Марка по морозостойкости бетона


определение, как повысить с помощью добавок

Все материалы, используемые при строительстве и капитальном ремонте, должны соответствовать климатическим условиям эксплуатации. Не в последнюю очередь это касается бетона, так как от его морозостойкости и способности переносить сильные температурные перепады зависит устойчивость всей конструкции.

Оглавление:

  1. Описание смесей разных марок
  2. Способы повышения морозостойкости
  3. Применение в частном строительстве

Бетон — пористый материал, когда в него попадает влага из почвы или воздуха, при отрицательной температуре она замерзает и сильно расширяется, что приводит к появлению трещин. Процесс может повторяться многократно, и при каждом последующем цикле разрушения будут все значительнее. Морозостойкость бетона — это его способность неоднократно переносить заморозки и оттаивания, и при этом сохранять свои первоначальные физико-механические свойства. Предельно допустимая потеря прочности — не более 5%.

Марки бетона

Марка и класс включают в себя такие нормативы как качество, прочность, водопроницаемость и морозостойкость. Последний показатель напрямую зависит от структуры материала — чем больше его пористость, тем ниже этот параметр.

По действующим в РФ стандартам ГОСТ 10060.0-95 морозостойкость бетона обозначается буквой F и цифрами, указывающими на допустимое число циклов заморозки и оттаивания раствора в процессе эксплуатации. Российские стандарты ГОСТ полностью совместимы с международными стандартами.

Морозостойкость

МаркаХарактеристики
НизкаяF50 и менееПрактически нигде не применяется, так как на открытом воздухе все конструкции с высокой водопроницаемостью очень быстро разрушаются.
УмереннаяF50-F200Имеет оптимальные показатели и является самым распространенным и широко применяемым. Именно такая марка бетона используется для частного строительства в средней полосе России.
ПовышеннаяF200-F350Данная марка предназначена для эксплуатации зданий в суровых климатических условиях. Материал с легкостью выдерживает значительные температурные перепады и на протяжении десятилетий сохраняет свои первоначальные качества.
ВысокаяF350-F500Требуется в исключительных случаях, например, в условиях переменной влаги.
Особо высокаяF500 и болееИспользуется, когда эксплуатационный период исчисляется в буквальном смысле слова веками. Как правило, столь высокий параметр достигается путем ввода различных добавок и присадок.

Марка и класс бетона по морозостойкости имеют прямую зависимость — чем больше прочность, тем выше его цена и ниже водопроницаемость. Соотношения приведены в таблице ниже:

FМаркаКласс
50В7,5-В12,5М100-М150
100В15-В22,5М200-М250
200В25М300-М350
300В30М400
Более 300В35-В45М450-М600

Как повысить морозостойкость?

Она напрямую зависит от числа образующихся макропор в структуре. С уменьшением пористости стойкость к многочисленным циклам заморозки-оттаивания увеличивается. Существует несколько способов повысить морозостойкость и снизить водопроницаемость цементного раствора при частном строительстве:

1. Первый и самый примитивный метод заключается в качественном уплотнении цементной смеси при заливке. При сильном утрамбовывании в разы уменьшается пористость материала и снижается объем влаги, попадающей в бетон при его насыщении. Для более качественной трамбовки желательно использовать электрический виброуплотнитель большой мощности.

2. Повышения морозостойкости можно добиться путем формирования дополнительных внутренних полостей. Для этого в состав цементного раствора примешивают специальные воздухововлекающие добавки для создания мелких резервных пор, которые могут быть заполнены, только если вода на них будет попадать под давлением.

3. И последний способ — добавить к готовой цементной смеси противоморозные присадки. К таким присадкам относятся мочевина, соли кальция и пр. При замерзании они образуют чешуйчатый лед, который менее разрушителен, чем обычный.

Иногда бывает достаточно всего лишь защитить поверхность бетона от прямого контакта с влагой. Для этого используются специальные гидроизолирующие материалы и растворы, например, битум или полимерная мастика.

Применение в строительстве

В частном домостроении готовую бетонную смесь используют чаще всего для заливки основания под здание. Бетон для фундамента выбирается с учетом типа сооружаемой конструкции и местных климатических условий.

1. Если нагрузка на основание будет небольшой, например, при строительстве каркасно-щитового дома или иного дачного сооружения лучше всего подойдет бетон М200. Для более тяжелых объектов, таких как дома из бруса, пеноблоков или кирпича потребуется приобрести цементный раствор М250 или М300. Для двухэтажных тяжелых зданий чаще всего заливается монолитный фундамент — в этом случае используется бетон марки не меньше чем М350.

2. Также нужно обращать внимание на характеристики почвы и грунта. Для средней полосы России подойдет М250, а вот на глинистых и суглинистых почвах, невзирая на тип сооружаемого здания, для фундамента можно применять только М350 и выше.

3. Класс F для любой марки бетона выбирается с учетом климатических условий региона.

4. Бетон М300 В22,5 с классом F150 или F200 является самым распространенным и применяемым в частном строительстве. Данная марка хорошо подходит не только для заливки фундамента, но и для производства монолитной плиты, изготовления чаши для бассейна и несущего перекрытия.

stroitel-list.ru

Марка бетона по морозостойкости F

Вернуться на страницу «Классы и марки бетона»

Марка бетона по морозостойкости F

Применяемые марки бетона по морозостойкости:

тяжелый, напрягающий и мелкозернистый бетоны

F 50; F 75; F 100; F 150; F 200; F 300; F 400; F 500

легкий бетон

F25; F 35; F50; F 75; F100; F 150; F 200; F 300; F 400; F 500

ячеистый и поризованный бетоны

F15; F 25; F35; F 50; F 75; F 100

 

Марки бетона по морозостойкости и водонепроницаемости бетонных и железобетонных конструкций в зависимости от режима их эксплуатации и значений расчетных зимних температур наружного воздуха в районе строительства должны приниматься:

для конструкций зданий и сооружений (кроме наружных стен отапливаемых зданий) — не ниже указанных в таблице:

Условия работы конструкций Марка бетона, не ниже
характеристика режима расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С по морозостойкости по водонепроницаемости
для конструкций (кроме наружных стен отапливаемых зданий) зданий и сооружений класса по степени ответственности
I II III I II III
1. Попеременное замораживание и оттаивание:
а) в водонасыщенном состоянии (например, конструкции, расположенные в сезоннооттаивающем слое грунта в районах вечной мерзлоты) Ниже минус 40 F300 F200 F150 W6 W4 W2
Ниже минус 20 до минус 40 включ. F200 F150 F100 W4 W2 Не нормируется
Ниже минус 5 до минус 20 включ. F150 F100 F75 W2 Не нормируется
Минус 5 и выше F100 F75 F50 Не нормируется
б) в условиях эпизодического водонасыщения (например, надземные конструкции, постоянно подвергающиеся атмосферным воздействиям) Ниже минус 40 F200 F150 F100 W4 W2 Не нормируется
Ниже минус 20 до минус 40 включ. F100 F75 F50 W2 Не нормируется
Ниже минус 5 до минус 20 включ. F75 F50 F35* Не нормируется
Минус 5 и выше F50 F35* F25* То же
в) в условиях воздушно-влажностного состояния при отсутствии эпизодического водонасыщения (например, конструкции, постоянно подвергающиеся воздействию окружающего воздухе, но защищенные от воздействия атмосферных осадков) Ниже минус 40 F150 F100 F75 W4 W2 Не нормируется
Ниже минус 20 до минус 40 включ. F75 F50 F35* Не нормируется
Ниже минус 5 до минус 20 включ. F50 F35* F25* То же
Минус 5 и выше F35* F25* F15** «
2. Возможное эпизодическое воздействие температуры ниже 0 °С:
а) в водонасыщенном состоянии (например, конструкции, находящиеся в грунте или под водой) Ниже минус 40 F150 F100 F75 «
Ниже минус 20 до минус 40 включ. F75 F50 F35* «
Ниже минус 5 до минус 20 включ. F50 F35* F25* «
Минус 5 и выше F35* F25* Не нормируется «
б) в условиях воздушно-влажностного состояния (например, внутренние конструкции отапливаемых зданий в период строительства и монтажа) Ниже минус 40 F75 F50 F35* «
Ниже минус 20 до минус 40 включ. F50 F35* F25* «
Ниже минус 5 до минус 20 включ. F35* F25* F15** «
Минус 5 и выше F25* F15** Не нормируется «

Марки бетона по морозостойкости и водонепроницаемости наружных стен отапливаемых зданий в зависимости от режима их эксплуатации и значений расчетных зимних температур наружного воздуха в районе строительства должны приниматься: не ниже указанных в таблице:

Условия работы конструкций Минимальная марка бетона по морозостойкости наружных стен отапливаемых зданий из бетонов
относительная влажность внутреннего воздуха помещения jint, % расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С
легкого, ячеистого, поризованного тяжелого, мелкозернистого
для зданий класса по степени ответственности
I II III I II III
j int > 75 Ниже минус 40 F100 F75 F50 F200 F150 F100
Ниже минус 20 до минус 40 включ. F75 F50 F35 F100 F75 F50
Ниже минус 5 до минус 20 включ. F50 F35 F25 F75 F50 Не нормируется
Минус 5 и выше F35 F25 F15* F50 Не нормируется То же
60 < j int < 75 Ниже минус 40 F75 F50 F35 F100 F75 F50
Ниже минус 20 до минус 40 включ. F50 F35 F25 F50 Не нормируется
Ниже минус 5до минус 20 включ. F35 F25 F15* Не нормируется То же
Минус 5 и выше F25 F15* Не нормируется «
j int < 60 Ниже минус 40 F50 F35 F25 F75 F50 Не нормируется
Ниже минус 20 до минус 40 включ. Р 35 F25 F15* Не нормируется
Ниже минус 5до минус 20 включ. F25 F15* Не нормируется То же
Минус 5 и выше F15* Не нормируется «

 

 

saitinpro.ru

ВСН 150-93 «Указания по повышению морозостойкости бетона транспортных сооружений»

АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО КОРПОРАЦИЯ «ТРАНССТРОЙ»

УКАЗАНИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ МОРОЗОСТОЙКОСТИ БЕТОНА ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

ВСН 150-93

МОСКВА 1993

Разработаны ордена Октябрьской революции научно-исследовательским институтом (НИИТСом) - канд. техн. наук В.С. Гладков.

Внесены ордена Октябрьской революции научно-исследовательским институтом транспортного строительства (НИИТСом).

Подготовлены к утверждению научно-техническим центром Акционерного общества Корпорация «Трансстрой».

Согласованы фирмами «Морречстрой». «Трансстройиндустрия» и «Мостострой».

С введением в действие Указаний по повышению морозостойкости бетона транспортных сооружений ВСН 150-93 теряют силу «Технические указания по повышению морозостойкости бетона транспортных сооружений» (ВСН 150-68 Минтрансстроя СССР).

Акционерное общество Корпорация «Трансстрой»

Ведомственные строительные нормы

ВСН 150-92

Указания по повышению морозостойкости бетона транспортных сооружений

Взамен ВСН 150-68

1.1. Указания предназначены для применения в производстве бетонных работ как при возведении транспортных сооружений, так и при изготовлении сборных бетонных и железобетонных конструкций транспортного назначения с использованием тяжелого бетона.

Указания могут быть применены при возведении сооружений и изготовлении сборных конструкций другого назначения.

1.2. Применение Указаний обязательно во всех случаях, когда к бетону транспортных сооружений и конструкций предъявляются требования по морозостойкости 100 и выше.

1.3. Все вновь составляемые ведомственные технические нормативные документы должны учитывать требования настоящих Указаний.

1.4. Указания с целью надежного обеспечения требуемой морозостойкости предусматривают обязательное выполнение комплекса технических мероприятий, разработанного с учетом условий эксплуатации бетона и включающего:

1) выбор материалов для бетона:

2) назначение состава бетона с ограничением В/Ц и введением в него химических добавок для регулирования поровой структуры;

3) качественное приготовление бетонной смеси и эффективный способ ее укладки;

4) благоприятный и достаточно длительный режим твердения бетона.

Отклонения от требования Указаний в сторону их смягчения могут быть допущены только на основании специальных исследований и с разрешения организации, утвердившей настоящие Указания.

Внесены Всесоюзным научно-исследовательским институтом транспортного строительства (ЦНИИС)

Утверждены Акционерным обществом Корпорация «Трансстрой» Приказ № МО-20 от 28.01.93

Срок введения в действие 1 октября 1993 г.

1.5. Более высокие и жесткие требования к технологии бетона, содержащиеся в действующих нормативных документах по производству бетонных работ и изготовлению сборных бетонных и железобетонных конструкций для отдельных видов транспортных сооружений, настоящими Указаниями не отменяются, а должны строго выполняться.

1.6. Указания не распространяются на производство бетонных работ при строительстве бетонных покрытий и оснований аэродромов и автомобильных дорог и при изготовлении железобетонных плит сборных покрытий аэродромов и автомобильных дорог. Требования к технологии бетона для указанных сооружений и конструкций приведены в ГОСТ 26633-85, СНиП 3.06.03-85, СНиП 3.06.06-85, BCH 139-80 Минтрансстрой, ГОСТ 25912.0-91, ТУ 35-1215-83, ТУ 35-871-83.

2.1. В качестве вяжущего для бетонов в зависимости от требований морозостойкости и назначения конструкций применяются следующие виды цементов:

для бетонов марки F 100 - портландцемент и его разновидности по ГОСТ 10178-85, для бетонов марок F200 к F 300 - портландцемент и его разновидности по ГОСТ 10178-85, в клинкере которых содержание трехкальциевого алюмината (С3А) не превышает 10%, а для бетона мостов и труб, стоек опор контактной сети и автоблокировки - не превышает 8%; для бетонов марок F 400 и F500 - портландцемент и его разновидности по ГОСТ 10178-85, в клинкере которых содержание С3А не превышает 8%.

Содержание активных минеральных добавок в цементе, используемом для бетона марки F400 и выше, не должно превышать 5% по массе.

При действии на морозостойкий бетон агрессивной воды - среды выбор цемента необходимо осуществлять в соответствии с требованиями главы СНиП 2.03.11-85.

При предъявлении к бетону или бетонной смеси для отдельных видов конструкций специальных требований (например, нерасслаиваемости при центрифугировании) выбор цемента должен производиться с учетом требований соответствующих нормативных документов на изготовление этих конструкций.

2.2. В морозостойких бетонах, насыщаемых при оттаивании неагрессивной водой, разрешается при технико-экономическом обосновании применять сульфатостойкие портландцементы по ГОСТ 22256-76*.

2.3. В морозостойких бетонах рекомендуется применять пластифицированные или гидрофобные портландцементы, удовлетворяющие требованиям, пп. 2.1, 2.2 настоящих Указаний.

2.4. Заполнители бетонов должны соответствовать требованиям ГОСТ 10268-80.

2.5. Для повышения морозостойкости и водонепроницаемости бетона, улучшения технологических свойств бетонной смеси и экономного расходования цемента следует вводить в бетонную смесь химические добавки пластифицирующего, пластифицирующе-воздухововлекающего, воздухововлекающего или газообразующего действия. Перечень рекомендованных добавок приведен в таблице 1.

Таблица 1

Вид добавок

Наименование добавок

Обозначение

Стандарты и технические условия на добавки

Пластифицирующие:

 

 

 

суперпластификаторы

Разжижитель С-З

С-З

ТУ 6-14-625-80**

сильнопластифицирующие

Лигносульфонат технический модифицированный

ЛСТМ-2

ОСТ 13-287-85

среднепластифицирующие

Лигносульфонат технический

ЛСТ

ОСТ 13-183-83

Пластифицирующе-воздухововлекающие

Щелочной сток производства капролактама

ЩСПК

ТУ 113-03-488-84

 

Этиленликонат натрия

ГКЖ-10

ТУ 6-02-696-76

 

Метилсиликонат натрия

ГКЖ-11

ТУ 6-02-696-76

Воздухововлекающие

Смола нейтрализованная воздухововлекающая

СНВ

ТУ 81-05-75-74*

 

Смола древесная, омыленная

СДО

ТУ 13-05-02-83

 

Клей талловый пековый

КТП

ОСТ 13-145-82

ОСТ 31-12-77

 

Синтетическая поверхностно-активная добавка

СПД

ТУ 38-101253-77

Газообразующие

Полигидросилоксан 136-11 (кремнийорганическая жидкость ГКЖ-94)

ГКЖ-94

ГОСТ 10834-76*

2.6 Вода для затворения бетонной смеси и приготовления растворов химических добавок должна соответствовать ГОСТ 23732-79.

3.1. Проектирование и подбор составов бетона марок F100 ¸ F300 осуществляют в соответствии с пп. 3.2-3.17 настоящих Указаний и приложением 1.

Проектирование и подбор составов марок F400 н F500 для сборных конструкций, насыщаемых пресной водой, производят в соответствии с приложением 2.

Рекомендации по подбору состава бетона особовысокой морозостойкости для морских сооружений и по технологии изготовления тонкостенных железобетонных конструкций из этого бетона приведены в приложении 3.

