4.7. При подборе состава бетона параллельно с испытанием на морозостойкость по ГОСТ 10060-76 проводят оценку поровой структуры бетона в соответствии с «Методическими рекомендациями по контролю качества поровой структуры бетона» (Союздорнии. М., 1976) или по ГОСТ 12730.4-78.
4.8. Примеры подбора состава бетона на очень мелком песке приведены в прил. 1 настоящих «Методических рекомендаций».
5. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ
5.1. При выборе типа смесителя для приготовления бетонной смеси на мелких и очень мелких песках предпочтение следует отдавать бетоносмесителям следующих типов, перечисленных в порядке их значимости: цикличные принудительного действия, цикличные свободного перемешивания большой производительности, непрерывные принудительного действия, непрерывные свободного перемешивания.
5.2. Так как основой применения мелких и особенно очень мелких песков является наличие в бетонной смеси после ее приготовления вовлеченного воздуха, принятый технологический процесс приготовления бетонной смеси должен обеспечивать возможность регулирования объема вовлеченного воздуха. При приготовлении бетонных смесей в смесителях цикличного действия объем вовлеченного воздуха легко регулируется изменением времени перемешивания смеси при обычных количествах воздухововлекающего компонента комплексной добавки. В случае приготовления бетонной смеси в смесителях непрерывного действия типа СБ-109 из-за короткого времени перемешивания заданное воздухововлечение (см. п. 1.5) достигается изменением схемы расположения лопастей, увеличением количества воздухововлекающей добавки и, в отдельных случаях, увеличением производительности бетоносмесительной установки на 5 - 10 %. Окончательный выбор делают при пробном бетонировании.
5.3. При назначении количества добавок, вводимых в бетонную смесь с водой затворения, следует учитывать влажность заполнителей. Для смесителей непрерывного действия следует назначать количество добавок в расходных емкостях по наибольшей возможной влажности заполнителей. Пример расчета количества добавок дан в прил. 2 настоящих «Методических рекомендаций».
5.4. Если работы проводятся при температуре воздуха выше 25 °С, то следует увеличивать содержание воздухововлекающего компонента комплексной добавки, учитывая отрицательное влияние повышенных температур на воздухоудерживающую способность бетонных смесей.
5.5. При обогащении мелких и очень мелких песков укрупняющие добавки из отсевов дробления или из щебня фракции 3 (5) - 10 мм следует вводить вместо щебня фракции 5 - 20 мм, а в качестве крупного заполнителя использовать щебень фракции 20 - 40 мм. В случае использования щебня двух фракций и дробленых песков необходимо предусмотреть четвертый расходный бункер с дозирующим устройством.
5.6. При укладке бетонной смеси в покрытия с помощью комплекта машин со скользящими формами скорость движения бетоноукладчика не должна превышать 2 м/мин.
5.7. Для отделки поверхности покрытия из бетонной смеси на мелких и очень мелких песках нецелесообразно применять трубный финишер, так как покрытие из такой смеси хорошо отделывается после прохода бетоноукладочной машины. Допускается использовать для отделки поверхности свежеуложенного покрытия трубный финишер лишь при наличии дефектов на поверхности покрытия в виде раковин, наплывов и т.п. При этом следует слегка увлажнять трубы финишера и создавать очень тонкий слой цементного теста на поверхности покрытия.
5.8. Шероховатость покрытия обеспечивается применением инвентарных щеток на отделочных машинах или вручную, а также введением дробленых песков из отсевов либо щебня с зернами 3 мм.
5.9. Для предотвращения появления трещин в покрытии при введении повышенных дозировок СДБ рекомендуется устраивать контрольные швы комбинированным способом с закладкой ленты в свежеуложенный бетон машиной ДНШС-60 и последующей нарезкой паза шва в затвердевшем бетоне машиной ДС-133.
5.10. При применении бетонной смеси на мелких и очень мелких песках необходимо особенно тщательно соблюдать технологию производства работ на каждом этапе строительства дорожных и аэродромных покрытий.
5.11. Перед началом строительства покрытий следует проводить пробное бетонирование с тем, чтобы оценить соответствие технологических свойств бетонной смеси и прочности бетона заданным параметрам, а также оценить качество уплотнения и отделки поверхности свежеуложенного покрытия.
Приложение 1
ПРИМЕРЫ ПОДБОРА СОСТАВА БЕТОНА НА ОЧЕНЬ МЕЛКОМ ПЕСКЕ С КОМПЛЕКСНОЙ ДОБАВКОЙ ПАВ
Пример 1. Подобрать состав бетона марки 50 (5 МПа) по прочности на растяжение при изгибе, 400 (40 МПа) по прочности при сжатии, Мрз200 по морозостойкости. Бетонную смесь укладывают бетоноукладчиком со скользящими формами со скоростью не более 2 м/мин; требуемая жесткость смеси 10 - 15 с; требуемое содержание вовлеченного воздуха 6 % на месте бетонирования (через 30 - 60 мин после приготовления бетонной смеси).
