Классификация бетонов
Согласно ГОСТ 25192 "Бетоны. Классификация и общие технические требования" бетоны классифицируются по следующим признакам:
- основному назначению;
- виду вяжущего;
- виду заполнителей;
- структуре.
В зависимости от основного назначения бетоны подразделяются на:
- конструкционные;
- специальные (жаростойкие, химически стойкие, декоративные, радиационно-защитные, теплоизоляционные и др.).
По виду вяжущего бетоны могут быть на основе:
- цементных вяжущих;
- известковых вяжущих;
- шлаковых вяжущих;
- гипсовых вяжущих;
- специальных вяжущих.
По виду заполнителей бетоны могут быть на:
- плотных заполнителях;
- пористых заполнителях;
- специальных заполнителях.
По структуре бетоны могут быть:
- плотной структуры;
- поризованной структуры;
- ячеистой структуры;
- крупнопористой структуры.
В конструкциях транспортных сооружений применяются тяжёлый и мелкозернистый бетоны. Тяжёлый бетон – это бетон плотной структуры на цементном вяжущем и плотных крупных и мелких заполнителях.
5.1.2 Требования к бетонам
Требования к бетонам устанавливаться по показателям, характеризующим прочность, среднюю плотность, стойкость к различным воздействиям, упругопластические, теплофизические, защитные, декоративные и другие свойства бетонов, а также но применению материалов для их приготовления и отдельным технологическим параметрам, обеспечивающим требуемое качество конструкций и изделий.
|
|
|
Требования к материалам для приготовления бетона (вяжущим, добавкам, заполнителям), его составу и технологическим параметрам должны устанавливаться исходя из основных характеристик качества бетона, в зависимости от назначения конструкций и условий их работы.
По показателям прочности бетона устанавливаются их гарантированные значения — классы (СНиП 2.03.01, ГОСТ 26633).
Класс бетона по прочности определяются прочностью базовых образцов бетона в установленном проектом возрасте, определяемой в соответствии с действующими государственными стандартами.
Для бетонов установлены следующие классы:
- по прочности на сжатие: В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40; В50; В55; В60; В65; В70; В75; В80; кроме этого, допускается применение бетонов промежуточных классов В22,5 и В27,5;
- по прочности на растяжение при изгибе: Вtb0,4; Вtb0,8; Вtb1,2; Вtb1,6; Вtb2,0; Вtb2,4; Вtb2,8; Вtb3,2; Вtb3,6; Вtb4,0; Вtb4,4; Вtb4,8; Вtb5,2; Вtb5,6; Вtb6,0; Вtb6,4; Вtb6,8; Вtb7,2; Вtb8,0;
- по прочности на осевое растяжение: Вt0,4; Вt0,8; Вt1,2; Вt1,6; Вt2,0; Вt2,4; Вt2,8; Вt3,2; Вt3,6; Вt4,0.
Соотношение между классами бетона и марками, применявшимися до введения нормирования прочности по классам и продолжающими действовать для бетона конструкций, запроектированных до ввода в действие СТ СЭВ 1406, приведено в табл. 5.1.
|
|
|
Марка бетонов по морозостойкости определяется количеством циклов попеременного замораживания и оттаивания в воде либо в растворе солей, которое выдерживают контрольные образцы, изготовленные и испытанные на морозостойкость согласно требованиям действующих государственных стандартов. Предусмотрены следующие марки по морозостойкости: F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500, F600, F800, F1000. Для бетона дорожных, мостовых конструкций, а также других транспортных сооружений морозостойкость бетона определяется при замораживании и оттаивании бетона в растворе хлористого натрия.
Марка бетонов по водонепроницаемости определяется максимальной величиной давления воды (в 0,1МПа), при котором не наблюдается ее просачивания через контрольные образцы. Установлены следующие марки по водонепроницаемости: W2, W4, W6, W8, W10, W12, W14, W16, W18, W20.
Марка бетона по средней плотности назначается для лёгких бетонов и определяется фактическим значением показателя массы в единице объема (в кг/м3) образцов, изготовленных и испытанных согласно требованиям действующих государственных стандартов.
Технические требования к бетону должны быть обеспечены изготовителем конструкции в проектном возрасте, назначаемым в зависимости от условий твердения бетона, способов возведения и сроков фактического загружения конструкций. Если проектный возраст не указан, то технические требования к бетону должны быть обеспечены в возрасте 28 суток.
|
|
|
Таблица 5.1
Соотношение между классами бетона по прочности на сжатие и растяжение
при изгибе и марками
| Класс бетона по прочности | Средняя прочность бетона (Rср)*, кгс/см2 | Ближайшая марка бетона по прочности | Отклонение ближайшей марки бетона от средней прочности класса, % | |||||
| Сжатие | ||||||||
| В3,5 | 45,8 | М 50 | +9,2 | |||||
| В5 | 65,5 | М 75 | + 14,2 | |||||
| В7,5 | 98,2 | М 100 | +1,8 | |||||
| В10 | 131,0 | М 150 | +14,5 | |||||
| B12,5 | 163,7 | М 150 | -8,4 | |||||
| В 15 | 196,5 | М 200 | + 1,8 | |||||
| В 20 | 261,9 | М 250 | -4,5 | |||||
| В 22,5 | 294,5 | M 300 | +1,9 | |||||
| В 25 | 327,4 | М350 | + 6,9 | |||||
| В 27,5 | 359,9 | М350 | - 2,7 | |||||
| В 30 | 392,9 | М400 | +1,8 | |||||
| В 35 | 458,4 | М450 | -1,8 | |||||
| B40 | 523,9 | М550 | + 5,0 | |||||
| В 45 | 589,4 | М600 | + 1,8 | |||||
| В 50 | 654,8 | М700 | + 6,9 | |||||
| В 55 | 720,3 | М700 | - 2,8 | |||||
| В 60 | 785,6 | М800 | + 1,8 | |||||
| В 65 | 851,5 | М900 | + 5,7 | |||||
| В 70 | 917,0 | М900 | - 1,8 | |||||
| В 75 | 932,5 | М 1000 | + 1,8 | |||||
| В 80 | 1048,0 | М 1000 | - 4,9 | |||||
| Растяжение при изгибе | ||||||||
| Btb 0,4 | 5,2 | Ptb5 | -3,8 | |||||
| Rtb 0,8 | 10,5 | Ptb 10 | -4,8 | |||||
| Btb 1,2 | 15,7 | Ptbl5 | -4,5 | |||||
| Btb 1,6 | 20,9 | Ptb 20 | -4,3 | |||||
| Btb 2,0 | 26,2 | Ptb 25 | -4,6 | |||||
| Btb 2,4 | 31,4 | Ptb 30 | -4,5 | |||||
| Btb 2,8 | 36,7 | Ptb 35 | -4,6 | |||||
| Btb 3,2 | 41,9 | Ptb 40 | -4,5 | |||||
| Btb 3,6 | 47,2 | Ptb 45 | -4,7 | |||||
| Btb 4,0 | 52,4 | Ptb 50 | -4,6 | |||||
| Btb 4,4 | 57,6 | Ptb 60 | +4,2 | |||||
| Btb 4,8 | 62,9 | Ptb 65 | +3,3 | |||||
| Btb 5,2 | 68,1 | Ptb 70 | +2,8 | |||||
| Btb 5,6 | 73,4 | Ptb 75 | +2,2 | |||||
| Btb 6,0 | 78,6 | Ptb 80 | +1,8 | |||||
| Btb 6,4 | 83,6 | Ptb 85 | +1,2 | |||||
| Btb 6,8 | 89,1 | Ptb 90 | +1,0 | |||||
| Btb 7,2 | 94,3 | Ptb 90 | -4,6 | |||||
| Btb 8,0 | 104,3 | Ptb 100 | -4,6 | |||||
* - средняя прочность бетона R ср рассчитана при коэффициенте вариации, равном 13,5%, и обеспеченности 95%.
