МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СОЮЗДОРНИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ МЕЛКИХ И ОЧЕНЬ МЕЛКИХ ПЕСКОВ В БЕТОНЕ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ЦЕМЕНТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ И АЭРОДРОМОВ

Одобрены Главным техническим

управлением

(решение ГТУ № 373-4д

от 01.09.83)

Москва 1984

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ МЕЛКИХ И ОЧЕНЬ МЕЛКИХ ПЕСКОВ В БЕТОНЕ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ЦЕМЕНТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ И АЭРОДРОМОВ. Союздорнии. М., 1984.

Даны рекомендации по применению мелких и очень мелких песков в бетоне для покрытий автомобильных дорог и аэродромов, устраиваемых бетоноукладочными машинами со скользящими формами и на рельсовом ходу; приведены требования к материалам, бетонной смеси и бетону, а также особенности подбора состава бетонной смеси при применении мелких и очень мелких песков.

Показано, что широкое использование местных мелких и очень мелких песков при строительстве цементобетонных покрытий автомобильных дорог и аэродромов позволит снизить стоимость строительства при обеспечении требуемого качества и долговечности покрытий, уменьшить объем привозных песков и высвободить транспорт для использования в народном хозяйстве на другие нужды.

Табл. 4, рис. 1.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Одним из путей снижения стоимости строительства является применение местных строительных материалов, в частности мелких и очень мелких песков.

Проведенными исследованиями и опытно-экспериментальными работами установлено, что при введении в бетонные смеси на мелких и очень мелких песках комплексной (пластифицирующей и воздухововлекающей или газообразующей) химической добавки могут быть получены бетоны заданной прочности и высокой морозостойкости без увеличения расхода цемента по сравнению с бетоном на средних песках.

Экономический эффект при строительстве только за счет сокращения транспортных расходов при применении мелких и очень мелких песков взамен крупных и средних может составить ориентировочно от 1,1 тыс. руб. до 6 тыс. руб. на 1 км покрытия.

«Методические рекомендации по применению мелких и очень мелких песков в бетоне для строительства цементобетонных покрытий автомобильных дорог и аэродромов» разработаны кандидатами технических наук В.И. Коршуновым, А.М. Шейниным, инж. Ю.Г. Ланге при участии канд. техн. наук Ю.Н. Высоцкого и инж. Г.Э. Бруга (Омский филиал Союздорнии).

При составлении «Методических рекомендаций» были использованы результаты исследований канд. техн. наук В.Е. Анисимова, инженеров С.Л. Нерубенко, В.В. Вахрушева, а также результаты исследований, выполненных в НИИЖБе кандидатами технических наук З.М. Ларионовой, Л.П. Курасовой, инж. Л.П. Моисеевой.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие «Методические рекомендации по применению мелких и очень мелких песков в бетоне для строительства цементобетонных покрытий автомобильных дорог и аэродромов» предназначены для строительных организаций, осуществляющих внедрение бетонной смеси с использованием мелких и очень мелких песков, отсевов дробления и химических добавок при строительстве монолитных цементобетонных покрытий автомобильных дорог и аэродромов в соответствии с комплексной научно-технической программой по автодорожному строительству на одиннадцатую пятилетку. Возможность пользования настоящими «Методическими рекомендациями» другими организациями, не включенными в программу по решению указанной научно-технической проблемы, в каждом конкретном случае согласовывается с Союздорнии.

1.2. При производстве работ с указанными бетонными смесями следует руководствоваться, кроме настоящих «Методических рекомендаций», указаниями ГОСТ 8424-72, СНиП III-40-78, СНиП III-46-79, «Инструкцией по строительству цементобетонных покрытий автомобильных дорог» ВСН 139-80 (М.: ВПТИтрансстрой, 1980), «Руководством по организации и технологии строительства аэродромных цементобетонных покрытий» (Союздорнии. М., 1982).

1.3. Строительство покрытий и оснований из бетонной смеси на мелких и очень мелких песках может осуществляться высокопроизводительным комплектом машин типов ДС-100 и ДС-110, а также комплектом машин на рельсовом ходу.

1.4. При приготовлении бетонной смеси на мелких и очень мелких песках следует применять комплексные химические добавки (пластифицирующую и воздухововлекающую или газообразующую) по ГОСТ 8424-72, например СДБ + СНВ или СДБ + ГКЖ-94. Пластифицирующий эффект при введении комплексной добавки СДБ + СНВ достигается благодаря пластифицирующему действию добавок и наличию диспергированного вовлеченного воздуха. Наряду с рекомендуемыми ГОСТ 8424-72 химическими добавками допускается использовать в качестве пластифицирующей добавки суперпластификатор С-3, а в качестве воздухововлекающей добавки - очищенное сульфатное мыло (ОСМ или ППФ). Другие виды добавок можно применять только по согласованию с Союздорнии.