Материалы: дорожный портландцемент марки 500 с прочностью на растяжение при изгибе 6,4 МПа; крупный заполнитель - гранитный щебень фракции 5 - 20 (40 %) и 20 - 40 мм (60 %), плотность зерен щебня - 2600 кг/м3 , насыпная плотность - 1440 кг/м3, пустотность 0,445, содержание пылевидных, глинистых и илистых частиц (ПИГ) до 1 %; мелкий заполнитель - очень мелкий песок с Мк = 1,15, содержание зерен, проходящих через сито с сеткой № 014 - 12,7 %, ПИГ - 1 %, плотность - 2640 кг/м3, насыпная плотность - 1390 кг/м3, пустотность - 0.47, удельная поверхность - 140 г/см2; вода - водопроводная питьевая; добавки - СДБ и СНВ.
Расчет состава бетона
Определяем водоцементное отношение
Принимаем: содержание воды в 1 м3 бетонной смеси - 160 л, объем вовлеченного воздуха - 60 л, КР = 1,6.
Рассчитываем содержание материалов:
цемента Ц = 160 : 0,417 = 383 кг;
щебня
песка
Содержание добавок ПАВ принимаем следующим:
СДБ - 0,3 %, СНВ - 0,01 % массы цемента; в пересчете на 1 м3 смеси
Номинальный состав бетонной смеси по массе
Ц : Щ : П = 1 : 1,504 : 2,976.
Доля песка в смеси заполнителей
Расчетная плотность уплотненной бетонной смеси
ξδ.см = 383 + 160 + 1140 + 576 = 2259 кг/м3.
Экспериментальное уточнение расчетного состава бетонной смеси
Приготавливаем пробный замес расчетного состава и определяем жесткость, плотность и объем вовлеченного воздуха через 5 и 30 - 40 мин после приготовления бетонной смеси.
Жесткость оказалась равной 20 и 25 с соответственно, что выше требуемой.
Получить бетонную смесь требуемой жесткости можно увеличением количества воды затворения или СДБ.
Увеличиваем на 0,1 % количество СДБ, т.е. берем 0,4 % СДБ (1,532 кг/м3) и снова приготавливаем пробный замес при прежнем расходе остальных материалов. Получаем следующие показатели свойств: жесткость через 5 мин - 10 - 12 с, через 30 мин - 15 с, объем вовлеченного воздуха через 5 мин - 6,6 %, через 30 мин - 5,9 %.
Полученные технологические свойства бетонной смеси (жесткость и объем вовлеченного воздуха) соответствуют требуемым. Принимаем подобранный состав бетонной смеси: Ц = 383 кг, В = 160 л, Щ = 1140 кг, П = 576 кг, СДБ (0,4 %) = 1,532 кг, СНВ (0,01 %) = 0,0383 кг, и изготавливаем контрольные образцы - балки и кубы. Прочность образцов после 28 сут следующая: на растяжение при изгибе образца № 1 - 54,1 кгс/см2 (5,41 МПа), образца № 2 - 55,6 кгс/см2 (5,56 МПа), образца № 3 - 55 кгс/см2 (5,5 МПа), среднее значение - 54,9 кгс/см2 (5,49 МПа); при сжатии соответственно 412, 385, 373 кгс/см2 (41,2; 38,5; 37,3 МПа); среднее значение - 399 кгс/см2 (39,9 МПа).
Среднее значение прочности определяем в соответствии с требованиями ГОСТ 10180-78 и по постановлению Госстроя СССР № 73д от 17.09.81 г. (по двум наибольшим результатам из трех - для прочности при сжатии).
Морозостойкость бетона, определенная в соответствии с ГОСТ 10060-76 после замораживания на воздухе при температуре минус 20 °С и оттаивания в 5 %-ном растворе хлорида натрия, составила более 400 циклов (потери прочности менее 10 %).
Показатели, определенные в соответствии с «Методическими рекомендациями по контролю качества поровой структуры бетона», следующие: общий объем пор Пп - 16,3 %, объем открытых капиллярных пор По - 10,9 %; объем воздушных условно-замкнутых пор - Пз - 5,4 %; показатель крупности капиллярных пор - λ = 1,5; показатель однородности пор по размерам α = 0,5.
Для ориентировочного определения содержания воды при заданной жесткости бетонной смеси, принятом коэффициенте раздвижки и рассчитанном В/Ц для песка с заданным модулем крупности можно пользоваться номограммой, приведенной на рисунке. Номограмма построена для смесей с комплексной добавкой СДБ + СНВ (0,25 + 0,01) % и вовлеченным воздухом (5 - 6 %), приготовленных на песках, содержащих менее 10 % зерен, проходящих через сито с сеткой № 014.
Для данного примера (решение показано стрелками на рисунке) содержание воды при В/Ц = 0,42 составит примерно 160 л при расходе цемента 380 кг.