|
|
|
Для бетонных и железобетонных конструкций транспортных сооружений применяются тяжёлый и мелкозернистый бетоны по ГОСТ 26633, минимальные проектные требования к которому установлены соответствующими нормативными документами. Проектными требования являются: класс прочности на сжатие и (или) растяжение при изгибе, марка по морозостойкости и марка по водонепроницаемости. В том случае, если бетон сооружения или конструкции в процессе эксплуатации находится под воздействием агрессивных сред, должен применяться бетон и защитные покрытия, обладающие стойкостью к такому воздействию, в соответствии с требованиями СНиП 2.03.11.
Минимальные проектные требования к бетону, предназначенному для покрытий и оснований автомобильных дорог, устанавливаются в соответствии со СНиП 2.05.02 "Автомобильные дороги" в зависимости от категории дороги и назначения бетона (покрытие, основание) - см. табл. 5.2.
Для строительства жёстких аэродромных покрытий применяется тяжёлый бетон по ГОСТ 26633. Допускается применять мелкозернистый бетон, отвечающий требованиям ГОСТ 26633, при этом его класс прочности на сжатие при использовании в однослойном или верхнем слое двухслойного покрытия должен быть не ниже В30.
Классы бетона по прочности на сжатие и на растяжение при изгибе принимается в соответствии со СНиП 32-04 не ниже значений, указанных в табл.5.3.
Марка бетона по морозостойкости для однослойных и верхнего слоя двухслойных покрытий аэродромов следует назначается в зависимости от района строительства – F200, F150, F100, F50.
Для нижнего слоя двухслойных аэродромных покрытий марку бетона по морозостойкости следует принимать при среднемесячной температуре наиболее холодного месяца, °С:
от 0 до минус 5.....................не ниже F50
от минус 5 до минус 15...........» F75
ниже минус 15.........................» F100
Таблица 5.2
Минимальные проектные требования к бетону покрытий и оснований автомобильных дорог
| Категория дороги | Назначение бетона | Минимальные проектные классы (марки) бетона | Минимальные проектные марки бетона по морозостойкости для районов со среднемесячной температурой воздуха наиболее холодного месяца, оС | |||
| по прочности на растяжение при изгибе | по прочности на сжатие | от 0 до минус 5 | от минус 5 до минус 15 | ниже минус 15 | ||
| I, II | Однослойное или верхний слой двухслойного покрытия | Вtb4,0 (Рtb50) | В30 | |||
| Нижний слой двухслойного покрытия | Вtb3,2 (Рtb40) | В22,5 | ||||
| III | Однослойное или верхний слой двухслойного покрытия | Вtb3,6 (Рtb45) | В27,5 | |||
| Нижний слой двухслойного покрытия | Вtb2,8 (Рtb35) | В20 | ||||
| IV | Однослойное или верхний слой двухслойного покрытия | Вtb3,2 (Рtb40) | В25 | |||
| Нижний слой двухслойного покрытия | Вtb2,4 (Рtb30) | В15 | ||||
| I-V | Основание | Вtb1,2 (Рtb15) | В5 |
Таблица 5.3.
Минимальные проектные требования к бетону аэродромных покрытий по прочности
| Аэродромное покрытие | Минимальный класс бетона по прочности на растяжение при изгибе | Минимальный класс бетона по прочности на сжатие |
| Однослойное и верхний слой двухслойного покрытия из бетона, армобетона, железобетона (с ненапрягаемой арматурой) | Btb 4,0 | не нормируется |
| Нижний слой двухслойного покрытия и подшовные плиты | Btb 2,8 | не нормируется |
| Сборное из предварительно напряжённых железобетонных плит, армированных: | ||
| проволочной арматурой или арматурными канатами | Btb 4,0 | В30 |
| стержневой арматурой | Btb 3,6 | В25 |
В конструкциях мостов и труб применяется тяжёлый бетон со средней плотностью от 2200 до 2500 кг/м3 по ГОСТ 26633, классов прочности от В 20 до В 60. Класс бетона назначается в зависимости от вида конструкций, их армирования и условий работы в соответствии с требованиями, приведёнными в табл. 5.4.
Для омоноличивания напрягаемой арматуры в открытых каналах мостовых железобетонных конструкций применяется бетон класса прочности при сжатии не ниже В30. Для омоноличивания стыков сборных конструкций применяется бетон класса прочности при сжатии не ниже принятого для стыкуемых элементов.