3.2. При проектировании состава морозостойких бетонов следует учитывать ограничения максимального водоцементного отношения и назначение необходимого объема вовлеченного воздуха в бетонной смеси, устанавливаемых в зависимости от проектной марки морозостойкости бетона, условий эксплуатации конструкции (состав воды-среды) и условий твердения бетона в соответствии с пп. 3.3-3.6.

3.3. Максимально допустимые значения водоцементного отношения для бетонов марок F100¸F300 принимаются по таблице 2 (для бетонов, оттаивающих в пресной или слабоминерализованной воде при общем содержании солей 5 и менее г/л) и по таблице 3 (для бетонов, оттаивающих в морской или минерализованной воде при общем содержании соли более 5 г/л) при содержании в бетонной смеси вовлеченного воздуха в соответствии с пп. 3.4-3.7.

Таблица 2

Mарка морозостойкости

Максимально допустимые В/Ц для бетона, оттаивающих в пресной или слабоминерализованной воде

твердевших в естественных условиях

подвергшихся тепловой обработке

F100

0,60

0,55

F150

0,57

0,52

F200

0,55

0,50

F300

0,47

0,45

Примечания 1. Применение воздухововлекающих и пластифицирующе-воздухововлекающих добавок обязательно в бетонах марок F200 и F300.

2. В бетонах марок F100 и F150, приготовленных без добавок, повышающих морозостойкость, значение В/Ц должно быть уменьшено на 0,05.

Таблица 3

Марка морозостойкости

Максимально допустимые В/Ц для бетонов, оттаивающих в минерализованной и в морской воде с общим содержанием солей более 5 г/л

твердевших в естественных условиях

подвергшихся тепловой обработке

F100

0,55

0,50

F150

0,52

0,47

F200

0,50

0,45

F300

0,43

0,40

Примечание. Применение воздухововлекающих и пластифицирующе-воздухововлекающих добавок в бетонах марок F100¸F300 обязательно.

3.4. Воздухосодержание уплотненной бетонной смеси для морозостойких бетонов марок F100¸F300, насыщаемых в условиях эксплуатации пресной или слабоминерализованной водой, должно составлять в среднем 3-5% по объему, но быть не меньше 2%.

Воздухосодержание уплотненной бетонной смеси для морозостойких бетонов марок F100¸F300, насыщаемых в период эксплуатации морской или минерализованной водой при общем содержании солей более 5 г/л, должно соответствовать таблице 4.

Таблица 4

3.5. Объем вовлеченного воздуха в бетонных смесях для мостовых конструкций должен составлять 2-4%, а для одежды проезжей части мостов - 5-6%.

3.6. Указанное в п. 3.4, 3.5 воздухосодержание бетонных смесей должно достигаться при обязательном введении в них воздухововлекающих или пластифицирующе-воздухововлекающих добавок, соответствующих табл. 1, или комплексных на их основе с целью распределения нормируемого объема вовлеченного воздуха в виде замкнутых пузырьков мельчайших размеров.

3.7. Комплексные добавки, состоящие из пластификатора и воздухововлекающего или пластифицирующе-воздухововлекающего компонентов, следует применять для повышения морозостойкости бетона и одновременного улучшения свойств бетонной смеси и уменьшения расхода цемента.

3.8. Рекомендованные дозировки добавок, в том числе комплексных, приведены в таблице 5.

Таблица 5

Условное обозначение добавок

Количество добавок в расчете на сухое вещество, %, массы цемента

ЛСТ+(СКВ, СДО, КТП, СПД)

(0,1¸0,2) +(0,003¸0,05)

ЛСТ+ГКЖ-94

(0,1¸0,2) + 0,15 кг

С-3+ (СНВ, СДО, КТП, СПД)

(0,3¸0,7) + (0,002¸0,05)

лстм-2+(Снв, сдо, ктн)

(0,1¸0,3)+(0,003¸0,03)

с-з+лст

0,45 + (0,07¸0,2)

с-з+щспк

(0,3¸0,7)+(0,15¸0,30)

щспк

0,15¸0,35

гкж-10

0,05¸0,2

гкж-11

0,05¸0,2

Примечания. 1. Из компонентов, указанных в скобках, применяется только один.

2. Кремнийорганическая жидкость ГКЖ-94 вводится в бетонную смесь только в виде 50%-ной водной эмульсин в количестве 0,3 кг на 1 м3 смеси.

3.9. При применении пластифицированного портландцемента в бетонную смесь следует вводить одну из воздухововлекающих добавок, соответствующих табл. 1. При применении гидрофобного портландцемента в бетонную смесь следует вводить добавку ЛСТ. Применение добавки С-3 в бетонах на пластифицированном или гидрофобном цементе не допускается.

Применение добавки ЛСТМ-2 в бетонах на пластифицированном или гидрофобном цементе допускается только после экспериментального исследования.

3.10. Дозировки добавок, в том числе и компонентов комплексных добавок, уточняются при подборе состава бетонной смеси на конкретных материалах с обеспечением минимальной водопотребности бетонной смеси, необходимого воздухосодержания у места ее укладки, достижения заданной прочности бетона и отсутствия повреждения структуры бетона при принятом в производстве режиме тепловлажностной обработки.

3.11. Воздухосодержание бетонной смеси следует регулировать при подборе состава изменением дозировки воздухововлекающей или пластифицирующе-воздухововлекающей добавки в пределах, указанных в таблице 5.

При этом должны быть учтены возможные потери вовлеченного воздуха бетонной смесью в зависимости от условий и длительности ее транспортирования, от интенсивности виброуплотнения. Должно быть также учтено, что:

а) воздухосодержание бетонной смеси увеличивается с возрастанием дозировки добавки, с ростом подвижности бетонной смеси, с увеличением доли песка в смеси заполнителей, при более эффективном перемешивании бетонной смеси;

б) воздухосодержание понижается с увеличением расхода цемента и с повышением температуры бетонной смеси.

Окончательно дозировка воздухововлекающей или пластифицирующе-воздухововлекающей добавки, в том числе в составе комплексной добавки, должна быть уточнена в пробном замесе, приготовленном в производственном смесителе.

3.12. Добавки ГКЖ-10 и ГКЖ-11 рекомендуется применять в бетонах марок не выше F200, оттаивающих в пресной воде. Добавку ЩСПК рекомендуется применять в бетонах марок не выше F300, оттаивающих в пресной воде.

3.13. При выборе вида добавок следует исходить из целесообразности применения на одном бетонном заводе только одного вида добавки (или одной комплексной добавки) с учетом возможности ее использования для всей продукции, к бетону которой предъявляется требование морозостойкости.

3.14. Назначаемая подвижность бетонной смеси должна соответствовать принятому в производстве способу ее уплотнения. При этом должна быть учтена повышенная удобоукладываемость бетонных смесей с вовлеченным воздухом в количестве более 2% по объему, позволяющая снижать осадку конуса по сравнению со смесью без добавок или содержащей вовлеченный воздух до 2% в соответствии с таблицей 6.

3.15. С целью предупреждения водоотделения в бетонных смесях и снижения морозостойкости бетона рекомендуется ограничивать подвижность смесей осадкой конуса не более 6 см для бетонов марки F300 и для бетонов зоны переменного уровня морских гидротехнических сооружений.

Таблица 6

При соответствующем обосновании подвижность бетонной смеси для морозостойких бетонов может быть более 6 см по осадке конуса.

Допускается применение высокоподвижных и литых бетонных смесей с комплексными добавками по таблице 5.

3.16. Для уменьшения расхода цемента в морозостойких бетонах следует снижать водопотребность бетонных смесей путем:

1) введения в них комплексных добавок, содержащих наиболее эффективные пластификаторы;

2) использования пластифицирующего действия вовлеченного воздуха, каждый процент которого в объеме бетона позволяет снизить расход воды на 3-4 л.

3.17. Необходимая прочность морозостойких бетонов должна быть обеспечена соответствующим выбором соотношения количества цемента, объемов воды и вовлеченного воздуха при использовании линейной зависимости:

Rб = f ,

где Ц - расход цемента, кг/м3, В - расход воды, л/м3, Д - объем вовлеченного воздуха в уплотненной бетонной смеси, %.

Указанная зависимость может быть получена путем предварительного испытания бетонов на выбранных для применения цементах и заполнителях, в том числе приготовленных без воздухововлекающих добавок.

3.18. Подбор состава морозостойкого бетона с химическими добавками следует производить путем установления оптимального соотношения между компонентами бетонной смеси, обеспечивающего выполнение требований, предъявляемых к бетонной смеси (подвижность, воздухосодержание) и к бетону (морозостойкость, пpочнocть, водонепроницаемость) и требований пп. 3.1-3.17 настоящих Указаний.

Примеры подборов составов бетона с разными химическими добавками приведены в приложении 1.

4.1. Приготовление, транспортирование, укладку и формование бетонных смесей следует производить в соответствии с указаниями главы СНиП 3.03.01-87 и пп. 4.2-4.12 настоящих Указаний.

4.2. При назначении рабочих составов бетона должны обязательно учитываться влажность заполнителей, а также вода, вводимая с растворами добавок, с целью обеспечения заданного водоцементного отношения.

4.3. Приготовление бетонных смесей следует производить в бетоносмесителях периодического действия.

Жесткие и малоподвижные смеси с осадкой конуса 2 см и менее следует приготавливать в бетоносмесителях принудительного действия.

Бетонные смеси с добавкой ГКЖ-94 при любой подвижности следует приготавливать в бетоносмесителях принудительного действия.

4.4. Химические добавки следует вводить в бетонную смесь в виде водного раствора определенной концентрации. Водный раствор добавок следует подавать в бетономешалку, как правило, вместе с водой затворения.

4.5. Предварительное приготовление водных растворов химических добавок следует производить в соответствии с приложением 4.

4.6. Дозирование химических добавок разрешается производить по массе или объему. Используемые для этой цели дозаторы должны обеспечивать точность дозирования в соответствии с ГОСТ 7473-85.

4.7. При применении комплексных добавок следует, как правило, применять раздельные установки для приготовления растворов добавок и отдельные дозаторы.

Допускается заблаговременное приготовление совмещенных в одном водном растворе комплексных добавок СПД+ЛСТ, ГКЖ-94+ЛСТ, ЩСПК+С-3, если в бетонах, приготавливаемых на одном БСУ, применяются комплексные добавки при постоянном количественном соотношении ее компонентов.

При заблаговременном приготовлении совмещенной добавки СНБ+ЛСТ требуется стабилизация приготавливаемого совмещенного раствора с помощью альгината натрия. Приготовление такого раствора осуществляют в соответствии с приложением 4. Дозирование комплексной добавки в виде совмещенного раствора следует производить через один дозатор.

4.8. Объемную дозу водного раствора добавки на один замес А следует определять по формуле:

A = , л,

где Ц - расход цемента на замес, кг; С - дозировка добавки, % массы цемента, установленная при подборе состава бетона; К - концентрация рабочего раствора добавки, %; П - плотность рабочего раствора добавки, г/см3.

4.9. Уплотнение бетонных смесей следует производить вибрированием. Применение вакуумирования для уплотнения бетонных смесей с воздухововлекающими добавками запрещается. Разрешается уплотнять бетонные смеси с воздухововлекающими добавками центрифугированием.

4.10. Длительность и интенсивность виброуплотнения бетонных смесей с воздухововлекающими добавками должны обеспечить сохранение в бетоне количества вовлеченного воздуха не менее значений, установленных в пп. 3.4-3.5.

4.11. Рекомендуется бетонировать изделия и конструкции так, чтобы поверхности, подвергающиеся в условиях эксплуатации влиянию внешних воздействий, были обращены при формировании к бортовой опалубке или днищу.

4.12. Замерзание приготовленной бетонной смеси и свежеуложенного бетона не допускается.

При приготовлении в зимнее время теплой бетонной смеси температура ее в случае применения добавки ГКЖ-94 не должна превышать 30°С.

5.1. Твердение бетона должно происходить в условиях и в течение сроков, достаточных для формирования долговечной структуры, с соблюдением требований пп. 5.2-5.10 настоящих Указаний.

5.2. Твердение монолитного бетона в естественных условиях при сохранении им положительной температуры и с соблюдением правил влажного ухода должно продолжаться не менее 14 суток.

5.3. Разрешается ускорять процесс твердения бетона путем тепловлажностной обработки в пропарочных камерах или другими способами, создающими условия, установленные пп. 5.4-5.9 настоящих Указаний.

Запрещается применение электропрогрева для бетона с добавкой ГКЖ-94.

5.4. Прогреву бетона должна предшествовать предварительная выдержка не менее 2 часов. Для бетонов с добавками ЛСТ, ЛСТМ-2, ГКЖ-10, ГКЖ-11 или приготовленных на пластифицированном и гидрофобном портландцементах предварительная выдержка должна составлять не менее 4 часов.

Предварительная выдержка бетонов с добавкой ГКЖ-94 должна составлять не менее 4 часов при температуре окружающей среды выше +20°С и не менее 6 часов при температуре окружающей среды ниже +20°С.

5.5. Режим тепловлажностной обработки конструкций и изделий из морозостойких бетонов следует назначать с учетом следующих ограничений:

скорость подъема температуры среды - не более 20 град/ч, а при марке бетона F200 н выше и во всех случаях применения бетонов с добавкой ГКЖ-94 -не более 10 град/ч, температура среды в период изотермического прогрева не должна превышать 80°С, а при марке бетона F200 и выше - 70°С;

скорость снижения температуры среды - не более 20 град/ч, а для бетонов марки F200 и выше - не более 10 град/ч.

Температура среды в период изотермического прогрева массивных конструкций с минимальным размером сечения более 500 мм не должна превышать 70°С.

5.6. Возможно применение ступенчатого режима тепловлажностной обработки с выдерживанием изделий и конструкций при температуре +50°С в течение 1,5-2 ч.

Подъем температуры среды при этом следует осуществлять со скоростью до 10-15 град/ч.

5.7. Продолжительность изотермического прогрева конструкций следует установить опытным путем из расчета достижения бетоном к концу пропаривания заданной прочности, но не менее 70% проектной.

5.8. Относительная влажность среды при тепловой обработке бетона должна составлять 90-100%.

5.9. Предварительная выдержка, скорость подъема и снижения температуры, уровень изотермической температуры при тепловлажностной обработке бетонных и железобетонных конструкций мостов и труб должны соответствовать требованиям главы СНиП 3.06.04-91.

5.10. Прочность морозостойких бетонов с воздухововлекающими добавками, в том числе комплексными, к моменту замерзания бетона должна составлять не менее 70% от проектной.

Прочность морозостойких бетонов без воздухововлекающих добавок должна к моменту замерзания достичь не менее 100% от проектной.

Прочность бетона бетонных и железобетонных конструкций мостов и труб ко времени выдачи их на склад, в том числе в зимнее время, должна соответствовать требованиям главы СНиП 3.06.04-91.

5.11. Сборные бетонные и железобетонные конструкции для морских гидротехнических сооружений должны быть после тепловой обработки выдержаны при положительной температуре в течение сроков, установленных главой СНиП 3.07.02-87.

Срок выдержки указанных конструкций может быть сокращен при подтверждении проектной марки морозостойкости и необходимой прочности испытанием образцов производственного бетона, при регулярном контроле воздухосодержания бетонной смеси и по согласованию с проектной организацией.

Отпускная прочность бетона несущих железобетонных и бетонных конструкций, включая массивы для морских сооружений в тяжелых и средних условиях эксплуатации, устанавливаемых по СНиП 3.07.02-87, должна быть не менее 100% проектной.

6.1. Подбор составов бетонов требуемой морозостойкости должен производиться заблаговременно на материалах, которые намечено использовать при возведении сооружения или при изготовлении конструкций и которые отвечают требованиям настоящих Указаний и соответствующих нормативных документов.

Проверка морозостойкости бетона должна быть произведена путем испытания по ГОСТ 10060-87 образцов бетона, изготовленных в соответствии с подобранным составом и твердевших в условиях, выбранных в соответствии с данными Указаниями и условиями производства,

6.2. Повторные испытания производственного бетона на морозостойкость следует производить не реже одного раза в 6 месяцев, а также при изменении состава бетона, замене материалов или изменении условий и сокращении сроков твердения.

6.3. Цементы и заполнители, применяемые для приготовления бетонной смеси, должны иметь полные паспортные данные. По запросу завода-изготовителя цемента должен быть установлен минералогический состав используемого клинкера и его соответствие требованиям настоящих Указаний.

6.4. По истечении гарантийного срока хранения применяемых химических добавок необходимо проверить их соответствие требованиям действующих на них технических условий или стандартов.

6.5. Соответствие морозостойкости бетона сооружений или конструкций проектной достигается тщательным соблюдением требований по качеству используемых в бетоне материалов, по составу бетона и точности дозирования составляющих, по подвижности и воздухосодержанию бетонной смеси, по режиму твердения.

6.6. Выданный лабораторией на БСУ рабочий состав бетона должен регулярно корректироваться с учетом влажности заполнителей и содержания воды в рабочем растворе применяемых химических добавок.

