МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ СССР
ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПУТИ
СОГЛАСОВАНО Главным врачебно-санитарным управлением МПС 17 мая 1977 г. |
УТВЕРЖДЕНО Главным управлением пути МПС 28 нюня 1977 г. |
СОГЛАСОВАНО ЦК профсоюза рабочих железнодорожного транспорта 16 июня 1977 г.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРАВИЛА ПРИМЕНЕНИЯ НАБРЫЗГБЕТОНА ПРИ РЕМОНТЕ И РЕКОНСТРУКЦИИ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ
МОСКВА «ТРАНСПОРТ» 1978
ПРЕДИСЛОВИЕ
Настоящие правила распространяются на производство работ по нанесению набрызгбетона в соответствии с указаниями СНиП III-B.1-70. Материалы и строительные механизмы, используемые при работах, должны удовлетворять требованиям действующих государственных стандартов и ТУ.
При составлении раздела «Техника безопасности и производственная санитария» учтены требования СНиП III-A.11-70 «Техника безопасности в строительстве», а также требования правил по эксплуатации установок для нанесения набрызгбетона, которые составлены заводами-изготовителями.
Правила рассчитаны на инженерно-технический персонал строительных и эксплуатационных организаций, выполняющих в системе МПС работы по ремонту и содержанию искусственных сооружений.
Технологические правила применения набрызгбетона при ремонте и реконструкции инженерных сооружений разработаны Нормативно-технологическим отделом по инженерным сооружениям Проектно-технологическо-конструкторского бюро ЦП МПС (инженеры В.В. Батюня, Т.Н. Файбишенко) и Ленинградским институтом инженеров железнодорожного транспорта (кандидаты техн. наук Д.М. Голицынский, Ю.С. Фролов) с использованием опыта внедрения набрызгбетона в строительных организациях МПС, организациях Оргэнергостроя Министерства энергетики и электрификации СССР, треста Южспецстрой и др.
Предложения по дальнейшему совершенствованию организации и технологии работ по нанесению набрызгбетона просим направлять в Главное управление пути МПС.
Зам. начальника Главного управления пути МПС Б.В. ИГНАТОВ
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Характерной особенностью ремонта и реконструкции инженерных сооружений железнодорожного транспорта является стесненность фронта работ и ограниченность рабочего времени, обусловленные движением поездов, а также удаленность объектов от строительных баз. В этих условиях технически целесообразно и экономически эффективно использование безопалубочного метода бетонирования набрызгом бетона.
1.2. Сущность метода бетонирования набрызгом заключается в следующем. Заранее подготовленная сухая смесь цемента, песка и щебня загружается в специальную машину (набрызгбетономашину), откуда с помощью сжатого воздуха транспортируется по шлангу к соплу, где она затворяется водой, а затем выбрасывается под давлением на бетонируемую поверхность, образуя плотный материал набрызгбетон (шприц-бетон).
В набрызгбетон, как правило, добавляется добавка-ускоритель схватывания и твердения.
1.3. Бетон, уложенный набрызгом, обладает высокой механической прочностью, плотностью, водонепроницаемостью, сцеплением с основанием, хорошо выдерживает колебания температуры.
Благодаря высокой скорости выхода бетонная смесь омоноличивает основание, заполняя в нем даже мельчайшие трещины, вследствие чего создается не только новая конструкция, но и усиливается старая.
1.4. Достоинства способа бетонирования набрызгом бетонной смеси заключаются в отсутствии опалубочных работ, высокой производительности, совмещении в едином производственном процессе транспортирования, укладки и уплотнения бетонной смеси. Оборудование для производства работ имеет сравнительно малые габариты, невысокую энергоемкость, отличается высокой надежностью, простотой в эксплуатации и мобильностью.
1.5. С помощью набрызгбетона выполняются следующие виды работ:
закрепление поверхности тоннелей старой постройки, сданных в эксплуатацию без обделки;
переустройство обделок при увеличении габаритов тоннелей;
усиление тоннельных обделок на дефектных участках;
ремонт дефектных монолитных бетонных и железобетонных конструкций мостов и труб, поверхностей кирпичной и каменной кладки;
омоноличивание стыков сборных железобетонных элементов;
укрепление откосов выемок.
Возможность применения набрызгбетонного покрытия по возведению тоннельных обделок, закреплению поверхности безобделочных тоннелей и укреплению откосов выемок определяется инженерно-геологическими условиями заложения тоннеля или выемки, которые характеризуются коэффициентом крепости пород массива по шкале проф. М.М. Протодьяконова (приложение 1) и степенью трещиноватости и устойчивости пород.