Марка бетона по морозостойкости для мостов и труб назначается в зависимости от климатических условий, расположения и вида конструкций в соответствии с табл. 5.5. Следует, однако, иметь в виду, что при определённых условиях, оговорённых в СНиП 2.05.03, марка бетона по морозостойкости может быть равна F 500. В ряде случаев марка по морозостойкости устанавливается на основе анализа конкретных условий.
Таблица 5.4
Минимальные проектные классы прочности бетона конструкций мостов и труб
| Вид конструкций, армирование и условия работы | Класс прочности на сжатие, не ниже |
| 1. Бетонные | В 20 |
| 2. Железобетонные с ненапрягаемой арматурой при расположении: а) в зоне переменного уровня воды | В 25 |
| б) в надземных частях сооружения | В 22,5 |
| в) в подземных частях сооружения, а также во внутренних полостях сборно-монолитных опор | В 20 |
| 3. Предварительно напряженные железобетонные: а) без анкеров: при стержневой арматуре классов: A-IV, Ат-IV | В 25 |
| A-V, Ат-V | В 30 |
| Ат-VI | В 35 |
| при проволочной арматуре: из одиночных проволок класса Вр | В 35 |
| из одиночных арматурных канатов класса К-7 | В 35 |
| б) с анкерами: при проволочной арматуре: класса В (при наружных или внутренних анкерах) | В 25 |
| из одиночных арматурных канатов класса К-7 | В 25 |
| из пучков канатов класса К-7 при стальных канатах (со свивкой спиральной, двойной и закрытых) | В 35 В 35 |
| 4. Блоки облицовки опорна реках с ледоходом при расположении мостов в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки, оС: минус 40 и выше | В 35 |
| ниже минус 40 | В 45 |
Некоторые элементы и части конструкций мостов и труб должны проектироваться из бетона, имеющего марку по водонепроницаемости не ниже:
W 4 – в подводных и подземных конструкциях, не подвергающихся электрической и химической коррозии;
W 6 – в остальных элементах и частей конструкций, в т.ч. в бетонируемых стыках железобетонных мостов и труб и в защитном слое одежды ездового полотна;
W 8 – в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40оС в железобетонных опорах в зоне переменного уровня воды, в блоках облицовки опор, а также во всех случаях в выравнивающем слое бетона одно- и двухслойной дорожной одежды ездового полотна, выполняющей гидроизолирующие функции.
Проектные требования к бетону тоннелей назначаются в соответствии со СНиП 32-04.
Проектный класс бетона конструкций тоннелей принимается не ниже:
В 30 – для сборных железобетонных обделок;
В 25 – для железобетонных монолитных обделок и опускных секций подводных тоннелей;
В 15 – для бетонных монолитных и набрызг-бетонных обделок, порталов, оголовков, внутренних монолитных железобетонных конструкций.
Для конструкций тоннелей плотность и проектные марки бетона по морозостойкости и водонепроницаемости назначаются в зависимости от принятой системы гидроизоляции и защиты тоннельной обделки от коррозии, от климатических и гидрогеологических условий и в соответствии со СНиП 2.03.01 и СНиП 2.03.11 для 1 класса сооружений.
Таблица 5.5
Марки по морозостойкости бетона мостовых конструкций
| Климатические условия, характеризуемые среднемесячной температурой наиболее холодного месяца согласно СНиП 2.01.01-82,°С | Расположение конструкций и их частей | ||||||
| в надводной, подземной и надземной незатопляемой зонах зонах | в зоне переменного уровня воды | ||||||
| Вид конструкций | |||||||
| бетонные массивные | |||||||
| железобетонные и тонкостенные бетонные (толщи ной менее 0,5 м) | бетонные массивные | железобетонные и тонкостенные бетонные | кладка тела опор (бетон наружной зоны) | кладка заполнения при блоках облицовки (бетон внутренней зоны) | блоки облицовки | ||
| Умеренные: | |||||||
| минус 10 и выше | — | ||||||
| Суровые: ниже минус 10 до минус 20 включ. | |||||||
| Особо суровые: ниже минус 20 | |||||||
5.2 Материалы для бетона
5.2.1 Цемент
В качестве вяжущих материалов для бетонов применяются портландцементы и шлакопортландцементы по ГОСТ 10178, сульфатостойкие и пуццолановые цементы по ГОСТ 22266 и другие цементы по стандартам и техническим условиям в соответствии с областями их применения для конструкций конкретных видов.
Вид и марку цемента следует выбирать в соответствии с назначением конструкций и условиями их эксплуатации, требуемого класса бетона по прочности, марок по морозостойкости и водонепроницаемости, величины отпускной или передаточной прочности бетона для сборных конструкций на основании требований стандартов, технических условий или проектной документации на эти конструкции с учетом требований ГОСТ 23464, а также воздействия вредных примесей в заполнителях на бетон.
Применение пуццолановых цементов для производства сборных железобетонных конструкций без технико-экономического обоснования не допускается.
Для производства сборных конструкций, подвергаемых тепловой обработке, следует применять цементы I и II групп эффективности при пропаривании по ГОСТ 10178. Применение цементов III группы допускается при согласовании со специализированными научно-исследовательскими институтами, технико-экономическом обосновании и согласии потребителя.
Для бетона дорожных и аэродромных покрытий, мостовых конструкций, дымовых и вентиляционных труб, железобетонных напорных и безнапорных труб, железобетонных шпал, стоек опор, свай для вечномерзлых грунтов должен применяться портландцемент на основе клинкера нормированного минералогического состава по ГОСТ 10178.
Для бетона дорожных оснований допускается применение шлакопортландцемента.
В бетоне для мостовых конструкций должен использоваться цемент с содержанием щелочных оксидов не более 0,6% в пересчёте на Na2O. Использование цемента с более высоким содержанием щелочных оксидов возможно только после проведения проверки заполнителей на потенциальную реакционную способность по отношению к щелочам. Это же следует отнести и к цементу для дорожных покрытий (ОСТ 218.2.001).
Заполнители
В качестве крупных заполнителей для тяжелых бетонов используют щебень и гравий из плотных горных пород ГОСТ 8267, а также щебень из шлаков ТЭЦ по ГОСТ 26644.
Применение гравия не допускается для бетонов:
- конструкций мостов и водопропускных труб, эксплуатируемых в районах со средней температурой наиболее холодной пятидневки ниже минус 40 град.С;
- транспортных сооружений с маркой по морозостойкости F200 и выше;
- транспортных железобетонных конструкций, рассчитываемых на выносливость.
