материалы ТВЗ папка ДИПЛОМ-2014 / зим бед / УП Зимнее-бетонирование-2011
.pdf
1. Основы теории зимнего бетонирования
нимального размера сечения конструкции и больше минимального расстояния между стержнями арматуры.
Зерновой состав гравия (рис. 4) должен располагаться по возможности в пределах заштрихованной площадки.
, % |
|
|
|
|
|
|
|
а% |
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
80 |
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
.25 |
наиб |
наиб |
. |
наиб |
наим) |
,наим |
|
0,5 5(Dнаиб +Dнаим) |
Dнаим |
||||||
1,25Dнаиб |
Dнаиб |
||||||
|
Рис. 4. Зерновой состав гравия (щебня) |
|
|||||
Для бетонов применяется в основном крупный гравий, но с достаточным содержанием мелких и средних зерен. Пустотность гравия не должна превышать 45 %, а влажность учитывается при подборе состава бетонной смеси. Прочность зерен должна быть на 20–50 % выше марки бетона, который предполагают изготавливать из этого гравия.
Количество зерен слабых пород в гравии допускается не более 10 % для бетонов класса В7,5 и выше. Зерна гравия должны быть морозостойкими: в суровых климатических условиях необходимо выдерживать не менее 100–200 циклов, в умеренных – 50, в мягких 15–20 циклов. Примесей глины, ила, пылевидных частиц в гравии допускается не более 1 % (если количество примесей больше, то его промывают водой).
41
Технология бетонных работ в зимних условиях
В природе нередко встречаются готовые смеси песка и гравия. В этих случаях необходимо тщательно проверять постоянство состава и соответствие его существующим стандартам.
Щебень. Материал, полученный дроблением камней из горных пород, должен соответствовать ГОСТ 8267−93*
иГОСТ 8269.0−97* Росстроя России.
Втабл. 11 указаны основные свойства горных пород, которые можно использовать для приготовления щебня. К крупности,
зерновому составу, прочности и морозостойкости щебня предъявляют те же требования, что и к гравию. Щебень обычно чище гравия и имеет меньше органических примесей. Глинистые и пылевидные примеси не должны превышать 1 % в щебне из изверженных пород, 2 % – в щебне из карбонатных пород для бетонов класса В22,5 и выше. Для бетонов более низких классов величина включений соответственно равна 3 и 2 % (по массе).
|
Свойства горных пород, |
Таблица 11 |
||||
|
|
|||||
используемых для приготовления щебня |
|
|||||
|
|
|
|
|
||
Группа пород |
Наименование |
Плотность, |
Прочность при2 |
Водопогло- |
||
по происхож- |
г/см |
3 |
сжатии, кгс/см |
щение, % |
||
дению |
|
|
(10–1 МПа) |
|||
Изверженные |
Гранит |
2,5–2,8 |
1000–3000 |
0,1–1,0 |
||
|
|
|
|
|||
Сиенит |
2,65–2,78 |
1500–2600 |
0,1–1,0 |
|||
|
Диорит |
2,7–2,95 |
1800–2400 |
0,1–1,0 |
||
Глубинные, |
Габбро |
2,85–3,1 |
1000–3500 |
0,01–0,2 |
||
Диабаз |
2,7–2,85 |
1000–4500 |
0,01–0,2 |
|||
интрузивные |
||||||
Порфир |
2,2–2,3 |
600–1500 |
0,3–1,5 |
|||
|
||||||
Излившиеся |
Базальт |
2,7–2,85 |
1000–4500 |
0,4–1,0 |
||
Андезит |
2,0–2,7 |
300–2500 |
0,1–0,2 |
|||
|
Перлит |
1,5–2,0 |
500–700 |
0,1–2,0 |
||
|
Известняк |
2,2–2,6 |
350–2000 |
0,5–30,0 |
||
|
(плотный) |
|||||
Осадочные |
|
|
|
|
||
Доломит |
2,4–2,8 |
1500–2000 |
0,5–15,0 |
|||
|
Песчаник |
1,9–2,8 |
1000–2500 |
0,2–2,5 |
||
|
Кварцит |
2,5–2,7 |
1200–4000 |
0,01–0,2 |
||
42
1. Основы теории зимнего бетонирования
Окончание табл. 11
Группа пород |
Наименование |
Плотность, |
Прочность при2 |
Водопогло- |
||
по происхож- |
г/см |
3 |
сжатии, кгс/см |
щение, % |
||
дению |
|
|
(10–1 МПа) |
|||
Метаморфи- |
Гнейсы |
2,4–2,8 |
500–2400 |
0,1–1,0 |
||
Сланцы |
2,2–2,6 |
600–3000 |
0,1–0,5 |
|||
ческие |
||||||
Мрамор |
2,6–2,8 |
500–2000 |
0,1–0,7 |
|||
|
||||||
Прочность щебня должна быть выше класса бетона: Rщ > 2Rб для бетона класса В22,5 и Rц > 1,5Rб – для бетонов более низких классов. Бетонные изделия и конструкции, находящиеся в агрессивной среде, должны быть изготовлены на щебне с водопоглощением не более3 % (по массе).
