Применение бетонов на природных пористых заполнителях для строительства транспортных тоннелей

900

—

700

900

Д1400

¾

600

¾

¾

Д1500

—

700

—

¾

Д1600

600

800

—

—

В22.5 — В40

Д1700

700

—

—

700

Д1800

800

—

600

800

Д1900

900

—

700

900

Д2000

—

—

800

1000

Таблица 15

Выбор марки крупного заполнителя в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие

Проектные классы бетона

Минимальная марка по

Прочность крупного заполнителя при сдавливании в цилиндре, МПа

по прочности на сжатие

прочности крупного заполнителя

из туфов, крупнопористых базальтов, карбонатных и кремнеземистых пород

из пемз и шлаков

В7,5

П50

0,61—0,8

0,81—1,0

В12,5

П100

0,61—0,8

0,81¾1,0

В15

П125

0,81—1,0

1,01—1,2

В20

П150

1,01—1,2

1,21—1,5

В22,5

П200

1,21—1,5

1,51—2,0

В25

П250

1,51—2,0

2,01—2,5

В30

П300

2,01—2,5

2,51—3,0

3.15. Пористые заполнители должны храниться и транспортироваться в условиях, исключающих их увлажнение, загрязнение и разрушение.

3.16. Вода для затворения бетонной смеси должна соответствовать требованиям ГОСТ 23732-79.

3.17. Арматурная сталь для армирования конструкций должна соответствовать требованиям СНиП 2.03.01-84, СНиП 2.03.11-85, ГОСТ 13015.0-83, ГОСТ 13015.1-81, ГОСТ 13015.2-81, ГОСТ 13015.3-81, ГОСТ 13015.4-84.

Сварная арматура и закладные детали должны удовлетворять требованиям ГОСТ 10922-75 и ГОСТ 8478-81.

Транспортирование и хранение арматуры выполняют по ГОСТу 7566-81.

Проектирование состава бетона

3.18. Проектирование состава бетона на природных пористых заполнителях следует производить по ГОСТ 27006-86. При этом выполняют:

оценку качества имеющихся материалов для приготовления бетона и выбор наименее дефицитных и наиболее экономичных из них; при этом предпочтение (при прочих равных условиях) должно отдаваться местным материалам;

расчет состава бетона для опытных замесов, исходя из назначения бетона и технологических возможностей его транспортирования и обработки;

приготовление опытных замесов, испытание контрольных образцов, корректировку исходных данных, повторные испытания контрольных образцов, воспроизведение не менее 3 раз откорректированного состава и назначение рабочих составов бетона (приложение 1).

3.19. Проектировать состав бетона необходимо исходя из среднего уровня прочности и плотности бетона, значения которых принимают по ГОСТ 18105-86 и ГОСТ 25005-86 с учетом фактической однородности бетона.

При отсутствии данных о фактической однородности бетона средний уровень прочности принимают равным требуемой прочности по ГОСТ 18105-86 при коэффициенте вариации, равном 13,5 %.

3.20. В процессе проектирования состава бетона следует учитывать:

требования к подвижности бетонной смеси и продолжительности ее сохранения;

требования к бетону по средней плотности;

требования к бетону по проектной и распалубочной прочностям;

требования к бетону по морозостойкости;

требования к бетону по водонепроницаемости;

возможность твердения бетона как при положительной, так и при отрицательной температурах;

требования к бетону по коррозионной стойкости в условиях агрессивного воздействия подземных грунтовых вод.

3.21. Марки бетонных смесей по удобоукладываемости (показатели подвижности и жесткости бетонной смеси) рекомендуется назначать на момент укладки исходя из технических возможностей бетоноукладочного оборудования в соответствии с табл. 16 (ГОСТ 7473-85).

3.22. Зависимость расслаиваемости бетонной смеси от марок по удобоукладываемости дана в табл. 17.

3.23. В качестве добавок, вводимых для улучшения свойств бетонов на природных пористых заполнителях, следует применять гидрофобизирующие, пластифицирующие, регулирующие пористость, а в случае необходимости и сроки схватывания и твердения, ингибиторы коррозии, а также их комплексы.

3.24. Определение водопоглощения пористых заполнителей из бетонной смеси и истинного водоцементного отношения в бетонной смеси рекомендуется определять по приложению 2.