В качестве мелких заполнителей для бетонов применяют природный песок и песок из отсевов дробления и их смеси, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 8736, а также золошлаковые смеси по ГОСТ 25592.
Показатели качества крупного заполнителя для тяжелого бетона определяют по ГОСТ 8269, мелкого заполнителя - по ГОСТ 8735.
В соответствие с ГОСТ 26633, в случае необходимости применения заполнителей с показателями качества ниже требований государственных стандартов, предварительно должно быть проведено их исследование в бетонах в специализированных центрах для подтверждения возможности и технико-экономической целесообразности получения бетонов с нормируемыми показателями качества.
Крупный заполнитель в зависимости от предъявляемых к бетону требований выбирают по следующим показателям: зерновому составу и наибольшей крупности, содержанию пылевидных и глинистых частиц, вредных примесей, форме зерен, прочности, содержанию зерен слабых пород, петрографическому составу и радиационно-гигиенической характеристике. При подборе состава бетона учитывают также плотность, пористость, водопоглощение, пустотность. Крупные заполнители должны иметь среднюю плотность от 2000 до 2800 кг/куб.м.
Наибольшая крупность заполнителя принимается в соответствии со стандартами, техническими условиями или рабочими чертежами бетонных и железобетонных конструкций. Перечень фракций в зависимости от наибольшей крупности зерен заполнителя указан в табл. 5.6.
Таблица 5.6
Применяемые фракции крупного заполнителя
+------------------------------------------------------------------------------------------+
¦ Наибольшая крупность ¦ Фракция крупного заполнителя ¦
¦ зерен ¦ ¦
+------------------------------------------------------------------------------------------+
10 От 5 до 10 или от 3 до 10
20 От 5(3) до 10 и св. 10 до 20
40 От 5(3) до 10, св. 10 до 20 и св. 20
до 40
80 От 5(3) до 10, св. 10 до 20, св. 20
до 40 и св. 40 до 80
120 От 5(3) до 10, св. 10 до 20, св. 20
до 40, св. 40 до 80, св. 80 до 120
Примечание. Применение фракции заполнителя с крупностью зерен от 3 до 10 мм допускается в случае использования в качестве мелкого заполнителя песков с модулем крупности не более 2,5.
Допускается применение крупных заполнителей в виде смеси двух смежных фракций, отвечающих требованиям табл. 5.6.
Содержание отдельных фракций в крупном заполнителе в составе бетона должно соответствовать указанному в табл. 5.7.
Табл. 5.7
Содержание отдельных фракций в крупном заполнителе для бетона
+------------------------------------------------------------------------------------------+
¦Наибольшая ¦ Содержание фракций в крупном заполнителе, %
¦
¦крупность +-----------------------------------------------------------------------¦
¦заполните- ¦ от 5(3) ¦ св. 10 ¦ св. 20 ¦ св. 40 ¦ св 80 ¦
¦ля, мм ¦ до 10 мм ¦ до 20 мм ¦ до 40 мм ¦ до 80 мм ¦ до
120мм ¦
+------------------------------------------------------------------------------------------+
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
Для всех видов бетона содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне из изверженных и метаморфических пород, щебне из гравия и в гравии не должно превышать для бетонов всех классов 1% по массе. Содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне из осадочных пород не должно превышать для бетонов класса В22,5 и выше - 2% по массе; класса В20 и ниже - 3% по массе.
Для бетона дорожных и аэродромных покрытий и оснований содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне из осадочных пород не должно превышать, % по массе:
2 - для однослойных и верхнего слоя двухслойных покрытий дорог;
3 - для нижнего слоя двухслойных покрытий и оснований усовершенствованных капитальных покрытий дорог.
Для бетона пролетных строений мостов, мостовых конструкций зоны переменного уровня воды, водопропускных труб, железобетонных шпал, опор контактной сети, линий связи и автоблокировки, опор ЛЭП содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне из осадочных пород не должно превышать 1 % по массе.
Для бетона монолитных опор мостов и фундаментов водопропускных труб, расположенных вне уровня зоны переменного уровня воды содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне из осадочных пород не должно превышать 2 % по массе.
Для всех видов бетона марка по прочности щебня из изверженных пород должна быть не ниже 800, щебня из метаморфических пород - не ниже 600 и осадочных пород - не ниже 300, гравия и щебня из гравия - не ниже Др16.
При этом марка по прочности щебня из природного камня должна быть не ниже:
300 - для бетона класса В15 и ниже;
400 " " " В20;
600 " " " В22,5;
800 " " классов В25; В30;
1000 " " класса В40;
1200 " " " В45 и выше.
Допускается применять щебень из осадочных карбонатных пород марки 400 для бетона класса В22,5, если содержание в нем зерен слабых пород не превышает 5%.
Марки гравия и щебня из гравия должны быть не ниже:
Др16 - для бетона класса В22,5 и ниже;
Др12 " " " В25;
Др8 " " " В30 и выше.
Для бетона мостовых конструкций, расположенных в зоне переменного уровня воды, конструкций мостового полотна пролетных строений мостов, а также водопропускных труб должен использоваться щебень марки 1000 и выше из изверженных пород, щебень марки 800 и выше из метаморфических и осадочных пород, щебень из гравия и гравий марки не ниже Др8 - для бетона класса по прочности В30 и выше и Др12 - для бетона класса по прочности до В22,5 включ.
Заполнители, прочность которых при насыщении водой снижается более чем на 20% по сравнению с их прочностью в сухом состоянии, не допускается применять для бетона конструкций, расположенных в зоне переменного уровня воды и подводной зоне.
Для бетона железобетонных шпал следует использовать щебень из изверженных пород марки не ниже 1200, метаморфических и осадочных пород марки не ниже 1000 и щебень из гравия марки не ниже Др8.
Марки по прочности щебня, гравия и щебня из гравия для бетонов дорожных и аэродромных покрытий и оснований должны быть не ниже указанных в табл. 5.8.
Щебень и гравий для бетонов дорожных и аэродромных покрытий и оснований, кроме марок по прочности, указанных выше, должны иметь марки по износу в полочном барабане не ниже указанных в табл. 5.9.