Ожидаемая прочность бетона, рассчитанная по приведенным на рисунке формулам, составляет:
Пример 2. Подобрать состав бетона марки 45 (4,5 МПа) по прочности на растяжение при изгибе и 350 (35 МПа) - по прочности при сжатии; Мрз200. Технология укладки та же, что и в примере 1. Материалы те же, что и в примере 1, плюс отсевы дробления гранитного щебня фракции 0 - 5 мм с насыпной плотностью 1390 кг/м3, содержанием 2,6 % отмучиваемых частиц, маркой по прочности 1200, морозостойкие.
Для определения необходимого количества отсевов дробления в смеси с очень мелким песком рассчитываем модуль крупности смешанного песка с различным содержанием отсевов дробления (20 - 60 %) и определяем пустотность этих песков.
В нашем примере получены следующие значения (табл. 1 данного приложения):
Таблица 1
|
Содержание отсевов дробления в смеси, % |
Модуль крупности смешанного песка |
Пустотность смешанного песка |
|
20 |
1,64 |
0,44 |
|
40 |
2,01 |
0,41 |
|
60 |
2,42 |
0,43 |
Номограмма для определения водосодержания и расхода цемента марки 500 в бетонной смеси заданной жесткости с комплексной добавкой СДБ (0,25 %) + СНВ (0,01 %) в зависимости от крупности песка и его количества для получения бетона с прочностью на растяжение при изгибе 5 - 5,5 МПа. Объем вовлеченного воздуха - 5 - 7 %. Rр.и. = 5,67 - 1,33 В/Ц (МПа), Rсж = 83,6 - 108,3 В/Ц (МПа)
Наименьшую пустотность имеет смешанный песок, содержащий 40 % отсевов дробления (ОД) и 60 % природного очень мелкого песка; его Мк = 2,01.
Вычисляем водоцементное отношение:
.
Принимаем В/Ц = 0,46, расход воды - 150 л, объем вовлеченного воздуха - 60 л, коэффициент раздвижки щебня раствором Кр = 1,8.
Рассчитываем содержание материалов в 1 м3 бетонной смеси:
Ц = 150 : 0,46 = 334 кг;
.
Содержание добавок ПАВ принимаем следующим: СДБ - 0,3 %; СНВ - 0,01 % массы цемента, что на 1 м3 смеси составит:
.
Номинальный состав бетонной смеси по массе
Ц : П : Щ = 1 : 2,16 : 3,17.
Доля песка в смеси заполнителей
Расчетная плотность уплотненной бетонной смеси
ξσ.см = 334 + 150 + 1060 +720 = 2264 кг/м3.
Экспериментальное уточнение расчетного состава бетонной смеси
Приготавливаем пробный замес расчетного состава и определяем жесткость Ж и объем вовлеченного воздуха νв в бетонной смеси.
Через 30 мин после окончания перемешивания Ж = 15 с, νв = 5,2 %.
Принимаем подобранный состав, изготавливаем из него контрольные образцы и определяем прочность после 28 сут и морозостойкость бетона. Результаты испытаний бетона, в том числе и показатели поровой структуры, представлены в табл. 2 данного приложения.
Таблица 2
|
Прочность, МПа |
Показатели поровой структуры бетона |
Морозостойкость, циклы |
|
||||||
|
на растяжение при изгибе |
при сжатии |
|
|
|
|||||
|
|
|
Пп, % |
По, % |
Пз, % |
λ |
α |
|
|
|
|
4,54 |
37,3 |
16,6 |
11,7 |
4,9 |
1,28 |
0,56 |
400 при потере 12,7 % прочности и менее 1 % массы |
|
|
|
4,89 |
33,6 |
16,0 |
11,4 |
4,6 |
1,20 |
0,65 |
|
|
|
|
5,02 |
32,0 |
17,2 |
12,0 |
5,2 |
1,32 |
0,50 |
|
|
|
|
Среднее значение |
|
|
|||||||
|
4,82 |
34,3 |
16,6 |
11,7 |
4,9 |
1,27 |
0,56 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приложение 2
ПРИМЕР РАСЧЕТА количества добавок, вводимых в расходную емкость, с учетом влажности заполнителей при использовании бетоносмесительных установок непрерывного действия типа СБ-109
Подобран следующий состав бетона:
Ц - 400 кг, В - 170 л, П - 600 кг, Щ - 1100 кг, СДБ (0,3 %) - 1,2 кг, СНВ (0,01 %) - 0,04 кг.
Влажность щебня - 2 %, песка - 8 %.
Вместимость бака для воды затворения - 50 м3.
Рассчитываем количество воды в заполнителях: в щебне в песке
Учитывая, что в заполнителе содержится 70 л воды, рассчитываем количество воды, которое необходимо добавить в смесь из бака:
В = 170 - 70 = 100 л = 0,1 м3.
Из объема воды, вмещающегося в бак, можно приготовить 50 : 0,1 = 500 м3 бетонной смеси.
Количество добавок в расчете на сухое вещество, которое необходимо загрузить в расходную емкость объемом 50 м3 для приготовления 500 м3 бетонной смеси на заполнителях указанной выше влажности, составит:
