцию разбивают на секции бетонирования, ограниченные рабочими швами.

Каждую секцию следует бетонировать непрерывно. При вынуж­ денных перерывах в бетонировании продолжительностью более срока схватывания возобновлять укладку можно лишь после того, как ранее уложенный бетон приобретет прочность не менее

12 кг/см2ш

Перед возобновлением бетонирования поверхность старого бе­ тона, сопрягаемую с новым (рабочий шов), обрабатывают, удаляя с нее цементную пленку и смачивая водой или слабым раствором соляной кислоты. Непосредственно перед возобновлением бетони-

54

рования желательно покрыть старый бетон слоем раствора толщи­ ной 1,5—2 см того же состава, что и в укладываемой смеси.

Рабочие швы ослабляют конструкцию, поэтому желательно их назначать в тех местах, где усилия или напряжения будут неболь­ шими. В балочных мостах бетонирование часто ведут в два приема: вначале бетонируют балочную клетку до уровня низа вутов плиты, затем плиту. Рабочий шов в этом случае расположен вблизи ней­ тральной оси сечения, т. е. в зоне малых напряжений. В рамах ра­ бочие швы располагают вне узлов, в сводах — параллельно их обра­ зующей, в плитах — параллельно рабочему направлению.

Для исключения воздействия возможной осадки подмостей на неокрепший бетон бетонирование неразрезных, консольных и ароч­ ных пролетных строений следует вести отдельными секциями. Длину основных секций намечают исходя из сменной укладки бетона; длина промежутков между ними должна обеспечить удобство ра­ боты при обработке рабочих швов, и ее принимают равной 1,2— 1,5 м. Рабочие швы делают перпендикулярными оси бетонируемо­ го элемента, для чего в торцах секций устанавливают опалубку. Для облегчения обработки рабочих швов эту опалубку перед бето­ нированием секций смазывают густым раствором сульфитно-спир­ товой барды; благодаря этому поверхность бетона шва имеет нич­ тожную прочность, и бетон легко очищается до зерен крупного за­ полнителя проволочнымищетками.

Разбивка на секции и порядок их бетонирования устанавлива­ ются проектом.

Свежеуложенный бетон следует предохранять от ударов и со­ трясений. По забетонированным конструкциям нельзя пропускать автомобили, краны и прочие тяжелые грузы. Опирание стоек под­ мостей на свежеуложенный бетон может быть допущено не ранее приобретения им прочности 25 кг/см2.

Подводное бетонирование следует вести только в ограждении, защищающем смесь от воздействия проточной воды Укладку ведут методом вертикальноперемещающейся трубы без перерывов и с наибольшей интенсивностью (не менее 0,3 мъ/час на 1 м2 площади котлована). Диаметр труб назначают не менее 30 см. Количество труб определяют из расчета, чтобы радиус действия каждой трубы не превышал 3—3,5 м.

Низ трубы должен быть не менее чем на 1 м ниже верхней по­ верхности укладываемого бетона. Во время укладки труба должна быть постоянно заполнена смесью на всю высоту. Бетонную смесь применяют пластичную, с осадкой конуса 16—20 см, что достигает­ ся за счет использования гравия крупностью до 40 мм и обязатель­ ного применения пластифицирующих добавок. К откачке воды при­ ступают по достижении бетоном прочности не менее 25 кг/см2.

В процессе бетонирования и ухода за бетоном ведут журнал ра­ бот, в котором фиксируют все неполадки и отступления от приня­ той технологии производства работ, описывают порядок укладки смеси и примененные при этом механизмы, отмечают, как обраба­ тывали поверхность рабочих швов. Месторасположение рабочих

55

швов приводят на исполнительном чертеже конструкции. В этом же журнале фиксируют данные по уходу за бетоном.