Таблица 5.8
Марки щебня, гравия и щебня из гравия для бетонов дорожных и аэродромных покрытий и оснований
+------------------------------------------------------------------------------------------+
¦ ¦Марка крупного заполнителя по прочнос-¦
¦ ¦ ти, не ниже ¦
¦ Назначение бетона +---------------------------------------------------------¦
¦ ¦ Щебень ¦ ¦
¦ +-------------------------------- ¦ ¦
¦ ¦ из извержен-¦ из осадоч-¦ Гравий и ¦
¦ ¦ ных и мета- ¦ ных пород ¦ щебень из ¦
¦ ¦ морфических ¦ ¦ гравия ¦
¦ ¦ пород ¦ ¦ ¦
+-----------------------------------------------------------------------------------------+
Однослойные покрытия и
верхний слой двухслойных
покрытий 1200 800 Др8
Нижний слой двухслойных
покрытий 800 600 Др12
Основания усовершенство-
ванных капитальных покрытий 800 300 Др16
Для всех видов бетона содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в крупном заполнителе не должно превышать 35% по массе.
Для бетона дорожных и аэродромных однослойных и верхнего слоя двухслойных покрытий, а также для бетонов железобетонных шпал, опор ЛЭП, контактной сети, линий связи и автоблокировки содержание в крупных заполнителях зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы не должно превышать 25% по массе.
Таблица 5.9
Марки по износу щебня и гравия для бетонов дорожных и аэродромных покрытий и оснований
+-----------------------------------------------------------------------------------------+
¦ ¦Марка по истираемости в полочном бара- ¦
¦ ¦ бане, не ниже ¦
¦ Назначение +------------------------------------------------------------------¦
¦ бетона ¦ Щебень ¦ ¦
¦ +-----------------------------------------¦ ¦
¦ ¦ из извержен- ¦ из осадоч- ¦ Гравий, ¦
¦ ¦ ных пород ¦ ных пород ¦ щебень из ¦
¦ ¦ ¦ ¦ гравия ¦
+-----------------------------------------------------------------------------------------+
Однослойные покрытия и
верхний слой двухслойных
покрытий дорог
И-I И-II И-II
Нижний слой двухслойных
покрытий дорог
И-III И-III И-III
Основания усовершенство-
ванных капитальных покрытий
дорог
И-III И-IV И-IV
Для всех видов бетона содержание зерен слабых пород в щебне из природного камня не должно превышать, %, по массе:
5 - для бетона классов В40 и В45;
10 " " " В20, В22,5, В25 и В30;
15 - для бетона класса В15 и ниже.
Содержание зерен слабых пород в гравии и щебне из гравия не должно превышать 10% по массе для бетонов всех классов.
Содержание зерен слабых пород в щебне и гравии не должно превышать 5% по массе для бетонов конструкций мостов, расположенных в зоне переменного уровня воды, и бетонов водопропускных труб под насыпями.
Морозостойкость крупных заполнителей должна быть не ниже нормированной марки бетона по морозостойкости.
Морозостойкость щебня и гравия для бетонов дорожных и аэродромных покрытий и оснований должна быть не ниже требований, указанных в табл. 5.10.
Мелкий заполнитель для бетона выбирают по зерновому составу, содержанию пылевидных и глинистых частиц, петрографическому составу, радиационно-гигиенической характеристике. При подборе состава бетона учитывают плотность, водопоглощение (для песков из отсевов дробления), пустотность, а также прочность исходной горной породы на сжатие в насыщенном водой состоянии (для песков из отсевов дробления).
Мелкие заполнители должны иметь среднюю плотность зерен от 2000 до 2800 кг/куб.м.
Таблица 5.10
Марки по морозостойкости щебня и гравия для бетонов дорожных и аэродромных покрытий и оснований
+------------------------------------------------------------------------------------------+
¦ ¦Марка по морозостойкости щебня и гра- ¦
¦ ¦вия для бетона, эксплуатируемого в ¦
¦ Назначение бетона ¦районах со среднемесячной температу- ¦
¦ ¦ рой наиболее холодного месяца ¦
¦ +--------------------------------------------------------¦
¦ ¦ от 0 до ¦ От -5 ¦ Ниже ¦
¦ ¦-5 град.С ¦ до -15 град.С ¦ -15 град.С¦
+------------------------------------------------------------------------------------------+
Однослойные покрытия и
верхний слой двухслойных
покрытий дорог F50 F100 F150
Нижний слой двухслойных
покрытий дорог F25 F50 F100
Основания усовершенство
ванных капитальных покрытий
дорог F15 F25 F25
В качестве мелкого заполнителя применяется природный песок или самостоятельно, или в смеси с песком из отсевов дробления, удовлетворяющей ГОСТ 26633 и ГОСТ 8736. Преимущество следует отдавать пескам I класса по ГОСТ 8736.
Зерновой состав мелкого заполнителя должен соответствовать графику (см. рис. 5.1). При этом учитывают только зерна, проходящие через сито с круглыми отверстиями диаметром 5 мм.
При несоответствии зернового состава природных песков требованиям графика следует применять укрупняющую добавку к мелким и очень мелким пескам - песок из отсевов дробления или крупный песок, а к крупному песку - добавку, понижающую модуль крупности, - мелкий или очень мелкий песок.
В бетонах класса по прочности до В30 или Вtb 4,0 включительно допускается использование очень мелких песков с модулем крупности от 1,0 до 1,5 с содержанием зерен менее 0,16 мм до 20% по массе и пылевидных и глинистых частиц не более 3% по массе – при условии подтверждения возможности и технико-экономической целесообразности получения бетонов с нормируемыми показателями качества.
 |
Размеры отверстий контрольных сит, мм
Рис. 5.1. Зерновой состав мелкого заполнителя для бетона
1 -нижняя граница крупности песка (модуль крупности 1,5);
2 - нижняя граница крупности песка (модуль крупности 2,0) для бетонов класса В15 и выше;
3 -нижняя граница крупности песка (модуль крупности 2,5) для бетонов класса В25 и выше;
4 -верхняя граница крупности песков (модуль крупности 3,25).
Содержание в мелком заполнителе пылевидных и глинистых частиц для бетона транспортных сооружений не должно превышать, % по массе:
1 - для бетона предварительно напряженных пролетных строений, эксплуатируемых в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40 оС;
2 - для бетона пролетных строений и мостовых конструкций, эксплуатируемых в условиях переменного уровня воды.