Таблица 16

Вид конструкции

Марка бетонной смеси по удобоукладываемости

Норма удобоукладываемости бетонной смеси по показателю

жесткости, с

подвижности, см

Неармированные или слабоармированные (до 0,5 %):

монолитные

П1

1 — 4

4 и менее

П2

¾

5 ¾ 9

сборные

Ж4

31 и более

¾

Умеренно армированные (от 0,5 до 2 %):

монолитные

П3

—

10 — 15

сборные

Ж2, Ж3

11 — 30

—

Сильноармированные (2 % и более):

монолитные

П4

—

16 — 20

П5

—

21 — 25

сборные

Ж1

5 — 10

—

Таблица 17

Марка по удобоукладываемости

Расслаивание, %

Водоотделение

Раствороотделение

Ж1 ¾ Ж4

0 — 0,2

6

П1 ¾ П3

0 — 0,2

4

П4 ¾ П5

0 — 0,8

4

3.25. С целью наиболее эффективного и экономичного обеспечения проектных характеристик бетонной смеси и бетона для монолитных и сборных конструкций следует использовать одну из комплексных добавок: С-3+МК; С-89+ТПФН; крем-негель+ЛСТ; СНВ (СПД)+ЛСТ; при твердении бетона при отрицательных температурах — СНВ (СПД)+ЛCT+NaNO₂.

3.26. Расчет необходимого количества комплексной добавки и отдельных ее компонентов следует производить в соответствии с п. 3.27, табл. 18 и приложением 3.

Таблица 18

Добавки

Условная марка

Нормативный документ

кол-во, % от массы цемента*

Основной характер воздействия на бетонную смесь

Достигаемый эффект

Полиамидная смола № 89

С-89

ТУ 6-05-1224-76

0,5—2

Уплотнение

Повышение водонепроницаемости, морозо- и трещиностойкости

Триполифосфат натрия

ТПФН

ГОСТ 13493-77

0,2—0,4

Пластификация

Улучшение удобоукладываемости, снижение В/Ц и повышение прочности

Нитрит натрия

НН

ГОСТ 19906-74

1—4

Снижение температуры замерзания

Твердение при отрицательных температурах; защита арматуры оборудования и оснастки от коррозии

Лигносульфонат

ЛСТ

ОСТ 13-183-83

0,1—0,3

Пластификация

Улучшение удобоукладываемости, снижение В/Ц и повышение прочности

Смола нейтрализованная воздухововлекающая

снв смвк ктп

ТУ 81-05-75-74

OCT 13-145-82

0,003—0,05

Воздухововлечение

Стабилизация бетонной смеси, повышение морозостойкости бетона, повышение удобоукладываемости

Синтетическая поверхностноактивная добавка

спд-м

ТУ 38-30318-84

0,003—0,05

То же

То же

Суперпластификатор

с-3

ТУ 6-14-625-80

0,3—1,0

Пластификация

Улучшение удобоукладываемости, снижение расхода цемента, повышение прочности

Микрокремнезем

мк

8-30

Уплотнение

Повышение водонепроницаемости, прочности, снижение расхода цемента

* В пересчете па сухое вещество.

Примечание. Полный перечет, рекомендуемых добавок для легких бетонов приведен в приложении 5 ГОСТа 25820-8.4.

3.27. Необходимое количество (по массе) дозируемого раствора добавки Р_р.д, кг, определяется по формуле:

,

где Д — дозировка добавки, % по массе цемента; Ц — расход цемента на 1 м³ бетона, кг; С — концентрация раствора добавки, %.

Если раствор дозируется по объему V_р.д, то

,

где g_р.д — плотность раствора, г/см³.

3.28. При подборе состава бетона устанавливается оптимальное соотношение между компонентами (включая добавку), обеспечивающее необходимые требования к бетонной смеси и к затвердевшему бетону.

Приготовление и транспортирование бетонных смесей

3.29. Бетонную смесь с добавками приготавливают, транспортируют и укладывают в соответствии с ГОСТ 7473-85, СНиП 3.03.01-87 и настоящими Нормами.

3.30. Выбор способа и средств приготовления и транспортирования бетонной смеси производится с учетом условий производства бетонных работ: типа бетонируемой конструкции, вида заполнителей, подвижности бетонной смеси, темпов бетонирования, объемов укладываемой бетонной смеси, продолжительности транспортирования бетонной смеси.