Для нормального твердения бетона необходимы определенные температурно-влажностные условия. В первые дни твердения бетон выделяет большое количество тепла, поэтому нужно создавать влажную среду, так как, пересыхая, он заметно теряет прочность. Свободные от опалубки поверхности забетонированных конструк­ ций после окончания схватывания бетонной смеси укрывают рого­ жами, соломенными матами или слоем опилок толщиной более 5 см. Эти материалы и опалубку обильно поливают водой не реже двух раз в сутки, а в жаркую ветреную погоду — чаще. Уход за бе­ тоном, изготовленным на пэртланд-цементе, продолжается не ме­ нее 7 суток, на пластифицированных цементах или с пластифици­ рующими добавками— 14 суток. При температуре ниже +5° бетон не поливают.

К моменту распалубки боковых поверхностей бетон должен иметь прочность не менее 25 кг/см2. Несущая опалубка плит проле­ том до 2 м может быть снята при достижении бетоном 50% проект­ ной прочности, балок пролетом до 8 м — 70%, балок пролетом бо­ лее 8 м — 100% прочности.

Во избежание появления трещин в растянутой зоне бетона раскружаливание следует производить плавно, без толчков и сотрясе­ ний. Порядок раскружаливания намечают такой, чтобы при каж­ дом этапе кривая прогиба пролетного строения была пропорцио­ нальна линии прогиба от собственного веса. В качестве приборов раскружаливания могут быть использованы кобылки, песочные ци­ линдры и домкраты.

Перед раскружаливанием боковую поверхность пролетных строений освобождают от опалубки и тщательно осматривают. Раскружаливание начинают только после определения действи­ тельной прочности бетона на основании испытания контрольных образцов. В процессе раскружаливания продетные строения ниве­ лируют после каждого этапа работы. При балочных конструкциях точки нивелирования назначают посередине пролета каждой балки и у опор. В неразрезных и арочных мостах нивелируют дополни­ тельно в четвертях пролета. В результате этих работ составляют акт, в котором указывают данные нивелирования и результаты на­ блюдений и описывают ход процесса.

Элементы монолитных искусственных сооружений после рас­ кружаливания подлежат промежуточной приемке, при которой вы­ являют дефекты и определяют соответствие размеров элементов допускам, приведенным в табл. 8. Кроме того, должны быть выдер­ жаны следующие дополнительные требования:

отклонения верхних видимых горизонтальных и наклонных пло­ скостей от проектного положения не должны превышать: на 1 пог. м длины плоскости — 5 мм, на всю длину — 20 мм;

отклонения в отметках поверхностей опирания пролетных строе­ ний должны быть не более 5 мм;

56

неплотное опирание пролетных строений на опорные части не до­ пускается.

Сборные элементы после освобождения от опалубки подлежат промежуточной приемке, при которой руководствуются следующими допусками:

Для звеньев труб, изготовленных в виброформах с внутренним коническим вкладышем, допуск по толщине стенки относится к сече­ нию посередине длины звена.

Элементы, имеющие крупные сколы и раковины, уменьшающие несущую способность, а также сквозные трещины, подлежат бра­ ковке.

Во время бетонирования массивных сооружений готовят одну се­ рию образцов на каждые 50 м3 бетона одинакового состава, но не менее одной серии на каждую конструкцию. При необходимости загружения этих конструкций до достижения ими 28-суточного возра­ ста назначают дополнительную серию образцов.

При изготовлении элементов сборных конструкций на каждые 50 ж3 уложенного бетона или на каждый блок пролетного строения готовят по четыре серии контрольных образцов. Первая серия пред­ назначена для определения прочности бетона к моменту п^^дщ ки элемента на склад готовой продукции, вторая — ко времени его"Т)т- грузки со склада, третья — к моменту загружения конструкции и четвертая — для определения прочности на 28-е сутки. Каждая се­ рия состоит из трех образцов.

Формы для изготовления образцов должны быть разборными стальными со строганой внутренней поверхностью. При работе на временных полигонах допускают применение деревянных форм. От­ клонения в размерах форм не должны превышать ± 1 % по длине ребра и ± 2 % от прямого угла. Перед заполнением бетоном внут­ реннюю поверхность форм очищают и смазывают минеральным маслом.