Песок из отсевов дробления и обогащенный песок из отсевов дробления для бетонов дорожных и аэродромных покрытий и оснований должны иметь марки по прочности исходной горной породы или гравия не ниже указанных в табл. 5.11.
Таблица 5.11
Марки по прочности исходной горной породы или гравия для песка из отсевов дробления для бетонов дорожных и аэродромных покрытий и оснований
+----------------------------------------------------------------------------------------+
¦ ¦Марка по прочности исходной горной по- ¦
¦ ¦роды или гравия, из которых изготов- ¦
¦ ¦ лен песок ¦
¦ Назначение +-----------------------------------------------------------------¦
¦ бетона ¦ Изверженные ¦Осадочные и ¦ Гравий ¦
¦ ¦ породы ¦метаморфи- ¦ ¦
¦ ¦ ¦ческие по- ¦ ¦
¦ ¦ ¦ роды ¦ ¦
+---------------------------------------------------------------------------------------+
Однослойные покрытия и
верхний слой двухслойных
покрытий 800 800 Др8
Нижний слой двухслойных
покрытий и оснований
800 400 Др16
В заполнителях для бетона ограничивается содержание вредных примесей, которые могут вызывать:
снижение прочности и долговечности бетона;
ухудшение качества поверхности и внутреннюю коррозию бетона;
коррозию арматуры в бетоне.
К вредным примесям относят включения следующих пород и минералов: аморфные разновидности диоксида кремния (халцедон, опал, кремень и др.), сульфаты (гипс, ангидрид и др.), слоистые силикаты (слюды, гидрослюды, хлориты и др.), магнетит, гидроксиды железа (гетит и др.), апатит, нефелин, фосфорит, галоиды (лалит, сильвин и другие), цеолиты, асбест, графит, уголь, горючие сланцы.
Основные вредные примеси, снижающие прочность и долговечность бетона: уголь, графит, горючие сланцы; слоистые силикаты (слюды, гидрослюды, хлориты и др.); цеолиты, апатит, нефелин, фосфорит.
Основные вредные примеси, вызывающие ухудшение качества поверхности и внутреннюю коррозию бетона:
аморфные разновидности диоксида кремния, растворимого в щелочах (халцедон, опал, кремень и др.), хлорит и некоторые цеолиты;
сера, сульфиды (пирит, марказит, пирротин и др.);
сульфаты (гипс, ангидрит и др.);
магнетит, гидроксиды железа (гетит и др.).
Основные вредные примеси, вызывающие коррозию арматуры в бетоне:
галоиды (галит, сильвин и др.), включающие водорастворимые хлориды;
сера, сульфиды и сульфаты.
Допустимое содержание пород и минералов, отнесенных к вредным примесям в заполнителях:
- аморфные разновидности диоксида кремния, растворимого в щелочах (халцедон, опал, кремень и др.) - не более 50 ммоль/л;
- сера, сульфиды, кроме пирита (марказит, пирротин и др.) и сульфаты (гипс, ангидрит и др.) в пересчете на SO(3) - не более 1,5% по массе для крупного заполнителя и 1,0% по массе - для мелкого заполнителя;
- пирит в пересчете на SO(3) - не более 4% по массе;
- слоистые силикаты (слюды, гидрослюды, хлориты и др., являющиеся породообразующими минералами) - не более 15% по объему для крупного заполнителя и 2% по массе - для мелкого заполнителя;
- магнетит, гидрооксиды железа (гетит и др.), апатит, нефелин, фосфорит, являющиеся породообразующими минералами, - каждый в отдельности не более 10%, а в сумме - не более 15% по объему;
- галоиды (галит, сильвин и др.), включающие водорастворимые хлориды, в пересчете на ион хлора - не более 0,1% по массе для крупного заполнителя и 0,15% по массе - для мелкого заполнителя;
- свободное волокно асбеста - не более 0,25% по массе;
- уголь - не более 1% по массе.
Заполнители, содержащие включения вредных примесей, превышающие приведённые значения, а также цеолит, графит и горючие сланцы, могут применяться для производства бетона только после проведения предварительных испытаний в бетоне.
Для применения щебня из осадочных карбонатных пород афанитовой структуры и изверженных эффузивных пород стекловидной структуры, гравия с гладкой поверхностью для бетона класса по прочности В22,5 и гравия любого вида для бетона класса по прочности В30 и выше также должны быть проведены их предварительные испытания в бетоне.
Химические добавки
Для регулирования и улучшения свойств бетонной смеси и бетона, снижения расхода цемента и энергетических затрат следует применять химические добавки, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 24211.
В зависимости от назначения (основного эффекта действия) добавки для бетонов подразделяют на виды:
1. Регулирующие свойства бетонных смесей:
пластифицирующие:
пластифицирующие I группы (суперпластификаторы),
пластифицирующие II группы (сильнопластифицирующис),
пластифицирующие III группы (среднепластифицирующие),
пластифицирующие IV группы (слабопластифицирующие),
стабилизирующие;
водоудерживающие;
улучшающие перекачиваемость;
регулирующие сохраняемость бетонных смесей;
замедляющие схватывание
ускоряющие схватывание;
поризующие (для легких бетонов):
воздухововлекающие,
пенообразующие,
газообразующие.
2. Регулирующие твердение бетона:
замедляющие твердение,
ускоряющие твердение.
3. Повышающие прочность и (или) коррозионную стойкость, морозостойкость бетона и железобетона, снижающие проницаемость бетона:
водоредуцирующие I, II, III и IV групп,
кольматирующие,
газообразующие,
воздухововлекающие,
повышающие защитные свойства бетона по отношению к. стальной арматуре (ингибиторы коррозии стали).
4. Придающие бетону специальные свойства:
противоморозные (обеспечивающие твердение при отрицательных температурах);
гидрофобизирующие I, II и III групп.
Техническую эффективность добавок устанавливают по критериям их эффективности, приведенным в таблице.
Основной эффект действия добавки определяют при ее оптимальной дозировке, как правило, путем сопоставления показателей качества бетонных смесей и бетонов с добавкой и контрольного состава (без добавки).