1.5. Для получения требуемого объема вовлеченного воздуха при приготовлении бетонной смеси необходимо руководствоваться «Методическими рекомендациями по обеспечению воздухововлечения в бетонную смесь при строительстве цементобетонных покрытий автомобильных дорог и аэродромов» (Союздорнии. М., 1983).

1.6. Мелкие и очень мелкие пески можно применять для приготовления дорожного бетона в смеси с укрупняющими добавками в виде дробленых песков, в том числе песков из отсевов дробления.

1.7. Следует учитывать, что бетонные смеси на мелких и очень мелких песках не расслаиваются в процессе технологической переработки, характеризуются высокой воздухоудерживающей способностью, легко отделываются. Покрытия из бетона на мелких и очень мелких песках отличаются большой устойчивостью кромок и боковых граней после прохождения скользящих форм. Структура бетона на мелких и очень мелких песках по сравнению со структурой бетона на крупных и средних песках характеризуется малыми размерами воздушных пор и более равномерным распределением их в растворной части бетона, а также плотными контактами раствора с крупным заполнителем, более тонкими прослойками цементного камня между зернами песка. Указанные факторы способствуют повышению прочности бетона на растяжение при изгибе и его морозостойкости, особенно при температуре минус 50 °С и действии антигололедных реагентов. По сравнению с равнопрочными по сжатию бетонами на средних и крупных песках бетоны на мелких и очень мелких песках обладают повышенными (на 5 - 10 %) прочностью на растяжение при изгибе и деформативностью.

1.8. Покрытие из бетона на мелких и очень мелких песках имеет достаточно высокие эксплуатационные показатели (износостойкость и коэффициент сцепления), но они на 10 - 15 % ниже, чем у покрытия из бетона на крупном песке. Однако это не может препятствовать применению мелких и очень мелких песков. В необходимых случаях повысить износостойкость и шероховатость цементобетонных покрытий можно, используя щебень с наименьшей крупностью зерен 3 мм; укрупняющие добавки в виде дробленых песков, в том числе из отсевов дробления, при возможности их отдельного дозирования или применяя щебень фракции 3 (5) - 10 мм взамен фракции 5 - 20 мм при наибольшей крупности зерен 40 мм.

1.9. Целесообразность применения местных мелких, и очень мелких песков в сочетании с дроблеными песками или без них в дорожном бетоне определяют на стадии технико-экономического обоснования проекта строительства автомобильной дороги (аэродрома) или при проектировании состава бетона путем сравнения вариантов с учетом конкретных условий строительства.

2. ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ

2.1. Мелкие и очень мелкие пески для бетонной смеси должны удовлетворять требованиям ГОСТ 10268-80 со следующими изменениями:

содержание в мелких и очень мелких песках зерен, проходящих через сито с сеткой № 014, может составлять до 15 % массы;

увеличение содержания в очень мелких песках зерен, проходящих через сито с сеткой № 014, до 20 % массы допускается по согласованию с Союздорнии только для опытного строительства.

2.2. Песок дробленый, в том числе из отсевов дробления, должен соответствовать требованиям ГОСТ 8736-77.

2.3. При использовании в качестве укрупняющей добавки к природному песку дробленых песков; в том числе из отсевов дробления, модуль крупности Мк смешанного песка должен быть 2 - 2,5.

Крупный заполнитель должен соответствовать требованиям ГОСТ 10268-80; допустимо применять щебень из смеси фракций 3 (5) - 10 и 20 - 40 мм.

2.4. Качество цемента должно соответствовать требованиям ТУ 21-20-32-83 Минпромстройматериалов.

2.5. Химические добавки должны удовлетворять требованиям нормативно-технических документов: СДБ - ОСТ 81-79-74, СНВ - ТУ 81-05-75-77 Минбумпрома, ППФ (мыло сульфатное облагороженное) - ТУ ОП 13-05-109-82 Минбумпрома, суперпластификатор С-3 - ТУ 6-14-625-80 Минхимпрома, ГКЖ-94 - ГОСТ 10834-76.

3. ТРЕБОВАНИЯ К БЕТОННОЙ СМЕСИ И БЕТОНУ

3.1. Нужно учитывать, что основной характеристикой удобоукладываемости бетонной смеси на мелких и очень мелких песках является показатель жесткости по техническому вискозиметру в соответствии с ГОСТ 10181.1-81.

Бетонная смесь перед уплотнением комплектом машин на рельсовом ходу должна иметь жесткость 20 - 30 с, а комплектом машин со скользящими формами -10 - 15 с.

