Бетон с компенсированной усадкой
Обновлено: 17.05.2024
Рекомендации по подбору состава бетонов на вторичных заполнителях с разномодульными включениями Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»
Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Егорочкина Инна Олеговна
Приведены основные положения, касающиеся подбора составов бетонов с компенсированной усадкой на вторичных заполнителях с низкомодульными включениями в виде дробленого керамзитобетона, назначения оптимального количества расширяющей добавки для компенсации усадки, особенностей материалов, а также особенностей приготовления, транспортирования и укладки бетонной смеси. Разработаны предложения по нормативным и расчетным характеристикам основных показателей назначения бетонов.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Егорочкина Инна Олеговна
Оптимизация параметров работы щековой дробилки для повышения качества заполнителей из дробленого бетона Использование дробленого бетонного лома в качестве заполнителя для самоуплотняющегося бетона Исследование и сравнительный анализ вариантов комбинирования крупных заполнителей различных видов для тяжелого бетона вибрированных железобетонных изделий и конструкций Исследование деформационно-прочностных свойств бетона на основе минерально-щелочного вяжущего i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы. i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.RECOMMENDATIONS FOR THE PREPARATION, TRANSPORTATION AND STORAGE OF SHRINKAGE COMPENSATED CONCRETE MADE OF RECYCLED LOW-MODULUS AGGREGATES
The properties of concrete with cube compressive strength up to 66 MPa made of re-used aggregates were studied in comparison with ND concrete. Both re-used aggregates obtained from ND and LWA concrete in different proportions were used. Sulfo-aluma expansive admixture was used to compensate high shrinkage of concrete made of re-used aggregates . The relationships between compressive strength and E-modulus, strain at the peak stress, indirect tensile strength and others are discussed and recommended for practical use. Regulations estimates of destination are proposed.
Текст научной работы на тему «Рекомендации по подбору состава бетонов на вторичных заполнителях с разномодульными включениями»
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОДБОРУ СОСТАВА БЕТОНОВ НА ВТОРИЧНЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЯХ С РАЗНОМОДУЛЬНЫМИ ВКЛЮЧЕНИЯМИ
Приведены основные положения, касающиеся подбора составов бетонов с компенсированной усадкой на вторичных заполнителях с низкомодульными включениями в виде дробленого керамзитобетона, назначения оптимального количества расширяющей добавки для компенсации усадки, особенностей материалов, а также особенностей приготовления, транспортирования и укладки бетонной смеси. Разработаны предложения по нормативным и расчетным характеристикам основных показателей назначения бетонов.
Ключевые слова: вторичные заполнители, низкомодульные включения, разномодульные заполнители, сульфоалюминатная добавка, самонапряжение, контракция цементного камня, собственные деформации, усадка бетона конструкций, компенсация усадочных деформаций.
Целесообразность повторного использования отслуживших срок эксплуатации бетонных и железобетонных конструкций для производства заполнителей для нового строительства, так называемых вторичных заполнителей, общеизвестна [3, 7-9]. Однако отсутствие классификации, критериев оценки качества и недостаточная изученность свойств бетонов на вторичных заполнителях ограничивают объемы их использования, несмотря на имеющийся 50-летний опыт применения в строительстве. В работах отечественных и зарубежных исследователей [1, 3, 9] представлены данные о свойствах вторичных гранитных и известняковых заполнителей. Современные комплексы по переработке бетонного лома позволяют получать вторичный заполнитель высокого качества, но разделение демонтируемых конструкций по виду используемого сырья не всегда возможно, особенно в случае повреждения конструкций взрывными и сейсмическими воздействиями. Такой вторичный заполнитель будет содержать гранулы дробленого керамзитобетона, кирпича и других низкомодульных включений (НМВ). Существенным недостатком, ограничивающим область применения бетонов на вторичных заполнителях, особенно с НМВ, являются усадочные деформации, значительно превышающие деформации бетонов на природных заполнителях и предопределяющие формирование в структуре бетона микротрещин, развитие которых приводит к снижению эксплуатационных характеристик конструкций. Рациональным решением проблемы является использование цементов расширяющихся, напрягающих или общестроительного назначения, модифицированных расширяющей добавкой (РД), для полной или частичной компенсации последствий усадочных явлений.
Подбор состава и технология приготовления бетонов с компенсированной усадкой на разномо-дульных вторичных заполнителях имеет свои особенности. На основе результатов исследований,
проведенных в РГСУ, составлены рекомендации, распространяющиеся на подбор состава, приготовление и применение бетонов с компенсированной усадкой на разномодульных вторичных заполнителях. Положения, касающиеся предварительного разрушения некондиционных бетонных и железобетонных изделий, измельчения, фракционирования и обогащения вторичных заполнителей, изложены в работе [4].