Критерии эффективности химических добавок согласно ГОСТ 24211 приведены в табл. 5.12. Определение эффективности добавок для проверки их соответствия критериям ГОСТ 24211 производится в соответствии с ГОСТ 30459 "Добавки для бетонов. Методы определения эффективности".
К наиболее широко применяемым и эффективным химическим добавкам относятся:
А. Водоредуцирующие и пластифицирующие добавки:
- суперпластификатор С-3 (ТУ 6-36-0204229-625-90, ТУ 2481-001-04815236-97);
- лигносульфонаты и добавки на их основе:
лигносульфонаты технические ЛСТ (ТУ 13 — 0281036 — 05, ОСТ 13-183-83 с изм. №1);
лигносульфоновые пластификаторы-модуляторы ЛПМ (ТУ 2455-001-39615373-98);
лигносульфонаты технические модифицированные ЛСТМ-2 (ТУ 13 — 02811036 — 16)
и др.
Б. Воздухововлекающие добавки:
- смола нейтрализованная воздухововлекающая СНВ (ТУ 13-00281074-75-98).
В. Противоморозные добавки:
- формиат натрия (ТУ 2432-011-00203803-98);
- нитрит натрия НН (ГОСТ 19906);
- поташ (ГОСТ 10690).
Таблица 5.12
Критерии эффективности химических добавок
| Вид добавки | Требования надежности (критерий эффективности) добавки * | Возможные дополнительные положительные или отрицательные эффекты |
| 1. Пластифицирующая I группы | Увеличение подвижности бетонной смеси от П1 с обеспечением осадки конуса 2 — 4 см до П5 без снижения прочности бетона во все сроки испытания | Повышение прочности бетона, расслаиваемость бетонной смеси, дополнительное воздухововлечение, увеличение деформаций усадки, увеличение деформаций ползучести |
| 2. Пластифицирующая II группы | Увеличение подвижности бетонной смеси от П1 с обеспечением осадки конуса 2 — 4 см до П4 без снижения прочности бетона во все сроки испытания | Замедление схватывания бетонной смеси, расслаиваемость бетонной смеси, дополнительное воздухововлечение, увеличение деформаций усадки, увеличение деформаций ползучести |
| 3. Пластифицирующая III группы | Увеличение подвижности бетонной смеси от П1 с обеспечением осадки конуса 2 — 4 см до П3 без снижения прочности бетона во все сроки испытания | Замедление схватывания бетонной смеси, замедление твердения бетона |
| 4. Пластифицирующая IV группы | Увеличение подвижности бетонной смеси от П1 с обеспечением осадки конуса 2 — 4 см до П2 без снижения прочности во все сроки испытания | То же |
| 5. Стабилизирующая | Показатель раствороотделения бетонной смеси с О. К. = 20 — 22 см не более 2,5 % | Повышение однородности бетона, снижение проницаемости бетона |
| 6. Водоудерживающая | Водоотделение бетонной смеси с О. К. = 20 — 22 см не более 2% | Увеличение подвижности бетонной смеси, снижение проницаемости бетона, повышение однородности бетона., снижение прочности бетона |
| 7. Улучшающая перекачиваемость | Снижение давления манометра на 20 % | Повышение однородности бетона, снижение водоотделения бетонной смеси, снижение прочности бетона |
| 8. Замедляющая схватывание | Увеличение времени потери подвижности бетонной смеси от исходного значения до 2 см в 2 раза и более при температуре окружающего воздуха (20 ± 2) °С Замедление схватывания в 2 раза и более при температуре окружающего воздуха (20 ± 2) °С (дополнительный способ) | Уменьшение скорости тепловыделения в массивных сооружениях, замедление твердения бетона на ранней стадии, удлинение срока предварительной выдержки перед термообработкой Увеличение прочности бетона в дальние сроки твердения, уменьшение скорости тепловыделения, повышение плотности бетона, замедление набора прочности в ранние сроки твердения, удлинение срока предварительной выдержки перед термообработкой |
| 9. Ускоряющая схватывание | Ускорение схватывания на 25 % и более при температуре окружающего воздуха (20 ± 2) °С | Ускорение твердения бетона, замедление нарастания прочности бетона в дальние сроки твердения, образование высолов, коррозия арматуры |
| 10. Воздухововлекающая (для легких бетонов) | Требуемый объем вовлеченного воздуха в пределах от 6 до 15 % с получением слитной структуры бетона. Потеря вовлеченного воздуха после 30 мин выдержки не более 25 %. Отсутствие снижения прочности при одинаковой средней плотности бетона | Повышение удобоукладываемости и снижение расслаиваемости бетонной смеси |
| 11. Пенообразующая (для легких бетонов) | Объем воздуха, введенного в бетонную смесь с заранее приготовленной ïåíîé, в пределах от 10 до 25 %, с получением поризованной структуры бетона. Потеря воздуха после 30 мин выдержки 25 % и менее. Отсутствие снижения прочности при одинаковой средней плотности бетона | То же |
| 12. Газообразующая (для легких бетонов) | Требуемый объем газа образующегося в бетонной смеси за счет газообразования, от 15 до 25%. Период активного газовыделения от 5 до 30 мин. Отсутствие снижения прочности при одинаковой средней плотности бетона | ” |
| 13. Ускоряющая твердение | Повышение прочности бетона на 20% и более в возрасте 1 суток нормального твердения | 1 Повышение электропроводности бетонной смеси, замедление нарастания прочности в поздние сроки твердения, образование высолов, коррозия арматуры |
| 14. Замедляющая твердение | Снижение прочности бетона на 30 % и более в возрасте до 7 сут | Замедление схватывания бетонной смеси, увеличение прочности бетона в 28 сут. и более, уменьшение скорости тепловыделения, снижение проницаемости бетона удлинение срока предварительной выдержки перед термообработкой |
| 15. Водоредуцирующая I группы | Снижение расхода воды на 20 % и более. Повышение прочности бетона. Повышение марки бетона по водонепроницаемости на 4 ступени и более | Повышение интенсивности тепловыделения, повышение морозостойкости бетона, повышение коррозионной стойкости бетона |
| 16. Водоредуцирующая II группы | Снижение расхода воды на 12 - 19 %. Повышение прочности бетона. Повышение марки бетона по водонепроницаемости на 2 — 3 ступени | То же |
