МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ МАЛОЩЕБЕНОЧНЫХ ДОРОЖНЫХ БЕТОНОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЕСКА ИЗ ОТСЕВОВ ДРОБЛЕНИЯ ИЗВЕРЖЕННЫХ ГОРНЫХ ПОРОД
Москва 1987
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ МАЛОЩЕБЕНОЧНЫХ ДОРОЖНЫХ БЕТОНОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЕСКА ИЗ ОТСЕВОВ ДРОБЛЕНИЯ ИЗВЕРЖЕННЫХ ГОРНЫХ ПОРОД. Союздорнии. М., 1987.
Содержатся основные положения по приготовлению и применению малощебеночных дорожных бетонов с использованием песков из отсевов дробления изверженных горных пород. Изложены требования к материалам, бетонной смеси и бетону, особенности подбора состава бетона и технологии производства работ. Предназначены для строительных организаций Минтрансстроя, осуществляющих внедрение песков из отсевов дробления в соответствии с общесоюзной научно-технической программой 0.55.11.
Табл. 3, рис. 2, прил. 1.
Предисловие
Повышению эффективности капиталовложений в строительство цементобетонных покрытий автомобильных дорог и аэродромов за счет снижения стоимости строительства, сокращения расхода привозного дорогостоящего щебня и цемента будет способствовать применение песков из отсевов дробления изверженных горных пород в дорожных бетонах.
Пески из отсевов дробления эффективно применять в смеси с природными очень мелкими, мелкими и средними песками в малощебеночных бетонах, т.е. бетонах с небольшими (0,2 - 0,5 м3 на 1 м3 бетона) добавками крупного заполнителя. Основой для получения эффективных дорожных малощебеночных бетонов с песками из отсевов дробления является обеспечение в бетонной смеси заданного объема вовлеченного воздуха при использовании комплексных (пластифицирующих и воздухововлекающих) химических добавок.
Применение песка из отсевов дробления в качестве компонента заполнителя позволяет получить бетоны, в том числе высокопрочные, марок по прочности на растяжение при изгибе 45 - 75, морозостойкостью не менее 200 - 300 циклов, снизить расход щебня на 40 - 70 % и природного песка на 20 - 50 %. Кроме того, использование песка из отсевов дробления приводит к снижению расхода топливно-энергетических ресурсов на производство заполнителей для бетона и уменьшению себестоимости щебня при безотходной технологии его производства, а также способствует защите окружающей среды от загрязнения.
Экономический эффект при строительстве цементобетонных покрытий из бетонов с использованием песков из отсевов дробления только за счет снижения стоимости материалов может составить до 6,5 тыс. руб. на 1 км покрытия.
Настоящие «Методические рекомендации по применению малощебеночных дорожных бетонов с использованием песка из отсевов дробления изверженных горных пород» разработаны инж. М.Я. Якобсоном и канд. техн. наук А.М. Шейниным.
В настоящих Методических рекомендациях учтены положения «Методических рекомендаций по применению отсевов дробления Гороблагодатского рудоуправления для строительства цементобетонных покрытий автомобильных дорог и аэродромов» (Союздорнии. М., 1985).
Замечания и предложения по данной работе просьба направлять по адресу: 143900, Московская обл., Балашиха-6, Союздорнии.
1. Общие положения
1.1. Настоящие Методические рекомендации предназначены для применения малощебеночного бетона с использованием песка из отсевов дробления изверженных горных пород в смеси с природными очень мелкими, мелкими и средними песками при строительстве цементобетонных покрытий автомобильных дорог и аэродромов (далее дорожный бетон) дорожно-строительными организациями, осуществляющими внедрение песков из отсевов дробления в соответствии с общесоюзной научно-технической программой 0.55.11.
При использовании обычных бетонов с применением песков из отсевов дробления следует руководствоваться рекомендациями «Руководства по организации и технологии строительства аэродромных цементобетонных покрытий» (Союздорнии. М., 1982).
1.2. Наиболее пригодными для производства песка из отсевов дробления в дорожном бетоне являются изверженные интрузивные и эффузивные горные породы с выраженной кристаллической структурой (например, граниты, гранито-гнейсы и др.).
1.3. Методические рекомендации рассчитаны на технологию строительства цементобетонных покрытий, регламентируемую главами СНиП 3.06.03-85 и СНиП 3.06.06-86, с использованием комплектов серийно выпускаемого оборудования для приготовления бетонной смеси и высокопроизводительных комплектов бетоноукладочных машин типа ДС-110 и ДС-100, а также комплектов бетоноукладочных машин на рельсовом ходу.
1.4. Эффективность применения песков из отсевов дробления в дорожном бетоне определяется их структурообразующей ролью, т.е. влиянием зернового состава и специфических особенностей зерен (формы, шероховатости поверхности) дробленого мелкого заполнителя на технологические свойства бетонной смеси, структуру и строительно-технические свойства бетона.