3.2. Для максимального использования пластифицирующего эффекта и обеспечения устойчивости против расслоения бетонной смеси на мелких и очень мелких песках следует стремиться сохранить на месте бетонирования максимальный объем вовлеченного воздуха: 6 % - для однослойного и верхнего слоя двухслойного покрытия и 4,5 % - для нижнего слоя двухслойного покрытия. Объем вовлеченного воздуха в бетонной смеси непосредственно после ее приготовления на ЦБЗ следует проектировать с учетом потерь воздуха в процессе технологической переработки смеси, т.е. увеличивать на 1 - 3 %. При применении газообразующей добавки ГКЖ-94 в комплексе с СДБ количество образовавшегося в бетонной смеси газа не нормируется.

3.3. Прочность на растяжение при изгибе бетона на мелких и очень мелких песках должна соответствовать проектной, а прочность при сжатии может быть снижена на 10 %.

4. ОСОБЕННОСТИ ПОДБОРА СОСТАВА БЕТОНА

4.1. Состав бетона на мелких и очень мелких песках следует подбирать в соответствии с требованиями «Инструкции по строительству цементобетонных покрытий автомобильных дорог» ВСН 139-80 (М.: ВПТИтрансстрой, 1980) и «Руководства по организации и технологии строительства аэродромных цементобетонных покрытий» (Союздорнии. М., 1982).

4.2. Ориентировочно коэффициенты раздвижки Кр смеси в зависимости от принятой технологии устройства покрытия принимают по табл. 1.

Таблица 1

Песок

Кр при устройстве покрытия

в рельс-формах

в скользящих формах

Мелкий

1,5 - 1,7

1,6 - 1,8

Очень мелкий

1,3 - 1,5

1,4 - 1,6

Минимальное значение коэффициента раздвижки следует принимать для песков с меньшим модулем крупности Мк. При добавлении к мелким или очень мелким пескам дробленого песка коэффициент раздвижки щебня назначают в зависимости от модуля крупности полученного смешанного песка (см. СНиП III-46-79 и «Инструкцию» ВСН 139-80).

4.3. Для максимального снижения водопотребности бетонной смеси на мелких и очень мелких песках применяют большее, по сравнению со смесями на средних и крупных песках, количество пластифицирующей добавки СДБ - 0,3 - 0,6 % массы цемента; суперпластификатора С-3 можно вводить 0,8 - 1 %. Технико-экономическую целесообразность применения суперпластификатора С-3 определяют, сравнивая бетоны с С-3 и с повышенными количествами СДБ. Наибольший пластифицирующий эффект достигается при сочетании добавок СДБ + С-3 (0,2 - 0,3 + 0,4 - 0,6) %. Количество воздухововлекающей добавки назначают по фактическому ее расходу, при котором обеспечивается требуемое воздухововлечение на месте производства работ. При подборе состава бетона содержание воздухововлекающей добавки в комплексе с пластифицирующей можно назначать 0,01 - 0,03 % массы цемента. Взамен СНВ в комплексе с СДБ допускается применять добавки ППФ в тех же количествах, что и СНВ, или газообразующую добавку ГКЖ-94 в количестве 0,05 - 0,1 % массы цемента. Количество добавок следует уточнять при подборе состава бетона и корректировать при пробном бетонировании.

4.4. Чтобы исключить перерасход цемента, расход воды для обеспечения технологических свойств бетонной смеси на мелких и очень мелких песках не должен превышать расхода воды для смеси на средних песках. При этом содержание воды в бетонной смеси определяется пробными замесами на природном или искусственно подобранном среднем песке.

4.5. Ориентировочные составы бетона на мелких и очень мелких песках, прочность которого на растяжение при изгибе 4,5 - 5 МПа (при сжатии 35 - 40 МПа), для бетонных покрытий приведены в табл. 2. При этом в бетонные смеси для получения объема вовлеченного воздуха 5 - 6 % следует вводить комплексную добавку (%) СДБ (0,3 - 0,6) + СНВ (0,01 - 0,03).

4.6. Увеличивать водосодержание бетонной смеси при повышенном содержании в песке (10 - 15 %) частиц мельче 0,14 мм для обеспечения равной подвижности не допускается. Равноподвижные смеси получают, увеличивая количество пластифицирующих добавок. В случае необходимости объем вовлеченного воздуха должен быть отрегулирован соответствующим изменением количества воздухововлекающей добавки. Количество добавок устанавливают в лаборатории пробными замесами на песках двух разновидностей, содержащих соответственно 10 и 15 % частиц мельче 0,14 мм, по достижении одинаковой водопотребности равноподвижных смесей с равным объемом вовлеченного воздуха.

Таблица 2

Песок

В/Ц

Содержание в 1 м3 бетонной смеси, кг

воды

цемента марки 400

щебня фракции 5 - 20 и 20 - 40 мм

песка

Очень мелкий (МК = 1 ÷ 1,5)

0,42 - 0,45

150 - 170

360 - 400

1200 - 1100

500 - 600

Мелкий (МК = 1,5 ÷ 2)

0,42 - 0,45

150 - 170

360 - 400

1100 - 1000

600 - 700