| 17. Водоредуцируюшая III группы | Снижение расхода воды на 6 — 11 %. Повышение прочности бетона. Повышение марки бетона по водонепроницаемости на 1 — 2 ступени | Повышение интенсивности тепловыделения, повышение коррозионной стойкости бетона |
| 18. Водоредуцирующая IV группы | Снижение расхода воды на 5 % è менее. Повышение прочности бетона. Повышение марки бетона по водонепроницаемости на 1 ступень | То же |
| 19. Кольматирующая | Повышение марки бетона по водонепроницаемости на 2 ступени и более | Снижение прочности бетона, повышение коррозионной стойкости бетона |
Продолжение
| 20. Газообразующая | Объем выделившегося газа в уплотненной бетонной смеси 1,5 — 3,5 % Повышение морозостойкости бетона в 2 раза и более | Пластификация бетонной смеси, снижение расслаиваемости бетонной смеси, уплотнение структуры при твердении бетона в замкнутом объеме, повышение марки бетона по водонепроницаемости, снижение водопоглощения, невозможность применения электропрогрева |
| 21. Воздухововлекающая | Воздухосодержание в уплотненной бетонной смеси 2 — 5 % (по объему). Повышение морозостойкости бетона в 2 раза и более | Пластификация бетонной смеси, снижение расслаиваемости бетонной смеси, повышение марки бетона по водонепроницаемости, снижение водопоглощения, снижение прочности бетона |
| 22. Повышающие защитные свойства бетона по отношению к стальной арматуре | Обеспечение значения тока пассивации стали не менее 10 mA/см2 и потенциала пассивации стали не менее минус 450 mV | Увеличение подвижности бетонной смеси, снижение диффузионной проницаемости бетона, обеспечение твердения бетона при отрицательных температурах, увеличение электропроводности бетона |
| 23. Противоморозная | Обеспечение твердения бетона при температуре минус (15 ± 5)°С с набором прочности 30 % и более от прочности в возрасте 28 суток нормального твердения | Повышение, электропроводности бетона, ускорение схватывания, образование высолов, коррозия арматуры |
| 24. Гидрофобизирующая I группы | Снижение водопоглощения бетона в 5 раз и более (через 28 сут испытания) | Снижение скорости тепловыделения, замедление схватывания и твердения бетона, снижение прочности бетона |
| 25. Гидрофобизирующая II группы | Снижение водопоглощения бетона в 2 — 4 раза (через 28 сут испытания) | То же |
| 26. Гидрофобизирующая III группы | Снижение водопоглощения бетона в 1,4 — 1,9 раза (через 28 сут испытания) | ” |
| * Показатели свойств бетона относятся к его проектному возрасту. ** Одни и те же вещества могут быть отнесены к добавкам различного назначения. |
5.2.4 Вода
Вода для затворения бетонной смеси и приготовления растворов химических добавок должна соответствовать требованиям ГОСТ 23732.
Содержание в воде органических поверхностно-активных веществ, сахаров или фенолов, каждого, не должно быть более 10 мг/л.
Вода не должна содержать пленки нефтепродуктов, жиров, масел.
В воде, применяемой для затворения бетонных смесей и поливки бетона не должно быть окрашивающих примесей, если к бетону предъявляют требования технической эстетики.
Содержание в воде растворимых солей, ионов SO -2 4, Cl -1 и взвешенных частиц не должно превышать величин, указанных в таблице.
Окисляемость воды не должна быть более 15 мг/л.
Водородный показатель воды (pH) не должен быть менее 4 и более 12,5.
Вода не должна содержать также примесей в количествах, нарушающих сроки схватывания и твердения цементного теста и бетона, снижающих прочность и морозостойкость бетона.
Допускается применение технических и природных вод, загрязненных стоками, содержащими примеси в количествах, превышающих установленные в таблице, кроме примесей ионов Cl -1, при условии обязательного соответствия качества бетона показателям, заданным проектом.
Допустимое содержание растворимых солей, ионов SO -2 4, Cl -1 и взвешенных частиц в воде для бетона приведено в табл. 5.13.
Таблица 5.13
Допустимое содержание растворимых солей, ионов SO -2 4, Cl -1 и взвешенных частиц в воде для бетона
| Назначение воды | Максимальное допустимое содержание, мг/л | |||
| растворимых солей | Ионов SO -2 4 | Ионов Cl -1 | Взвешенных частиц | |
| 1. Вода для затворения бетонной смеси при изготовлении напряженных железобетонных конструкций | 2000 | 600 | 350 | 200 |
| 2. Вода для затворения бетонной смеси при изготовлении бетонных и железобетонных конструкций с ненапрягаемой арматурой, в т.ч. для водосбросных сооружений и зоны переменного горизонта воды массивных сооружений | 5000 | 2700 | 1200 | 200 |
| 3. Вода для затворения бетонной смеси при изготовлении бетонных неармированных конструкций, к которым не предъявляются требования по ограничению образования высолов, а также бетона бетонных и железобетонных конструкций подводной и внутренней зон массивных сооружений | 10000 | 2700 | 3500 | 300 |
| 4. Вода для промывки заполнителей, включая мокрую контрольную сортировку и охлаждение заполнителей | ||||
| 5. Вода для поливки рабочих швов при перерывах в бетонировании, поверхностей стыков, подлежащих омоноличиванию, и поверхностей водосбросных конструкций, а также вода для трубного охлаждения массива бетона | 1000 | 500 | 350 | 200 |
| 6. Вода для поливки законченных наружных поверхностей бетонных и железобетонных конструкций | 5000 | 2700 | 1200 | 500 |
| 7. Вода для поливки наружных поверхностей бетонных конструкций (включая поверхности водосбросных сооружений), если на поверхности может быть допущено появление выцветов, высолов | 35000 | 2700 | 20000 | 500 |
Бетонные смеси
Бетонная смесь – это рационально подобранная смесь вяжущего (цемента), заполнителей, воды и необходимых добавок до её затвердевания и превращения в камневидное тело. Бетонные смеси должны обеспечивать получение бетонов с заданными показателями по прочности, морозостойкости и водонепроницаемости (при необходимости) и другими нормируемыми показателями качества бетона.
Дата добавления: 2016-01-05; просмотров: 12; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!