1.5. Наиболее эффективно применять пески из отсевов дробления в смеси с природными песками в малощебеночных бетонах, характеризующихся мелкозернистой структурой с включениями небольшого количества крупного заполнителя. Содержание щебня в 1 м3 такого бетона составляет около 0,2 - 0,5 м3 по абсолютному объему или 300 - 800 кг. Основная роль щебня заключается в обеспечении процесса перемешивания и получения бетонной смеси требуемой однородности. Оптимальное количество щебня в малощебеночных бетонах определяется модулем крупности смешанного песка и водоцементным отношением.
1.6. Малощебеночные бетонные смеси с использованием песков из отсевов дробления в смеси с природными песками характеризуются высокими показателями удобообрабатываемости и деформативной устойчивости кромок и боковых граней покрытия после прохождения скользящей опалубки. Малощебеночные дорожные бетоны на основе указанных смесей характеризуются высокой морозо- и трещиностойкостью, а покрытие из такого бетона обладает высокими коэффициентом сцепления и шероховатостью.
1.7. Экономическая целесообразность применения дорожных бетонов с использованием песков из отсевов дробления обусловлена снижением стоимости строительства за счет экономии крупного заполнителя на 40 - 70 %, природного песка на 20 - 50 % по сравнению с обычными бетонами.
Использование песков из отсевов дробления в дорожном бетоне позволяет, кроме того, снизить расход энергетических ресурсов при производстве заполнителей для бетона, уменьшить себестоимость щебня при безотходной технологии его производства, а также способствует улучшению охраны окружающей среды. При этом максимальная целесообразная дальность возки песка из отсевов дробления определяется конкретными условиями строительства и составляет при железнодорожных перевозках ориентировочно до 0,2 - 0,6 тыс. км.
1.8. Экономическую целесообразность применения песков из отсевов дробления в дорожном малощебеночном бетоне определяют на стадии технико-экономического обоснования проекта строительства или при проектировании составов бетона путем сравнения вариантов с учетом конкретных условий строительства.
1.9. Стоимость 1 м3 песка из отсевов дробления (франко-бетонный завод), ниже которой экономически целесообразно применять его в качестве заполнителя бетона, может быть определена по формуле
где Сд - стоимость 1 м3 песка из отсевов дробления, при которой сравниваемые составы бетона равноценны, руб.;
Д - содержание песка из отсевов дробления в 1 м3 бетона, м3;
Сц, Сп, Сщ - стоимость соответственно 1 т цемента, 1 м3 природного песка и щебня (франко-бетонный завод), руб.;
П1, П2 - содержание природного песка в 1 м3 бетонной смеси соответственно базового и нового составов, м3;
Щ1, Щ2 - содержание щебня в 1 м3 бетонной смеси соответственно базового и нового составов, м3.
Ц1, Ц2 - содержание цемента в 1 м3 бетонной смеси соответственно базового и нового составов, т.
Для ориентировочных расчетов при технико-экономическом обосновании можно использовать выражение
Сд = 0,19Сп + 0,65Сщ + 0,04Сц.
Применение песка из отсевов дробления в малощебеночном бетоне становится экономически выгодным, если его фактическая стоимость оказывается ниже величины Сд.
2. Требования к материалам для приготовления бетонной смеси
2.1. Песок из отсевов дробления, природный песок и их смеси для приготовления бетонной смеси должны соответствовать требованиям ГОСТ 8736-85 и ГОСТ 10268-80.
Содержание слюды в песке из отсевов дробления, предназначенном для дорожного бетона, не должно превышать 3 %х).
х) В соответствии с «Техническими указаниями по применению и обогащению отходов дробления изверженных горных пород в транспортном строительстве» ВСН 143-68 (Минтранстрой. М., 1968).
2.2. Крупный заполнитель должен соответствовать требованиям ГОСТ 10268-80. В качестве крупного заполнителя следует использовать щебень фракций 5 - 20 и 20 - 40 мм или щебень фракции 5 - 20 мм. Допускается применять однофракционный крупный заполнитель прерывистой гранулометрии фракции 10 - 20 или 20 - 40 мм. В случае применения заполнителя прерывистой гранулометрии настоящие рекомендации могут быть использованы для опытного строительства с составлением технических условий на опытную партию бетонной смеси. Замена в малощебеночных бетонах заполнителя непрерывной гранулометрии на заполнитель прерывистой гранулометрии не снижает строительно-технических свойств дорожного бетона.
2.3. Для приготовления бетонной смеси следует применять портландцемент, отвечающий требованиям ГОСТ 10178-85.