6.7. Контроль подвижности и воздухосодержания бетонной смеси следует осуществлять на месте ее укладки не реже одного раза в смену в условиях стабильного производства (при неизменных рабочем составе бетона, качестве материалов, режиме приготовления и уплотнения бетонной смеси) и 2 раза в смену в других условиях.

Контроль подвижности бетонной смеси следует производить по ГОСТ 10181.1-81, а воздухосодержания бетонной смеси - по ГОСТ 10181.3-81.

6.8. Температурно-влажностный режим твердения бетона сооружения или сборных конструкций должен контролироваться с момента укладки (формования) бетонной смеси и до приобретения бетоном проектной морозостойкости,

6.9. Контроль за качеством рабочих растворов химических добавок должен состоять в проверке их плотности.

Не допускается расходование рабочих растворов добавок, концентрация которых отличается от заданной, без соответствующей корректировки.

При проверке плотности раствора необходимо учитывать ее изменение в зависимости от температуры раствора.

7.1. При производстве работ необходимо строго соблюдать правила техники безопасности согласно требованиям главы СНиП III-4-80 «Техника безопасности в строительстве» и пп. 7.2-7.12 настоящих Указаний.

7.2. Водные растворы суперпластификатора С-3 непожароопасны. Образующиеся после их высыхания продукты могут образовывать взрывоопасную смесь, поэтому места их проливов в помещении, а также тара и лабораторная посуда должны быть промыты водой.

7.3. Добавка СПД относится к слабогорючим веществам. Для ее тушения следует применять химическую или воздушно-механическую пену, распыленную воду. При небольших очагах возгорания можно применять пенные огнетушители ОП-3 или ОП-5.

7.4. Остальные добавки, применяемые в соответствии с Указаниями, в пожарном отношении не опасны.

Однако в месте хранения концентрированного раствора ЩСПК и работы с ним следует запретить курение и применение открытого огня.

7.5. Запрещается принимать пищу в помещениях, где хранят добавки или приготовляют их водные растворы.

7.6. В помещениях приготовления водных растворов добавок следует осуществить приточно-вытяжную вентиляцию.

7.7. Рабочие перед допуском к работе с добавками должны пройти соответствующий инструктаж по технике безопасности.

7.8. К работе с добавками могут быть допущены рабочие, обученные методам работы с добавками.

К работе с добавками ЩСПК и СПД не следует допускать лиц моложе 18 лет.

Не следует допускать к работе с этими добавками и добавкой С-3 лиц с повреждением кожного покрова в виде ссадин, царапин и т.п., с поражением (воспалением) век и глаз.

7.9. Рабочие на приготовлении водных растворов добавок должны быть в спецодежде из водоотталкивающей ткани, защитных очках, резиновых сапогах и перчатках.

7.10. Добавка ЩСПК относится к умеренно токсичным веществам. При попадании добавки на кожу ее необходимо промыть теплой водой, а при попадании в глаза - слабым раствором борной кислоты. Предельно допустимая концентрация в помещениях не должна превышать: циклогексана - 80, циклогенсанона - 10 и циклогенсанола - 10 мг/м3.

7.11. Добавка СПД относится к 3-му классу умеренно опасных веществ. Предельно допустимая концентрация паров (по высшим жирным спиртам С6-С10) в воздухе рабочей зоны - 10 мг/м3. Работающие с добавкой СПД должны обеспечиваться фильтрующим противогазом марки А. При проливе СПД обезвреживание следует производить засыпкой песком с выносом его из помещения в специально отведенное место.

7.12. Добавка С-3 относится к умеренно опасным веществам. Ее пары и пылевидные частицы после высыхания раствора вызывают раздражение при воздействии на слизистую оболочку глаз и носоглотки. Рабочие, работающие с добавкой С-3, должны пользоваться резиновыми перчатками и фартуками, защитными очками и респираторами.

1.1. Бетоны с комплексной добавкой типа CHB+ЛCT

1.1.1. К добавкам типа СНВ+ЛСТ относятся добавки СПД+ЛСТ, СДО+ЛСТ, КТП+ЛСТ.

1.1.2. При подборе конкретного состава бетона предварительно определяют оптимальную дозу ЛСТ. Для бетонов естественного твердения дозировка ЛСТ выбирается в диапазоне от 0,07 до 0,4% от массы цемента, а для бетонов, подвергающихся тепловой обработке - от 0,07 до 0,2%.

Оптимальная дозировка выбирается путем испытания бетонных смесей и бетонов с В/Ц, выбранным в соответствии с п. 3.3 Указаний при 3-4 значениях дозировки ЛСТ. Бетонные смеси при этом должны иметь заданную подвижность, а прочность образцов бетона контролируется в заданные сроки (например, в возрасте 7 и 28 суток или сразу после ТВО).

Для всех приготовленных смесей определяют содержание вовлеченного воздуха. По контролируемой объемной массе бетонной смеси расчетным путем определяют расход воды.

Оптимальная дозировка ЛСТ соответствует минимальному расходу воды и достижению наибольшей прочности при одинаковом расходе цемента.

1.1.3. При расчете состава бетона с комплексной добавкой СНВ+ЛСТ определяют по табл. 1 ориентировочную водопотребность бетонных смесей с учетом примечаний к таблице.

Таблица 1

Наибольший размер крупного заполнителя, мм

Расход воды на 1 м3 при осадке конуса 5 см, в л

бетон на гравии

бетон на щебне

10

190

200

20

165

175

40

145

160

70

140

150

Примечания. 1. Расход воды установлен для бетонных смесей с добавкой 0,15% ЛСТ при воздухосодержании уплотненной смеси 2% и с осадкой конуса 5 см.

2. При осадке конуса больше или меньше принятой расход воды соответственно увеличивают или уменьшают на 3 л на каждый сантиметр осадки конуса.

3. При назначении содержания вовлеченного воздуха более 2% расход воды уменьшают на 3 л на каждый дополнительный процент воздуха.

1.1.4. С учетом заранее установленной для применяемых материалов зависимости прочности бетона от состава бетона в виде:

Rб = АRц,                                                     (1)

где Rц - активность цемента, кгс/см2; Ц и В - расход цемента и воды, кг/м3; Д - воздухосодержание бетонной смеси, % по объему; А и a - коэффициенты, зависящие от качества заполнителей, определяют расход цемента

Ц = ,                                                 (2)

При построении зависимости (1), подученной на бетонах без воздухововлекающей добавки, принимается Д = 0.

При отсутствии заранее полученных данных о прочности бетона в зависимости от его состава принимаются следующие ориентировочные значения коэффициентов: А=0,55, a=0,5.

1.1.5. Сверяют ожидаемое водоцементное отношение, полученное при использовании данных, полученных в пп. 1.1.3 и 1.1.4 настоящего приложения, с максимальным значением, установленным п. 3.3 Указаний.

Если ожидаемое В/Ц больше значения, установленного Указаниями, то расход цемента изменяют в соответствии с формулой:

Ц1 = ,                                                      (3)

где Ц1 - расход цемента, откорректированный с учетом требования морозостойкости бетона, В - водопотребность бетонной смеси, установленная по п. 1.1.3 настоящего приложения, (В/Ц)мрз - максимально допустимое водоцементное отношение, соответствующее п. 3.3 Указаний.

1.1.6. Дальнейший расчет состава бетона производят в соответствии с методом абсолютных объемов. Определяют объем заполнителей:

А = 1000-,                                                (4)

где А - абсолютный объем заполнителей, л/м3; Ц1, В - расход цемента и воды, кг/л; gц - удельная масса цемента; Д - воздухосодержание уплотненной бетонной смеси, %

1.1.7. По табл. 2 определяют ориентировочную долю песка от общего количества заполнителей (по объему).

Таблица 2

Наибольший размер крупного заполнителя, мм

Объемная доля песка в смеси наполнителей, %

в бетоне на гравии при воздухосодержании, %

в бетоне на щебне при воздухосодержании, %

1

4

6

8

2

4

6

8

10

53

52

51

52

56

53

51

53

20

42

41

39

40

46

43

41

42

40

35

33

32

33

33

36

35

36

70

31

30

29

30

34

32

31

32

Примечания. 1. Процент песка установлен для бетонных смесей на природном песке с модулем крупности 2,5 при В/Ц=0,55.

2. При увеличении или уменьшении модуля крупности песка на 0,1 содержание песка соответственно увеличивается или уменьшается на 0,5%.

3. При увеличения или уменьшении В/Ц на 0,05 содержание песка соответственно увеличивается или уменьшается на 1%.

1.1.8. Определяют количество песка и щебня (гравия) в бетонной смеси:

П =                                                                   (5)

Щ =                                                              (6)

где П и Щ - расход песка и щебня (гравия) на 1 м3 бетонной смеси, кг; r - процент песка в смеси заполнителей по п. 1.1.7 приложения; А - абсолютный объем заполнителей по п. 1.1.6, л; gп, gщ - удельные массы соответственно песка и щебня (гравия), кг/л.

1.1.9. Путем пробных замесов в лабораторном смесителе при оптимальной дозе ЛСТ и при изменяющейся дозе СНВ от 0,003 до 0,03 % от массы цемента выбирают дозу СНВ, обеспечивающую необходимое воздухосодержание бетонной смеси.

1.1.10. В случае необходимости корректируют расход воды с целью получения заданной подвижности бетонной смеси.

1.1.11. После уточнения расхода воды производят повторный расчет по пп. 1.1.4-1.1.7 настоящего Приложения

1.1.12. Кроме принятого по п. 1.1.7 количества песка, назначают еще отличающиеся на ±1-2 % доля песка и аналогично рассчитывают еще 2 состава бетона для опытных замесов. При этом расход воды и дозу СНВ принимают как в первом составе.

1.1.13. Путем пробных замесов выбирают состав с наибольшей подвижностью при хорошей связности и нерасслаиваемости бетонной смеси.

1.1.14. Осуществляют пробные замесы бетона выбранного состава в производственном смесителе с целью уточнения дозы воздухововлекающего вещества для получения необходимого воздухововлечения. При этом добавка ЛСТ вводится в оптимальной дозе.

1.2. Бетон с комплексной добавкой ГКЖ-94+ЛСТ

1.2.1. Вначале путем пробных замесов на смесях с В/Ц, принимаемым по п. 3.3 Указаний, выбирают дозировку ЛСТ, обеспечивающую наилучший пластифицирующий эффект. При этом руководствуются п. 1.1.2 настоящего приложения. При этом вместе с ЛСТ бетонную смесь вводится добавка ГКЖ-94 в количестве 150 г/м3 (или 300 г 50%-ной эмульсии ГКЖ-94).

1.2.2. Предварительно эмульсия ГКЖ-94, приготовленная заблаговременно в соответствии с «Пособием по применению химических добавок при производстве сборных железобетонных конструкций и изделий» (Стройиздат, М., 1989) или поступающая в готовом виде от промышленности (марки КЭ-30-64 по ТУ-П-154-69) проверяется на стабильность в соответствии с упомянутым Пособием.

1.2.3. Эмульсия должна храниться в таре из полиэтилена, белой жести или стекла с закрытыми крышками.

Температура помещения, в котором хранится эмульсия ГКЖ-94 должна быть не ниже 0°С и не выше 30°С.

1.2.4. Водоцементное отношение определяют по принятым расчетным формулам, например (1), как для бетона без добавок. Оно не должно превышать значений, установленных по п. 3.3 Указаний.

1.2.5. Установив по табл. 1 настоящего приложения или по пробным замесам необходимый для заданной подвижности расход воды, рассчитывают по известным методам проектирования состава бетона расходы цемента и заполнителей.

1.2.6. Осуществляют пробный замес бетона, состав которого определен в соответствии с пп. 1.2.1-1.2.5 настоящего Приложения.

Откорректировав расход воды и цемента с целью достижения заданной подвижности смеси при сохранении назначенного В/Ц, формуют опытные образцы для контроля прочности бетона в установленные сроки (после ТВО и в возрасте 28 суток).

1.2.7. При заниженных значениях прочности корректируют состав бетона с уменьшением В/Ц.

1.3. Бетон с комплексной добавкой типа СНВ+С-3

1.3.1. К добавкам типа СНВ+С-3 относятся добавки СДО+С-3, КТП+С-3, СПД+С-3.

1.3.2. При подборе конкретного состава бетона предварительно определяют оптимальную дозу С-3 в диапазоне от 0,3 до 0,7% от массы цемента.

Оптимальная дозировка выбирается путем испытания бетонных смесей и бетонов с В/Ц, выбранным в соответствии с п. 3.3 Указаний при 3-4 значениях дозировки С-3. Бетонные смеси при этом должны иметь заданную подвижность. Прочность образцов бетона контролируется в заданные сроки. Бетонные смеси при этом должны быть нерасслаиваемыми. Для всех приготовленных смесей определяют содержание вовлеченного воздуха. По контролируемой объемной массе расчетным путем определяют расход воды.

Оптимальная дозировка С-3 соответствует минимальному расходу воды и достижению наибольшей прочности при одинаковом расходе цемента.

1.3.3. При оптимальной дозировке C-3 и установленном экспериментальном расходе воды, соответствующем заданной подвижности бетонной смеси, определяют расход цемента по формуле (2) настоящего приложения при значении воздухосодержания бетонной смеси, соответствующем требованиям пп. 3.4, 3.5 Указаний.

1.3.4. Дальнейшие расчеты состава бетона по методу абсолютных объемов и его подбор производят в соответствии с пп. 1.1.5-1.1.14 настоящего Приложения.

1.3.5. Для снижения водоотделения и предупреждения расслоения бетонных смесей рекомендуется повышать долю песка в смеси заполнителей на 3-15% по сравнению с принимаемой по п. 1.1.7 настоящего приложения. При этом приращение доли песка увеличивается с ростом назначаемой подвижности бетонной смеси.

1.4. Бетон с добавкой ЩСПК

1.4.1. Состав бетона с добавкой ЩСПК назначается путем корректировки состава без добавок, подобранного проверенным способом, обеспечивающим заданную подвижность бетонной смеси и получение требуемой прочности.

1.4.2. Дозировку ЩСПК выбирают в диапазоне от 0,15 до 0,35% от массы цемента. При этом расход воды может быть уменьшен на 3-6%.

1.4.3. В составах требуемой морозостойкости величина В/Ц должна быть не выше значений, приведенных в п. 3.3 Указаний, а величина воздухосодержания бетонной смеси - соответствовать требованиям пп. 3.4, 3.5 Указаний.

1.4.4. При выбранных параметрах бетонной смеси (расход воды, В/Ц, содержание вовлеченного воздуха) и заданной прочности бетона может быть определен расход цемента в соответствии с пп. 1.1.4 настоящего приложения.

1.4.5. Дальнейший расчет состава бетона производят по методу абсолютных объемов, а правильность его проверяют испытанием бетонной смеси и бетона.

2.1. В качестве вяжущего следует применять портландцементы марки не ниже М400, отвечающие требованиям п. 2.1 Указаний.

2.2. В качестве крупного заполнителя рекомендуется применять щебень изверженных пород марки не ниже 1000 с содержанием слабых зерен не более 5%.

По остальным показателям качества щебень должен соответствовать требованиям ГОСТ 10268-80.

2.3. В качестве комплексных химических добавок в бетонах следует применять добавки, состоящие из пластифицирующего компонента ЛСТ и воздухововлекающих компонентов СНВ, СДО, СПД или КТП.

2.4. Соотношение между величиной В/Ц, расходом воды и воздухосодержанием уплотненной бетонной смеси для получения бетонов марок F400 и F500 следует выбирать по графикам рисунка.

Рекомендуется применять бетонные смеси с расходом воды до 180 л.

Выбор состава бетона должен соответствовать достижению заданной прочности и морозостойкости при минимальном расходе цемента и обеспечении заданной подвижности бетонной смеси.

2.5. Для повышения удобоукладываемости бетонной смеси при минимальном расходе воды следует использовать пластифицирующую добавку ЛСТ в оптимальной дозе, не вызывающей в то же время ухудшения свойств бетона и осложнений при принятом режиме ТВО. Обычно дозировку ЛСТ принимают в количестве 0,1-0,15% от массы цемента.

2.6. При выборе расхода воды следует использовать эффект пластификации бетонной смеси за счет воздухововлечения в соответствии с п. 3.16 Указаний.

2.7. При выборе необходимой подвижности смеси следует учитывать п. 3.14 Указаний.

2.8. Воздухосодержание свежеприготовленной бетонной смеси должно назначаться с учетом его потерь в процессе транспортирования и уплотнения смеси, установленных опытным путем.

2.9. Ориентировочная водопотребность и объемная доля песка в смеси заполнителей для бетона с комплексной добавкой определяется по таблице 1 и 2 приложения 1.

2.10. По графикам на рисунке для трех значений воздухосодержания бетонной смеси (от 2 до 7%) и при выбранной по п. 2.9 водопотребности определяют 3 значения В/Ц.