Используемые материалы и их свойства
В качестве вяжущих веществ рекомендуется применять цементы:
- портландцемент ПЦ ДО Н М 400-500 по ГОСТ 10178 с содержанием С3А в клинкере не более 6 %;
-портландцемент, модифицированный суль-фоалюминатной расширяющей добавкой (РД).
Добавка РД сульфоалюминатного типа готовится на основе алюминатного компонента и дву-водного гипса [6]. В качестве алюминатного компонента следует использовать глиноземистый цемент (ГОСТ 969); глиноземистый или сталерафи-нированный шлак; сульфоалюминатный клинкер. Двуводный гипс получают гидратированием строительного гипса. Процесс приготовления добавки включает дозирование компонентов глиноземистого цемента и двуводного гипса, взятыми в соотношении ГЦ:Г = 1:0,5 по массе и совместный помол до удельной поверхности 3400-3500 см2/ г. Оптимальное количество расширяющей добавки устанавливается по величине относительной внешней контракции цементного камня в соответствии с методикой, изложенной в [5]. В наших экспериментах использованы цементы с расширяющими добавками, приготовленные на основе ПЦ М500 новороссийского завода «Октябрь», ко-
торые в зависимости от количества добавки, 10 или 20 % от массы цемента, соответственно обозначены как РД-10 и РД-20. Свойства используемых вяжущих веществ приведены в табл. 1.
В качестве мелкого заполнителя следует применять природные плотные пески, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 8736. Использование пористых песков природных и искусственных, а также полученных дроблением бетонного лома для производства бетонов с компенсированной усадкой недопустимо.
В качестве крупного заполнителя рекомендуется применение фракционированного щебеня из дробленого бетонного лома на тяжелых и легких заполнителях, отвечающего требованиям ГОСТ 8269.
При подборе состава бетона на разномодуль-ных вторичных заполнителях необходимо предварительно проверить заполнители на их соответствие требованиям ГОСТ 8269.0 по средней плотности, величине водопоглощения, гранулометрическому составу и содержанию пылевидных фракций.
Установлены критерии для классификации и оценки качества вторичных заполнителей - вид горной породы природного заполнителя; гранулометрический состав; соотношение плотных и пористых зёрен в процентах; содержание пылевидных фракций в процентах; физико-механические характеристики - предел прочности при сжатии,
водопоглощение; вид обогащения и/или активации. В работе представлен фрагмент общей классификации разномодульных вторичных заполнителей с определением области применения (табл. 2) и сводные данные по основным характеристикам (табл. 3). Окончательную оценку свойств того или иного вида вторичных заполнителей следует производить по результатам испытаний в бетоне.
Для обеспечения требуемых реологических свойств бетонной смеси, а также во избежание перерасхода цемента, обусловленного повышенной водопотребностью смесей на вторичных заполнителях, следует вводить соответствующие виды добавок в соответствии с рекомендациями ГОСТ 24211. Вода для затворения бетонной смеси должна удовлетворять требованиям ГОСТ 23732.
Особенности подбора состава бетона
Подбор состава бетона на вторичных разно-модульных заполнителях может производиться любым проверенным на практике способом с учетом особенностей заполнителей, перечисленных в исследовательских работах 3.
При подборе состава бетона с компенсированной усадкой на вторичных заполнителях рекомендуется соблюдать следующие требования:
- ограничивать содержание НМВ в составе вторичных заполнителей до 15 %;
Вид цемента Активность, МПа Самонапряжение, Sp, МПа, Расширение, е, % НГ, % Сроки схватывания, ч-мин
сжатие изгиб ^/еу есв есв /еу начало конец
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.ПЦ 43,2 5,8 - - - 25,4 2-10 4-35
РД-10 44,8 5,9 - - - 26,5 1-25 3-20
РД-20 47,0 6,4 2 / 0,1 1 10 27,0 0-48 2-10
Классификация вторичных заполнителей по назначению
Категория и вид вторичных заполнителей Обозначение Область применения
I Щебень из дробленого бетона на граните (плотном известняке) без посторонних включений Щ1 Стеновые панели и перегородки жилых зданий с высокими требованиями к качеству поверхности, плиты и панели перекрытий без пустот, ребристые плиты
II Щебень из дробленого бетона на граните (плотном известняке) с НМВ в количестве не более 15% от объёма заполнителей Щ2 Общее малоэтажное многоквартирное строительство, фундаменты складских и производственных помещений, лестничные площадки и марши
III Щебень из дробленого бетона на граните (плотном известняке) с НМВ в количестве не более 35% от объёма заполнителей Щ3 Линейные изделия простого профиля (стеновые панели промзданий, блоки фундаментные и стеновые, плиты креплений откосов земляных сооружений, элементы бункеров)