Для приготовления высокопрочных бетонов рекомендуется применять портландцемент марок 400 - 500 с фактической активностью при изгибе не менее 6,5 МПа.
2.4. В качестве добавок ПАВ следует применять комплексную (пластифицирующую и воздухововлекающую) добавку.
В качестве пластифицирующих добавок следует использовать лигносульфонаты технические (ЛСТ) по ОСТ 13-183-83, разжижитель С-3 по ТУ 6-14-625 (Минхимпрома) с изменением № 1х), диспергатор НФ по ГОСТ 6848-79хх).
х) Согласно «Временным методическим рекомендациям по применению бетонов с добавкой суперпластификатора С-3 для транспортного строительства» (Минтрансстрой. М., 1985).
хх) Согласно «Методическим рекомендациям по строительству аэродромных покрытий из бетона марок Rц60, Rц65 с комплексной добавкой, включающей суперпластификатор НФ» (Союздорнии. М., 1983).
В качестве воздухововлекающих добавок следует применять СВП по ТУ 13-4000177-216-86, ППФ по ТУ ОП 13-03-109-82 (Минлесбумпрома СССР) с изменением № 1ххх).
ххх) Согласно «Методическим рекомендациям по применению воздухововлекающей добавки ППФ в монолитном бетоне для покрытия автомобильных дорог и аэродромов» (Союздорнии. М., 1984).
2.5. Вода для приготовления бетонной смеси должна соответствовать требованиям ГОСТ 23732-79.
3. Требования к бетонной смеси и бетону
3.1. Бетонные смеси и бетоны, в составе которых используются пески из отсевов дробления, должны отвечать требованиям ГОСТ 26633-85, СНиП 2.05.08-85, СНиП 3.06.03-85, СНиП 2.05.02-85.
3.2. Удобоукладываемость бетонной смеси с использованием песков из отсевов дробления должна характеризоваться, как правило, показателем жесткости. Показатель жесткости бетонной смеси на месте бетонирования должен находиться в пределах 10 - 20 с по техническому вискозиметру (ГОСТ 10181.1-81) в зависимости от скорости бетонирования. Величина осадки конуса устанавливается при проектировании состава бетонной смеси, уточняется при пробном бетонировании и должна соответствовать указанному выше показателю жесткости.
Подвижность бетонной смеси, как правило, должна находиться в пределах 1 - 3 см осадки конуса.
3.3. Объем вовлеченного воздуха в бетонной смеси должен соответствовать требованиям ГОСТ 26633-85. Объем вовлеченного воздуха при выпуске смеси на бетонном заводе следует назначать с учетом его потери при транспортировании бетонной смеси к месту укладки. Нормативный объем вовлеченного воздуха следует обеспечить на месте бетонирования.
3.4. Бетонная смесь с использованием песков из отсевов дробления должна обладать необходимой удобообрабатываемостью, т.е. способностью образовывать после прохода бетоноотделочной машины ровную замкнутую поверхность покрытия (без дополнительной отделки вручную).
4. Особенности проектирования состава бетона
4.1. Состав дорожного бетона с использованием песков из отсевов дробления определяется расчетно-экспериментальным методом согласно «Инструкции по строительству цементобетонных покрытий автомобильных дорог» ВСН 139-80 (Минтрансстрой. М., 1980) и «Руководству по организации и технологии строительства аэродромных цементобетонных покрытий» (Союздорнии. М., 1982), а также положениям настоящих Методических рекомендаций с уточнением при необходимости в производственных условиях при пробном бетонировании.
4.2. Особенности проектирования состава бетона с использованием песков из отсевов дробления связаны с необходимостью определить рациональный состав смеси заполнителя, т.е. установить соотношение между песком из отсевов дробления и природным песком в смеси мелкого заполнителя и соотношение между мелким и крупным заполнителем в общей смеси заполнителя. Выбор зернового состава щебня производится на основе технико-экономического обоснования.
4.3. Ориентировочно требуемую величину В/Ц малощебеночного бетона определяют исходя из заданной проектной марки бетона по формуле
4.4. Ориентировочный расход воды на 1 м3 бетонной смеси принимается по табл. 1.
Таблица 1
|
Добавка ПАВ |
Водопотребность бетонной смеси, л/м3 |
|
ЛСТ + СВП (ППФ) |
165 - 175 |
|
С-3 (НФ) + СВП (ППФ) |
130 - 140 |
4.5. Содержание цемента в 1 м3 бетонной смеси определяют по формуле
4.6. Содержание песка из отсевов дробления в смеси мелкого заполнителя устанавливают следующим образом.
Минимальное количество песка из отсевов дробления в смеси с природным определяется из условия получения смешанного песка с модулем крупности не ниже: 2,25 - при использовании очень мелкого природного песка и 2,5 - мелкого и среднего природных песков.