По значениям В и В/Ц определяют вероятные расходы цемента Ц и величину Ц/(В+10Д), где Д - количество вовлеченного воздуха в %. Затем строят график зависимости величины Ц/(В+10Д) от воздухосодержания смеси Д%.

2.11. По заданной прочности бетона и активности цемента определяют расчетное значение (Ц/(В+10Д))расч, необходимое для достижения требуемой прочности по формуле (2) приложения 1.

Соотношение между величиной В/Ц, расходом воды и воздухосодержанием уплотненной бетонной смеси:

а - для получения бетона марки Мрз 400; б - для получения бетона марки Мрз 500

По значению (Ц/(В+10Д))расч к графику Ц/(В+10Д) = f(Д), построенному в соответствии с п. 2.10 Приложения, выбирают значение воздухосодержания Д.

2.12. Для выбранных значений В (п. 2.9) и Д (п. 2.11) выбирают по графику на рисунке значение В/Ц.

2.13. Дальнейший расчет состава бетона производят по способу абсолютных объемов с учетом воздухосодержания бетонной смеси.

2.14. Дозировку воздухововлекающего компонента определяют экспериментально в соответствии с требуемым воздухосодержанием бетонной смеси.

2.15. Путем пробных замесов уточняют расход вод. При необходимости заметного изменения расхода воды повторяют расчет состава бетона в соответствии с пп. 2.10-2.14 настоящего Приложения.

2.16. Приготовление производственного бетона, введение добавок, уплотнение бетонной смеси осуществляют в соответствии с пп. 4.2-4.12 Указаний

2.17. Тепловлажностной обработке изделий должна предшествовать предварительная выдержка не менее 4 ч для бетонов с осадкой конуса до 3 см и не менее 5 ч для более пластичных смесей.

2.18. Тепловлажностную обработку изделий рекомендуется производить по мягким режимам (изотермическая температура не выше 70°С, скорость подъема температуры и охлаждения - не более 10 град/ч).

2.19. Продолжительность изотермического прогрева устанавливают в соответствии с п. 5.7 Указаний.

После ТВО изделия должны выдерживаться во влажных условиях в цехе или на складе не менее 100 град-суток при температуре не ниже +5°C. Возможность сокращения указанного срока выдерживания изделий должна быть подтверждена испытанием на морозостойкость образцов конкретного бетона.

3.1. Рекомендации распространяются на изготовление тонкостенных железобетонных конструкций морских сооружений из бетона особовысокой морозостойкости (F 1000), предназначенных к эксплуатации в тяжелых условиях эксплуатации на побережье северных и дальневосточных морей.

3.2. Рекомендации являются дополнением к настоящим указаниям и распространяются на изготовление сборных конструкций и возведение сооружений из монолитного бетона.

3.3. Меры по защите конструкций от истирающего действия льда и других предметов, а также от температурных напряжений должны быть предусмотрены в проекте и настоящими рекомендациями не регламентируются.

3.4. Для приготовления бетона должны применяться сульфатостойкие портландцементы, в т. ч, с минеральными добавками по ГОСТ 22266-76*.

3.5. В качестве крупного заполнителя должен применяться щебень из изверженных горных пород марки не ниже 1000.

3.6. В состав бетона должна обязательно вводиться комплексная химическая добавка, состоящая из СНВ или ее заменителей и ЛСТ. Дозировка СНВ выбирается в диапазоне от 0,005 до 0,03% от массы цемента с целью вовлечения в бетонную смесь 3-5% воздуха (по объему). Дозировка ЛСТ принимается в количестве 0,1-0,2% от массы цемента.

Возможно применение совмещенного, заранее приготовленного раствора СНВ и ЛСТ, стабилизированного альгинатом. Приготовление указанного раствора производят в соответствии с приложением 4.

3.7. При проектировании состава бетона учитывают следующие ограничения: водоцементное отношение не более 0,40, подвижность бетонной смеси в момент укладки - не более 4 см по осадке конуса, содержание вовлеченного воздуха после транспортирования и укладки бетонной смеси - 2-4% по объему.

3.8. Твердение бетона должно происходить при температуре не менее +5°С и регулярном увлажнении его пресной водой.

3.9. Разрешается изготавливать конструкции с применением ТВО. Температура изотермического прогрева должна быть не выше +40°С.

Скорость подъема и снижения температуры не должна превышать 10 град/ч. Влажность паровоздушной смеси в камере должка быть не менее 95%.

3.10. Элементы конструкций, предназначенные для работы в переменном уровне, должны выдерживаться при положительной температуре и регулярном увлажнении до приобретения 100%-ной проектной прочности, но не менее 30 суток.

4.1. Для введения в бетонную смесь необходимого количества водорастворимых добавок заранее приготавливают их родные растворы рабочей концентрации. При объемном дозировании концентрация раствора добавки должна быть такой, чтобы обеспечить необходимую точность ее дозирования с учетом конструкций дозатора.

4.2. Растворы добавок рабочей концентрации готовятся в емкостях путем растворения и последующего разбавления исходных продуктов.

Для повышения скорости растворения исходных продуктов рекомендуется применять воду с температурой 40-70°С и перемешивать растворы.

Твердые продукты следует при необходимости дробить. Концентраты ЩСПК, ГКЖ-10(11) можно растворять в холодной воде.

4.3. Растворы добавок из твердых или пастообразных продуктов готовят их растворением в заданном количестве воды.

После полного растворения продукта проверяют ареометром плотность полученного раствора и доводят его до заданной концентрации добавлением продукта или воды.

Соотношение плотности и концентрации водных растворов добавок приведено в таблице 1.

4.4. При приготовлении раствора добавки из жидкого продукта необходимое соотношение исходного продукта и получаемого объема приготавливаемого раствора устанавливают по формуле (1):

,                                                            (1)

где q - количество исходного продукта, кг; Q - количество приготовленного раствора, кг; d - содержание (концентрация) безводного вещества в исходном продукте, %; d1 - содержание (концентрация) безводного вещества в приготовленном растворе, %.

Количество воды для разбавления исходного концентрата может быть определено по формуле:

DB = Q-q,                                                           (2)

где Q - количество приготовленного раствора, кг; q - количество концентрата добавки, кг.

4.5. При приготовлении совмещенного раствора ЛСТ+СНВ следует с целью предупреждения коагуляции и выпадения осадка ввести в качестве стабилизатора альгинат натрия в количестве 0,005-0,01% массы цемента. Альгинат натрия - продукт переработки водорослей (Архангельский водорослевый комбинат) в виде порошка или пластинок - легко растворяется в воде.

Водный раствор добавки ЛСТ+СНВ+альгинат натрия может быть приготовлен двумя способами:

последовательным растворением компонентов добавки в одной емкости;

смешением концентрированных растворов веществ, составляющих комплексную добавку.

Приготовление комплексной добавки по первому способу заключается в последовательном растворении в подогретой до 70°С воде добавки СНВ, альгината натрия и в последнюю очередь - добавки ЛСТ.

Соотношение добавок СНВ и ЛСТ устанавливается при подборе состава бетона в соответствии с приложением 1.

Таблица 1

Концентрация раствора, %

Плотность растворов добавок при 20°С, г/см3

Добавки

С-3

ЛСТМ-2

ЛСТ

ЩСПК

ГКЖ-11

ГКЖ-10

СПД

СНВ

СДО

КТП

2

1,010

1,008

1,009

1,006

1,012

1,002

1,005

1,003

 

3

1,013

1,012

1,013

1,015

1,019

1,003

1,009

1,005

 

4

1,017

1,016

1,017

1,024

1,025

1,005

1,012

1,007

1,001

5

1,020

1,021

1,021

1,031

1,031

1,009

1,015

1,008

 

6

1,025

1,025

1,025

1,037

1,038

1,012

1,018

1,010

 

7

1,030

1,029

1,029

1,046

1,044

1,044

0,021

1,012

1,002

8

1,035

1,033

1,033

1,053

1,050

1,016

1,023

1,014

1,003

9

1,040

1,038

1,038

1,059

1,057

1,019

1,027

1,015

1,004

10

1,045

1,043

1,043

1,066

1,063

1,021

1,030

1,017

1,005

12

1,055

1,051

1,053

1,079

1,076

1,026

1,036

1,021

1,006

15

1,069

1,068

1,068

1,099

1,094

1,032

1,045

1,025

1,008

20

1,090

1,091

1,091

1,132

1,127

1,041

1,060

1,034

1,012

25

1,116

1,117

1,117

1,165

1,157

1.051

1,075

1,043

1,017

30

1,148

-

1,144

1,198

1,190

1,061

1,089

1,052

1,022

СОДЕРЖАНИЕ

 

files.stroyinf.ru

Выбор бетона для строительных конструкций

Если коротко, то для следующих строительных конструкций рекомендуют следующие марки бетона:

— подбетонка или подготовка основания для монолитной конструкции — В7,5;

— фундаменты — не ниже В15, но в ряде случаев марка по водонепроницаемости должна быть не ниже W6 (бетон В22,5). Также, согласно еще не принятому приложению Д к СП 28.13330.2012, класс бетона для фундаментов должен быть не ниже В30. Я рекомендую использовать бетон с маркой по водонепроницаемости не ниже W6, что позволит обеспечить долговечность конструкции;

— стены, колонны и другие конструкции расположенные на улице — марка по морозостойкости не ниже F150, а для района с расчетной температурой наружного воздуха ниже -40С — F200.

— внутренние стены, несущие колонны — по расчету, но не ниже В15, для сильно сжатых не ниже В25.

Возможно я не охвачу все нормативы, где может быть прописаны требования к выбору марки бетона, поэтому прошу в комментариях отписаться если есть неточности.

Основными нормируемыми и контролируемыми показателями качества бетона являются:

— класс по прочности на сжатие B;

— класс по прочности на осевое растяжение Bt;

— марка по морозостойкости F;

— марка по водонепроницаемости W;

— марка по средней плотности D.

Класс бетона по прочности на сжатие B

Класс бетона по прочности на сжатие B соответствует значению кубиковой прочности бетона на сжатие в МПа с обеспеченностью 0,95 (нормативная кубиковая прочность) и принимается в пределах от B 0,5 до B 120.

Это основной параметр бетона, который определяет его прочность на сжатие. Например, класс бетона В15 означает, что после 28 дней при температуре застывания 20°С прочность бетона будет 15 МПа. Однако в расчетах используют другую цифру. Расчетное сопротивление бетона (Rb) сжатию можно найти в таблице 5.2 СП 52-101-2003

Таблица 5.2 СП 52-101-2003

Вид сопротивления Расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt, МПа, при классе бетона по прочности на сжатие
В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60
Сжатие осевое (призменная прочность) Rb 6,0 8,5 11,5 14,5 17,0 19,5 22,0 25,0 27,5 30,0 33,0
Растяжение осевое Rbt 0,56 0,75 0,9 1,05 1,15 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8

Почему прочность замеряют именно через 28 дней? Потому, что бетон набирает прочность всю жизнь, но после 28 дней прирост прочности уже не такой большой. Через одну неделю после заливки прочность бетона может быть 65% от нормативной (зависит от температуры твердения), через 2 недели будет 80%, через 28 дней прочность достигнет 100%, через 100 суток будет 140% от нормативной. При проектировании есть понятие прочности через 28 дней, и оно принимается за 100%.

Также известна классификация по марке бетона M и цифрами от 50 до 1000. Цифра обозначает предел прочности на сжатие в кг/см². Различие в классе бетона B и марке бетона M заключается в методе определения прочности. Для марки бетона это средняя величина силы сжатия при испытаниях после 28 дней выдержки образца, выраженная в кг/см². Данная прочность обеспечивается в 50% случаях. Класс бетона B гарантирует прочность бетона в 95% случаях. Т.е. прочность бетона варьируется и зависит от многих факторов, не всегда можно добиться нужной прочности и бывают отклонения от проектной прочности. Например, марка бетона М100 обеспечивает прочность бетона после 28 дней в 100 кг/см² в 50% случаев. Но для проектирования это как-то слишком мало, поэтому ввели понятие класс бетона. Бетон B15 гарантирует прочность в 15 МПа после 28 дней в 95% случаях.

В проектной документации бетон обозначается только классом B, но в строительной практике марка бетона всё еще применяется.

Определить класс бетона по марке и наоборот можно по следующей таблице:

Класс бетона по прочности на сжатие Средняя прочность бетона данного класса, кгс/см² Ближайшая марка бетона по прочности на сжатие Отклонения ближайшей марки бетона от средней прочности бетона этого класса, %

В3,5

45,84

М50

+9,1

В5

65,48

М75

+14,5

В7,5

98,23

М100

+1,8

В10

130,97

М150

+14,5

В12,5

163,71

М150

-8,4

В15

196,45

М200

+1,8

В20

261,94

М250

-4,6

В22,5

294,68

М300

+1,8

В25

327,42

+6,9

В27,5

360,16

М350

-2,8

В30

392,90

М400

+1,8

В35

458,39

М450

-1,8

В40

523,87

М500

-4,6

Класс бетона по прочности на осевое растяжение Bt соответствует значению прочности бетона на осевое растяжение в МПа с обеспеченностью 0,95 (нормативная прочность бетона) и принимается в пределах от Bt 0,4 до Bt 6.

Допускается принимать иное значение обеспеченности прочности бетона на сжатие и осевое растяжение в соответствии с требованиями нормативных документов для отдельных специальных видов сооружений (например, для массивных гидротехнических сооружений).

Марка бетона по морозостойкости F соответствует минимальному числу циклов попеременного замораживания и оттаивания, выдерживаемых образцом при стандартном испытании, и принимается в пределах от F 15 до F 1000.

Марка бетона по водонепроницаемости W соответствует максимальному значению давления воды (МПа · 10-1), выдерживаемому бетонным образцом при испытании, и принимается в пределах от W 2 до W 20.

Марка по средней плотности D соответствует среднему значению объемной массы бетона в кг/м3 и принимается в пределах от D 200 до D 5000.

Также встречается маркировка бетона по подвижности (П) или указывается осадка конуса. Чем выше число П, тем бетон более жидкий и с ним легче работать.

Для напрягающих бетонов устанавливают марку по самонапряжению.

Подбор марки бетона по прочности

Минимальный класс бетона для конструкций назначается согласно СП 28.13330.2012 и СП 63.13330.2012.

Для любых железобетонных строительных конструкций класс бетона должен быть не ниже В15 (п.6.1.6 СП 63.12220.2012).

Для предварительно напряженных железобетонных конструкций класс бетона по прочности на сжатие следует принимать в зависимости от вида и класса напрягаемой арматуры, но не ниже В20 (п.6.1.6 СП 63.12220.2012).

Железобетонный ростверк из сборного железобетона должен быть выполнен из бетона не ниже кл. В20 (п. 6.8 СП 50-102-2003)

Класс бетона для конструкций назначают согласно прочностному расчету по технико-экономическим соображениям, например, на нижних этажах здания монолитные колонны имеют большую прочность т.к. нагрузка на них выше, на верхних этажах класс бетона уменьшается, что позволяет использовать колонны одного сечения на всех этажах.