IV Щебень из дробленого бетона на граните (плотном известняке) с НМВ в количестве более 35 % от объёма заполнителей Щ4 Бетонные блоки фундаментов, гаражи и легкие подсобные помещения, навесные панели с обычными требованиями к качеству поверхности, дорожные покрытия
Рекомендации по подбору состава бетонов на вторичных заполнителях с разномодульными включениями
Сводные данные по характеристикам вторичных заполнителей
Характеристики вторичных заполнителей Характеристики бетона
Категория Фракция, мм Насыпная плотность, кг/м3 Плотность в куске, кг/м3 Водо-поглощение, % Марка по прочности Средняя плотность, кг/м3 Средняя прочность, МПа Водопо-глощение ^с, %
I 5-20 1285-1310 2500-2550 до 5,3 800 2250 45,0 9,5
II 5-20 1240-1300 2420- 2450 до 6,6 600 2224 40,0 10,2
III 5-20 1170-1200 2310-2380 до 7,1 400 2200 34,5 12,6
IV 5-20 1110-1155 2020-2150 >8,0 <400 <2200 30,0 14,5
- показатель прочности вторичных плотных заполнителей, оцениваемый по дробимости (ГОСТ 8269.0), должен быть не более 18 %;
- прочность низкомодульных включений при сдавливании в цилиндре должна быть не менее 4,0 МПа;
- смесь фракций щебня должна обеспечивать получение межзерновой пустотности не более 46 %;
- коэффициент раздвижки зерен заполнителя (а) рекомендуется принимать равным 1,1-1,35;
- применение бетонной смеси подвижностью свыше 3 см без добавок ПАВ не рекомендуется;
- окончательная пригодность вторичных заполнителей должна устанавливаться по результатам испытаний бетона.
Состав бетона на вторичных заполнителях должен назначаться строительной лабораторией на основе опытных замесов, проводимых на материалах-представителях для данного предприятия или стройки с учетом применяемой технологии приготовления, формования и твердения бетона. Рекомендуется при предварительном назначении Ц/В-отношения пользоваться формулой:
R = 0,63а(1,1- 0,11(Ц/В))Rц ((Ц/В)- 0,5), (1)
где а = 1 - 0,01НМВ при НМВ < 15 %; а = 0,82 при НМВ свыше 15 %; НМВ - содержание низкомодульных включений в виде дробленого керам-зитобетона в составе вторичного заполнителя, % по объему.
При отсутствии данных о фактическом содержании НМВ рекомендуется пользоваться формулой:
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.где ЯБУ - предел прочности бетона на вторичных заполнителях, МПа; ЯТБ - предел прочности бетона с равным Ц/В на природных заполнителях, МПа; р - плотность бетона, т/м3.
Повышение до 20 % водопотребности бетонных смесей на вторичных разномодульных заполнителях следует нейтрализовать введением пластифицирующих добавок и, соответственно, сокращением расхода воды. При необходимости подбора составов одновременно нескольких марок бетона, а также в случаях, когда в процессе подбо-
ра необходимо уточнить ряд дополнительных факторов (соотношение компонентов в бетонной смеси, дозировку расширяющих и других добавок (пластификаторов)), рекомендуется использование методов математического планирования экспериментов.
и укладка бетонной смеси
Приготовление, транспортирование и укладка бетонной смеси на вторичных разномодульных заполнителях принципиально не отличается от аналогичных технологических переделов для бетонов на плотных природных и вторичных заполнителях. Вышеназванные операции следует производить согласно рекомендациям по приготовлению и применению бетонов на заполнителях из дробленого тяжелого бетона [4].
Твердение бетонов с компенсированной усадкой на вторичных разномодульных заполнителях должно протекать в условиях, обеспечивающих достижение бетоном распалубочной, передаточной, отпускной и проектной прочности в наиболее короткие сроки при одновременном соблюдении требований к качеству готовых изделий. Нарастание прочности бетонов на вторичных заполнителях, твердеющих без тепловлажностной обработки, рекомендуется определять по формуле, при т > 28 сут:
При т < 28 сут нарастание прочности бетонов на вторичных заполнителях можно принимать аналогично бетонам на природных заполнителях.
Тепловлажностную обработку бетонов с компенсированной усадкой на вторичных разномо-дульных заполнителях следует производить по режимам, рекомендуемым для бетонов на природных тяжелых заполнителях, к которым предъявляются
Значения коэффициента Ky в формуле (3)
Относительная прочность к моменту окончания ухода, Ry, % Количество сульфоалюминатной РД, %
50 0,85 0,865 0,65
100 0,95 0,97 1,10
повышенные требования по водонепроницаемости и морозостойкости - длительность предварительного выдерживания не менее 4 часов, скорость подъёма температуры - не более 20 °С /ч, температура изотермического выдерживания - не более 60 °С, охлаждение со скоростью не более 20 °С /ч.
Контроль качества таких бетонов необходимо производить в соответствии с требованиями действующих нормативных документов.
Разработанные рекомендации по подбору составов, классификации и нормированию параметров качества бетонов с компенсированной усадкой на вторичных разномодульных заполнителях позволят существенно расширить область применения продуктов дробления бетонных и железобетонных конструкций, решая актуальные проблемы ресурсосбережения и охраны окружающей среды.
Разработанные рекомендации внедрены на ЗАО «КСМ № 1» в г. Ростов-на-Дону.
1. Егорочкина, И.О. Структура и свойства бетонов с компенсированной усадкой на вторичных заполнителях: автореф. дис. . канд. техн. наук /И.О. Егорочкина. - Ростов-н/Д, 1998. - 23 с.
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.2. Айрапетов, Г.А. Структура и свойства бетонов с компенсированной усадкой на вторичных заполнителях / Г.А.Айрапетов, Г.В. Несвета-
ев, И.О. Егорочкина // Бетон и железобетон.-1998. - № 2. - С.12-16.
3. Гусев, В.А. Вторичное использование бетона / В.А. Гусев, Б.В. Загурский. - M.: Стройиз-дат, 1986. - 158 с.
4. Рекомендации по приготовлению и применению бетонов на заполнителях из дробленого тяжелого бетона. НИИЖБ. - М.: Стройиздат, 1982. - 24 с.
5. Несветаев, Г.В. Бетоны / Г.В. Несветаев. - Ростов н/Д: Феникс, 2011. - 382 с.
6. Петрова, Т.М. Современные модифицирующие добавки в бетоны / Т.М. Петрова, О.М. Смирнова // Материалы XV Академических чтений РААСН «Достижения и проблемы материаловедения и модернизации строительной индустрии». - Казань. - 2010, Т. I. - С. 247-252.
7. Egorochkina, I.O. Properties of shrinkage compensated concrete made with recycled aggregate / I.O. Egorochkina, G.V. Nesvetajev, G.A. Airapetov // Бетон и железобетон в третьем тысячелетии: материалы 2-й межд. конф. - Ростов н/Д, 2002. -С. 4-7.
8. Concrete - 2000. Economic and durable construction through excellence // University of Dundee. Scotland, UK 7-9 Sept., 1996.
9. Hansen, T. Recycled aggregates and re-cycled-aggregate concrete / T. Hansen // Concrete international. - 1988. - № 1. - P. 79-83 (USA).
Поступила в редакцию 18 февраля 2014 г.
Рекомендации по подбору состава бетонов на вторичных заполнителях с разномодульными включениями
RECOMMENDATIONS FOR THE PREPARATION, TRANSPORTATION AND STORAGE OF SHRINKAGE COMPENSATED CONCRETE MADE OF RECYCLED LOW-MODULUS AGGREGATES
The properties of concrete with cube compressive strength up to 66 MPa made of re-used aggregates were studied in comparison with ND concrete. Both re-used aggregates obtained from ND and LWA concrete in different proportions were used. Sulfo-aluma expansive admixture was used to compensate high shrinkage of concrete made of re-used aggregates. The relationships between compressive strength and E-modulus, strain at the peak stress, indirect tensile strength and others are discussed and recommended for practical use. Regulations estimates of destination are proposed.
Keywords: re-used aggregates, re-used aggregate made of LWA concrete, sulfo-aluma expansive admixture, shrinkage of concrete, microcraking characteristics, contraction of cement paste.
1. Egorochkina I.O. Struktura i svoystva betonov s kompensirovannoy usadkoy na vtorichnykh zapolnite-lyakh. Avtoref. kand. diss. [Structure and properties of concrete with shrinkage on the secondary aggregates. Abstract of cand. diss.]. Rostov-na-Donu, 1998. 23 p.
2. Ayrapetov, G.A., Nesvetaev, G.V., Egorochkina, I.O. [Structure and properties of concrete with shrinkage on the secondary aggregates]. Beton i Zhelezobeton [Concrete and Reinforced concrete], 1998, no. 2, pp.12-16 (in Russ).
4. Rekomendatsii po prigotovleniyu i primeneniyu betonov na zapolnitelyakh iz droblenogo tyazhelogo betona [Recommendations for preparation and application of concrete aggregates from crushed heavy concrete]. Moscow, Stroyizdat Publ., 1982. 24 p.
5. Nesvetaev G.V. Betony [Concretes]. Rostov-na-Donu, Feniks Publ., 2011. 15 p.
7. Egorochkina I.O., Nesvetajev G.V., Airapetov G.A. Properties of shrinkage compensated concrete made with recycled aggregate. Beton i Zhelezobeton v tretem tysyacheletii. Materialy 2-y mezhdunarodnoy konferentsii [Concrete and reinforced concrete in the third Millennium: proceedings of the 2nd international conference]. Ros-tov-na-Donu, 2002, pp.4-7.