3.31. Дозирование материалов при приготовлении легкого бетона должно производиться объемно-весовым способом: заполнителей — по объему, цемента — по массе, воды и водных растворов добавок — по массе или объему. Корректировка состава смеси производится на основе контроля насыпной плотности крупного пористого заполнителя в объемно-весовом дозаторе.

3.32. Пористые заполнители со склада к месту дозирования следует транспортировать средствами, исключающими их разрушение и загрязнение (ленточными транспортерами, элеваторами, скиповыми устройствами). Применение для этих целей бульдозеров и скреперов не допускается.

Заполнители в момент подачи должны иметь положительную температуру, но не выше 70 °С.

3.33. Точность дозирования материалов должна быть: цемента ±2 % по массе, заполнителей ± 3 % по объему, воды ± 2 % по массе или объему, водных растворов добавок ± 2 % по массе или объему, тонкомолотых добавок ± 1 % по массе.

3.34. Бетонную смесь следует приготавливать в смесителях принудительного перемешивания циклического действия типа СБ-35 (С-773), СБ-62 (С-951), СБ-93, а также в растворосмесителях С-209 и СМ-290. Приготовление горячих бетонных смесей, при необходимости, следует производить в смесителе СБ-112.

3.35. Бетонные смеси категории П₂ и более и средней плотностью более 1600 кг/м³ допускается приготовлять в смесителях гравитационного перемешивания при условии, что контрольные образцы-кубы из одного замеса будут иметь коэффициент вариации по прочности на сжатие не более 10 %.

3.36. Последовательность загрузки компонентов легкобетонной смеси должна быть следующая: крупный заполнитель (щебень), мелкий заполнитель (песок), 50 % воды, потребной на замес, затем, после их перемешивания в течение 1 минуты, подаются цемент и остальная часть воды.

Раствор химических добавок должен подаваться с водой затворения.

3.37. Для получения необходимого количества добавки заранее приготавливаются водные растворы отдельных компонентов заданной 5 — 10 %-ной концентрации, которые затем разбавляются до необходимого объема воды затворения.

Смолу № 89 предварительно в воде не растворяют, так как она поступает с завода-изготовителя в виде 30 — 45 %-ного раствора.

3.38. При введении тонкомолотых добавок рекомендуется в смеситель загружать сухие материалы (заполнитель, а затем портландцемент и тонкомолотую добавку) и после их перемешивания в течение 1 минуты добавлять воду.

При наличии положительных опытных данных допускается изменение порядка загрузки смесителя.

3.39. Растворение твердых и пастообразных компонентов добавки ведется в отдельных емкостях. Для повышения скорости растворения емкости снабжаются устройством для подогрева воды до температуры 50 — 70 °С: не выше 50 °С для добавки СНВ и не выше 70 °С — для СДО.

Для ускорения растворения твердой добавки ее следует вводить в измельченном виде (крупностью до 1,2 мм).

3.40. Раствор следует перемешивать механической мешалкой либо продувкой воздуха (барботаж). Скорость вращения вала мешалки не должна превышать 60 об/мин.

3.41. Содержание добавки в приготовленном растворе определяют по плотности раствора, измеренной ареометром при температуре 15 — 20 °С (см. приложение 3).

Допускается производить дозировку добавки по массе и определять концентрацию добавки в растворе расчетным путем при условии исключения испарения воды.

По мере приготовления растворы добавок перекачивают в расходные емкости, а оттуда через дозаторы в бетоносмеситель после введения воды затворения.

Объем расходных баков устанавливается в зависимости от производительности бетоносмесителя из расчета получения раствора добавки в объеме средней потребности.

Емкости для приготовления добавок следует регулярно промывать водой.

3.42. Наименьшую продолжительность смешивания в цикличных смесителях (время от момента окончания загрузки всех материалов в работающий смеситель до начала выгрузки готовой бетонной смеси) рекомендуется назначать по табл. 19.

Таблица 19

Продолжительность смешивания, с

Объем готового замеса бетонной

в гравитационных смесителях

в смесителях принудительного

смеси, л

смеси марок по подвижности

действия (для всех

П₁

П₂

П₃, П₄, П₅

смесей)

500 и менее

90

75

60

50

Более 500

150

120

90

50

3.43. При приготовлении бетонной смеси необходимо произвести контроль плотности бетона по ГОСТ 27005-86.

