Рекомендуемое
Технологический метод подбора состава бетона
1. Ориентировочную величину требуемого водоцементного отношения В/Ц определяют по формуле
0,45 х R
В ц
─── = ────────────── , (1)
Ц R , + 0,18 R
б ц
где R - средний уровень прочности бетона, соответствующий проектному
б классу бетона, или расчетная прочность бетона, кгс/см2;
R - активность или гарантированная марка цемента, кгс/см2;
ц
В - содержание воды в 1 м3 бетона, л;
Ц - расход цемента на 1 м3 бетона, кг.
р 2. Расчетную прочность бетона R рекомендуется устанавливать, когда б требуемая прочность бетона на ведущем технологическом этапе (после цикла ускоренного твердения на момент выдачи конструкции на открытый воздух в зимнее время и т.п.) превышает величины прочности, достигаемые к этому времени бетоном, состав которого подобран на получение бетона прочностью, соответствующей проектному классу бетона на 28-е сут нормального твердения.
р Расчетную прочность бетона R рекомендуется определять по формуле б
R К
р б х 1
R = ─────────────, кгс/см2, (2)
б К
2
где К - часть, %, проектной прочности (соответствующей проектному
1 классу бетона), требуемая на ведущем технологическом этапе;
К - часть, %, расчетной прочности бетона, достигаемая к заданному
2 сроку, при целесообразной длительности ускоренного
твердения (или выдерживания); достигаемую прочность бетона
назначают с учетом особенностей конкретного цемента,
сроков и температурных условий твердения бетона от окончания
укладки до заданного срока на ведущем технологическом
этапе; при испытаниях контрольных образцов эту прочность
уточняют.
3. Ориентировочно количество воды затворения на 1 м3 бетонной смеси (плотно уложенной), необходимой для получения требуемой удобоукладываемости, рекомендуется определять по следующей таблице:
┌────────────┬──────────────────────────────────────────────────────────┐
│Наибольшая │ Количество воды, л/м3 бетонной смеси, при требуемой │
│крупность │ удобоукладываемости │
│щебня, мм ├────────────────┬─────────────────────────────────────────┤
│ │ жесткости, с │ подвижности, см осадки конуса │
│ ├────────┬───────┼─────┬──────┬──────┬──────┬──────┬───────┤
│ │ 50-80│ 20-40 │ 1-2 │ 3-4 │ 5-6 │ 7-8 │9-10 │ 11-14 │
├────────────┼────────┼───────┼─────┼──────┼──────┼──────┼──────┼───────┤
│ 70 │ 130 │ 140 │ 150 │ 155 │ 160 │ 165 │ 170 │ 180 │
│ 40 │ 135 │ 145 │ 155 │ 160 │ 165 │ 170 │ 175 │ 185 │
│ 20 │ 140 │ 155 │ 165 │ 170 │ 175 │ 180 │ 185 │ 200 │
│ 10 │ 150 │ 165 │ 175 │ 180 │ 185 │ 190 │ 195 │ 215 │
├────────────┴────────┴───────┴─────┴──────┴──────┴──────┴──────┴───────┤
│ Примечание. Количество воды эатворения приведено для бетонных смесей,│
│приготовленных на портландцементе, с нормальной густотой цементного│
│теста, равной 26%, и среднезернистом песке без пластифицирующих │
│добавок. При введении добавок типа ЛСТ указанное количество воды должно│
│быть уменьшено на 10-15 л/м3, при введении суперпластификатора - на│
│20-30 л/м3. При использовании цемента с иной нормальной густотой, песка│
│иной крупности или введении других химических добавок количество воды│
│должно быть соответственно откорректировано. │
└───────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
4. Расход цемента Ц на 1 м3 бетона рекомендуется определять по формуле
В
Ц = ──── кг, (3)
В/Ц
5. Дальнейший расчет рекомендуется производить исходя из того, что сумма абсолютных объемов составляющих материалов равна 1 м3 плотно уложенной бетонной смеси.
6. Абсолютные объемы цементного теста и смеси заполнителей, а также содержание (масса) заполнителей - песка и щебня в 1 м3 рекомендуется рассчитывать по следующим формулам:
абсолютный объем цементного теста Vт:
Ц Д
Vт = ─── + ──── + В, л; (4)
Рц Рд
абсолютный объем смеси заполнителей (песок + щебень) V3:
V3 = 1000 - Vт, л; (5)
содержание (масса) заполнителей (песка и щебня) 3:
3 = П + Щ = V х Р , кг. (6)
3 з
3
В том числе: щебня Щ = ──────, кг; (7)
1 + r
песка П = Э - Щ, кг. (8)
В формулах (4) - (8):
Рц - плотность цемента, кг/л;
Д - количество химической добавки (в расчете на сухое вещество),
кг;
Рд - плотность сухого вещества добавки, кг/л.
Д
При введении нескольких добавок (комплексной добавки) ____
Рд
определяется по формуле
Д Д1 Д2
____ = ____ + ____ + ...
Рд Рд1 Рд2
Приведенная плотность смеси заполнителей рд равна:
Рщ + rРп
Рз = --------------,
1 + r
где Рщ и Рп - плотность соответственно щебня и песка, кг/л;
r = П/Щ - соотношение по массе между песком и щебнем.
7. Соотношение крупной и мелкой фракции щебня (при наличии обеих фракций в необходимом количестве) выбирают в пределах, указанных в табл. 2.4 ГОСТ 10268-80. При дефиците одной из фракций (например, при дополнительном обогащении заполнителей перед подачей в бетоносмеситель) соотношение фракций принимают таким, которое имеется фактически в используемом заполнителе.
Взамен ГОСТ 10268-80 постановлением Госстроя СССР от 16 мая 1991 г. N 21 с 1 января 1992 г. введен в действие ГОСТ 26633-91
8. Выбор оптимального соотношения между количеством крупного и мелкого заполнителей, максимально соответствующего природным свойствам используемых заполнителей, технологическим факторам укладки и особенностям изготовляемой конструкции, является важнейшим этапом подбора состава бетона. Соотношение r = П/Щ (песка и щебня) рекомендуется определять из условия, что для конкретных заполнителей существует единственное соотношение между количеством песка и щебня, которое дает лучшую удобоукладываемость бетонной смеси при наименьшем расходе цемента и воды. Это соотношение достоверно можно определить, оценивая свойства заполнителей непосредственно в бетоне, т. е. определяя r в пробных лабораторных замесах и уточняя в процессе опытного изготовления конструкций в производственных условиях.
9. Наилучшее соотношение между количеством песка и щебня в лабораторных условиях рекомендуется определять по наибольшей удобоукладываемости бетонной смеси при одном и том же расходе цемента и воды. Для этого рекомендуется рассчитывать составы бетона с r, равным от 0,3 до 0,9 (для крупнозернистых песков r, как правило, колеблется от 0,5 до 0,9; для среднезернистых - от 0,4 до 0,7 и для мелких - от 0,3 до 0,5). Составы следует рассчитывать через интервал в 0,1, т.е. с r, равным 0,3; 0,4 и т.д. Для мелкого песка следует рассчитывать составы с r через интервал 0,05.
10. Лабораторные замесы при определении наилучшего r рекомендуется приготовлять на заполнителях, обязательно рассеянных на отдельные фракции; щебень должен быть разделен на фракции 0 - 5, 5 - 10, 10 - 20, 20 - 40 и 40 - 70 мм; песок - на фракции от 0 до 5 мм и свыше 5 мм. При дозировке отдельных фракций должно быть сохранено их среднее соотношение, фактически имеющееся в каждой номинальной фракции применяемых заполнителей.
Если при наилучшем r удобоукладываемость бетонной смеси не соответствует заданной, то состав рекомендуется корректировать, уменьшая или увеличивая расход цемента и воды (цементного теста) при неизменных В/Ц и r. При выборе соотношения между песком и щебнем необходимо в пробных замесах проверять составы, дающие как увеличение, так и снижение удобоукладываемости бетонной смеси.
Для сокращения количества пробных лабораторных замесов рекомендуется вначале приготовить замес со средним r из интервала, приведенного в п. 9, в зависимости от модуля крупности песка. При резком отличии удобоукладываемости смеси от требуемой рекомендуется соответственно корректировать расход цементного теста (изменяя расход цемента и воды при постоянном В/Ц).
11. В том случае, когда подбирают состав бетона на материалах (цементе, заполнителях и добавках), для которых не была заранее установлена фактическая зависимость прочности бетона от В/Ц, после подбора наилучшего r в лабораторных условиях изготовляют контрольные образцы из бетонных смесей с В/Ц, требуемым по расчету, а также уменьшенным и увеличенным на 0,02 - 0,05. Удобоукладываемость бетонной смеси с уменьшенным и увеличенным В/Ц доводят до заданной путем изменения (увеличения или уменьшения) расхода цементного теста при неизменном r).
12. Бетонные смеси на основе составов, полученных в лабораторных условиях, для изготовления контрольных образцов, рекомендуется приготовлять в лабораторном или производственном бетоносмесителе; приготовлять бетонную смесь с воздухововлекающими добавками для изготовления контрольных образцов необходимо только в производственном бетоносмесителе при строгом контроле длительности перемешивания смеси.
В случае, если удобоукладываемость бетонной смеси, приготовленной в производственном бетоносмесителе, нe соответствует требуемой, состав бетона необходимо корректировать, соответственно изменяя расход цементного теста при неизменных В/Ц и r. При отклонении воздухосодержания смеси от заданного рекомендуется корректировать количество воздухововлекающего компонента в добавке.
13. Для упрощения расчетов и получения более достоверных результатов при определении наилучшего r и удобоукладываемости смеси лабораторные замесы рекомендуется приготовлять на основе воздушносухих заполнителей, т. е. предварительно высушенных на открытом воздухе (или в лаборатории) на пленке или на бумаге без дополнительного нагрева.
14. Из каждой серии изготовленных контрольных образцов часть образцов рекомендуется помещать в камеру нормального твердения (в качестве эталона), а остальные вместе с изготовляемыми конструкциями подвергать всему циклу ускоренного твердения или выдерживания. При наличии лабораторной камеры с автоматическим управлением контрольные образцы могут быть подвергнуты ускоренному твердению по той же программе, что и конструкции на технологической линии.
На основании испытаний контрольных образцов рекомендуется выбирать состав с тем минимальным В/Ц, которое обеспечивает требуемую прочность бетона на ведущем технологическом этапе.
15. С учетом влажности заполнителей рекомендуется рассчитывать опытный рабочий состав бетона и производить опытное бетонирование конструкций. В процессе бетонирования рекомендуется определять оптимальное r по технологическому признаку.
Показателем (признаком) оптимального состава бетона и соответствия гранулометрического состава заполнителей, принятому при подборе, является наличие на поверхности свежеуложенного бетона вкраплений зерен щебня, выступающих на 1/3 своей величины, с расстоянием между ними 3 - 6 см.
Скопление зерен щебня, отделение их от уплотняемой массы и щебенистость поверхности свидетельствуют о недостатке, а образование на поверхности бетона слоя цементного раствора - об избытке песка в бетоне.
16. При выборе соотношения между количеством песка и щебня по технологическому признаку разница между наилучшим r, подобранным в лабораторных условиях, и оптимальным r может достигать +/-0,15 в зависимости от конкретных технологических особенностей изготовляемой конструкции и способов выполнения работ.
В связи с тем, что такое изменение r при прочих равных условиях практически не отражается на прочностных показателях бетона, зависимость прочности бетона от В/Ц для состава с оптимальных r рекомендуется не уточнять. Состав бетона с оптимальным r рекомендуется принимать за номинальный и рассчитывать на его основании рабочий состав бетона, который необходимо корректировать в процессе производства конструкций в соответствии с ГОСТ 27006 - 86.
17. В процессе выполнения бетонных работ фактический состав заполнителей в бетоне рекомендуется контролировать также по технологическому признаку, уменьшая или увеличивая r без изменения общего расхода заполнителей, цемента, воды и добавок.
Приложение 5
Рекомендуемое
Подбор состава цементно-песчаного раствора
методом пробного замеса
Для подбора состава раствора рекомендуется использовать цементное тесто заданного качества.
Ориентировочную величину требуемого В/Ц рекомендуется определять по формуле
0,32 х R
ц
В/Ц = ────────────────, (1)
R + 0,13 х R
p ц
где R - проектная марка раствора при сжатии или требуемая расчетная
p прочность раствора, кгс/см2;
R - активность или гарантированная марка цемента, кгс/см2.
ц
Расчетную прочность раствора при необходимости определяют по методике, изложенной в рекомендуемом приложении 4.
Приготовляют 5 - 7 л цементного теста с требуемым В/Ц и назначенным количеством добавок (если они вводятся).
Отвешивают 5 кг песка и помещают его на боек.
Отвешивают 2 - 3 кг цементного теста и на бойке тщательно перемешивают его с песком, последовательно добавляя в полученный раствор цементное тесто по 0,25-0,5 кг, доводя подвижность растворной смеси до заданной величины.
На основании положения, что сумма абсолютных объемов составляющих материалов равна 1 м3 плотно уложенной цементно-песчаной растворной смеси, по количеству израсходованных на замес материалов рекомендуется рассчитывать объем приготовленного цементно-песчаного раствора V3р, л, и абсолютный объем добавок, израсходованный на замес, V3д, л, по формулам:
З З
3 Ц П З З
V = ─── + ─── + В + V , л; (2)
р Р Р д
ц п
З З
Д Д
3 1 2
V = ──── + ───── + ..., л. (3)
д Рд1 Рд2
В формулах (2), (3):
З З
Ц , П - количество соответственно цемента и песка,
израсходованных на замес, кг;
З
В - количество воды, израсходованной на замес, л;
з
в количестве воды В должна быть учтена вода,
содержащаяся в растворах добавок;
З З
Д Д и т.д.- количество каждой добавки, израсходованное
1 2 на замес вместе с цементным тестом (в расчете на
сухое вещество добавки), кг;
Р , Р , Р - плотность соответственно цемента, песка и сухого
ц п д вещества каждой добавки, кг/л.
Расход материалов (состав раствора), кг на 1 м3 рассчитывают делением количества каждого составляющего материала, израсходованного на замес, на рассчитанный объем замеса V, и умножением на 1000.
В лабораторном или производственном смесителе приготовляют цементно-песчаный раствор полученного при подборе состава и изготовляют из него контрольные образцы. В том случае, когда подбирают состав раствора из новых материалов, для которых заранее не была установлена фактическая зависимость прочности раствора от В/Ц, после подбора состава раствора изготовляют контрольные образцы из раствора с расчетным В/Ц и с В/Ц, уменьшенным или увеличенным на 0,02-0,05.
На основании испытаний контрольных образцов рекомендуется подбирать состав раствора с В/Ц, обеспечивающим требуемую прочность при наименьшем расходе цемента.
Приложение 6
Обязательное
Бетоны и растворы
1. Номинальный состав бетона подбирают по утвержденному заданию в соответствии с ГОСТ 27006-86. Состав бетона (раствора) подбирают исходя из условия обеспечения среднего уровня прочности, значение которого следует определять по ГОСТ 18105-86* с учетом однородности бетона (раствора). При отсутствии данных о фактической однородности бетона (раствора) средний уровень прочности необходимо принимать равным требуемой прочности для бетона данного класса при коэффициенте вариации 13,5 %.
Методы подбора составов бетона и раствора приведены в рекомендуемых приложениях 4 и 5.
2. Введение в бетонную (растворную) смесь комплексных добавок для обеспечения морозостойкости обязательно для бетонов (растворов) с проектной маркой F200 и выше, а также для бетонов (растворов) меньшей марки по морозостойкости на портландцементе, содержащем более 5% минеральных добавок.
В случае приготовления бетонов (растворов) марки по морозостойкости F100 без введения комплексных добавок, содержащих воздухововлекающий (газообразующий) компонент, В/Ц не должно превышать 0,55.
Для бетонов (растворов) с нормированной морозостойкостью при использовании пластифицированного портландцемента в бетонную смесь вместо комплексной добавки следует вводить только воздухововлекающий (газообразующий) компонент, а при использовании гидрофобного портландцемента - только пластификатор ЛСТ.
В бетонную смесь на пластифицированном портландцементе не следует вводить суперпластификатор С-3.
3. Оптимальную дозировку добавок, вводимых в бетонную смесь, следует устанавливать экспериментально при подборе состава бетона с учетом данных, указанных в таблице настоящего приложения; дозировку воздухововлекающего компонента необходимо устанавливать при строгом контроле времени перемешивания бетонной смеси и в последующем регулярно корректировать из условия обеспечения на месте укладки заданного содержания в смеси вовлеченного воздуха (с учетом его возможной потери при транспортировании смеси).
4. Введение в бетонную смесь добавок - ускорителей твердения бетона для сокращения сроков достижения бетоном требуемой прочности запрещается.
В бетонах с поташом в качестве противоморозного компонента в составе комплексной добавки количество добавки ЛСТ следует устанавливать в зависимости от количества вводимого поташа с обязательной проверкой в лаборатории указанного сочетания с конкретным цементом.
5. Нормативные требования, которые следует выполнять при приготовлении бетонов и растворов и проверять при операционном контроле, а также объем и способы контроля приведены в следующей таблице:
┌──────────────────────────────────────────────┬─────────┬────────────────┐
│ Технические требования │Контроль │ Способ │
│ │ │ контроля │
├──────────────────────────────────────────────┼─────────┼────────────────┤
│1.Минимальный расход цемента,кг/м3 бетона, для│ │ │
│конструкций,расположенных: │ │ │
│ ниже глубины промерзания или возможного раз-│Всего │Измерительный │
│ мыва дна - 230 │объема │(проверка │
│ │укладыва-│работы дозато- │
│ │емого │ров цемента и │
│ │бетона │фактического │
│ │ │выхода бетона) │
│ │ │ │
│ в подводной и надводной (надземной) частях│ │ │
│ сооружения - 260 │ То же │ То же │
│ в пределах переменного уровня воды или про-│ │ │
│ мерзания грунта - 290 │ " │ " │
│ в мостовом полотне - 290 │ " │ " │
│ │ │ │
│2.Максимальный расход цемента, кг/м3 бетона,│ │ │
│класса: │ │ │
│ до В35 включ. - 450 │Каждого │ " │
│ │объема │ │
│ │укладыва-│ │
│ │емого │ │
│ │бетона │ │
│ В40 - 500 │То же │ " │
│ В45 и выше - 550 │ " │ " │
│ │ │ │
│3.Водоцементное отношение, вес. ч. по массе,│ │ │
│в бетонах, не более: │ │ │
│ подземной зоны - 0,65 │Каждого │Регистрацион- │
│ подводной " - 0,60 │состава │ный │
│ │бетона │ │
│ │ │ │
│ с добавками для повышения их морозостойкости:│ │ │
│ ┌──────────────────┤ │ │
│ │ Марки по морозо- │ │ │
│ │ стойкости │ │ │
│ ├─────┬──────┬─────┤ │ │
│ │ F100│ F200 │F300 │ │ │
│ ├─────┼──────┼─────┤ │ │
│в железобетонных и тон- │ _ │ 0,50 │0,45 │То же │ То же │
│костенных бетонных кон- │ │ │ │ │ │
│струкциях толщиной ме- │ │ │ │ │ │
│нее 0,5 м в бетонных │ │ │ │ │ │
│массивных конструкциях │ 0,60│ 0,55 │0,47 │ " │ " │
│ │ │ │ │ │ │
│в блоках облицовки │ - │ - │0,47 │ " │ " │
│ └─────┴──────┴─────┤ │ │
│4.Объем вовлеченного воздуха в бетонных смесях│Один раз │Проверка по │
│на месте укладки для бетонов с нормированной│в смену в│ГОСТ 10181.3-81 │
│морозостойкостью, %: │условиях │ │
│ в бетонных и железобетонных конструкциях 2-4│стабиль- │ │
│ " мостовом полотне 5-6 │ного │ │
│ │произ- │ │
│ │водства │ │
│ │(при │ │
│ │постоян- │ │
│ │ных: │ │
│ │составе │ │
│ │бетона, │ │
│ │качестве │ │
│ │материа- │ │
│ │лов, ре- │ │
│ │жиме при-│ │
│ │готовле- │ │
│ │ния упло-│ │
│ │тнения │ │
│ │бетонной │ │
│ │смеси) и │ │
│ │два раза │ │
│ │в смену -│ │
│ │в других │ │
│ │условиях │ │
│5. Количество химических добавок, вводимых в│ │ │
│бетонную смесь при ее приготовлении, % массы│ │ │
│цемента: │ │ │
│ технических лигносульфонатов ЛСТ (сухого│Не реже │Операционный │
│ вещества) 0,1-0,2 │одного │(проверка │
│ │раза в │плотности │
│ │смену │рабочих │
│ │ │растворов │
│ │ │добавок и │
│ │ │дозаторов │
│ │ │добавок при │
│ │ │приготовлении │
│ │ │бетонной │
│ │ │смеси) │
│ │ │ │
│ модифицированных технических лигносульфо-│ То же │ То же │
│ натов ЛСТМ-2 (сухого вещества) 0,10 - 0,25│ │ │
│ суперпластификаторов С-3 (сухого вещества)│ " │ " │
│ 0,3-0,7 │ │ │
│ воздухововлекающих компонентов комплексных│ " │ " │
│ добавок СНВ,СДО,СВП,КТП,СПД (сухого вещес-│ │ │
│ тва) 0,003-0,05 (уточняется при подборе│ │ │
│ состава бетона из условия обеспечения тре-│ │ │
│ буемого объема вовлеченного воздуха) │ │ │
│ │ │ │
│ кремнийорганической эмульсии КЭ-3О-04 │Не реже │Операционный │
│ (50 %-ной концентрации) │одного │(проверка │
│ 0,4 кг/м3 бетона │раза в │плотности │
│ │смену │рабочих рас- │
│ │ │творов │
│ │ │добавок и │
│ │ │дозаторов │
│ │ │добавок при │
│ │ │приготовлении │
│ │ │бетонной │
│ │ │смеси) │
│ │ │ │
│ щелочного стока производства │ То же │ То же │
│ капролактама ЩСПК (сухого вещества) до 0,3│ │ │
│ мылонафта,асидола,асидол-мылонафта (товар-│ " │ " │
│ ного раствора) 0,02-0,05 │ │ │
│ ацетоно-формальдегидной смолы АЦФ-3 (сухо-│ " │ " │
│ го вещества) 0,1-0,2 │ │ │
│противоморозных добавок: │ │ │
│ ┌──────────────────────────────────────┤ │ │
│ │ противоморозные добавки при расчетной│ │ │
│ │ температуре воздуха, минус °С │ │ │
│ ├───┬───────┬────────┬────────┬────────┤ │ │
│ │до5│от6до10│от11до15│от16до20│от21до25│ │ │
│ ├───┼───────┼────────┼────────┼────────┤ │ │
│нитрита│ 5 │ 7 │ 9 │ - │ - │ То же │ То же │
│натрия │ │ │ │ │ │ │ │
│поташа │ 5 │ 7 │ 9 │ 11 │ 14 │ " │ " │
│ └───┴───────┴────────┴────────┴────────┤ │ │
│суперпластификатор С-3, вводимый совместно│ " │ " │
│с нитритом натрия, 0,3-0,6 │ │ │
│технические лигносульфонаты ЛСТ (ЛСТМ-2),│ " │ " │
│вводимые в качестве замедлителя схватывания│ │ │
│бетона совместно с поташом, 0,3-1,2 │ │ │
└──────────────────────────────────────────────┴─────────┴────────────────┘
Приложение 7
|