Также есть рекомендации СП 28.13330.2012. Согласно постановлению 1521 от 26.12.2014 приложения А и Д СП 28.13330.2012 не входят в обязательный перечень, т.е. рекомендуются, но рекомендую обратить своё внимание на эти приложения  т.к., возможно, скоро они будут обязательными для применения. Прежде всего необходимо сделать классификацию конструкцию по среде эксплуатации согласно таблице А.1 СП 28.13330.2012:

Таблица А.1 — Среды эксплуатации

Индекс Среда эксплуатации Примеры конструкций
  1. Среда без признаков агрессии
ХО Для бетона без арматуры и закладных деталей: все среды, кроме воздействия замораживания — оттаивания, истирания или химической агрессии.Для железобетона: сухая Конструкции внутри помещений с сухим режимом эксплуатации
  1. Коррозия арматуры вследствие карбонизации
ХС1 Сухая и постоянно влажная среда Конструкции помещений в жилых домах, за исключением кухонь, ванных, прачечных.Бетон постоянно под водой
ХС2 Влажная и кратковременно сухая среда Поверхности бетона, длительно смачиваемые водой. Фундаменты
ХС3 Умеренно влажная среда (влажные помещения, влажный климат) Конструкции, на которые часто или постоянно воздействует наружный воздух без увлажнения атмосферными осадками. Конструкции под навесом. Конструкции внутри помещений с высокой влажностью (общественные кухни, ванные, прачечные, крытые бассейны, помещения для скота)
ХС4 Переменное увлажнение и высушивание Наружные конструкции, подвергающиеся действию дождя
  1. Коррозия вследствие действия хлоридов (кроме морской воды)
В случае, когда бетон, содержащий стальную арматуру или закладные детали, подвергается действию хлоридов, включая соли, применяемые как антиобледенители, агрессивная среда классифицируется по следующим показателям:
XD1 Среда с умеренной влажностью Конструкции, подвергающиеся воздействию аэрозоля солей хлоридов
XD2 Влажный и редко сухой режим эксплуатации Плавательные бассейны. Конструкции, подвергающиеся воздействию промышленных сточных вод, содержащих хлориды
XD3 Переменное увлажнение и высушивание Конструкции мостов, подвергающиеся обрызгиванию растворами противогололедных реагентов. Покрытие дорог. Перекрытия парковок
  1. Коррозия, вызванная действием морской воды
В случае, когда бетон, содержащий стальную арматуру или закладные детали, подвергается действию хлоридов из морской воды или аэрозолей морской воды, агрессивная среда классифицируется по следующим показателям:
XS1 Воздействие аэрозолей, но без прямого контакта с морской водой Береговые сооружения
XS2 Под водой Подводные части морских сооружений
XS3 Зона прилива и отлива, обрызгивания Части морских сооружений в зоне переменного уровня воды
Примечание — Для морской воды с различным содержанием хлоридов требования к бетону указаны в таблице Г.1
  1. Коррозия бетона, вызванная попеременным замораживанием и оттаиванием, в присутствии или без солей противообледенителей
При действии на насыщенный водой бетон переменного замораживания и оттаивания агрессивная среда классифицируется по следующим признакам:
XF1 Умеренное водонасыщение без антиобледенителей Вертикальные поверхности зданий и сооружений при действии дождя и мороза
XF2 Умеренное водонасыщение с антиобледенителями Вертикальные поверхности зданий и сооружений, подвергающиеся обрызгиванию растворами антиобледенителей и замораживанию
XF3 Сильное водонасыщение без антиобледенителей Сооружения при действии дождей и мороза
XF4 Сильное водонасыщение растворами солей антиобледенителей или морской водой Дорожные покрытия, обрабатываемые противогололедными реагентами. Горизонтальные поверхности мостов, ступени наружных лестниц и др. Зона переменного уровня для морских сооружений при действии мороза
  1. Химическая и биологическая агрессия
При действии химических агентов из почвы, подземных вод, коррозионная среда классифицируется по следующим признакам:
ХА1 Незначительное содержание агрессивных агентов — слабая степень агрессивности среды по таблицам В.1 — В.7, Г.2 Конструкции в подземных водах
ХА2 Умеренное содержание агрессивных агентов — средняя степень агрессивности среды по таблицам В.1 — В.7, Г.2 Конструкции, находящиеся в контакте с морской водой. Конструкции в агрессивных грунтах
ХА3 Высокое содержание агрессивных агентов — сильная степень агрессивности среды по таблицам В.1 — В.7, Г.2 Промышленные водоочистные сооружения с химическими агрессивными стоками. Кормушки в животноводстве. Градирни с системами газоочистки
  1. Коррозия бетона вследствие реакции щелочей с кремнеземом заполнителей
В зависимости от влажности среда классифицируется по следующим признакам:
WO Бетон находится в сухой среде Конструкции внутри сухих помещений. Конструкции в наружном воздухе вне действия осадков, поверхностных вод и грунтовой влаги
WF Бетон часто или длительно увлажняется Наружные конструкции, не защищенные от воздействия осадков, поверхностных вод и грунтовой влаги.Конструкции во влажных помещениях, например, бассейнах, прачечных и других помещениях с относительной влажностью преимущественноболее 80 %.Конструкции, часто подвергающиеся действию конденсата, например, трубы, станции теплообменников, фильтровальные камеры,животноводческие помещения.Массивные конструкции, минимальный размер которых превосходит 0,8 м, независимо от доступа влаги
WA Бетон, на который помимо воздействий среды WF действуют часто или длительно щелочи, поступающие извне Конструкции, подвергающиеся воздействию морской воды.Конструкции, на которые воздействуют противогололедные соли без дополнительного динамического воздействия (например, зона обрызгивания).Конструкции промышленных и сельскохозяйственных зданий (например, шламонакопители), подвергающиеся воздействию щелочных солей
WS Бетон с высокими динамическими нагрузками и прямым воздействием щелочей Конструкции, подвергающиеся воздействию противогололедных солей и дополнительно высоким динамическим нагрузкам (например, бетон дорожных покрытий)
Примечание — Агрессивное воздействие должно быть дополнительно изучено в случае:действия химических агентов, не указанных в таблицах Б.2, Б.4, В.3;высокой скорости (более 1 м/с) течения воды, содержащей химические агенты по таблицам В.3, В.4, В.5.

В зависимости от выбранной среды эксплуатации назначаем класс бетона для конструкции по таблице Д.1 СП 28.13330.2012.

Таблица Д.1 — Требования к бетонам в зависимости от классов сред эксплуатации

Требования к бетонам Классы сред эксплуатации
Неагрессивная среда Карбонизация Хлоридная коррозия Замораживание — оттаивание1) Химическая коррозия
Морская вода Прочие хлоридные воздействия
Индексы сред эксплуатации
ХО ХС1 ХС2 ХС3 ХС4 XS1 XS2 XS3 XD1 XD2 XD3 XF1 XF2 XF3 XF4 ХА1 ХА2 ХА3
Минимальный класс по прочности В 15 25 30 37 37 37 45 45 37 45 45 37 37 37 37 37 37 45
Минимальный расход цемента, кг/м3 260 280 280 300 300 320 340 300 300 320 300 300 320 340 300 320 360
Минимальное воздухо-содержание, % 4,0 4,0 4,0
Прочие требования Заполнитель с необходимой морозостойкостью Сульфатостойкий цемент2)
Приведенные в колонках требования назначаются совместно с требованиями, указанными в следующих таблицах Д.2, Ж.5 Г.1, Д.2 Г.1, Д.2 Ж.1 В.1 — В.5, Д.2
1) Для эксплуатации в условиях попеременного замораживания — оттаивания бетон должен быть испытан на морозостойкость.2) Когда содержание  соответствует ХА2 и ХА3, целесообразно применение сульфатостойкого цемента.3) Значения величин в данной таблице относятся к бетону на цементе класса СЕМ 1 по ГОСТ 30515 и заполнителе с максимальной крупностью 20 — 30 мм.

Если посмотреть на эти требования, то для фундамента нужно принимать бетон минимум В30 (среда XC2). Однако пока это рекомендуемые требования, которые в перспективе станут обязательными (или не станут, кто его знает?)

Подбор марки бетона по водонепроницаемости

Марки бетона по водонепроницаемости подбирается согласно таблицам В.1-В.8 СП 28.13330.2012 в зависимости от степени агрессивности среды. Данные по агрессивности грунтов указываются в инженерно-геологических изысканиях и там же обычно пишут рекомендуемую марку по водонепроницаемости.

Для свай и необходимо применять бетон марки по водонепроницаемости не ниже W6 (п.15.3.25 СП 50-102-2003). Такую марку имеет бетон В22,5, поэтому нужно это учитывать при подборе класса бетона.

Для надземных конструкций, подвергаемых атмосферным воздействиям при расчетной отрицательной температуре наружного воздуха выше минус 40 °С, а также для наружных стен отапливаемых зданий марку бетона по водонепроницаемости не нормируют (п.6.1.9 СП 63.13330.2012).

Подбор марки бетона по морозостойкости

Подбор марки бетона по морозостойкости производится согласно таблицам Ж.1, Ж.2 СП 28.13330.2012 в зависимости от расчётной температуры наружного воздуха.

Таблица Ж.1 — Требования к бетону конструкций, работающих в условиях знакопеременных температур

Таблица Ж.2 — Требования к морозостойкости бетона стеновых конструкций

Условия работы конструкций Минимальная марка бетона по морозостойкости наружных стен отапливаемых зданий из бетонов
Относительная влажность внутреннего воздуха помещения jint, % Расчетная зимняя температура наружного воздуха, °C легкого, ячеистого, поризованного тяжелого и мелкозернистого
jint > 75 Ниже -40 F100 F200
Ниже -20 до -40 включ. F75 F100
Ниже -5 до -20 включ. F50 F70
— 5 и выше F35 F50
60 < jint £ 75 Ниже -40 F75 F100
Ниже -20 до -40 включ. F50 F50
Ниже -5 до -20 включ. F35
— 5 и выше F25
jint £ 60 Ниже -40 F50 F75
Ниже -20 до -40 включ. F35
Ниже -5 до -20 включ. F25
— 5 и выше F15*

* Для легких бетонов марка по морозостойкости не нормируется.

Примечания

1. При наличии паро- и гидроизоляции конструкций марки бетонов по морозостойкости, указанные в настоящей таблице, могут быть снижены на один уровень.

2. Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается согласно СП 131.13330 как температура наиболее холодной пятидневки.

3. Марка ячеистого бетона по морозостойкости устанавливается по ГОСТ 25485.

Расчетная зимняя температура наружного воздуха для расчета железобетонных конструкций принимается по средней температуре воздуха наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,98 в зависимости от района строительства согласно СП 131.13330.2012.

В грунтах с положительной температурой, ниже уровня промерзания на 0,5 м, морозостойкость не нормируется (СП 8.16 СП 24.13330.2011)

Например, для Москвы температура наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,98 равна минус 29 °С. Тогда марка бетона по морозостойкости равна F150 (Характеристика режима — Возможное эпизодическое воздействие температуры ниже 0 °C а) в водонасыщенном состоянии, например, конструкции, находящиеся в грунте или под водой).

Защитный слой бетона

Чтобы арматура не оголилась со временем существуют требования по минимальной толщине слоя бетона для защиты арматуры. Согласно пособию по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры СП 52-101-2003 минимальная толщина защитного слоя определяется по таблице 5.1 Пособия к СП 52-101-2003:

Таблица 5.1 Пособия к СП 52-101-2003

№ п/п Условия эксплуатации конструкций здания Толщина защитного слоя бетона, мм, не менее
1. В закрытых помещениях при нормальной и пониженной влажности 20
2. В закрытых помещениях при повышенной влажности (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий) 25
3. На открытом воздухе (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий) 30
4. В грунте (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий), в фундаментах при наличии бетонной подготовки 40
5. В монолитных фундаментах при отсутствии бетонной подготовки 70

Для сборных железобетонных элементов толщину защитного слоя можно уменьшить на 5 мм от данных таблицы 8.1 СП 52-101-2003 (п.8.3.2).

Для буронабивных свай защитный слой бетона составляет не менее 50 мм (п. 8.16 СП 24.13330.2011), для буронабивных свай фундаментов мостов 100 мм.

Для буронабивных свай, используемых как защитные ограждения, защитный слой бетона принимается 80-100 мм (п. 5.2.12 Методического пособия по устройству ограждений из буронабивных свай).

Также во всех случаях толщина защитного слоя не может быть меньше толщины арматуры.

Защитный слой бетона считается от наружной поверхности до поверхности арматуры (не до оси арматуры).

Защитный слой бетона обычно обеспечивается использованием фиксаторов:

Расчетные значения сопротивления бетона

СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения

Расчетные значения сопротивления бетона осевому сжатию Rb определяют по формуле 6.1 СП 63.13330.2012:

Расчетные значения сопротивления бетона осевому растяжению Rbtопределяют по формуле 6.2 СП 63.13330.2012:

Значения коэффициента надежности по бетону при сжатии γbпринимают равными:

для расчета по предельным состояниям первой группы:

1,3 — для тяжелого, мелкозернистого, напрягающего и легкого бетонов;

1,5 — для ячеистого бетона;

для расчета по предельным состояниям второй группы: 1,0.

Значения коэффициента надежности по бетону при растяжении γbtпринимают равными:

для расчета по предельным состояниям первой группы при назначении класса бетона по прочности на сжатие:

1,5 — для тяжелого, мелкозернистого, напрягающего и легкого бетонов;

2,3 — для ячеистого бетона;

для расчета по предельным состояниям первой группы при назначении класса бетона по прочности на растяжение:

1,3 — для тяжелого, мелкозернистого, напрягающего и легкого бетонов;

для расчета по предельным состояниям второй группы: 1,0.

(п. 6.1.11 СП 63.13330.2012)

В необходимых случаях расчетные значения прочностных характеристик бетона умножают на следующие коэффициенты условий работы γbt, учитывающие особенности работы бетона в конструкции (характер нагрузки, условия окружающей среды и т.д.):

а) γb1 — для бетонных и железобетонных конструкций, вводимый к расчетным значениям сопротивлений Rbи Rbtи учитывающий влияние длительности действия статической нагрузки:

γb1 = 1,0 при непродолжительном (кратковременном) действии нагрузки;

γb1 = 0,9 при продолжительном (длительном) действии нагрузки. Для ячеистых и поризованных бетонов γb1 = 0,85;

б) γb2 — для бетонных конструкций, вводимый к расчетным значениям сопротивления Rbи учитывающий характер разрушения таких конструкций, γb2 = 0,9;

в) γb3 — для бетонных и железобетонных конструкций, бетонируемых в вертикальном положении при высоте слоя бетонирования свыше 1,5 м, вводимый к расчетному значению сопротивления бетона Rb, γb3 = 0,85;

г) γb4 — для ячеистых бетонов, вводимый к расчетному значению сопротивления бетона Rb:

γb4 = 1,00 — при влажности ячеистого бетона 10 % и менее;

γb4 = 0,85 — при влажности ячеистого бетона более 25 %;

по интерполяции — при влажности ячеистого бетона свыше 10 % и менее 25 %.

Влияние попеременного замораживания и оттаивания, а также отрицательных температур, учитывают коэффициентом условий работы бетона γb5 £ 1,0. Для надземных конструкций, подвергаемых атмосферным воздействиям окружающей среды при расчетной температуре наружного воздуха в холодный период минус 40 °С и выше, принимают коэффициент γb5 = 1,0. В остальных случаях значения коэффициента принимают в зависимости от назначения конструкции и условий окружающей среды согласно специальным указаниям.

(п. 6.1.12 СП 63.13330.2012)

Для свайных фундаментов согласно СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты, п. 7.1.9

7.1.9 При расчете набивных, буровых свай и баретт (кроме свай-столбов и буроопускных свай) по прочности материала расчетное сопротивление бетона следует принимать с понижающим коэффициентом условий работы γcb = 0,85, учитывающим бетонирование в узком пространстве скважин и обсадных труб, и дополнительного понижающего коэффициента γ’cb, учитывающего влияние способа производства свайных работ:

а) в глинистых грунтах, если возможны бурение скважин и бетонирование их насухо без крепления стенок при положении уровня подземных вод в период строительства ниже пяты свай, γ’cb = 1,0;

б) в грунтах, бурение скважин и бетонирование в которых производят насухо с применением извлекаемых обсадных труб или полых шнеков, γ’cb = 0,9;

в) в грунтах, бурение скважин и бетонирование в которых осуществляют при наличии в них воды с применением извлекаемых обсадных труб или полых шнеков, γ’cb = 0,8;

г) в грунтах, бурение скважин и бетонирование в которых выполняют под глинистым раствором или под избыточным давлением воды (без обсадных труб), γ’cb = 0,7.

Параметры для расчета железобетонных конструкций:

Параметры для расчета железобетонных конструкций приведены в СП 63.13330.2012:

Таблица 6.7

Вид Бетон Нормативные сопротивления бетона Rb,n, Rbt,n, МПа, и расчетные сопротивления бетона для предельных состояний второй группы Rb,serи Rbt,ser, МПа, при классе бетона по прочности на сжатие
В1,5 В2 В2,5 В3,5 В5 В7,5 В10 В12,5 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60 В70 В80 В90 В100
Сжатие осевое (призменная прочность) Rb,n, Rb,ser Тяжелый, мелкозернистый и напрягающий 2,7 3,5 5,5 7,5 9,5 11 15 18,5 22 25,5 29 32 36 39,5 43 50 57 64 71
Легкий 1,9 2,7 3,5 5,5 7,5 9,5 11 15 18,5 22 25,5 29
Ячеистый 1,4 1,9 2,4 3,3 4,6 6,9 9,0 10,5 11,5
Растяжение осевое Rbt,n и Rbt,ser Тяжелый, мелкозернистый и напрягающий 0,39 0,55 0,70 0,85 1,00 1,10 1,35 1,55 1,75 1,95 2,10 2,25 2,45 2,60 2,75 3,00 3,30 3,60 3,80
Легкий 0,29 0,39 0,55 0,70 0,85 1,00 1,10 1,35 1,55 1,75 1,95 2,10
Ячеистый 0,22 0,26 0,31 0,41 0,55 0,63 0,89 1,00 1,05

Примечания

1 Значения сопротивлений приведены для ячеистого бетона средней влажностью 10 %.

2 Для мелкозернистого бетона на песке с модулем крупности 2,0 и менее, а также для легкого бетона на мелком пористом заполнителе значения расчетных сопротивлений Rbt,n, Rbt,serследует принимать с умножением на коэффициент 0,8.

3 Для поризованного бетона, а также для керамзитоперлитобетона на вспученном перлитовом песке значения расчетных сопротивлений Rbt,n, Rbt,serследует принимать как для легкого бетона с умножением на коэффициент 0,7.

4 Для напрягающего бетона значения Rbt,n, Rbt,serследует принимать с умножением на коэффициент 1,2.