При выборе крупного заполнителя (щебень, гравий) для бетона оценивают его стоимость и технические свойства. Для высокопрочных бетонных изделий, а также преднапряженных конструкций, как правило, применяется щебень.
Вода. Для приготовления бетонной смеси используют любую воду (РН ≥ 4, т. е. некислую), не окрашивающую лакмусовую бумагу в красный цвет. Вода не должна содержать сульфатов более 2700 мг/л (в пересчете на SO4) и всех солей более
5000 мг/л.
Если качество воды вызывает сомнения, то необходимо изготовить партию контрольных образцов, испытать их и сравнить РН с показателямиобразцов, приготовленныхнаводеизводопровода.
Для бетонных изделий разрешается использование морской и соленой воды при наличии вышеприведенных условий. Учитывая, что соленая вода вызывает коррозию металлов, а также может выступать на поверхности бетона, запрещается
ее использование в бетонах внутренних конструкций |
жилых |
и общественных зданий, в жарком и сухом климате, |
а также |
в надводных сооружениях. |
|
Во время ухода за бетоном поливку его необходимо производить водой того же качества, что и для приготовления бетонной
43
Технология бетонных работ в зимних условиях
смеси. Если местная вода не удовлетворяет вышеперечисленным требованиям, то необходимо создать очистные сооружения.
1.3.3. Химические добавки
Химические добавки применяются для регулирования свойств бетона: ускорения твердения, улучшения удобоукладываемости, повышения морозостойкости. Условно их можно разделить на следующие группы:
–пластифицирующие добавки: сульфитно-дрожжевая бражка (СДБ), сульфитно-спиртовая барда и др.;
–пластифицирующе-воздухововлекающие добавки: мылонафт (M1), омыленная растворимая смола (ВЛХК), этилсили-
конат натрия (ГКЖ-10), метилсиликонат натрия (ГКЖ-11), нейтрализованный черный контакт (НЧК), нейтрализованный черный контакт рафинированный (КЧНР), пластификатор адипиновый (ПАЩ-1) и др.;
– воздухововлекающие добавки: смола нейтрализованная воздухововлекающая (СНВ), синтетическая поверхностно-активная добавка(СПД), омыленныйдревесныйпек(ЦНИПС-1) идр.;
–микрогазообразующие добавки: полигидросилоксаны
136-41 (бывш. ГКЖ-94) и 136-157М (бывш. ГКЖ-94М); этилгид-
ридсесквиоксан (ПГЭН) и др.;
–ускорители твердения бетона: сульфат натрия (СН), нитрат натрия (HH1), хлорид кальция (ХК), нитрат кальция (НК), нитрит-
нитрат кальция (ННК), нитрит-нитрат-сульфат натрия (ННСН), нитрит-нитрат-хлоридкальция (ННХК) и др.;
– противоморозные добавки: ХК в сочетании с хлоридом натрия (ХН), нитрит натрия (НН), поташ (П), соединение нитрата кальция с мочевиной (НКМ), ХК + НН, ННХК, а также М – НК + М, ННК + М, HHXK + M и др.;
– ингибиторы коррозии стали: НН, ННК. Вышеуказанные добавки разрешается вводить в состав тя-
желых и конструктивных бетонов. Оптимальное количество до-
44
1. Основы теории зимнего бетонирования
бавок должно устанавливаться строительными лабораториями в зависимости от состава бетона и факторов окружающей среды, однако не должно превышать от массы цемента: СН – 2 %; НН, НК, ННК и ННХК – 4 %; ХК в бетоне армированных конструкций – 2 %, а в бетоне неармированных конструкций – 3 %.
