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

3. Допустимый подъем температуры бетона реального со-. става в блоке и начальная температура бетонной смеси должны устанавливаться проектом производства работ с учетом приня­ той разрезки сооружения на блоки, намеченной последователь­ ности их укладки. Кроме того, при необходимости должны осуществляться другие возможные мероприятия в период возве­ дения сооружения, такие, как охлаждение бетонной смеси и бе­ тонной кладки и др. Температурный режим внутри и снаружи, блока устанавливают таким, чтобы перепады температур не пре­ вышали заданных в проекте.

4. После обычного установления оптимальных соотношений между составными частями бетонной смеси, обеспечивающих выполнение требований, предъявляемых к бетонным смесям при укладке, а также к бетону как в строительный период, так и в процессе его службы в сооружении, должна быть также прове­ дена экспериментальная проверка подъема температуры в круп­ норазмерных образцах проектируемого состава бетона в адиа­ батических условиях, в специальных камерах, снабженных авто­ матической аппаратурой. В случае проведения опытов по опре­ делению тепловыделения в термосном калориметре величина по­ вышения температуры в бетоне должна быть приведена к адиа­ батическим условиям с учетом поправки на температуру.

5. В случае обнаружения неблагоприятного по времени хода тепловыделения, не соответствующего заданному проектом про­ изводства работ, должны быть внесены возможные коррективы как в состав бетона, так и в проект производства работ, с целью получения наибольшего соответствия фактического хода тепло­ выделения бетона проектным предположениям.

6. Коррективы подбора должны в первую очередь преду­ сматривать для бетона внутренних и наружных подводных зон применение вяжущего с умеренным, а если необходимо и с по­ ниженным тепловыделением посредством замены части клин­ кера слабоактивпыми добавками, такими, как пуццоланы, зола-унос и др. с таким расчетом, чтобы, удовлетворяя всем основным требованиям к бетону, достичь уменьшения общего тепловыделения в бетоне.

7. С целью возможного увеличения предельной растяжимо­ сти бетона при выборе крупного заполнителя следует учиты­ вать, что при прочих равных условиях гравий дает бетон с мень­ шей предельной растяжимостью, чем щебень. Поэтому при равных технико-экономических условиях желательно применять • щебень, приготовляя его из пород, обеспечивающих надежное сцепление щебня с цементным камнем.

8. Крупный заполнитель (при Д иаиб- более 80 мм) должен быть фракционирован по крупности не менее, чем на четыре фракции.

40

надлежащей теплоизоляции наружных поверхностей блоков бе­ тонирования гидротехнических сооружений, особенно возводи­ мых в суровых зимних условиях Сибири;

б) приготовления бетонной смеси в летнее время года с воз­ можно низкой начальной температурой за счет охлаждения со­ ставляющих бетонной смеси и введения в бетономешалку дроб­ леного льда взамен части воды затворения;

в) трубного охлаждения бетонной кладки; г) максимального повышения однородности бетона;

д) применения бетонных смесей с умеренным расходом це­ мента и с минимальной водопотребностью за счет тщательного фракционирования заполнителей, увеличения максимального диаметра заполнителей, применения повторной сортировки, при­ менения малоподвижных бетонных смесей и поверхностно­ активных добавок, увеличения точности дозирования составляю­ щих бетонной смеси и тщательности уплотнения бетонной смеси в блоке;

е) устранения больших тепловых перепадов от переохлаж­ дения бетонной поверхности в зимний период оставлением утеп­ ленной опалубки или другими теплоизоляционными средствами; ж) стремления в тех случаях, когда это возможно, осущест­ влять затопление водохранилища при положительных темпера­ турах наружного воздуха, когда нет раскрытия трещин или их

раскрытие достигает минимальной величины.

Приложение 3

ПОДБОР СОСТАВА БЕТОННОЙ СМЕСИ В СЛУЧАЕ

ВТАПЛИВАНИЯ В НЕЕ КАМНЯ

1. Подбор состава бетона при втапливании камня должен производиться по особой инструкции, составляемой примени­ тельно к конкретным условиям строительства. Инструкция дол­ жна подробно излагать следующие вопросы: подвижность бетон­ ной смеси, содержание песка в смеси заполнителей, водоцемент­ ное отношение, расход цемента, процент втапливаемого камня применительно к конкретным условиям, режим вибрирования, тип вибратора.

2.Бетонную смесь, в которую втапливается камень, целесо­ образно приготавливать на гравии, а не на щебне, так как луч­ шие результаты дает втапливание камней в бетонную смесь, приготовленную на гравии.

3.Соотношение между предельной крупностью втапливае­ мого камня и гравия бетонной смеси должно быть не менее трех­ четырех.

41

4.Бетонная смесь с осадкой конуса порядка 3—5 см, в кото­ рую втапливается камень, должна обладать повышенной связ­ ностью и нерасслаиваемостью.

5.Количество втапливаемого камня должно быть максималь­ но возможным, но не менее 25—30% к общему объему получае­ мой бетонной кладки.

. 6. Втапливание камней наиболее целесообразно применять при укладке бетонной смеси во внутреннюю зону сооружений.

7. Водоцементное отношение бетонной смеси, в которую про­ изводится втапливание камней, по сравнению с заданным для обычного бетона может быть увеличено с учетом водопоглощения втапливаемых камней.

8.Бетонная смесь, в которую втапливается камень, должна обязательно содержать воздухововлекающие или пластифици­ рующие добавки в зависимости от состава бетонной смеси.

9.Для внутренней зоны сооружения расход цемента в бетон­ ной смеси, в которую втапливается камень, должен составлять не менее 200 кг/м*.

10.Объемный вес бетона с втапливанием камня возрастает

исоставляет при заполнителях и втапливаемом камне из извер­ женных пород порядка 2,55—2,65 т/м\

Приложение 4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО СОДЕРЖАНИЯ ПЕСКА В СМЕСИ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ

Оптимальное содержание песка в смеси заполнителей г за­ висит от крупности песка, формы зерен заполнителя (для щебня принимается большее значение г, при гравии меньшее), от мак­ симальной крупности зерен крупного заполнителя (с возраста­ нием Днаиб- потребность в песке уменьшается) и др., что уста­ навливается опытным путем.

Опыты производятся следующим образом.

После установления соотношения между отдельными фрак­ циями крупного заполнителя и (предварительно) величины В/Ц согласно табл. 10 Руководства готовятся несколько (4—5) бетон­ ных смесей с расходом цемента, взятым по таблице предельных значений (табл. 11, 12 и 13 Руководства), но различающихся со­ держанием песка в смеси заполнителей. Во все замесы вводится поверхностно-активная добавка. При добавлении СДБ послед­ няя берется в размере 0,20% (в расчете на сухое вещество) к весу портландцемента или 0,25% к весу пуццоланового или шла­ кового портландцементов. При добавлении нейтрализованной абиетиновой смолы (СНВ) или древесного песка последние бе­ рутся в размере 0,02—0,03% к весу цемента.

42

Для изготовленных бетонных смесей определяется подвиж­ ность по конусу и жесткость при вибрации по ГОСТу 10181—6. п. 11. За оптимальное содержание песка принимается то, которое обеспечивает наибольшую подвижность бетонной смеси (в см, и наименьшую жесткость (в сек).

Приложение 5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ВОДОЦЕМЕНТНОГО ОТНОШЕНИЯ

1. Определение водоцементного отношения в зависимости от требований к прочности бетона заключается в:

а) изготовлении и испытании на сжатие в 180-суточном или другом возрасте, согласно п. 2.26 настоящего Руководства, образ­ цов-кубов из бетона нескольких пробных составов с различными водоцементными отношениями;

б) построении по результатам испытаний кривых зависимо стей прочности бетона от водоцементного отношения.

П р и м е ч а н и е . Для установления переходного коэффициента от R m

к/?2з рекомендуется испытывать образцы и в 28-суточном возрасте.

2.Для изготовления пробных бетонных смесей должны при­ меняться цемент, поверхностно-активные добавки и заполнители,

предназначенные для подбираемого состава бетона.

3.Испытанию подвергаются 3—4 смеси с различными значе­ ниями В/Ц. При назначении В/Ц следует принять наибольшее значение по табл. 10 п. 4.5 Руководства и еще 2—3 В/Ц, отли­ чающиеся одно от другого в сторону уменьшения на 0,03—0,05.

4.Гранулометрический состав смеси заполнителей для ук - занных в п. 3 настоящего приложения составов бетона должеп быть установлен оптимальным, согласно пп. 3.10—3.15 настоя­ щего Руководства.

5.Каждую из смесей, перечисленных в п. 3 настоящего прилс жения, затворяют путем добавления цемента и воды до получе• пня подвижности и жесткости, близких к заданным по условиям укладки бетонной смеси.

Пр и м е ч а н и я : 1. Если какая-либо из испытуемых смесей обнаружит недостаточную пластичность, такая смесь бракуется и заменяется новой с из­ мененным водоцементным отношением.

2.Приготовление и оценка подвижности и жесткости смесей должны про­ изводиться в соответствии с ГОСТом 4799—69 «Бетон гидротехнический. Ме­ тоды испытаний бетонной смеси».

6.Из каждой бетонной смеси изготавливаются образцы для испытания их прочности при сжатии в 28- и 180-суточном воз­ расте, руководствуясь соответствующими указаниями стан­ дартов.

7. По результатам испытаний строят график зависимости прочности бетона при сжатии от водоцементного отношения, от­

43

кладывая по горизонтали значения В/Ц, а по вертикали — соот­ ветствующие значения прочности и соединяя полученные точки плавной кривой.

8. Для заданной проектом прочности (марки бетона) по строенной кривой определяется для 180-суточного возраста соот­ ветствующее ей искомое водоцементное отношение, а также нахо­ дится переходный коэффициент от прочности в 180-суточном воз­ расте (Riso) к прочности в возрасте 28 сут (R2s).

Приложение 6

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА МАТЕРИАЛОВ НА ОДИН КУБОМЕТР БЕТОНА ПО ИЗВЕСТНЫМ ПАРАМЕТРАМ ЕГО СОСТАВА

1. Определение расхода материалов-на 1 ж3 бетона реком дуется производить:

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

тонной смеси.

Первый метод рекомендуется в тех случаях, когда объемный вес бетонной смеси не может быть установлен заранее, второй метод рекомендуется применять во всех тех случаях, когда при проведении опытов с бетонной смесью имеется возможность экс­ периментально определить ее объемный вес.

2. При подборе составов бетона указанные в п. 1 настояще приложения методы могут применяться при решении следующих задач:

а) определение расхода материалов на 1 ж3 бетона по извест­ ным В/Ц, Гвес и В;

б) определение расхода материалов на 1 ж3 бетона по изве­ стным В/Ц, Гвес и Ц;

в) определение расхода материалов на 1 ж3 бетона по изве­ стным В/Ц и 1 : iV;

здесь В/Ц — водоцементное отношение; гВес — относительное

предельно уплотненного свежеуложенного бетона должен быть равен сумме абсолютных объемов составляющих материалов.

Абсолютные объемы (в л) составляющих бетон материалов (цемента, песка, крупного заполнителя и воды), вычисляются пу­ тем деления веса (в кг) того или иного материала на соответст­ вующий удельный вес этого материала.

44

П р и м е ч а н и е . При применении поверхностно-активных добавок объем свежеуложенного бетона принимается равным сумме абсолютных объемов составляющих его материалов плюс объем вовлеченного воздуха.