3.44. Высота падения бетонной смеси при перегрузках не должна превышать 1 м до верхний кромки приемного бункера.

3.45. Приготовленная и поданная к месту укладки легкобетонная смесь должна иметь:

требуемую среднюю плотность в уплотненном состоянии с отклонениями не более ± 3 %;

требуемую удобоукладываемость с отклонениями не более:

± 5 с — для повышенно и особо жестких смесей,

± 3 с — для умеренно жестких и жестких смесей,

± 1 с — для малоподвижных и умеренно подвижных смесей,

± 2 см — для подвижных смесей,

± 3 см — для весьма подвижных и литых смесей;

иметь заданные показатели по времени потери подвижности с отклонением в пределах 5 мин;

объем межзерновых пустот в уплотненной бетонной смеси в соответствии с требованиями стандартов и технических условий на конкретные виды изделий и конструкций;

температуру в пределах 10 — 30 °С, если принятой технологией не предусмотрена более высокая температура смеси;

требуемую объемную массу, прочность (распалубочную и марочную), водонепроницаемость, морозостойкость и другие характеристики затвердевшего бетона.

3.46. После окончания работы бетоносмесителя, а также перед каждым перерывом в работе продолжительностью более 30 мин барабан бетоносмесителя должен быть освобожден от остатков бетона и промыт водой с добавлением крупного заполнителя.

3.47. При бетонировании монолитных конструкций транспортирование бетонной смеси следует производить в автобетоносмесителях, перевозка в которых позволяет сохранять ее свойства. Оптимальным соотношением объемов автобетоносмесителя и бетоноукладчика является 1 : 1,25.

3.48. При изготовлении бетонных и железобетонных конструкций транспортирование бетонной смеси от раздаточного бункера бетоносмесителя до формовочного поста должно производиться бетоноукладчиками, самоходными бетонораздатчиками, кюбелями, самоходными тележками, исключающими расслаивание бетонной смеси и потери ее составляющих, с минимальным количеством перевалок смеси.

3.49. Продолжительность нахождения в пути бетонной смеси, считая с момента выгрузки из бетоносмесителя до укладки, должна быть не более 45 мин.

В длинных тоннелях оборудование для приготовления бетона необходимо располагать внутри тоннеля с периодическим его перемещением к месту производства бетоноукладочных работ.

3.50. Тепловые расчеты режимов транспортирования выполняются в соответствии с “Рекомендациями по составу и методам укладки бетона для тоннельных обделок БАМа”.

Возведение монолитных тоннельных конструкций

3.51. В состав основного подземного оборудования для возведения монолитных бетонных обделок транспортных тоннелей входят опалубка, бетоноукладочное оборудование и оборудование для транспортирования бетонной смеси.

3.52. Оборудование для приготовления бетонной смеси располагается, как правило, вне пределов тоннеля или внутри его на допустимом от места укладки расстоянии с учетом продолжительности транспортирования и комплектуется из машин и механизмов для бетонных работ общего назначения.

3.53. Тоннельная опалубка предназначена для обеспечения заданных проектных размеров, форм и качества постоянных конструкций тоннеля, сооружаемого из монолитного бетона или железобетона.

3.54. Выбор типа опалубки осуществляется по ГОСТ 23478-79 и определяется сечением и протяженностью тоннеля, конструкцией обделки, способом производства работ по проходке тоннеля, типом временного крепления, внутритоннельным транспортом, последовательностью ведения проходческих и бетонных работ, организацией и производством работ по бетонированию, типом бетоноукладочного оборудования.

Предпочтение следует отдавать механизированным передвижным опалубкам.

3.55. Конструкция механизированных тоннельных опалубок должна удовлетворять требованиям по прочности, несущей способности, пространственной жесткости, неизменяемости геометрических размеров и формы, технологичности.

3.56. Опалубка должна быть рассчитана на воздействие временной нагрузки от бетонной смеси с коэффициентом перегрузки 1,2; постоянной нагрузки от собственной массы.

3.57. Деформации опалубки должны быть в пределах упругой стадии работы конструкции. Наибольшие относительные деформации опалубки по ее высоте и ширине не должны превышать 0,002. Прогибы элементов опалубки не должны превышать f: L = 1:200, где f — прогиб; L — пролет.