8. Concrete - 2000. Economic and durable construction through excellence. University of Dundee. Scotland, UK 7-9 Sept., 1996.
9. Hansen T. Recycled aggregates and recycled-aggregate concrete. Concrete international, 1988, no. 1, pp. 79-83 (USA).
Бетоны напрягающие и с компенсированной усадкой
Особенно эффективно применение этого бетона в емкостных, подземных ограждающих конструкциях, полах, покрытиях, в том числе, эксплуатируемых и безрулонных кровлях, где требуется обеспечить водонепроницаемость и трещиностойкость, защиту от агрессивных канцерогенных и радиоактивных воздействий.
В таких бетонах нейтрализовано проявление усадки, что позволяет не только исключить усадочные деформации, но и избежать образования трещин в процессе изготовления бесшовных протяженных монолитных конструкций. Благодаря своей структуре такие бетоны являются водонепроницаемыми, обладают высокой долговечность сооружений, снижая эксплуатационные затраты.
Бетоны напрягающие и с компенсированной усадкой изготавливаются на основе стандартных заполнителей, портландцемента и расширяющей добавки, которую вводят или в процессе приготовления бетонной смеси на заводе или непосредственно в автобетоносмеситель. При этом процесс приготовления бетона и изготовления конструкций принципиально не отличается от обычной технологии бетонных работ. Применимы и эффективны все виды химических добавок, рекомендуемых для бетонов на портландцементе. Конструкции и сооружения, к которым предъявляются требования по водонепроницаемости, выполняются из такого бетона без гидроизоляции и сдаются с первого предъявления.
Такие бетоны нашли широкое применение при возведении многих объектов, в частности:
• ограждающих конструкций подземной части: ЦВЗ «Манеж», библиотеки МГУ, Торгового комплекса «Атриум» на пл. Курского вокзала, международных банков на Новокировском просп., жилых комплексов на Ленинском просп., Руновском пер., Бобровом пер., ул. Малыгина, Семеновской, Гвардейской, ш. Энтузиастов, Кожевнической ул., Лефортовском валу, в г. Видное, п. Коммунарка и др.
• спортивных сооружений: Лужники, Динамо, Сокольники, ККЦ «Крылатское» (г. Москва), открытый стадион с искусственным льдом «Сормово» (г. Н.Новгород)
• полов на мясокомбинатах «Кампомос», «Лианозово», «Микомс», «Велком» и в подземных гаражах Совета Федерации, в Митино, на Автозаводской и др.
• кровель, в т.ч. эксплуатируемых (стилобат), здания Совета Федерации, универмага «Московский», Государственного Кремлевского Дворца и др.
НИИЖБ ОКАЗЫВАЕТ ТЕХНИЧЕСКУЮ ПОМОЩЬ на всех этапах применения бетона от проектирования до строительства.
Бетон с компенсированной усадкой
Дата введения 2015-07-01
Предисловие
Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН подразделением Открытого акционерного общества "Научно-исследовательский центр "Строительство" ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона" (ОАО "НИЦ "Строительство" НИИЖБ им.А.А.Гвоздева")
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 25 мая 2014 г. N 45)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Минэкономики Республики Армения
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 ноября 2014 г. N 1830-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 32803-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2015 г.
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Ноябрь 2019 г.
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.
В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге "Межгосударственные стандарты"
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на напрягающие бетоны, предназначенные для создания предварительного напряжения (самонапряжения) в конструкциях зданий и сооружений за счет расширения в процессе твердения для повышения трещиностойкости, водонепроницаемости и долговечности конструкций и устанавливает технические требования к напрягающим бетонам.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:
ГОСТ 9.306 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Обозначения
ГОСТ 166 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия
ГОСТ 577 Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм. Технические условия
ГОСТ 5578 Щебень и песок из шлаков черной и цветной металлургии для бетонов. Технические условия
ГОСТ 5781 Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия
ГОСТ 6958 Шайбы увеличенные. Классы точности A и C. Технические условия
ГОСТ 7473 Смеси бетонные. Технические условия
ГОСТ 7798 Болты с шестигранной головкой класса точности В. Конструкция и размеры
ГОСТ 8267 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия
ГОСТ 8736 Песок для строительных работ. Технические условия
ГОСТ 10060 Бетоны. Методы определения морозостойкости
ГОСТ 10178 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия
ГОСТ 10180 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам
ГОСТ 10181 Смеси бетонные. Методы испытаний
ГОСТ 11371 Шайбы. Технические условия
ГОСТ 12730.1 Бетоны. Методы определения плотности
ГОСТ 12730.5 Бетоны. Методы определения водонепроницаемости
ГОСТ 13015 Изделия бетонные и железобетонные для строительства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения
ГОСТ 17624 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности
ГОСТ 17711 Сплавы медно-цинковые (латуни) литейные. Марки
ГОСТ 18105 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности
ГОСТ 22690 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля
ГОСТ 23732 Вода для бетонов и строительных растворов. Технические условия
ГОСТ 24211 Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия
ГОСТ 25192 Бетоны. Классификация и общие технические требования
ГОСТ 25820 Бетоны легкие. Технические условия
ГОСТ 26633 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия
ГОСТ 27006 Бетоны. Правила подбора состава
ГОСТ 28570 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций
ГОСТ 30108 Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов
ГОСТ 30515 Цементы. Общие технические условия
ГОСТ 31108 Цементы общестроительные. Технические условия
ГОСТ 32496 Заполнители пористые для легких бетонов. Технические условия
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 напрягающий бетон: Бетон, содержащий напрягающий цемент или расширяющую добавку, обеспечивающие расширение бетона в процессе его твердения.