В 2003 г. вышел новый ГОСТ 30459–2003 «Добавки для бетонов и строительных растворов. Методы определения эффективности» и ГОСТ 24211–2003 «Добавки для бетонов и строительных растворов.
1.4. Подбор состава бетона
Подбор состава бетона производится с учетом исходных данных одним из трех методов:
1) расчетно-экспериментальным – по формулам и графикам или таблицам, когда имеются данные об активности цемента и качестве заполнителей;
2)ускоренным, когда отсутствуют данные об активности цемента и качестве заполнителей;
3)по таблицам, графикам и номограммам, когда имеются
подробные данные по качеству составляющих бетон материалов. Затем состав бетона корректируют на опытных замесах по подвижности смеси, оптимальному количеству песка и проверяют на физико-механические характеристики, после их уточнения передают на производство. На заводе составы бетона
учитывают фактическую влажность заполнителей. Требования к материалам для приготовления бетона отра-
жены в подразд. 1.3.
1.4.1.Исходные данные для расчета
иподбора состава бетона
На возведение зданий и сооружений разрабатывается проект организации строительства и проект производства ра-
45
Технология бетонных работ в зимних условиях
бот (СНиП 12-01–2004) как неотъемлемая часть технических (технорабочих) проектов.
В этих документах устанавливаются проектный класс бетона, распалубочная и передаточная прочность (по ГОСТ 10180−90), указывается марка по водонепроницаемости (В), морозостойкости (Мрз), истираемости, коррозийной стойкости и др. с уточнением срока достижения требуемых свойств или ограничения значения В/Ц. Указываются подвижность (см), жесткость (с), определяемые по ГОСТ 10181−2000, вид и крупность заполнителя, вид и марка цемента при испытании по ГОСТ 310. 4−81*. При подборе состава бетона необходимо руководствоваться ограничениями, приведенными в табл. 12–14.
|
|
|
|
Таблица 12 |
|
Ограничения при воздействии морской и пресной воды |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
В/Ц для бетона ЖБК |
В/Ц для наружной |
|||
|
зоны массивных гра- |
||||
Условия службы бетона |
(немассивных) в воде |
витационных |
|||
|
|
сооружений в воде |
|||
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
морской |
пресной |
морской |
|
пресной |
|
|
|
|
|
|
В зоне переменного горизон- |
|
|
|
|
|
та воды при климатических |
|
|
|
|
|
условиях: |
|
|
|
|
|
особо суровых |
0,42 |
0,47 |
0,45 |
|
0,48 |
суровых |
0,45 |
0,5 |
0,47 |
|
0,52 |
умеренных |
0,5 |
0,55 |
0,55 |
|
0,56 |
|
|
|
|
|
|
Вчастях сооружений, посто- |
|
|
|
|
|
яннонаходящихсяподводой: |
|
|
|
|
|
напорных |
0,55 |
0,58 |
0,56 |
|
0,58 |
безнапорных |
0,6 |
0,62 |
0,62 |
|
0,62 |
Во внутренних зонах соору- |
Принимается из условий обеспечения во- |
||||
донепроницаемости, прочности, ограни- |
|||||
жений |
чения тепловыделения, изменения объема |
||||
|
|
(не выше 0,75) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
46
1. Основы теории зимнего бетонирования
Таблица 13
Ограничения при воздействии жидких агрессивных сред
Среда и характеристика |
Марка по водонепроницае- |
Предельное |
|
плотности |
мости |
В/Ц |
|
|
|
|
|
При воздействии жидких аг- |
|
|
|
рессивных сред на конструк- |
|
|
|
ции гидротехнических со- |
|
|
|
оружений и промышленных |
|
|
|
зданий и сооружений в соот- |
|
|
|
ветствии с требованиями |
|
|
|
главы СНиП 2.03.11–85 для |
|
|
|
бетонов: |
В-2 |
≤ 0,6 |
|
нормальной плотности |
|||
В-4 |
≤ 0,7 |
||
|
|||
повышенной плотности |
В-6 |
≤ 0,55 |
|
особо плотных |
В-8 |
≤ 0,45 |
|
В-12 |
≤ 0,4 |
||
|
Примечание. При укладке бетона в изделия методами ударной технологии марка бетона поводонепроницаемостипри указанныхВ/Цповышается на однустепень.
