книги из ГПНТБ / Руководство по проектированию состава гидротехнических бетонов. П 21-74 ВНИИГ

мента. При установлении по формуле водоцементного отношения исходят из предела прочности при сжатии бетона на испытуе­ мом крупном заполнителе в % от требуемой марки бетона в со­ ответствии с требованями табл. 7.

Таблица 7

П р и м е ч а н и я : 1. При испытании прочности породы, предназначенной для приготовления щебня, размеры образцов породы должны быть не менее

50X50X50 мм.

2. Применение в гидротехническом бетоне крупных заполнителей, имею­ щих объемный вес зерен менее 2,3 а/сж3 (легкие заполнители из литоидной пемзы, туфа и др.), а также применение гравия и щебня с содержанием слабых и лещадных зерен более нормы, допускается после лабораторного исследова­ ния, технико-экономического обоснования и соответствующего разрешения вышестоящих организаций.

3. В случае использования заполнителей для бетона частей сооружений, рассчитываемых с учетом работы бетона на растяжение, должны проводиться также испытания заполнителей реального состава в бетоне,

20

Из бетонной смеси изготавливают три куба размером 20X Х20Х(20 см при наибольшей крупности крупного заполнителя 60 мм и испытывают их в возрасте 28 сут на сжатие.

Результаты испытания сопоставляют с величиной прочности по примененной (при установлении В/Ц) формуле зависимости прочности бетона на крупном заполнителе от водоцементного от­ ношения.

Полученные результаты испытания в 28-суточном возрасте бетона при сжатии на испытуемом крупном заполнителе должны составлять не менее 85% от расчетной величины прочности бето­ на, вычисленной по формуле.

П р и м е ч а н и е : Применяемый при этом испытании песок должен удов­ летворять требованиям ГОСТа 4797—69* на средние пески.

3.20. Крупный заполнитель, предназначаемый для притото ления гидротехнических бетонов зоны переменного горизонта воды, должен испытываться на морозостойкость в бетоне. Испы­ тание бетона на данном заполнителе на морозостойкость должно производиться с целью установления состава бетона требуемой морозостойкости на данном заполнителе с учетом технико-эконо­ мической целесообразности его применения.

После прохождения числа циклов замораживания и оттаива­ ния, соответствующего марке бетона по морозостойкости, бетон должен иметь прочность не ниже 85% предела прочности образ­ цов бетона того же состава, не подвергавшихся замораживанию и оттаиванию. При этом должен применяться портландцемент умеренной экзотермии (ГОСТ 10178—62*).

Крупный заполнитель, предназначаемый для приготовления надводного бетона, находящегося выше зоны переменного гори­ зонта воды, испытывается непосредственным замораживанием (50 циклов замораживания и оттаивания) или в бетоне (50 цик­ лов замораживания и оттаивания). При испытании непосредст­ венным замораживанием потеря в весе каждой фракции запол­ нителя не должна превышать 10%. После прохождения 50 цик­ лов бетон не должен обнаруживать снижения прочности более чем на 15%.

В случае отрицательного результата по первому виду испыта­

бетона разрешается испытывать крупный заполнитель на морозостойкость в насыщенном растворе сернокислого натрия.

Крупный заполнитель для бетона сооружений, находящихся в особо су­ ровых климатических условиях !, должен быть подвергнут специальным иссле­ дованиям, но он должен выдерживать не менее 15 циклов при испытании его в насыщенном растворе сернокислого натрия с потерей в весе каждой фрак­ ции не более 2%.1

1 Особо суровые климатические условия — среднемесячные температуры наиболее холодного месяца ниже —20° С.

21

Для бетона сооружений, находящихся в тяжелых условиях эксплуатации (число смен замораживания и оттаивания значительно и суровые климатиче­ ские условия) ', крупный заполнитель при испытании его в насыщенном раство­ ре сернокислого Натрия после 15 циклов не должен обнаружить потерю в весе каждой фракции более 3%.

При умеренных климатических условиях21. крупный заполнитель при ис­ пытании его в насыщенном растворе сернокислого натрия после 10 циклов не должен обнаружить потерю в весе каждой фракции более 5%.

2. Крупный заполнитель, предназначаемый для приготовления надводн бетона, должен выдержать 5 циклов при испытании его в насыщенном раство­ ре сернокислого натрия и при этом не должен обнаружить потерю в весе каж­ дой фракции более 5%.

В случае получения отрицательных результатов при испытании на морозо­ стойкость крупного заполнителя в растворе сернокислого натрия решающим является испытание заполнителя на замораживание в бетоне.

3.21.Гранулометрический состав смеси крупного заполни­ теля должен находиться в пределах, указанных в действующих стандартах на щебень из естественного камня и гравий для бе­ тона (ГОСТ 8269—64 и ГОСТ 8268—62).

3.22.Наибольшая крупность зерен Днаиб крупного заполни­ теля не должна превышать 1/4 наименьшего расстояния между стержнями арматуры в свету.

3.23.Для обеспечения постоянства гранулометрического со­ става следует предусматривать применение крупного заполни­ теля, тщательно разделенного на фракции и промытого для уда­ ления пылевидных фракций (<0,05 мм), понижающих морозо­ стойкость бетона. Фракции (с последующим их раздельным дози­ рованием при приготовлении бетонной смеси) рекомендуется применять следующие (мм)

При Д наиб = 120 мм 5— 10 10— 20

80—120

П р и м е ч а н и е : Возможно й другое фракционирование крупных заполни­ телей в зависимости от местных условий их добычи или приготовления. При установлении числа и размеров фракций должно быть обеспеченоотсутствие сепарации заполнителей при их транспортировке и размещении на складах.

3.24.Гранулометрический состав любой фракции крупного заполнителя должен находиться в пределах, указанных в табл. 8.

3.25.При применении фракционированного крупного запол­ нителя соотношение фракций в смеси крупного заполнителя следует устанавливать опытным путем при подборе состава бе­ тона с учетом данных табл. 9.

1 Суровые климатические условия характеризуются среднемесячной тем­ пературой наиболее холодного месяца от —10° С до —20° С.

2 Умеренные климатические условия — среднемесячные температуры наи­ более холодного месяца от 0 д о —10° С.

22

применять заполнители с тщательно подобранным гранулометри­ ческим составом (как каждого в отдельности, так и смеси песка и крупных заполнителей); при этом следует предпочитать за­ полнители с ВОЗМОЖНО большим

Таблица 9

б) для повышения морозостойкости бетона рекомендуется применять в качестве крупного заполнителя щебень прочных гор­ ных пород;

в) в бетоне конструкций, работающих на изгиб или осевое растяжение, рекомендуется применять щебень, а не гравий;

г) в тех случаях, когда по условиям работы сооружений бе­ тон должен обладать большим объемным весом, следует стре­ миться при установлении зернового состава заполнителей к по­ лучению смеси с большим объемным весом.

4.ПОДБОР СОСТАВОВ БЕТОНА

Основные положения

4.1. Подбор составов гидротехнического бетона, удовлетво­ ряющего заданным требованиям, должен производиться в такой последовательности; а) установление оптимального грануломет­ рического состава заполнителей; б) определение величины мак­ симального допустимого водоцементного отношения; в) опреде­ ление минимального необходимого расхода цемента.

4.2. Определение оптимального гранулометрического состава заполнителей заключается в следующем: а) выборе оптималь­ ного соотношения между отдельными фракциями крупного за­

23

полнителя; б) выборе оптимального содержания песка в смеси заполнителей.

4.3. Соотношение между отдельными фракциями крупного за­ полнителя следует принимать из условия получения смеси с наи­ большей плотностью. При выборе испытуемых соотношений ре­ комендуется пользоваться табл. 9 настоящего Руководства или опытными данными, позволяющими наметить для испытаний наиболее благоприятное соотношение между фракциями круп­ ного заполнителя.

4.4. Определение оптимального содержания песка в смеси заполнителей должно производиться по кривой зависимости же­ сткости и осадки конуса бетонной смеси от относительного содер­ жания песка, построенной по результатам испытаний, проведен­ ных в соответствии с приложением 4 к настоящему Руководству.

В качестве оптимального принимается содержание песка, обе­ спечивающее заданную жесткость и подвижность с наименьшим

П р и м е ч а н и е : Зона переменного (перемещающегося) горизонта воды определяется с учетом возможных колебаний горизонта воды, волновых явле­ ний, капиллярного подсоса и т. п.

24

расходом цемента при обеспечении нерасслаиваемости бетонной смеси.

4.5. Определение максимально допустимого водоцементног отношения должно производиться на основании эксперименталь­ ной зависимости прочности, водонепроницаемости и морозостой­ кости гидротехнического бетона от водоцементного отношения с учетом предельных допустимых величин водоцементного отно­ шения, приведенных в табл. 10 настоящего Руководства. В табл. 11, 12 и 13 приведены ориентировочные расходы цемента для различных условий.

Таблица 11

(в кгс/см2) образцов-кубов, испытанных в возрасте 180 сут. Если к бетону проектом предъявляются особые требования по прочности при осевом растяже­ нии или изгибе, такие требования следует учитывать при определении соста­ вов бетона, а расход цемента назначать и утверждать в каждом отдельном слу­ чае.

2. Указанные в табл. 11, 12, 13 расходы цемента предусматривают исполь­ зование для бетона вяжущих, отвечающих требованиям ГОСТа 10178—62* и ГОСТа 4797—69*, а также применение заполнителей, отвечающих требованиям ГОСТа 4797—69*, «Бетон гидротехнический. Технические требования к мате­ риалам для его приготовления».

3. В гидротехнических бетонах с расходами цемента, приведенными в табл. 11, 12 и 13, предусмотрено применение природных песков (с модулем крупности не ниже 2,0) и обогащенных карьерных смесей.

25

26

4.При подборе составов и приготовлении бетона следует обеспечивать максимально возможное сокращение расхода цемента (за счет мероприятий, обеспечивающих снижение расхода цемента, изложенных в приложении 14, при условии, что бетон будет удовлетворять1действующим ГОСТам н настоящему Руководству.

5.В особо суровых климатических и эксплуатационных условиях, сопро­

6.Расходы цемента исчислены с учетом обязательного применения по­ верхностно-активных добавок согласно ГОСТу 4797—69*.

7.Для зон 1, 2, 3, 4 и 6 (табл. 11) наибольшая крупность заполнителей принята 120 мм (гравий или щебень).

4.6. При определении указанных в п. 4.1. параметров, необ­ ходимых для подбора состава бетона, должны быть проведены три серии опытов по установлению зависимости:

а) прочности бетона от вододементного отношения (В/Ц); б) водонепроницаемости бетона от В/Ц; в) морозостойкости бетона от В/Ц.

На основании этих опытов устанавливается наименьший рас­ ход цемента, обеспечивающий комплекс заданных технических свойств.

Методика проведения экспериментов по определению указан­ ных зависимостей при заданной подвижности бетонной смеси приведена в приложениях к настоящему Руководству.

4.7. Из трех значений В/Ц, полученных в соответствии с пп. 4.5—4.6 настоящего Руководства, для подбираемого соста­ ва бетона выбирается наименьшее. Для приведения расхода це­ мента к минимальному значению в бетонную смесь должны быть введены воздухововлекающие или пластифицирующие добавки.

4.8. Определение расхода материалов на 1 мъ бетона рекомен­ дуется производить:

а) методом абсолютных объемов; б) методом, основанным на определении объемного веса бе­

тонной смеси, изложенным в приложении 6 к настоящему Руко­ водству.

Подобранные в лабораториях составы бетона во всех слу­ чаях должны быть обязательно предварительно опробованы в производственных условиях на строительстве путем укладки опытных блоков достаточно большого размера, и по результатам уНладки и испытания бетона опытных блоков должна быть про­ изведена необходимая корректировка составов.

Подбор состава гидротехнического бетона с добавкой СДБ

4.9. Введение СДБ в гидротехнический бетон может быть осу­ ществлено двумя способами:

а) на цементном заводе при помоле клинкера для получени пластифицированного цемента;

27

б) на месте производства работ при изготовлении бетонн смеси.

4.10. Подбор состава бетона на пластифицированном цементе производится так же, как на обычном цементе, согласно настоя­ щему Руководству.

4.11. Подбор состава бетона с добавкой СДБ состоит в уста­ новлении оптимального соотношения между составными частями бетонной смеси и назначении дозировки добавок, обеспечиваю­ щих выполнение всех требований, предъявляемых к бетонным смесям при укладке, а также к бетону в процессе его службы в сооружении. Применение добавки СДБ эффективно в широком диапазоне расходов цемента для бетонных смесей гидротехниче­ ского бетона. Особенно эффективно применение добавки СДБ в более жирных смесях с целью экономии цемента.