Бетонную смесь укладывают в форму с некоторым избытком, после чего уплотняют на виброплощадке с частотой колебаний 3000 ± 200 в минуту и амплитудой 0,35 мм. При отсутствии вибро­ площадки для этой цели используют площадочный вибратор. Вре­

57

мя уплотнения должно соответствовать установленному показа­ телю удобоукладываемости для смеси данного состава.

По окончании вибрирования избыток бетона срезают ножом или металлической линейкой вровень с краями формы, и поверх­ ность заглаживают мастерком.

Изготовленные контрольные образцы помещают в камеру с тем­ пературой воздуха 15—20° и относительной влажностью 90%, где они находятся в течение 2 суток, после чего формы снимают. Осво­ божденные от форм образцы храцят в камере с указанными темпе­ ратурой и влажностью до момента их испытания. При отсутствии камеры разрешается хранить образцы в помещении во влажном песке.

Если конструкцию изготовляют с применением обогрева, то одну из серий контрольных образцов хранят в описанных выше условиях, а другую подвергают обогреву при таком же режиме и длительности, как и конструкция, а затем хранят в идентичных с конструкцией условиях.

Образцы испытывают на прессе, одна из опорных плит которо­ го должна иметь шаровую опору. Пресс и манометры тарируют не реже двух раз в год. Точность показаний пресса должна быть ± 2 % .

Перед испытанием образцы подлежат осмотру и обмерам. Гра­ ни образцов должны быть параллельны и не иметь раковин. Рабо­ чую площадь образца определяют на основании замеров посере­ дине его высоты.

Нагрузка при испытании должна возрастать непрерывно и рав­ номерно со скоростью 2—3 кг)см2 в секунду, вплоть до разрушения образца. Предел прочности контрольного кубика вычисляют с точ­ ностью до 1 кг/см2 путем деления разрушающей нагрузки на рабо­ чую площадь образца. За предел прочности бетона принимают среднее арифметическое из результатов испытаний трех образцов. Если наименьший результат испытания одного из трех образцов отличается более чем на 20% от следующего большего показателя, то его отбрасывают и предел прочности вычисляют по двум наи­

Прочность бетона контрольных образцов иногда резко отли­ чается от прочности в конструкции. Это может быть тогда, когда бетонирование сооружения велось во время сильного дождя, при плохой проработке бетона или при разных термовлажностных ус­ ловиях твердения контрольных образцов и бетона конструкции.

Часто бывают утеряны контрольные образцы или отсутствует должная маркировка В этих случаях прочность бетона необходи­ мо определять непосредственно в сооружении.

58

Из большого числа известных методов определения прочности бетона в сооружении наиболее употребительны проверка молот­ ком и зубилом и проверка по отпечатку стального шара.

Проверка молотком и зубилом дает неточные результаты, но при бетоне низких марок — достаточные для практических целей. При этом испытании зубило устанавливают на зачищенную сталь­ ной щеткой поверхность бетона, минуя заметные зерна щебня. Прочность бетона определяют по табл. 10.

Т а б л и ц а 10

сильев, П. И. Звонарев и др.) широко применялось до настоящего времени. Детальная проверка этого метода, проведенная в НИИ по строительству Министерства строительства РСФСР, показала полнейшую невозможность получения при помощи указанных при­ боров хотя бы приближенной зависимости между прочностью бе­ тона и диаметром отпечатка стального шара.

Для определения характеристик бетона ряд исследовательских организаций применяет физические методы испытаний: ультразву­ ковые, радиометрические и вибрационные. Эти методы еще далеки от совершенства; применяемая аппаратура серийно не выпускает­ ся, поэтому они не получили широкого распространения.

Модуль бетона пролетного строения может быть определен до­ статочно точно динамическим способом, путем замера частоты собственных колебаний при испытании ударной нагрузкой.

Существует зависимость между частотой собственных колеба­ ний, жесткостью и массой:

59