3.2 самонапряжение бетона: Величина предварительного напряжения бетона, создаваемого в результате расширения бетона в условиях упругого ограничения деформаций.
3.3 марка напрягающего бетона по самонапряжению: Среднее значение предварительного напряжения сжатия (самонапряжения) напрягающего бетона, МПа, в возрасте 28 сут, создаваемого в результате его расширения в условиях упругого ограничения деформаций, с жесткостью, соответствующей жесткости стальной арматуры при коэффициенте осевого продольного армирования 0,01 и модуле упругости 2·10 МПа.
3.4 расширяющие добавки РД: Минеральная добавка, применяемая для приготовления напрягающих бетонов.
3.5 напрягающий цемент: Минеральное вяжущее вещество, обеспечивающее при твердении бетонов в условиях упругого ограничения деформаций регулируемое самонапряжение.
3.6 линейное расширение: Увеличение линейных размеров стандартного образца.
4 Классификация
4.1 В соответствии с ГОСТ 25192 устанавливают следующие виды напрягающего бетона:
- тяжелые напрягающие бетоны;
- легкие напрягающие бетоны.
В зависимости от значения контролируемого самонапряжения (см. 5.1.3) напрягающие бетоны подразделяют на следующие виды:
- БН - бетон с нормируемой маркой по самонапряжению, изготовленный на основе напрягающего бетона;
- БК - бетон с компенсированной усадкой, изготовленный на основе портландцемента и расширяющей добавки.
4.2 Условное обозначение бетонных смесей, предназначенных для напрягающих бетонов, принимают по ГОСТ 7473 со следующими дополнениями.
Для бетона с нормируемой маркой по самонапряжению марку по самонапряжению указывают после марки по водонепроницаемости.
Пример условного обозначения бетонной смеси для бетона с нормируемой маркой по самонапряжению Sp1,2, класса прочности на сжатие В40, марки по удобоукладываемости П4, марки по морозостойкости , марки по водонепроницаемости W18:
БСТ БН В40 П4 W18 Sp1,2 ГОСТ 32803-2014.
Допускается для бетона с компенсированной усадкой марку по самонапряжению не указывать.
Пример условного обозначения бетонной смеси для бетона с компенсированной усадкой, класса прочности на сжатие В25, марки по удобоукладываемости П3, марки по морозостойкости , марки по водонепроницаемости W16:
Бетон с компенсированной усадкой
А.И.ЗВЕЗДОВ, д-р техн. наук, М.Ю.ТИТОВ, инж. (НИИЖБ)
Бетон с компенсированной усадкой для возведения трещиностойких конструкций большой протяженности
Одним из направлений развития и совершенствования бетона и железобетона является разработка новых подходов и их реализация в промышленности при получении вяжущих и бетонов нового поколения, обеспечивающих надежность и долговечность конструкций и сооружений, в частности ликвидацию усадки бетона.
Проблеме усадки и ее влиянию на свойства бетона посвящено много исследований в нашей стране и за рубежом, поскольку усадочные деформации в сочетании с низкой прочностью бетона на растяжение приводят к появлению трещин в железобетонных конструкциях, особенно в поверхностном слое, повышают их деформативность, снижают долговечность.
Одним из способов устранения отрицательных последствий усадки является применение в качестве вяжущего напрягающего цемента (НЦ), состоящего из портландцемента, алюмосодержащего компонента и гипса [1].
Напрягающий цемент, имеющий в своей основе портландцемент, обладает всеми его свойствами, но вместе с тем характеризуется рядом отличительных особенностей, а именно, расширением, нормированием величины самонапряжения, высокой водо- и газонепроницаемостью и экранирующей способностью против радионуклидов, сульфатостойкостью, прочностью на растяжение (осевое и при изгибе), быстрым набором прочности как в нормальных условиях при положительных и отрицательных температурах, так и при тепловлажностной обработке.