4. Для решения задачи, приведенной в п. 2-а настоящего при ложения, составляют следующие два уравнения:

Из этих уравнений находят П — количество песка и Кр — количество крупного заполнителя, необходимые для приго­ товления 1 м3 бетона. Расход цемента на 1 мъ бетона опре­ деляют путем деления величины В на величину В/Ц.

П р и м е р: При проектировании состава бетона было уста­ новлено, что заданные требования к бетону удовлетворяются при следующих параметрах состава бетона:

Решая систему уравнений относительно П и Кр, опреде­ ляют количество песка и крупного заполнителя, необходимые для приготовления 1 мъ бетона. Количество воды на 1 мъ бе­

45

Удельные веса материалов те же, что и в примере п. 4 на­

6. Для решения задачи, приведенной в п. 2-в настояще приложения, составляют систему трех уравнений

Ц : (П + Кр) = 1 :N.

Решая систему уравнений относительно П, Ц и Кр, опреде­ ляют количество цемента, песка и крупного заполнителя, необхо­ димые для приготовления 1 мъ бетона. Количество воды на 1 мъ бетона определяют путем умножения величины Ц на величину В/Ц.

Пр и ме р . В результате испытаний бетонной смеси было установлено, что бетонная смесь (и соответствующий ей бетон) удовлетворяет предъявляемым требованиям при следующем ее составе:

1 :N = l : 8,95; г** = 0,28; В/Ц = 0,60.

Удельные веса материалов те же, что и в примере п. 4 на­ стоящего приложения.

Составляем систему трех уравнений:

П0,28

Кр ~ 0,72’

Ц: (П + Кр) = 1 :8,95.

Решив систему уравнений относительно Ц, П и Кр, получим:

Ц = 230 кг; П = 577 кг; Кр = 1482 кг; В —Ц X В/Ц —230 X 0,6 — -138 л.

Метод, основанный на определении объемного веса бетонной смеси

7. При решении задачи, приведенной в п. 2-а настоящего пр ложения, расчет ведут следующим образом:

а) делением В на В/Ц определяют расход цемента на 1 м3 бетона — Ц;

б) сложением Ц и В определяют количество цементного теста в 1 мг;

16

в) вычитанием из объемного веса бетонной смеси количества цементного теста (в кг/м3) находят суммарное количество за­ полнителей;

г) умножением суммарного количества заполнителей на гвес- и (1— Гвес ) вычисляют количества песка и крупного заполни­ теля.

Пр и ме р . При проектировании состава бетона было установ­ лено, что заданные требования к бетону удовлетворяются при следующих параметрах состава бетона:

В/Ц = 0,60; /'вес-=0,28; В =138 л/м3.

Определение объемного веса бетонной смеси дало уб= = 2428 кг/м3.

Определение расхода материалов (кг) на 1 ж3 бетона произ­ водим следующим образом:

8. При решении задачи, приведенной в п. 2-6 настоящего приложения, прежде всего умножением Ц на В/Ц определяют количество воды В, после чего дальнейший расчет ведут по п. 7 настоящего приложения.

П р и м е р . При проектировании состава бетона были установ­ лены следующие значения параметров его состава В/Ц = 0,60;

/'вес. = 0,28; Ц = 230 кг/м3.

9. При решении задачи, приведенной в п. 2-е настоящего приложения, прежде всего делением объемного веса бетонной смеси на сумму (l-fiV -ЬВ/Ц) определяют количество цемента Ц на 1 ж3 бетона, после чего дальнейший расчет ведут по п. 8 на­ стоящего приложения.

Пр и ме р . В результате испытаний бетонной смеси было установлено, что бетонная смесь (и соответствующий ей бетон) удовлетворяет предъявленным требованиям при следующем ее составе:

1 : 7V= 1 : 8,95; гкс =0,28; В/Ц = 0,60.

47

Приложение 7

ПОДБОР СОСТАВА БЕТОНОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ДОБАВКИ СДБ

П р и м е р 1. Корректирование подобранного состава бетона (без СДБ) в связи с введением в него добавки.