Все работы по ремонту и реконструкции инженерных сооружений с применением набрызгбетона должны выполняться в соответствии с разработанными для этих целей проектами.
2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ НАБРЫЗГБЕТОНА
2.1. Набрызгбетон представляет собой искусственный материал (бетон), состоящий из смеси цемента, песка, гравия или щебня, воды и, как правило, добавки-ускорителя схватывания и твердения.
Отличием набрызгбетона от обычного бетона является повышенный расход цемента, ограничение крупности заполнителя (до 20 мм), совмещение в едином технологическом процессе транспортирования, укладки и уплотнения материала.
2.2. Цементы для набрызгбетона применяются высоких марок (300 и выше) в соответствии с ГОСТ 22236-76 «Цементы. Правила приемки» и ГОСТ 22266-76 «Цементы сульфатостойкие. Технические условия».
Обычно используются различные портландцементы свежего помола, но возможно применение и специальных быстросхватывающихся и быстротвердеющих цементов, что позволяет отказаться от добавок-ускорителей схватывания и твердения бетонной смеси.
2.3. При наличии агрессивной среды цемент следует выбирать в соответствии с указаниями СНиП II.28-73 «Защита строительных конструкций от коррозии».
2.4. В качестве заполнителя для набрызгбетона применяется чистый, без примеси глинистых частиц, песок крупностью зерен от 1 до 5 мм (ГОСТ 8736-77), а также щебень (гравий) крупностью до 20 мм (ГОСТ 8267-75).
Количество «лещадок» (частиц, имеющих значительное превышение одного размера над другими) не должно превышать 10 % (по массе).
Марка гравия или щебня по прочности породы должна не менее чем в 1,5 - 2 раза превышать марочную прочность бетона.
2.5. Влажность заполнителя (мелкого и крупного) должна составлять 4 - 7 % (по массе). При этом частично устраняется пылеобразование в процессе набрызга и обеспечивается равномерное увлажнение смеси. При большей влажности заполнителей смесь начинает комковаться и налипать на детали набрызгбетономашины и стенки шлангов, что требует периодической остановки машины и ее чистки.
2.6. Гранулометрический состав сухой смеси подбирается, исходя из требований минимального отскока при максимальной прочности набрызгбетона. В наибольшей степени этому отвечает, фракционированный заполнитель.
Ориентировочное количество различных фракций в смеси заполнителя составляет (по массе), %:
Количество фракций с размерами зерен до 5 мм....................................................... 50 - 60
Количество фракций с размерами зерен от 5 до 10 мм............................................. 20 - 25
Количество фракций с размерами зерен от 10 до 20 мм........................................... 20 - 25
Рис. 1. График гранулометрического состава заполнителей для набрызгбетона
2.7. Гранулометрический состав смеси песка и гравия (щебня) характеризуется кривой рассева, которая должна укладываться в рекомендуемую зону на графике (рис. 1). В случае расположения кривой вне рекомендуемой зоны следует увеличить (уменьшить) количество мелкого или крупного заполнителя.
2.8. Допускается применять естественные песчано-гравийные смеси, а также местные материалы (просеянный путевой балласт и т.п.), если их гранулометрический состав вписывается в рекомендуемую зону графика рассева заполнителей (см. рис. 1).
2.9. Заполнители сухой смеси и цемент необходимо хранить в сухих складских помещениях.
2.10. Вода для затворения сухой смеси и поливки набрызгбетона должна удовлетворять требованиям ГОСТ 4797-69 «Бетон гидротехнический. Технические требования к материалам для его приготовления».
2.11. Для обеспечения быстрого набора прочности набрызгбетона, а также для создания набрызгбетонного покрытия проектной толщины и при нанесении набрызгбетона на обводненную поверхность при использовании обычных цементов в состав набрызгбетона вводятся добавки-ускорители схватывания и твердения.
2.12. Тип добавки необходимо выбирать в каждом конкретном случае в зависимости от вида и активности цемента.
2.13. В качестве ускорителей схватывания и твердения используются как сухие добавки, вводимые в виде порошка в сухую смесь (ОЭС, фтористый натрий и др.), так и жидкие, вводимые в воду затворения (хлористый кальций, жидкое стекло, алюминат натрия, НКА и др.).
2.14. При применении жидких добавок воду для затворения набрызгбетона можно подавать только от напорного бака, периодически заливаемого водой, в которую вводят добавку.
Сухие добавки необходимо вводить непосредственно перед использованием сухой смеси, что требует дополнительного перемешивания ее. Однако применение сухих добавок обеспечивает более равномерный состав материала.
2.15. Свойства и характеристики наиболее распространенных добавок даны в табл. 1.
2.16. Проверка эффективности действия добавки на цемент и выбор оптимального ее количества выполняются до начала производства работ для каждой новой партии цемента согласно методике (приложение 2).
Таблица 1
Наименование добавки-ускорителя схватывания |
Химический состав добавки |
Физическое состояние |
Количество, % от массы цемента |
Сроки схватывания, мин |
Способ введения |
Спек алюмината и феррита натрия (добавка ОЭС) |
(2Na2OAl2O3) (Fe2O3Na2O) |
Порошок коричневато-бурого цвета, гигроскопичен, слеживается |
3 - 4 |
1 - 5 |
Вводят в сухую смесь перед нанесением набрызгбетона |
Технический фтористый натрий |
NaF |
Порошок белого цвета, мало гигроскопичен, плохо слеживается |
3 - 4 |
1 - 3 |
В сухую смесь |
Комбинированная добавка (фтористый натрий и ОЭС) |
2 % ОЭС + 0,5 % NaF |
Порошок |
2,5 - 3 |
2 - 5 |
То же |
Хлористый кальций |
CaCl2 |
Жидкость |
3 - 5 |
10 - 15 |
В воду затворения |
Силикат натрия (жидкое стекло) |
Na2O4??SiO2 |
Жидкость |
3 - 10 |
1 - 15 |
То же |
Алюминат натрия |
Al2O3??Na2O |
Жидкость |
2 - 5 |
7 - 15 |
» |
Хлорное железо |
FеС12 |
Водяной раствор |
2 - 6 |
3 - 5 |
В воду затворения |
НКА-1 (смесь в соотношении 1:0,6 по массе) |
NаАlO2 + К2СО3 |
Водорастворимая паста |
2 - 6 |
1 - 5 |
То же |
НКА-2 (смесь в соотношении 1:0,6:0,8 по массе) |
NaAlO2 + Ka2CO3 + Na2SO4 |
То же |
2 - 4 |
1 - 3 |
» |
Таблица 2
Температура окружающей среды |
Добавки-ускорители схватывания |
|
|
Ka2CO3 |
Ka2CO3 + Al2(SO4)3 |
От 0° до - 5 °С |
5 |
5 + 1,5 |
От - 6° до - 10 °С |
6 |
10 + 1,5 |
От - 11° до - 15 °С |
8 |
12 + 1,5 |
От - 16° до - 20 °С |
10 |
15 + 1,5 |
От - 21° до - 25 °С |
12 |
15 + 1,5 |
2.17. Для набрызгбетона с применением добавок приемлемыми сроками схватывания и твердения следует считать начало до 2 мин, конец - 8 - 10 мин.
2.18. При нанесении набрызгбетона на поверхность с низкой, температурой (+ 5 °С и ниже) в состав сухой смеси или в воду затворения вводят противоморозные добавки в соответствии с Руководством по производству бетонных работ (М., Стройиздат, 1975) и Руководством по применению бетонов с противоморозными добавками (М., Стройиздат, 1968).
2.19. В качестве противоморозных добавок для набрызгбетона возможно использование поташа (К2СО3), смеси поташа и сернокислого алюминия (Al2(SО4)3).
В зависимости от температуры окружающей среды рекомендуется количество добавок, в % от массы цемента принимать согласно табл. 2.
3. ПОДБОР СОСТАВА НАБРЫЗГБЕТОНА
3.1. Подбор состава набрызгбетона выполняется аналогично подбору состава обычного бетона в соответствии с получением бетона необходимой марки.
Подбор состава сухой смеси состоит из выбора цемента, добавки и заполнителей, а также определения их количественного соотношения, которое в значительной степени влияет на свойства набрызгбетона.
3.2. Содержание крупного заполнителя (гравия, щебня) в сухой смеси не должно превышать содержания песка. Оптимальное соотношение между фракциями заполнителя устанавливается в соответствии с требованиями п. 2.7.
3.3. Водоцементное отношение набрызгбетона (В/Ц) принимают в пределах от 0,4 до 0,45 (с учетом влажности заполнителей).
При нанесении набрызгбетона на слабые или размокаемые породы, а также при низких температурах окружающей среды количество воды следует уменьшить до величины В/Ц = 0,35 0,40.