Технологические правила применения набрызгбетона при ремонте и реконструкции инженерных сооружений


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)

(2Na2OAl2O3) (Fe2O3Na2O)

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.