|
Таблица 14 |
Ограничения при переменном действии воды и мороза |
|
|
|
Марка бетона по морозостойкости (Мрз) |
В/Ц не более |
|
|
100 |
0,6 |
200 |
0,55 |
300 |
0,5 |
400 |
0,45 |
500 |
0,4 |
Примечание. Для повышения морозостойкости бетона рекомендуется применять добавки СДБ, СНВ, ГКЖ-10, -11 и -94, эмульбит, комплексную СДБ+СНВ и др. по специальным рекомендациям.
Втабл. 15 приведены допуски по крупности заполнителей
взависимости от видов бетонируемых элементов и способов
подачи смеси к месту укладки.
47
Технология бетонных работ в зимних условиях
|
Таблица 15 |
|
Допуски по крупности заполнителя |
||
|
|
|
Вид конструкций и способ укладки |
Допускаемая наибольшая крупность |
|
бетонной смеси |
заполнителя (НКЩ) |
|
|
|
|
Плиты покрытий, перекрытий |
Не более 1/2 толщины стены |
|
|
|
|
Балки, колонны, рамы |
Не более 3/4 наименьшего расстоя- |
|
ниямежду стержнямиарматуры |
||
|
||
Укладка бетонной смеси в скользя- |
Не более 1/6 наименьшего размера |
|
щую опалубку |
поперечного сечения конструкции |
|
Подача бетонной смеси по хоботам и |
Не более 1/3 диаметра и при содер- |
|
бетононасосам |
жании лещадки не более 15 % |
|
|
|
|
В табл. 16 дано соотношение фракций крупного заполнителя в бетонной смеси.
Таблица 16
Соотношение фракций крупного заполнителя в бетонной смеси
Наибольшая |
|
Соотношение между фракциями, % |
|
|||
крупность |
|
|
Размер фракций, мм |
|
||
заполнителя |
5–10 |
10–20 |
|
20–40 |
40–80 |
80–120 |
(НКЩ) |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
10 |
100 |
– |
|
– |
– |
– |
20 |
25–40 |
60–75 |
|
– |
– |
– |
40 |
15–25 |
20–35 |
|
40–65 |
– |
– |
80 |
10–20 |
15–25 |
|
20–35 |
35–55 |
– |
120 |
5–10 |
10–20 |
|
15–25 |
20–30 |
30–40 |
Примечание. При необходимости зерновой состав крупного заполнителя уточняетсяэкспериментально.
В табл. 17 даны рекомендации по применению заполнителей в зависимости от требуемого класса бетона.
Подвижность и жесткость бетонной смеси устанавливают в зависимости от способа укладки и вида конструкции (табл. 18)
48
1.Основы теории зимнего бетонирования
всоответствии с указанием нормативных документов по строительству, действующих на территории Российской Федерации.
|
Таблица 17 |
|
Рекомендации по применению заполнителей |
||
|
|
|
Класс бетона |
Рекомендуемый заполнитель |
|
|
|
|
В22,5 |
Рядовой крупный заполнитель – щебень, гравий |
|
ипесокдля строительных работ. ГОСТ 5578−94*, |
||
|
ГОСТ8269.1−97, ГОСТ7392−2002, ГОСТ8267–93* |
|
В30 |
Улучшенный крупный заполнитель (мытый ще- |
|
бень из гравия, гравий) |
||
|
||
|
Высококачественный крупный заполнитель (гра- |
|
В40 и В45 |
нитный и базальтовый щебень, щебень из плотно- |
|
|
го известняка, доломита) |
|
|
Особовысококачественный щебень из незатрону- |
|
В45 и выше |
тых выветриванием прочных изверженных пород с |
|
шероховатой поверхностью излома при дроблении |
||
|
||
|
(мелкокристаллические граниты) |
|
Таблица 18
Способ укладки и виды конструкций
|
Способы укладки бетонной смеси |
||||
|
|
с вибрацией |
|
без виб- |
|
|
|
|
рации |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Ж, с |
|
|
|
Конструкция |
|
Комплекс 62 – Бетоны |
|
||
ОК*, |
и растворы. Государст- |
ОК*, |
|||
|
венные стандарты по |
||||
|
см |
строительству Минре- |
см |
||
|
|
гион России. Госстрой |
|
||
|
|
ОАО ВНиИНТПИ. |
|
||
|
|
Москва 2008 |
|
||
Сборный железобетон на жест- |
|
|
|
|
|
ких смесях с немедленной рас- |
0 |
90–35 |
|
20–10 |
– |
палубкой |
|
|
|
|
|
49
Технология бетонных работ в зимних условиях
Окончание табл. 18
|
|
|
Способы укладки бетонной смеси |
||||
|
|
|
|
с вибрацией |
|
без виб- |
|
|
|
|
|
|
рации |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ж, с |
|
|
|
Конструкция |
|
Комплекс 62 – Бетоны |
|
||||
ОК*, |
и растворы. Государст- |
ОК*, |
|||||
|
|
|
венные стандарты по |
||||
|
|
|
см |
строительству Минре- |
см |
||
|
|
|
|
гион России. Госстрой |
|
||
|
|
|
|
ОАО ВНиИНТПИ. |
|
||
|
|
|
|
Москва 2008 |
|
||
Подготовка под |
фундаменты |
|
|
|
|
|
|
и полы, дорожные и аэродром- |
1–2 |
35–25 |
|
10–6 |
2–3 |
||
ные покрытия |
|
|
|
|
|
|
|
Массивные |
неармированные |
|
|
|
|
|
|
и с редко расположенной арма- |
2–4 |
25–15 |
|
6–4 |
3–6 |
||
турой |
|
|
|
15–10 |
|
|
|
Плиты, балки, колонны |
4–8 |
|
4 и менее |
6–12 |
|||
Конструкции с большим про- |
|
|
|
|
|
||
центом армирования (силосы, |
8–10 |
10–5 |
|
менее 2 |
12–15 |
||
бункера) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– |
|
|
|
|
Элементы КПД |
|
12–18 |
|
– |
– |
||
Буронабивные |
сваи, шахтные |
16–20 |
– |
|
– |
– |
|
стволы |
|
|
|
|
|
|
|
Конструкции, сильно насыщен- |
|
|
|
|
|
||
ные арматурой и |
закладными |
20–24 |
– |
|
– |
– |
|
деталями (швы, узлы, штрабы, |
|
|
|
|
|
||
пазухи и т. д.) |
|
|
|
|
|
|
|
* Осадка стандартного конуса.
Допустимое количество вовлеченного воздуха по объему уплотненной смеси приведено в табл. 19.
Капиллярная пористость морозостойкого бетона должна быть не более значений, указанных в табл. 20.
Минимально допустимое количество цемента в бетонах в зависимости от условий работы конструкций и подвижности смеси приведены в табл. 21.
50