Таблица 6.8

Вид Бетон Расчетные сопротивления бетона Rb, Rbt, МПа, для предельных состояний первой группы при классе бетона по прочности на сжатие
В1,5 В2 В2,5 В3,5 В5 В7,5 В10 В12,5 В15 В20 В25 в30 B35 В40 В45 В50 В55 В60 В70 В80 В90 В100
Сжатие осевое (призменная прочность) Тяжелый, мелкозернистый и напрягающий 2,1 2,8 4,5 6,0 7,5 8,5 11,5 14,5 17,0 19,5 22,0 25,0 27,5 30,0 33,0 37,0 41,0 44,0 47,5
Легкий 1,5 2,1 2,8 4,5 6,0 7,5 8,5 11,5 14,5 17,0 19,5 22,0
Ячеистый 0,95 1,3 1,6 2,2 3,1 4,6 6,0 7,0 7,7
Растяжение осевое Тяжелый, мелкозернистый и напрягающий 0,26 0,37 0,48 0,56 0,66 0,75 0,90 1,05 1,15 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,10 2,15 2,20
Легкий 0,20 0,26 0,37 0,48 0,56 0,66 0,75 0,90 1,05 1,15 1,30 1,40
Ячеистый 0,09 0,12 0,14 0,18 0,24 0,28 0,39 0,44 0,46

 

Таблица 6.11

Бетон Значения начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Eb, МПа × 10-3, при классе бетона по прочности на сжатие
В1,5 В2 В2,5 В3,5 В5 В7,5 в10 В12,5 B15 B20 B25 в30 В35 В40 В45 В50 В55 В60 В70 В80 В90 В100
Тяжелый 9,5 13,0 16,0 19,0 21,5 24,0 27,5 30,0 32,5 34,5 36,0 37,0 38,0 39,0 39,5 41,0 42,0 42,5 43
Мелкозернистый групп:
А — естественного твердения 7,0 10 13,5 15,5 17,5 19,5 22,0 24,0 26,0 27,5 28,5
Б — автоклавного твердения 16,5 18,0 19,5 21,0 22,0 23,0 23,5 24,0 24,5 25,0
Легкий и порисованный марки по средней плотности:
D800 4,0 4,5 5,0 5,5
D1000 5,0 5,5 6,3 7,2 8,0 8,4
D1200 6,0 6,7 7,6 8,7 9,5 10,0 10,5
D1400 7,0 7,8 8,8 10,0 11,0 11,7 12,5 13,5 14,5 15,5
D1600 9,0 10,0 11,5 12,5 13,2 14,0 15,5 16,5 17,5 18,0
D1800 11,2 13,0 14,0 14,7 15,5 17,0 18,5 19,5 20,5 21,0
D2000 14,5 16,0 17,0 18,0 19,5 21,0 22,0 23,0 23,5
Ячеистый автоклавного твердения марки по средней плотности:
D500 1,4
D600 1,7 1,8 2,1
D700 1,9 2,2 2,5 2,9
D800 2,9 3,4 4,0
D900 3,8 4,5 5,5
D1000 5,0 6,0 7,0
D1100 6,8 7,9 8,3 8,6
D1200 8,4 8,8 9,3

Примечания

1 Для мелкозернистого бетона группы А, подвергнутого тепловой обработке или при атмосферном давлении, значения начальных модулей упругости бетона следует принимать с коэффициентом 0,89.

2 Для легкого, ячеистого и поризованного бетонов при промежуточных значениях плотности бетона начальные модули упругости принимают по линейной интерполяции.

3 Для ячеистого бетона неавтоклавного твердения значения Еbпринимают как для бетона автоклавного твердения с умножением на коэффициент 0,8.

4 Для напрягающего бетона значения Еb принимают как для тяжелого бетона с умножением на коэффициент α = 0,56 + 0,006 В.

С этой таблицей нужно быть внимательнее – данные даны не в 10-3 МПа, а в МПа х 10-3, т.е. в ГПа или 1000 МПа. Например, модуль упругости для бетона В25 равен 30 ГПа = 30*1000 МПа. Не знаю зачем составители данной таблицы так намудрили, но новички ловятся на этом.

Обозначение бетона на чертежах

В спецификации бетон маркируется согласно ГОСТ 26633-2012. Например: Бетон В25 F200 W8 означает, что бетон принят по прочности класса B25, по морозостойкости марки 200, по водонепроницаемости W8.

На разрезах и сечениях бетон обозначается штриховкой согласно ГОСТ 2.306-68, но там нет штриховки железобетона. Тем не менее в строительных чертежах применяют штриховку согласно ГОСТ Р 21.1207-97 (стандарт отменен, но тем не менее штриховки используют эти).

Литература:

  1. СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры (pdf);
  2. Пособие к СП 52-101-2003 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (pdf)
  3. СП 63.13330.2012 (Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003) Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения (pdf);
  4. СП 24.13330.2011 (Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85) Свайные фундаменты (pdf);
  5. СП 28.13330.2012 (Актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85) Защита строительных конструкций от коррозии (pdf);
  6. СП 52-105-2009 Железобетонные конструкции в холодном климате и на вечномерзлых грунтах (pdf).

buildingbook.ru

Купить морозостойкий бетон. Марка бетона по морозостойкости для фундамента ГОСТ.

Климат России достаточно суров. Частые перепады температур и морозы оказывают существенное влияние на степень разрушения бетона. Поэтому его качество, прочность и долговечность определяются уровнем морозостойкости.

 

Морозостойкий бетон   

Морозостойкость бетона – показатель, который определяет устойчивость бетона к резким изменениям температуры. В технической документации морозостойкость марки бетона обозначается буквой «F». Данный показатель отражает пороговую температуру, при которой не снизится показатель прочности бетонной смеси.

Марки бетона и классы морозостойкости определяются подсчетом количества циклов замораживания и оттаивания раствора. Это актуально для северных широт, где конструкции должны простоять не одно десятилетие в условиях вечной мерзлоты. Поэтому, чем выше класс бетона и его марка морозостойкости, тем он надежнее и прочнее. Малая морозостойкость со временем приведет к тому, что несущая способность конструкций и прочность уменьшатся, а поверхностный износ увеличится.

Наша компания «Бетоплюс» производит и реализует морозостойкий бетонный раствор высокого качества. В нашем ассортименте представлены все классы данного материала. Самые невысокие показатели имеет бетон марки F 50 М100. Как правило, такой раствор подходит для выполнения черновых работ. А вот смесь с  характеристикой F500 и более предназначена для строительства «на века».

 

Чем особенна марка бетона f75?      

Измеряя количество циклов перехода бетона из влажного в замороженное состоянии и обратно, при которых его начальные характеристики сохраняются, вычисляется морозостойкость. Так у бетона в 7,5 марка по морозостойкости будет небольшая, так как он используется для таких работ как:

  • черновая стяжка;
  • заливка небольших фундаментов;
  • производство бордюров;
  • заливка подушки под дорожное покрытие.

 

Цена на морозостойкий бетон

На формирование нашей цены оказывают влияние следующие факторы:

  • качество основных ингредиентов;
  • количество добавки понижающей температуру замерзания жидкого бетона и добавки, которая ускоряет его процесс твердения и схватывания;
  • способы хранения смеси.

Поэтому более дорогим считается морозостойкий бетон. Цена на него представлена в прайсе. Удорожание от обычного происходит за счет ввода в состав добавок и составляет 4 - 18%. 

Например, бетон марки f50 достаточно капризен и при первых же морозах может потерять свои свойства. Поэтому если говорить о хранении бетона, то для этого применяют специальные способы ухода. Мы рекомендуем нашим клиентам подогревать бетон до температуры 40-50 градусов. Особенно это актуально для слабоармированных конструкций, таких как колонны, фундаменты, стены.                       

 

Как купить морозостойкий бетон

«Бетоплюс» производит бетон любой марки морозостойкости под заказ. Помимо этого у нас предусмотрена услуга доставки смеси. Мы можем привезти морозостойкий бетон, марка и количество которого выбрано заказчиком, прямо на вашу строительную площадку. Наша компания гарантирует бесперебойность поставок, а также мы можем обеспечить точный подсчет объема на выдаче.

Решив морозостойкий бетон купить в нашей компании, вы получите выгодные условия сотрудничества и возможность получить скидку на дальнейшие поставки. Для оформления заказа просто свяжитесь с нашими менеджерами любым удобным способом. В бланке укажите необходимый товар и его количество. Например, марка бетона морозостойкости f100 – 100 м3, или  бетон марки f 50 М100 – 100 м3.     

 

Марка бетона по морозостойкости ГОСТ

Марки бетона по морозостойкости согласно ГОСТу разделяются на 11 видов. Они имеют градацию от F50 до F1000. Для того чтобы удобно было подобрать нужную марку они были разделены на пять групп:

Такой бетон, как правило, специально не производится. Его показатели прочности невелики, а уровень морозостойкости не позволит применить его в строительстве на открытом воздухе, так как это приведет к быстрому растрескиванию поверхности.

Бетон марки f50 и выше достаточно распространен. Он применяется как для проведения внутренних работ, так и для наружного строительства. Подобный диапазон морозостойкости является стандартным для материалов, которые имеют средние показатели прочности на сжатие. Так марка бетона f100 прекрасно выдерживает изменения температуры, обеспечивая при этом многолетнюю эксплуатацию сооружения.

Бетоны, входящие в данный диапазон, эксплуатируются в достаточно суровых условиях. Данные смеси могут выдержать значительные перепады температур, при этом сохраняя свою прочность. Их состав отличается большим содержанием цемента, и малым количеством воды. Марка бетона f150 до f300 часто применяется при строительстве внешних стен сооружений, а также заливке фундамента. Для них не страшно, даже если почва будет промерзшей на несколько метров.  

Смеси данной категории имеют высокую стоимость. Поэтому они используются для сооружения конструкций, эксплуатируемых в условиях переменного уровня воды, либо когда есть угроза переувлажнения почвы. Такие бетоны характеризуются высокими показателями прочности и не дают сколов. Они обладают хорошей влагостойкостью.

Это марки морозостойкости тяжелого бетона. Им не страшны даже самые сильные морозы. Данные растворы прекрасно держат форму и не боятся деформации. Конструкции из бетона данного типа возводятся только при крайней необходимости. В составе таких марок минимальное количество воды и большое специальных добавок. Данный продукт считается самым дорогостоящим бетоном.

 

Какая марка бетона по морозостойкости подойдет для фундамента

Опираясь на нормативную документацию, можно смело сказать, что для заливки фундамента необходима марка бетона морозостойкости f200. Чтобы избежать снижения уровня морозостойкости, на нашем предприятии ведутся специальные работы по устранению воздушных пор. Это позволит избежать образованию кристаллов льда внутри раствора. Чтобы морозостойкость бетона фундамента стала выше, а также увеличились показатели прочности смеси, могут быть проведены следующие работы:

  • на этапе замеса используется заполнитель без пор;
  • на этапе укладки массы в форму или опалубку применяется вибраторная установка;
  • состав рецептуры дополняется специальными добавками.

Решающим показателем, по которому производится выбор марки смеси для заливки фундамента, является класс по морозостойкости, а не класс по прочности.

betoplus.ru

Марки и свойства бетона - коэффициенты водонепроницаемости, морозостойкости, прочность и подвижность бетона. Товарный бетон и его стоимость с доставкой. Бетон цена.

Главная → О бетоне В данном разделе сайта мы попытались нормальным, доступным языком (а не языком терминов) представить наиболее необходимую информацию о свойствах бетона. Конечно, можно найти подобные данные и на других интернет ресурсах, но, зачастую представленная на них информация сложно поддается пониманию, если, конечно, Вы не профессиональный строитель, или эксперт. Хотя, в этом случае Вы и так это все уже знаете. Блок быстрой навигации для перемещения по странице:

Состав бетона

Товарный бетон, точнее - готовая смесь БСГ состоящая из четырёх компонентов (цемент, песок, щебень и вода). Они смешиваются между собой в определенных пропорциях (рецепт бетона). В случае когда из состава исключается щебень, смесь называется цементным раствором (пескобетоном). Примерное соотношение компонентов по весу для приготовления БСГ (бетонной смеси готовой): 1 часть цемента, 4 части щебня, 2 части песка, 1:2 части воды. Этот рецепт приблизительный. Объем составляющик компонентов зависит от различных факторов, в частности, от марки бетона и марки цемента, а также характеристик песка и щебня и использования добавок в бетон… Рассмотрим пример: при использовании для приготовления бетона цемента марки М400, он будет иметь марку М250; в случае использования цемента марки М500 марка бетона будет не М250, а М350. Этот пример неточен, и указан исключительно для ознакомления. Производство бетона - сложный технологический процесс, требующий учета множества различных параметров и факторов. Основными компонентами при производстве бетона являются цемент и вода. Они выполняют главную функцию – связь всех компонентов бетона между собой. Основной задачей при производстве бетона является правильное соблюдение пропорций цемента и воды. Помимо правильности пропорций воды и цемента необходимо учитывать такие параметры как влажность песка и щебня, а также их водопоглощение, и др. При гидратации (взаимодействии с водой) цемент твердеет, образуя цементный камень, при этом, он усаживается и деформируется. Для избежания деформации используют заполнители: щебень и песок. Задача заполнителей – создать "каркас". Он принимает на себя напряжения при усадке цементного камня, а бетон меньше усаживается. Кроме того, увеличивается прочность, упругость и ползучесть (деформация бетона при длительной нагрузке). Помимо этого заполнители снижают стоимость бетона, ведь стоят они гораздо дешевле песка и щебня. Что же касается прочности щебня, то она должна быть в два раза выше, чем марка изготавливаемого с его использованием бетона. Почему? – потому что прочность которую бетон наберет через 6-12 месяцев значительно выше проектной марки. При этом прочность щебня с течением времени не увеличивается. Виды щебня:
  • Гранит – самый прочный из применяемых обычно заполнителей. Кроме того, он обладает достаточно высокими показателями, а низкое водопоглащение делает его очень морозостойким. В строительстве автодорог, в настоящее время, нормативами разрешено использование исключительно гранитного щебня.
  • Гравий - прочности основных видов гравия (800-1000) вполне достаточно для производства марки бетона до М450. (в реальности не более М400). Гравий имеет все качества для получения практически всех видов бетонной смеси. В частном строительстве стоит использовать бетон именно на гравии - ведь стоимость такого бетона ниже, чем на граните. Кроме того, прочность бетона на гравии вполне достаточна для использования в индивидуальном строительстве.
  • Известняк - средняя прочность известняка 500-600. Как правило, он используется для производства бетона марки М100 – М300. Обладает низкой морозостойкостью, что не позволяет использовать его при изготовлении бетона более высокой марки.
Во всей документации указывается не только марка бетона - "М", но также и класс - "В" и подвижность бетона - "П", водонепроницаемость - "W", морозостойкость бетона - «F», а рядом с буквой - значение коэффициента. Ниже рассмотрим это подробнее...

Марка, класс и прочность бетона. Способы определения. Пробы.

Марка необходимого для строительства бетона закладывается в Вашем проекте, либо, если его нет, можно разобраться в этом вопросе самостоятельно, или обратиться за помощью к строителям. Цифры в марке бетона (М100, М350 и др…) указывают на средний предел прочности на сжатие. Единица измерения - кгс/кв.см. На соответствие необходимым параметрам бетон проверяется при помощи сжатия специальным прессом цилиндров (кубиков), отлитых из смеси, и затвердевших в течение 28 суток. На сегодняшний день в проектах бетон указывается в классах. В принципе, параметры класс и марка – синонимы, с небольшими отличиями: в марках указывается среднее значение прочности, а в классах – гарантированная прочность с погрешностью 13% (коэффициент вариации). В проекте, должно быть указано, какого класса бетон должен использоваться. Несмотря на то, что по нормативам бетон должен указываться в классах, большинство строителей покупают бетон указывая марку.

Как проверить марку бетона на соответствие заявленной.

При разгрузке бетона необходимо взять его пробу и отлить несколько кубов размером 10х10х10 см, предварительно сделав для этого формы из дощечек. Перед заливкой бетона в формы их нужно увлажнить, чтобы дерево не впитало в себя много воды из бетона. Залитую смесь нужно проштыковать металлическим штырем, чтобы в пробе не оказалось пустот (раковин), а также, чтобы вышел лишний воздух. Можно уплотнить пробу постукивая по форме молотком. Отлитые кубы нужно хранить при температуре около 20 градусов и влажности 90%. Через 28 дней пробу бетона можно отдать в лабораторию для проведения экспертизы. Из ее результатов можно узнать соответствует ли марка бетона заявленной или нет Хотя, нет необходимости ждать столько времени, можно провести экспертизу на промежуточных стадиях твердения. (3, 7, 14 дней). Бетон набирает основную прочность (70% от расчетной) в течение 7 дней при нормальной температуре. В мороз и сырую погоду время схватывания и твердения увеличивается.

Важные моменты при взятии проб и хранении кубов:

  • Нельзя разбавлять бетон водой.
  • Пробы нужно брать с лотка миксера (автобетоносмесителя).
  • Необходимо тщательно уплотнить смесь в форме (штыкование).
  • Хранить пробы желательно в прохладном месте, исключая попадание света.
Если, по какой-то причине, Вы не взяли пробу, но необходимо проверить прочность бетона – можно «простучать бетон», то есть проверить его методом ударного импульса. Делается это независимыми лабораториямия при помощи прибора-склерометра. Применяются, также, и методы, основанные на использовании ультразвука.

Подвижность(П) и удобоукладываемость бетона, осадка конуса.

По сути, эти термины говорят об одном и том же свойстве бетона. В документации пишется «осадка конуса 10-15 см» либо указывается буква «П» с коэффициентом (от 1 до 5). При обычных монолитных работах используется бетон с подвижностью П2 - П3. При заливке узких опалубок, а также колонн и других подобных узких форм следует применять бетон с подвижностью П4 (осадка конуса 15-20 см). Такая БСГ еще называется «литой бетон» - она хорошо заливается в форму без использования вибратора. Такую же подвижность бетона следует выбирать, если Вы используете бетононасос для заливки бетонной смеси.

Жесткость бетона - Ж

Жесткость бетона обозначается буквой «Ж» с коэффициентом от 1 до 4. Термин «жесткость» применяется, как правило, к бетону, используемому при строительстве автодорог (тощий бетон). Содержание цемента и воды в таком бетоне ниже, чем в обычном. Когда на строительном объекте нет вибратора строители, нередко, разбавляют бетонную смесь водой, тем самым увеличивая подвижность бетона, тем не менее, делать этого ни в коем случае нельзя! Ведь соотношение пропорций вода-цемент является основным фактором, влияющим на прочность бетона. Даже небольшое количество воды может значительно понизить марку бетона (например, разбавленный бетон М300 покажет марку М100). Увеличить подвижность бетона без ущерба качеству можно исключительно при помощи пластификаторов. Если же разбавить его водой – Вы гарантированно снизите его качество.

Коэффициент морозостойкости бетона – F

Коэффициент морозостойкости бетона обозначается буквой «F» с коэффициентом от 25 до 1000. Он указывает на количество циклов замораживания-размораживания, по прохождению которых бетон должен сохранить прочность. Что это значит? – это значит что такое количество раз конструкция из бетона насыщенного влагой может перейти в замерзшее состояние, и, соответственно, обратно. Рассмотрим пример – фундамент дома, впитывающий воду из грунта, как губка. В этом случае вода заполняет микроскопические поры в структуре бетона. Затем она замерзает, и, расширяясь, начинает расширять эти поры, создавая микротрещины. И каждый раз эти трещины будут только увеличиваться в размере. На самом деле это - теория, а на практике фундаменты гидроизолируются и увлажнение идет не так интенсивно. Тем не менее этот пример приведен для ознакомления с природой процесса. Для увеличения морозостойкости бетона используют различные добавки (воздухововлекающие и др...) Тем не менее, морозостойкость, увеличенная таким образом снижает прочность бетона. Оптимальной величины морозостойкости бетона можно добиться, если приготавливать бетон с помощью гидрофобного цемента. Стандартная морозостойкость в строительстве F100-F200.

Коэффициент водонепроницаемости - W

Коэффициент водонепронецаемости бетона обозначается буквой «W» с коэффициентом от 2 до 20 (W4, W12,..W20). Водонепроницаемость – это свойство бетона не пропускать под давлением через себя воду. Существуют определенные способы определения величины коэффициента. Чтобы увеличить водонепроницаемость бетона можно добавить в него при изготовлении уплотняющие добавки, или же гидрофобный цемент. Бетон с высоким коэффициентом водонепроницаемости имеет следующие преимущества:
  • Нет необходимости в гидроизоляции при строительстве подвалов и заливки фундаментов даже если уровень грунтовых вод высокий.При этом, заливка стен и полов должна быть проведена без швов и перерывов. Почему не сделать обычную гидроизоляцию? – потому что это достаточно дорого, кроме того, не каждая организация может сделать это грамотно.
  • Бетон с высоким коэффициентом водонепронецаемости устойчив к перепадам температур. У него достаточно высокие коэффициенты морозостойкости. Такой бетон может долгое время служить верой и правдой. Это очень актуально для таких конструкций, как сваи, отмостки, и другие, в случае, когда они находятся во влажной среде.
Тем не менее есть одно «но» - такой бетон производится только высоких марок, а так как содержание цемента в нем высоко – выше и его цена. Существуют и сложности с доставкой бетона и укладкой – он быстро схватывается. Помимо этого, далеко не каждый завод сможет гарантировать Вам такое качество бетона. Разумеется, можно использовать добавки самостоятельно, но каковы в этом случае гарантии правильности пропорций и равномерности перемешивания их в бетонной смеси? В процессе строительства этого никак и не заметить, а настоящие проблемы могут начаться после сдачи объекта. Бетон обладает еще многими свойствами и характеристиками, но все, что нужно для индивидуального строительства, пожалуй, в этой статье изложено. Потеря качества и свойств бетона может быть вызвана:
  • При разбавлении на объекте бетонной смеси водой. Это делается для облегчения укладки бетона. Тем не менее это грубое нарушение! Лишняя вода не среагирует с цементом, ее излишки образуют микропустоты. В последствии, она, конечно, испаряется, но вот эти пустоты в структуре уже никуда не денутся. Прочность бетона потеряна.
  • При длительном времени доставки бетона в миксере он «сваривается». Отрицательно в этом случае влияет и жаркая погода.
  • При некачественном уплотнении смеси бетона. Это бывает, когда бетон укладывается без вибрирования. Как результат – пустоты в структуре конструкции, и потеря прочности (марки бетона), причем весьма существенная.
Как видно из всего прочитанного – тонкостей при изготовлении бетона не так уж и мало, поэтому, прежде чем делать бетон самостоятельно, подумайте, стоит ли? Продажа бетона товарного в Москве по выгодным ценам осуществляется группой компаний "МосХолдинг". По всем интересующим Вас вопросам Вы можете проконсультироваться с нашими специалистами по телефону: (495) 991-93-65.

mosholding.com

Морозостойкость бетона - Статьи - М350

Морозостойкость бетона - это его способность сохранять прочность и работоспособность при действии попеременного замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии. Разрушение бетона в водонасыщенном состоянии при циклическом действии положительных и отрицательных температур, а также переменных отрицательных температур обусловлено комплексом физических коррозионных процессов, вызывающих деформации и механические повреждения изделий и конструкций. К настоящему времени отсутствует единая теория, объясняющая механизм морозного разрушения бетона, хотя очевидно, что, в конечном счете, снижение прочности влажного бетона при попеременном замораживании и оттаивании обусловлено, в основном, образованием льда в порах бетона. В результате того, что объем, занимаемый льдом, на 9% больше объема воды, возникают значительные растягивающие напряжения, воздействующие на стенки пор и постепенно расшатывающие его структуру.

Существует несколько основных гипотез, объясняющих способы передачи напряжений на элементы структуры бетона, возникающих в результате образования льда.

  1. Гипотеза непосредственного воздействие кристаллизующегося льда на стенки пор.
  2. Гипотеза гидростатического давления воды - в отличие от первой утверждает, что на стенки пор давит не сам лед, а вода, на которую передается давление льда. В пользу большей корректности второй гипотезы говорит тот факт, что вода, заполняющая капиллярные поры, не может, как правило, полностью превратиться в лед из-за отсутствия необходимого места и поэтому передает давление льда на стенки пор. Но гипотеза также не может объяснить ряд явлений, наблюдаемых при действии отрицательных температур на бетон. Так, при увеличении скорости замораживания разрушение ускоряется, тогда как давление льда при этом не возрастает. Более того, морозом разрушаются бетоны, поры которых заполнены водой менее чем на 90%.
  3. Гипотеза гидравлического давления Т. Пауэрса, объясняющая отмеченные явления. В соответствии с ней главной причиной разрушения бетона при попеременном замораживании и оттаивании является гидравлическое давление, создаваемое в порах и капиллярах бетона под влиянием замерзающей воды в результате сопротивления гелевой составляющей цементного камня. Убедительным аргументом в пользу этой гипотезы является то, что она объясняет механизм защитного действия воздушных пор. При их достаточном количестве «избыточная» вода оттесняется в эти поры без нарушений структуры бетона. Разрушение бетона происходит тогда, когда объем условно замкнутых пор постепенно заполняется водой и они не могут выполнять функции резервных (демпферных). В соответствии с гипотезой гидравлического давления напряжения, возникающие в бетоне, будут пропорциональны скорости замораживания, количеству оттесняемой жидкой фазы и ее вязкости и обратно пропорциональны проницаемости цементного камня. Модель, предложенная Т. Пауэрсом, представляет циллиндрический капилляр, заполненный водой и окруженный цементным камнем. Поддействием гидравлического давления в циллиндрической оболочке капилляра возникают растягивающие напряжения о . Разрушение происходит, если напряжения а достигли предела прочности цементного камня при растяжении Вр. К недостаткам этой модели следует отнести то, что в ней не учитывается соотношение размеров капилляра и оболочки. В действительности в цементном камне толщина оболочки капилляра может быть в 5-20 раз больше его радиуса. В объем капилляров включался весь объем пор цементного камня без разделения его на объем пор геля и капилляров, хотя замораживание воды происходит практически лишь в капиллярных порах. Расчет напряжений в бетоне по модели Пауэрса проводят для статического состояния без учета перемещения фронта льдообразования. А.М. Подвальный предложил модель, в которой капилляр и оболочка рассматриваются как толстостенная труба с переменным отношением радиусов оболочки и капилляра. При рассмотрении единичного капилляра действие соседних заменяется равномерно распределенной нагрузкой на внешней поверхности оболочки. В соответствии с современными представлениями гидравлическое давление не является единственной причиной разрушения. Разрушению способствуют также осмотические явления. Они возникают в результате повышения концентрации растворенных веществ (Са(ОН)2, щелочей и др.) в жидкой фазе бетона на границе со льдом. Диффузия воды к области замерзания создает дополнительное давление.
  4. гипотеза термической несовместимости компонентов бетона. Заполнители и Цементный камень имеют различные коэффициенты термического расширения. При отрицательных температурах термическая несовместимость компонентов резко усиливается, так как коэффициент термического расширения льда в 3-7 раз больше чем бетона.

Возможно одновременное действие различных механизмов деструкции бетона при его циклическом замораживании, и вклад каждого будет зависеть от многих факторов: влажности материала, В/Ц, возраста бетона и т.д.Факторы, влияющие на морозостойкость бетона. Влияние циклического изменения температуры усиливается дополнительным воздействием растворов солей. Получила, например, широкое распространение практика применения солей (NаСl, СаСl2) для удаления льда с дорожных покрытий. В результате таяния льда при посыпке соли на поверхность бетона поглощается большое количество теплоты (334 Дж/г) и температура резко понижается. На поверхности бетона фиксируется понижение температуры до 9°С в течение 1 мин («температурный шок»), что вызывает возникновение растягивающих напряжений. Диффузия соли в бетон приводит к возникновению градиента ее концентрации, что также вызывает повышенные напряжения, шелушение и отслаивание поверхностного слоя. В присутствии солей увеличиваются осмотические явления в замораживаемом бетоне, повышается вязкость жидкой фазы. В результате возрастает величина гидравлического давления и ускоряется разрушение бетона. При попеременном замораживании и оттаивании насыщенных водой железобетонных конструкций нарушается соответствие температурных деформаций стали и бетона, в результате возникают значительные внутренние напряжения и уменьшается прочность сцепления стали с бетоном. Растягивающие напряжения в арматуре при замораживании насыщенных водой железобетонных конструкций могут достигать 120-150 МПа.

На долговечность бетона, работающего на растяжение и изгиб в условиях замораживания и оттаивания, влияет степень нагружения. При напряжениях, составляющих 0,45 призменной прочности, уже заметно ускоряются деструктивные процессы в замораживаемом бетоне, а при напряжениях, равных 0,6-0,8 призменной прочности, отмечены случаи разрушения бетона через несколько циклов замораживания. При замораживании влажного железобетона ускоряется трещинообразование в растянутой зоне и увеличиваются размеры трещин. При этом наиболее интенсивно повышение влажности бетона наблюдается в растянутой зоне конструкций. Это объясняется переносом влаги из менее разрушенной сжатой в активно разрушающуюся растянутую зону в результате различия давления пара переохлажденной адсорбированной воды в мелких порах и кристаллического льда в крупных порах и трещинах.

Пористая структура бетона

Морозостойкость бетона обусловлена прежде всего строением его порового пространства. В цементном камне образуются, как указано ранее, три вида пор:

  • поры цементного геля, размер которых лежит в пределах (15-40)-1010м,
  • капиллярные поры 0,01-1 мкм,
  • условно замкнутые поры 10-500 мкм.

Поры геля характеризуются минимальной проницаемостью для жидкостей и газов (коэффициент проницаемости для пор геля менее 1010 м/с). Перенос жидкой фазы в порах геля возможен только по механизму молекулярной диффузии. Вода в порах геля при эксплуатации бетонных и железобетонных конструкций не замерзает, что объясняется их размером, содержанием в поровой жидкости добавок-электролитов.

Капиллярные порыможно представить как часть объема воды цементного теста, которая не заполнена продуктами гидратации цемента. Микрокапилляры имеют размер меньше 10-1 мкм. Они обладают способностью к капиллярной конденсации влаги, обусловливающей гигроскопичность материалов. Макрокапилляры с радиусом больше 0,1 мкм (обычно до 10 мкм) заполняются водой только при непосредственном контакте с ней. Капиллярные поры являются основным дефектом структуры цементного камня. В свежеприготовленном тесте можно считать порами все пространство, заполненное водой. При твердении часть его заполняется гелем. Чем больше степень гидратации цемента (а), тем больше образуется геля и тем меньший объем остается на капиллярные поры. Данные по водопроницаемости цементного камня и бетона показывают, что переход от непрерывной системы пор к условно изолированной происходит при капиллярной пористости цементного камня Пк < 0,33.

Температура замерзания воды в капиллярно-пористом теле зависит от размеров капилляров. Например, в капиллярах диаметром 1,57 мм вода замерзает при -6,4°С; 0,15 мм при -14,6°С; 0,06 мм - -18°С. В порах диаметром менее 0,001 мм вода практически не замерзает, она приобретает свойства псевдотвердого тела. В порах, обусловленных контракцией, создается вакуум, и они заполняются в зависимости от условий твердения воздухом или водой. Контракционный объем рассматривают в наше время не как самостоятельный вид пор, а как часть капиллярной пористости.

К условно замкнутым порам относят пузырьки воздуха в цементном камне и бетоне. Суммарным объемом пор, их размером, количеством и удельной поверхностью можно управлять введением воздухововлекающих или газообразующих добавок. Воздушные поры, получаемые путем введения в бетонную смесь воздухововлекающих добавок, существенно изменяют структуру цементного камня. Число воздушных пор в 1 см3 цементного камня может достигать одного миллиона, а поверхность этих пор - 200-250 см2. Через эту поверхность поступает в воздушные поры избыточная вода, вытесняемая из капилляров при замораживании бетона. Защитным действием обладают лишь достаточно мелкие воздушные поры размером менее 0,5-0,3 мм.

В качестве критерия для оценки эффективности защитного действия воздушных пор распространение получил т.н. «фактор расстояния», предложенный Т. Пауэрсом. Для его расчета принимается, что в цементном камне имеется некая идеализированная система одинаковых воздушных пор, расположенных на равном расстоянии друг от друга. Наиболее удаленными в этом случае от воздушной поры являются точки цементного камня, лежащие в углах куба. К важнейшим эксплуатационным факторам, кроме числа циклов замораживания и оттаивания, относятся степень водонасыщения и температура замораживания бетона. Снижение прочности бетона после замораживания и оттаивания наблюдается лишь при его водонасыщении выше определенной величины, которая, в свою очередь, связана со значением отрицательной температуры. Величина критического водонасы-щения может быть достигнута не только при водонасыщении бетона перед замораживанием, но и в результате перераспределения поровой воды в замерзающем бетоне в виде пара. Водонасыще-ние бетона возрастает в присутствии солей. Вода в большинстве капиллярных пор замерзает при температуре до -15°С. При дальнейшем понижении температуры происходит замерзание воды в более тонких порах (рис. 6.7) и при температуре -70 ... -80°С практически вся поровая вода находится в замерзшем состоянии, исключая воду, заполняющую мельчайшие гелевые поры и адсорбированную на стенках капиллярных пор. Сравнительное определение морозостойкости бетона замораживанием при -17 и -50°С показало, что разрушение бетона во втором случае ускоряется в 6-10 раз.

Факторы, влияющие на морозостойкость бетона

  • С увеличением В/Ц возрастает как общий объем открытых пор, так и средний их размер, что также негативно влияет на морозостойкость. При этом повышаются проницаемость и водопоглощение и в таких бетонах невозможно образование существенного объема резервных пор. При проектировании морозостойких бетонов принято ограничивать В/Ц в зависимости от условий службы бетона в сооружениях. Снижение В/Ц возможно как за счет уменьшения расхода воды при применении пластифицирующих добавок, более жестких смесей, так и за счет увеличения расхода цемента. Второй способ снижения В/Ц технико-экономически неэффективен.
  • степень гидратации цемента (зависит от активности цемента, интенсивности роста ее во времени, длительности и условий твердения бетона). Степень гидратации портландцементов к 28-суточному возрасту по усредненным данным равна 0,6, 90 сут - 0,66 и 180 сут - 0,7. Повышению степени гидратации цемента способствуют различные способы его активизации и надлежащий уход за бетоном. 
  • расход воды затворения и, соответственно, расхода цемента. По данным П. И. Горчакова, каждый процент снижения капиллярной пористости достигается уменьшением количества воды затворения на 10 л/м3 либо увеличением расхода цемента на 20-35 кг/м3. Увеличение расхода цемента с одной стороны уменьшает В/Ц, с другой, приводит к увеличению объема цементного теста, что повышает объем капиллярных пор бетона. 
  • Оптимальный расход песка из условия морозостойкости выше, чем из условия прочности, что связано с условиями воздухововлечения. По данным О.В. Кунцевича, повышение доли песка в смеси заполнителей с г=0,33, оптимальной по прочности, до г = 0,5 привело к росту расхода цемента на 40 кг/м3, но повысило морозостойкость с 120 до 400 циклов. 
  • Из минералов цемента отрицательное влияние на морозостойкость оказывает С3А. По рекомендациям С.В. Шестоперова, при марке бетона по морозостойкости, выраженной числом активных циклов замораживания и оттаивания за проектный срок эксплуатации сооружения, до Р500, С3А в цементе должно быть менее 10, Р1000 - менее 6 и Р6000 - менее 4%. Рекомендуется также повышенное содержание С35 - 55 - 60%. Под «активными циклами» С.В. Шестоперов подразумевал циклы, «вносящие в структуру материалов, составляющих бетон, изменения, связанные с нарушением монолитности». Это определение, однако, не является достаточно четким. 
  • В морозостойких бетонах нежелательны активные минеральные добавки, особенно с повышенной водопотребностью. В то же время, экспериментально показано, что бетоны с умеренным содержанием доменных шлаков или каменноугольной золы-уноса могут иметь удовлетворительную морозостойкость, особенно при введении в бетон эмульгированного воздуха. 
  • Низкую морозостойкость имеют пуццолановые цементы. Шлакопортландцементы по морозостойкости занимают промежуточное положение между портланд- и пуццолановым цементом. 
  • К снижению морозостойкости бетона приводит повышение удельной поверхности цемента свыше 400 м2/кг. Такие сверхтонкие цементы характеризуются повышенной усадкой, ведущей к появлению микротрещин. 
  • Жесткие требования предъявляются к ограничению величины потери при прокаливании, обусловленной лежалостью цемента. Хранение (лежалость) цемента значительно больше влияет на его морозостойкость, чем на активность. По мнению С.В. Шестоперова, наличие оболочки из новообразований гидратированных минералов на зернах цемента является одной из основных причин снижения долговечности бетона. 
  • Обычно применяемые для получения тяжелого бетона кварцевый песок и щебень из плотных изверженных или метаморфических пород, отвечающие требованиям стандартов, позволяют получать высокоморозостойкий бетон. На морозостойкость бетона существенное влияние оказывают морозостойкость самих заполнителей и их водопотребность. По данным С.В. Кунцевича, морозостойкость заполнителей неоднозначно связана с их прочностью. Неморозостойкие зерна могут быть достаточно прочными и плотными с водопоглощением 0,7-2%. Важными с позиций морозостойкости являются свойства заполнителей, определяющие их сцепление с цементным камнем, и модуль упругости. 
  • Пластифицирующие добавки повышают морозостойкость бетона как в результате уменьшения водопотребности и соответственно капиллярной пористости, так и вследствие определенного воздухововлечения. Добавки-пластификаторы типа ЛСТ снижают водопотребность бетонных смесей на 9-12%, при этом больший эффект пластификации достигается в «жирных» смесях на низкоалюминатных цементах. Добавки этого типа способствуют воздухововлечению и образованию в затвердевшем камне замкнутых пор. С.В. Шестоперов наблюдал значительное (в 2-3 раза) повышение морозостойкости с добавкой СДБ (старое название ЛСТ) даже без снижения В/Ц для бетонов, твердевших в течение 1 года. Добавки - суперпластификаторы позволяют снизить водопотребность смесей на 20-30%, однако они, как правило, вовлекают недостаточное количество воздуха, и улучшение долговечности бетона определяется, главным образом, снижением В/Ц. При использовании суперпластификаторов для повышения подвижности смесей без уменьшения В/Ц увеличение морозостойкости бетона достигается дополнительным введением воздухововлекающих добавок. 
  • Гидрофобизирующие добавки, адсорбируясь на стенках пор бетона, снижают их водопоглощение и капиллярный подсос. Повышению морозостойкости способствует пластифицирующее действие гидрофобизирующих добавок, особенно заметное в «тощих» смесях (8-10%).Основные воздухововлекающие добавки относятся к гидрофобизирующим ПАВ, обладающим значительной поверхностной активностью на границе раствор - воздух. Эти добавки при их введении с водой затворения вызывают образование в системе довольно высокодисперсной эмульсии воздуха, устойчиво диспергированного в бетонной смеси. Воздухововлекающие добавки, или т.н. пенообразователи, изготавливаются в виде концентрированных растворов, густых паст или в виде сухого, легко растворимого порошка. Для приготовления добавок используются древесные смолы, продукты переработки нефти, растительные жиры и другое сырье. Наиболее часто в качестве воздухововлекающих применяют добавки на основе древесной смолы (смола нейтрализованная воздухововлекающая - СНВ, синтетическая поверхностно-активная добавка - СПД, омыленный древесный пек - ЦНИПС-1 и др.). Их вводят в бетонные смеси обычно в количестве 0,01-0,02% от массы цемента. При этом объем вовлеченного воздуха составляет 30-60 л/м3 или, как правило, 3-6% от массы цемента. Такой объем вовлеченного воздуха обычно существенно превышает объем воды, оттесняемой при замораживании. При этом значения «фактора расстояния» между воздушными порами оказывается значительно меньше критического, которое обычно принимают 0,25 мм. Морозостойкость бетона с воздухововлекающими добавками возрастает в несколько раз. Кроме вида и содержания добавок, на воздухововлечение влияют и другие факторы: удобоукладываемость бетонных смесей, тонкость помола цемента, зерновой состав заполнителей, время перемешивания, температура. Наряду с воздухововлекающими для образования системы условно-замкнутых пор в бетоне применяют газообразующие добавки, например ГКЖ-94. Имеются данные, что система условно-замкнутых пор с добавкой ГКЖ-94 более стабильна, чем в бетонах с воздухововлекающими добавками.
  • Кроме особенностей исходных материалов и состава бетонной смеси, на морозостойкость бетона определенное влияние оказывают условия его твердения. Оптимальные условия твердения должны способствовать получению бетона с минимально возможными значениями капиллярной пористости и степени оводнения условно замкнутых пор. Наиболее полно протекают процессы гидратации, уменьшаются объем и размеры капиллярных пор при водном твердении. При водном твердении, однако, повышается степень водонасыщения бетона, контракционный объем заполняется водой. При твердении бетона в воде возможно обводнение мельчайших искусственно вовлеченных воздушных пор, что снижает морозостойкость. Для заполнения контракционного объема воздухом иногда рекомендуется твердение бетона на воздухе при его 100%-ной относительной влажности. Однако при таком твердении, хотя и увеличивается резервная пористость, возрастает по сравнению с водным твердением объем капиллярных пор. О.В. Кунцевич рекомендует комбинированное твердение бетона. По его данным бетон с вовлеченным воздухом, твердевший 14 сут. в воде и затем 14 сут. на влажном воздухе, имел большую морозостойкость, чем при твердении 21 сут в воде и 7 сут на воздухе. Отмечено, что после подсушивания повторно насыщенные водой образцы имеют меньшую влажность, чем образцы, постоянно находящиеся в воде. Такой эффект объясняется защемлением в капиллярах при высушивании некоторого количества воздуха. Предполагается также, что сушка приводит к резкому увеличению проницаемости бетона, в результате уменьшается гидравлическое давление, возникающее при замораживании. При тепловлажностной обработке получение морозостойкого бетона обеспечивается при минимизации деструктивных процессов, вызванных температурным расширением воды и воздуха. Снижение интенсивности деструктивных процессов достигается при мягких режимах пропаривания: удлиненной (не менее 3-5 ч) предварительной выдержке, замедленной скорости подъема температуры и охлаждения (не более 15-20 град/час), пониженной температуре изотермического прогрева (60-80°С).

 

Измерение и прогнозирование морозостойкости

Стандартизированный метод оценки морозостойкости бетона характеризуется числом циклов замораживания и оттаивания образцов при нормированных условиях испытания без существенного снижения прочности. Этот метод предложен в 1886 г. Н.А. Белелюбским и позволяет оценить стойкость бетона при некотором условном экстремальном режиме его работы: полном водонасыщении и непрерывном циклическом замораживании при общей длительности одного цикла 4,5-6,5 ч. При основном стандартном способе испытаний замораживание производится при -15 - -20°С на воздухе, а оттаивание при +20°С в воде. Для ускорения испытаний температуру замораживания снижают до -40 - -60°С, насыщают образцы водным солевым раствором, уменьшают их размеры и сокращают длительность циклов. Часто при испытании морозостойкости для определения фактического изменения прочности через заданное число циклов используют коэффициент морозостойкости Кмрз =Rмрз / Rк , где Rмрз - прочность бетона после принятого числа циклов испытаний; Rк - прочность контрольных образцов. Марка бетона по морозостойкости считается обеспеченной через требуемое число циклов, если Кмрз > 0,95. Наряду с определением морозостойкости путем прямого испытания прочности бетона через определенное число циклов замораживания и оттаивания применяют неразрушающие методы:

  • определение скорости ультразвуковых волн;
  • измерение динамического модуля упругости,
  • измерение остаточных деформаций (относительного удлинения образцов после испытания).

Ультразвуковые испытания продолжаются до характерного перелома на кривой времени прохождения ультразвука от числа циклов (в логарифмическом масштабе). Этот перелом обусловлен образованием и развитием микротрещин в бетоне при его циклическом замораживании.

Динамический модуль упругости измеряют прозвучиванием образцов продольными (реже поперечными) ультразвуковыми волнами. Снижение динамического модуля упругости на 40-45% свидетельствует об интенсивном морозном разрушении бетона.

Дополнительным показателем стойкости бетона при морозном разрушении служат потери массы. Этот показатель более приемлем, когда деструкция бетона носит характер поверхностного шелушения, например, для дорожных бетонов. Потери массы при определении морозостойкости бетона ограничивают не более 5%. С. В. Шестоперов для экспрессной оценки степени повреждения материалов при попеременном замораживании и оттаивании предложил 5-балльную шкалу для растворов и 10-бальную для бетонов. Качество бетона на 1ой подготовительной стадии разрушения оценивается от 10 баллов, когда образцы не имеют никаких изменений, до 7 баллов, когда начинается шелушение граней и ребер и образуются лунки при наличии неморозостойких зерен заполнителей. На второй завершающей стадии разрушения состояние образцов по мере разрушения может быть охарактеризовано последовательно в убывающем порядке от 6 до 1 балла. Предложено также балльную оценку состояния образцов производить по нескольким критериям в зависимости от степени их влияния на развитие деструктивных процессов.

В ряде случаев глубокое разрушение бетона нельзя оценить визуально и эффективна совместная оценка состояния образцов по внешнему виду и, например, результатам прозвучивания. В зависимости от числа циклов замораживания и оттаивания водонасыщенных образцов бетона до 5%-ного снижения прочности устанавливают т.н. марку бетона по морозостойкости (Р). Последняя при проектировании конструкций назначается в основном в зависимости от числа переходов через 0°С в регионе эксплуатации конструкций и сооружений с поправкой на среднюю температуру холодного периода года. В соответствии со стандартом предлагается 11 марок бетона по морозостойкости с градацией 25- 100 циклов от Р50 до Р1000. На практике при лабораторных подборах составов бетона задача сводится обычно к обеспечению морозостойкости не в пределах заданной марки, а не менее ее нормированного значения. Высокая степень условности марок бетона по морозостойкости и несовершенство методики их назначения часто приводит к неэффективности трудоемких усилий технологов по обеспечению проектных значений Р. Например, марка бетона по морозостойкости в бетонных облицовках каналов Украины в соответствии с принятой методикой назначалась Р50 - Р100. Однако опыт эксплуатации показал, что во многих случаях облицовка разрушалась уже через 2-7 лет. До настоящего времени не разработана научно обоснованная методика для установления численного критерия морозостойкости и назначения его при проектировании бетона. Существующая практика назначения числа циклов замораживания и оттаивания, которое должен выдержать бетон в конструкциях и сооружениях, основана, главным образом, на опыте проектантов, проанализировавших долговечность бетона различного состава в определенных климатических условиях. Рекомендации, имеющиеся в нормативной литературе, весьма неполны. Например, рекомендуется назначать число циклов, основываясь только на количестве переходов через 0°С и наиболее низкой температуре холодного периода года. При этом не учитываются такие существенные факторы, влияющие на морозостойкость, как степень водонасыщения, изменчивость отрицательных температур, характер напряженного состояния бетона и ряд других. Нельзя считать достаточно надежными и методики назначения числа циклов замораживания и оттаивания с помощью предложенных эмпирических формул. Однако при проектировании состава бетона необходимое число циклов замораживания и оттаивания остается удобным численным критерием морозостойкости бетона. В ряде стран, например в США и Канаде, при проектировании составов бетонов принято указывать не конкретное число циклов замораживания и оттаивания, а режим работы бетона. Для каждого режима работы рекомендуется определенная область допустимых В/Ц. Известен ряд методик назначения марки бетона по морозостойкости с учетом как климатических, так и эксплуатационных факторов, влияющих на развитие деструктивных процессов. Известный исследователь морозостойкости С.В. Шестоперов предложил оценивать морозостойкость некоторой условной маркой (М), равной произведению проектного срока эксплуатации сооружения, среднегодового числа циклов замораживания и оттаивания и коэффициента запаса прочности. Для обоснования 8 условных марок (от М-25 до М-6000) им даны рекомендации по 25 параметрам, учитывающим качество исходных материалов, составы бетона и технологию работ. Однако современные представления теории морозостойкости и практический опыт не позволяют согласиться в достаточной мере как с критерием М, так и рядом рекомендаций по его обеспечению. Попытки имитационного моделирования для расчета длительности безремонтной эксплуатации бетона в зависимости от марки по морозостойкости даже с учетом многих дополнительных факторов пока нельзя считать успешными. Рациональной является предложенная авторами система нормирования морозостойкости, в соответствии с которой указывается не заданное число циклов замораживания и оттаивания лабораторных образцов, а класс бетона по морозостойкости, например:

  • 1-ый класс -умеренной (Р = 50- 150),
  • 2-ой - повышенной (Р =150 - 300),
  • 3-ий - высокой (Р = 300 -500),
  • 4-ый - особо высокой морозостойкости (Р > 500).

При такой системе существенно уменьшается число нормируемых ступеней морозостойкости бетона, становятся излишними при соответствующих ограничениях составов (В/Ц, содержание вовлеченного воздуха) длительные и трудоемкие лабораторные подборы составов бетонов с необходимой маркой по морозостойкости, которые часто носят запоздалый характер. Различные методы прогнозирования морозостойкости основаны на зависимостях ее от параметров, характеризующих структуру бетона, степень деструктивных изменений при циклическом замораживании, а также регрессионных уравнениях, связывающих морозостойкость с другими свойствами и составом бетонной смеси. Все методы прогнозирования морозостойкости бетона можно разделить на экспериментально-расчетные и расчетные. Экспериментально-расчетные методы предполагают определение соответствующих экспериментальных параметров, а затем с помощью уравнений связи или графически нахождение ожидаемого критического числа циклов. Наряду с прочностью, модулем упругости и остаточными деформациями бетона, испытанного в солевом растворе, при повышенной скорости замораживания и оттаивания, а также сверхнизких температурах экспериментальными параметрами для ускоренного прогнозирования могут служить время прохождения ультразвука относительный предел выносливости, водопоглощение и др. Существуют корреляционные зависимости между морозостойкостью и льдистостью бетона. Для определения содержания льда в бетоне предлагаются различные экспериментальные методы. Наибольшей известностью пользуется калориметрический метод, в основе которого лежит зависимость между изменением температуры при переходе воды в лед и массой образовавшегося льда. Применяют также метод сверхвысоких частот, ультразвуковой и сорбционный методы. Расчетные методы позволяют ориентировочно прогнозировать морозостойкость бетона «а priori», т.е. без проведения предварительных опытов. Такие методы представляют особенный интерес при проектировании составов морозостойких бетонов. Вместе с тем, расчетные составы при нормировании морозостойкости, также, как и прочности, необходимо проверять экспериментально.

Авторы: Л. И. Дворкин, О. Л. Дворкин

m350.ru


Смотрите также