4.12. Оптимальную дозировку добавки СДБ следует устанав­ ливать на конкретных материалах, применяемых для приготов­ ления бетона на данном строительстве, а бетонную смесь реко­ мендуется изготавливать в бетономешалке.

4.13. Установление оптимального количества добавки СДБ в лаборатории рекомендуется производить при следующих ее дозировках: 0; 0,15; 0,20 и 0,25% (в расчете на сухое вещество) по отношению к весу портландцемента и 0; 0,20; 0,25; 0,30% по отношению к весу пуццоланового и шлакового портландцементов. Определение количества добавки в кг (в расчете на сухое вещество), необходимого для приготовления раствора в каждом баке, определяется по приложению 6 к настоящему Руководству.

4. 14. При подборе состава бетонов с добавкой СДБ могут встретиться следующие случаи:

а) корректирование уже подобранного (без добавки) состава бетона в связи с введением в состав бетонной смеси добавки СДБ;

б) подбор состава бетона с добавкой СДБ.

4.15. Корректирование подобранного (без добавки) состава бетона производится следующим образом:

а) определяется оптимальная дозировка добавки в пределах, указанных в п. 4.13 настоящего Руководства, путем пробных затворений, причем принимается та дозировка, которая обеспе­ чивает заданную подвижность по осадке конуса (ОК) и жест­ кость бетонной смеси при наименьшем расходе цемента; при этом сохраняют водоцементное отношение и отношение веса песка к весу заполнителей (г), принятые для состава бетона без добавки;

б) из бетонной смеси установленного (по п. а) состава изго­ товляют 6 образцов-кубов, которые испытывают в возрасте 7 и 28 сут (по три образца);

в) результаты испытания образцов в 28-суточном возрасте служат для проверки соответствия заданным требованиям проч­ ностных характеристик бетона с добавкой;

28

г) в семидневном возрасте для бетона, приготовленного на портландцементе, допускается понижение прочности на 15%, на пуццолановом и шлаковом портландцементе — до 20% по срав­ нению с прочностью бетона без добавки;

д) в случае необходимости повышения долговечности бетона в отдельных частях сооружения следует, не меняя установленной дозировки добавки и подвижности бетонной смеси, уменьшить водоцементное отношение при сохранении расхода цемента, при­ нятого для бетонной смеси без добавки;

е) если к бетону предъявляются требования по морозостой­ кости и водонепроницаемости, бетон принятого состава подвер­ гают испытаниям в соответствии с настоящим Руководством.

П р и м е ч а н и е : Пример корректирования подобранного (без добавки) состава бетона в связи с введением СДБ приведен в приложении 7 к настоя­ щему Руководству.

4.16. Подбор состава бетона с добавкой СДБ производится следующим образом:

а) максимально допустимая величина водоцементного отно­ шения устанавливается в зависимости от требований к водоне­ проницаемости, морозостойкости и прочности, а также по указа­ ниям табл. 10 настоящего Руководства. Из найденных значений водоцементного отношения за окончательное принимается наи­ меньшее, обеспечивающее весь комплекс заданных технических свойств;

б) оптимальное содержание песка в смеси заполнителей уста­ навливается при дозировке добавки СДБ (в % к весу цемента), равной 0,20% для портландцемента и 0,25% для пуццоланового и шлакового портландцемента. Опыты производятся при В/Ц, выбранном по п. а настоящего параграфа, и при ожидаемом расходе цемента.

Оптимальное содержание песка должно обеспечивать при по­ стоянных В/Ц и расходе цемента наибольшую подвижность бе­ тонной смеси при вполне удовлетворительной жесткости;

в) минимальный расход цемента определяется для заданной подвижности (ОК), жесткости смеси и принятых В/Ц и г. Для этого исследуются дозировки добавок СДБ: 0,15; 0,20 и 0,25% для портландцемента и 0,20; 0,25 и 0,30% для пуццоланового и шлакового портландцементов.

Если применение СДБ приведет к такому снижению расхода цемента, при котором не будет удовлетворяться требование водо­ непроницаемости бетона, то необходимо применять наполняю­ щие добавки в соответствии с настоящим Руководством.

4.17. Состав бетонной смеси с добавкой СДБ должен быть установлен заблаговременно лабораторией строительства. При назначении подвижности бетонной смеси должны быть уточнены производственные факторы: способы и дальность транспортиро­ вания, способ уплотнения бетонной смеси, степень армирования конструкции и др.

29