Состав бетона на портландцементе, подобранный без СДБ и применяемый на строительстве, имеет в возрасте 180 сут требуе­ мую марку по прочности «200, В-4». Характеристики бетонной смеси: В/Ц = 0,60; ОК = 4 см\ доля песка в смеси заполнителей г= 0,28; размер крупного заполнителя — Днаиб= 80 жж; расход портландцемента марки «400» — Ц = 230 /сг/ж3.

По логарифмической зависимости или по экспериментальным данным имеем, что марка бетона «200» в возрасте 180 сут соот­ ветствует прочности 140 кгс/см2 в возрасте 28 сут. Оптимальная дозировка добавки определяется следующим образом.

1. Изготавливаются 4 опытных замеса бетонной смеси, имеющие одинаковые В/Ц = 0,60, подвижность ОК = 4 см и долю песка в смеси заполнителей г = 0,28, но различающиеся по коли­ честву вводимой в замес добавки СДБ, а именно: 0; 0,15; 0,20 и 0,25% (в расчете на сухое вещество) от веса цемента. Для этих замесов определяется расход цемента на 1 ж3 бетона.

Достижение постоянной подвижности бетонной смеси осуще­ ствляется посредством последовательных добавлений в бетон­ ную смесь хорошо перемешанного цементного теста с заданным водоцементным отношением. Цементное тесто добавляют малыми порциями до получения на глаз заданной подвижности бетонной смеси. Если для получения бетонной смеси заданной подвижности потребуется более чем двукратное добавление цементного теста, то должно быть произведено контрольное приготовление бетон­ ной смеси с установленным расходом цемента.

2.Из каждого замеса изготавливаются 6 образцов-кубов, ко­ торые подвергаются испытанию на сжатие в возрасте 7 и 28 сут. Полученные результаты приведены в табл. 7-1.

3.За оптимальную величину добавки принимаем 0,20% от веса цемента, при которой снижение прочности в возрасте 7 сут составляет 18% (меньше 20%), а в возрасте 28 сут обеспечивает

48

прочность 140 кгс/см2. Эта величина добавки дает экономию це­ мента 8,2%. Полученный после корректирования бетон с дози­ ровкой СДБ 0,2% испытывают на водонепроницаемость (В-4).

П р и м е р 2. Подбор состава бетона с добавкой СДБ. Тре­ буется подобрать бетон марки «250, В-4, Мрз-150» для зоны пе­ ременного горизонта воды. Осадка конуса бетонной смеси ОК = = 4 см. Сооружение будет находиться в пресной воде. Материалы: портландцемент марки «400», гравий 5—80 мм, песок до 5 мм, пластификатор — твердый концентрат сульфитно-дрожжевой бражки. Требуемая марка бетона в возрасте 180 сут соответст­ вует прочности 160 кгс1см2 в возрасте 28 сут.

Требуется определить: а) максимальную допустимую вели­ чину водоцементного отношения, обеспечивающую заданную прочность, водонепроницаемость и морозостойкость бетона; б) оптимальное содержание песка в смеси заполнителей; в) оп­ тимальную дозировку СДБ, обеспечивающую получение состава бетона с минимальным расходом цемента.

а) Определение максимальной допустимой величины водоцементного отношения

Максимальная допустимая величина водоцементного отноше­ ния устанавливается в зависимости: 1) от требований к водоне­ проницаемости и морозостойкости бетона; 2) от требований к прочности бетона.

Из экспериментальной зависимости прочности бетона в воз­ расте 180 сут от водоцементного отношения:

R6 = f (В/Ц),

полученной при введении в бетонную смесь 0,20% СДБ (в рас­ чете на сухое вещество) к весу цемента, можно найти значение максимально допустимой величины В/Ц, необходимое для полу­ чения марки бетона по прочности «250», в данном случае оно равно 0,64.

По условиям службы бетона максимальная допустимая вели­ чина В/Ц должна быть принята согласно табл. 10 настоящего Руководства не выше 0,58 для бетона массивных малоармирован-