Бетоны на напрягающих цементах подразделяются на напрягающие (с расчетной величиной самонапряжения) и бетоны с компенсированной усадкой (требования по самонапряжению не предъявляются).
Для повышения эксплуатационных характеристик бетонов в настоящее время широко используются минеральные добавки, среди которых особое место занимают расширяющие, при введении которых в
портландцементе при твердении происходит увеличение линейных размеров. Введение таких добавок в бетон на портландцементе позволяет так же, как и при использовании НЦ, обеспечить высокую водонепроницаемость, трещиностойкость и долговечность конструкции. При этом новый бетон с использованием расширяющей добавки не только обладает всеми положительными свойствами бетона на портландцементе, но и нивелирует негативные его стороны: низкие показатели проницаемости, растяжения при изгибе, большие усадочные деформации.
В настоящее время в НИИЖБе разработано несколько видов расширяющих добавок [2], особенностью которых является возможность их производства как по обжиговой, так и по безобжиговой технологиям. В качестве сырья для получения таких добавок могут быть использованы природные материалы и промышленные отходы. Особый интерес представляет утилизация крупнотоннажных отходов, которая позволяет решать проблемы ресурсосбережения в строительстве, охраны окружающей среды и экологические задачи.
Добавки эти вводят или в мельницу при производстве цементов, или в бетоносмеситель непосредственно при приготовлении бетонной смеси.
Введение расширяющей добавки непосредственно в процессе приготовления бетонной смеси регулирует энергию расширения вяжущего, что позволяет получать бетоны для сборного и монолитного строительства как с компенсированной усадкой, так и напрягающие с различной энергией самонапряжения, обеспечивая при этом высокое качество изделий.
Анализ зарубежной и российской информации позволяет условно подразделить расширяющие добавки на следующие группы:
1 — алюминатно-сульфатные;
2 — алюминатно-оксидные;
3 — оксидные.
Расширение цементов, содержащих алюминатно-сульфатные добавки, происходит в результате взаимодействия алюмо- и сульфосодержащих фаз с образованием эттрингита (3CaO·Al2O3·3CaSO4·31Н2О).
В добавках второй группы наряду с компонентами, несущими оксиды алюминатов и сульфатов, обязательно присутствие свободного оксида кальция, т.е. расширение цементов с расширяющей добавкой этой группы происходит как из-за образования эттрингита, так и в результате гидратации СаОсв.
В цементах с добавками третьей группы расширение происходит в результате гидратации оксидов кальция, магния и др. (СаО, MgOсв).
Введение расширяющих добавок в бетонную смесь на портландцементе вызывает расширение цементного камня, увеличение объема твердой фазы, образующейся при гидратации цемента. При ограничении деформаций расширения развивается самонапряжение, т.е. усилие, отнесенное к единице площади поперечного сечения. Изучение процесса гидратации цементов на расширяющих добавках и бетонов на их основе показало, что скорость образования продуктов гидратации, вызывающих расширение в системе и рост прочности, во многом зависит от вида, активности и количества расширяющей добавки. Таким образом, свойства бетона можно регулировать путем изменения количества последней.
Для оценки возможности получения бетонов с различными свойствами были проведены исследования при введении расширяющих добавок разных типов. В качестве контрольного был выбран бетон класса В25 (М350), при приготовлении которого в бетонную смесь на портландцементе вводили различные расширяющие добавки с варьируемым количественным и качественным составом. Результаты испытаний приведены в табл.1.
Анализ данных табл.1 показывает, что, изменяя количество добавки даже в пределах одной группы, можно получить бетоны с различными характеристиками. Величина расширения и самонапряжения прямо пропорциональна количеству вводимой добавки. В то же время чрезмерное увеличение ее содержания может привести к снижению показателей прочности бетона на сжатие и растяжение при изгибе и даже кего разрушению (при отсутствии ограничений деформации).
Оценка результатов испытания показала, что с использованием добавок 1-й группы (добавок сульфоалюминатного типа) можно получать бетоны с прогнозируемыми свойствами. Эти свойства бетонов были успешно использованы при возведении ряда сооружений в Москве.
При устройстве бетонных покрытий в конструкции большой протяженности в большинстве случаев необходимо выполнять деформационные температурно-усадочные швы, что обусловлено невысокой предельной растяжимостью бетона. В то же время наличие швов снижает такие эксплуатационные качества покрытий, как ровность, в спортивных сооружениях и водонепроницаемость и долговечность — в покрытиях полов.
С использованием расширяющих добавок были разработаны бетоны с прогнозируемыми свойствами для конструкций большой протяженности, в частности, для устройства технологической плиты на Малой спортивной арене спорткомплекса "Лужники". Уместно отметить, что в 2000 г. была проведена реконструкция покрытия ледового поля, которое ранее (в 1979 г.) [3] было забетонировано именно бетоном на напрягающем цементе, при этом эксплуатация показала удовлетворительное его качество. При возведении железобетонной охлаждающей плиты перед проектировщиками и строителями опять возникла проблема обеспечения ее трещиностойкости, поэтому при реконструкции приняли решение вновь использовать напрягающий бетон.
В этой конструкции было использовано сочетание таких свойств бетонов, как повышенная прочность на растяжение, самонапряжение, повышенная деформативность, что позволило с использованием пластичных бетонов при насыщенности арматурой и трубопроводами системы охлаждения избежать усадочных трещин и отказаться от деформационных швов. Особую сложность при возведении спортивных сооружений составили высокие требования к ровности поверхности (±1,5 мм), положению труб системы замораживания в плите и к ее трещиностойкости. Большое насыщение плиты металлом (трубы и арматура составляют около 5% площади сечения плиты) при использовании обычного бетона неизбежно привело бы к образованию трещин и поставило под вопрос долговечность даже толстостенных труб системы замораживания, не говоря уже о резком снижении морозостойкости самой плиты. Поэтому наиболее эффективным средством повышения трещиностойкости является предварительное напряжение плиты. Однако напряжение относительно тонкой (14 см) пластинки большой площади (1800 м2) обычными способами весьма сложно и не всегда возможно.
Для создания такой технологической плиты с размещенными в ней трубами системы замораживания наиболее целесообразным является применение бетона с регулируемой величиной расширения. Только за счет происходящих химических реакций при твердении бетона возможно устройство данной конструкции. Разработка последней в качестве охлаждающей плиты при применении бетона с компенсированной усадкой дало возможность исключить температурные швы на всей площади. Одновременно благодаря высокой плотности цементного камня с РД и бетона на его основе была достигнута непроницаемость плиты, что обеспечило сохранность и работоспособность нижележащих скользящих и теплоизоляционных слоев.
Охлаждающая плита стадиона в Лужниках опирается на сохраненную часть "пирога" ледового поля. Такая несущая конструкция позволила, помимо исключения опалубки под плитой, значительно уменьшить температурные напряжения в охлаждающй плите. Благодаря этому резко упростилось устройство скользящих слоев, состоящих из пластиковых пленок толщиной 200 мкр, пластифицированного поливинилхлорида и слоя порошка (талька). Для снижения хладопотерь применен второй слой плит"Пеноплекс" толщиной 100 мм. Защитой от механических повреждений и проникания воды являются слои из асбестоцементного листа и изопласта ЭПП-4 (разрез охлаждающей плиты представлен на рисунке).
Охлаждающая плита (разрез) ледового поля стадиона в Лужниках
В связи с тем, что к бетону покрытия предъявлялись повышенные требования по прочности, водонепроницаемости, морозостойкости и трещиностойкости, бетонная смесь требовалась марки БСГ В30П3F300W12 (ГОСТ 7473-94).
Прочность бетона по контрольным образцам в соответствии с ГОСТ 10180-60 представлена в табл.2.
Бетон с компенсированной усадкой
Рубрика термина: Виды бетона
Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов. - Калининград . Под редакцией Ложкина В.П. . 2015-2016 .
Смотреть что такое "Бетон с компенсированной усадкой" в других словарях:
Виды бетона — Термины рубрики: Виды бетона Аглопоритобетон Активированная смесь сфб Алб Арболит Арболит конструкционно теплоиз … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Бетоны с компенсированной усадкой, низкой экзотермией
Проблемы, связанные с трещинообразованием на стадии возведения конструкций из монолитного железобетона возникают при устройстве массивных фундаментных плит и ограждающих конструкций толщиной более 500 мм. Тем более, что существенно возросшие нагрузки на конструктивные элементы требуют использования высокопрочных бетонов, для которых характерны повышенные расходы цемента, что приводит к повышенной экзотермии и, как следствие, к увеличению температурных напряжений и вероятности возникновения термоусадочных трещин.
В отличие от промышленных помещений, где можно использовать бетон и промышленные полы, в домах сегодня активно используется такой тип отделки полов, как виниловый пол. Это сверхпрочный материал, который служит долговечно и надежно.
Термическая трещиностойкость указанных конструкций была обеспечена за счет комплекса мероприятий: уменьшения энергетического потенциала бетона за счет минимизации расхода цемента и применения поли- компонентных органоминеральных модификаторов МБ-50С, снижения температуры бетонной смеси, а также равномерного остывания конструкций. Подробно информация о технологии возведения, уходе и контроле качества указанных конструкций опубликована нами ранее.
Кроме того, строительство в стесненных городских условиях сопряжено помимо прочего с ограничениями в размерах строительной площадки, что при реализации проектных решений с развитой подземной инфраструктурой, существенно затрудняет качественное выполнение гидроизоляции подземной части наружных железобетонных конструкций, устраиваемых практически вплотную к ограждениям котлована.
Читайте также: