Стандартный метод оценки зернового состава бетона
Обновлено: 16.05.2024
Основные принципы определения состава тяжёлого бетона. Лабораторный и рабочий составы.
Надо найти оптимальное соотношение цемента, песка, воды и заполнителей.Марку цемента выбирают в зависимости от проектной марки бетона по прочности. Чтобы получить бетон с минимальным расходом вяжущего, необходимо выяснить, какое должно быть при этом соотношение Rб/Rц. Расход цемента Ц (кг/м 3 ) найдем, пользуясь формулой прочности бетона:Ц=(1/А*Rб/Rц+0,5)*В. Существует следующая зависимость расхода цемента от соотношения Rб/Rц. Для бетонов низких и средних марок минимальные расходы вяжущего соответствуют: Rб/Rц = 0,4–0,6 или Rц 2Rб. Соотношение Rб/Rц, близкое к 1, допустимо по необходимости для бетонов высоких марок (М500, М600-М800), когда Rб Rц. Правильное определение состава бетона имеет большое технико–экономическое значение. Для расчета состава бетона устанавливают стандартные характеристики применяемых материалов. Определение состава бетона производят обычно расчетно–экспериментальным методом, который предусматривает предварительный расчет состава по формулам и последующую экспериментальную проверку и уточнение состава с помощью пробного замеса. Расчет сводится к установлению количества цемента, воды затворения, мелкого и крупного заполнителей в кг на 1м уплотненной бетонной смеси исходя из заданных свойств смеси и прочности бетона. 1) Ц/В Количество воды затворения находят в зависимости от заданной жесткости или подвижности бетонной смеси. Вычисляют цементно–водное отношение по формулам: Rб=А* Rц (Ц/В – 0,5) для обычных бетонов с Ц/В = 1,4–2,5 и Rб=А* Rц (Ц/В + 0,5) для высокопрочных бетонов с Ц/В>2,5. Далее находят водо-цементное отношение В/Ц=1/(Ц/В). 2) В Расход цемента находят, зная количество воды затворения и водо-цементное отношение: Ц=В/(В/Ц). Если расход цемента на 1м 3 бетона окажется меньше допускаемого по нормам, то количество его следует увеличить до требуемой нормы, сохранив прежнее В/Ц. Расход воды при этом пересчитывают, исходя из увеличенного расхода цемента. Минимальный расход вяжущего для бетонных конструкций – 200 кг/ м 3 , для железобетонных – 220 кг/ м 3 и конструкций, работающих в агрессивных средах – 250 кг/ м 3 . 3) Расход крупного и мелкого заполнителей определяют из следующих положений: а) объем плотно уложенного бетона (принимают в расчете равным 1м 3 или 1000л) без учета воздушных пустот слагается из объема зерен мелкого и крупного заполнителей и объема цементного теста, заполняющего пустоты между зернами заполнителей. Уравнение, выражающее это положение и называемое уравнением абсолютных объемов, может быть представлено в следующем виде:Ц/ц+В*П/п+К/к=1000. Б) пустоты между зернами крупного заполнителя должны быть заполнены растворной частью с учетом некоторой раздвижки зерен, величина которой определяется коэффициентом раздвижки Кразд: Ц/ц +П/п +В=К/н.к*Vпуст.к*Кразд, где Ц, В, П, Кразд – расходы соответственно цемента, воды, песка и крупного заполнителя, кг/м 3 ; ц , п , к – плотности этих материалов; н.к – насыпная плотность крупного заполнителя; Vпуст.к – относительный объем пустот (пустотность) крупного заполнителя, определяемый по формуле Vпуст.к =1-(н.к/к); Кразд – коэффициент раздвижки для жестких бетонных смесей, Кразд =1,05–1,15, в среднем 1,1, для подвижных смесей – по соответствующему графику в зависимости от расхода цемента и В/Ц. Формулы для определения расходов (кг/м 3 ): К=1000/( Vпуст* Кразд/н.к+1/к) и песка П=[1000 – Ц/ц – В – К/к]* п. Таким образом получен расчетный состав бетона в виде расхода (кг/м 3 ) компонентов: Ц, В, П, К. Он может быть выражен в относительных единицах (по отношению к массе цемента): 1: В/Ц: П/Ц: К/Ц. Состав бетона проверяют и уточняют путем пробного замеса бетонной смеси, приготовляемой из производственных материалов.
Заполнители для тяжёлого бетона. Технические требования. Стандартные методы оценки зернового состава
Удобоукладываемость бетонных смесей. Стандартные методы определения подвижности и жёсткости. Факторы, влияющие на Удобоукладываемость.
Бетонная смесь представляет собой сложную систему, состоящую из новообразований, образовавшихся при взаимодействии вяжущего с водой, непрореагированных частиц клинкера, заполнителя, воды вводимых сп. добавок и вовлеченного воздуха. Наиболее важным свойством бетонной смеси является удобоукладываемость, то есть способность деформироваться без нарушения целостности. Для описания поведения бетонной смеси в различных условиях используют ее реологические характеристики: предельное напряжение сдвига, вязкость и период релаксации. Для определения этих свойств применяют вискоземетры. Для полной оценки бетоносмеси и правильной организации производства бетонных и железобетонных изделий и конструкций необходимо знать и другие свойства смеси: ее уплотняемость, однородность, расслаиваемость, изменение объема в процессе затвердения, воздухововлечение, первоначальную прочность. Особенность бетоносмеси состоит в постоянном изменении ее свойств от начала приготовления до затвердивания. Удобоукладоваемость – способность заполнять форму при данном способе уплотнения, сохраняя ее однородность. Для оценки удобоукладываемости используют три показателя:
1 - подвижность бетоносмеси, которая является характеристикой структурной прочности смеси;
2 – жесткость, которая является показателем динамической вязкости бетоносмеси;
3 – связанность, которая характеризует водоотделениебетоносмеси после ее отстаивания.
Факторы: 1(основной) – количество воды затворения;
2 – объем цементного теста;
3 – объем цементного раствора
Основной закон прочности бетона (формулы и графики).
Физический смысл закона прочности бетона. Закон прочности бетона устанавливает зависимость прочности от качества применяемых материалов и пористости бетона. Прочность вяжущего характеризуется его маркой (Rц), качество заполнителя коэффициентом А, а пористость косвенно определяется величиной водо-цементного отношения В/Ц. Зависимость прочности от В/Ц является в сущности зависимостью прочности от объема пор, образованных водой, не вступающей в химическое взаимодействие с цементом. Кривая зависимости прочности бетона от количества воды затворения (при постоянном расходе цемента и способе уплотнения), приведенная на рис.4, характеризует физический смысл закона прочности. Левая ветвь кривой принадлежит недоуплотненным бетонным смесям, слишком жестким для данного способа уплотнения. При возрастании количества воды затворения, т. е. В/Ц, эти смеси укладываются плотнее, и прочность бетона повышается. Наконец, при оптимальном (для данного способа уплотнения) количества воды бетон имеет наибольшую плотность и прочность, что соответствует максимуму на кривой прочности.
Для тяжелых бетонов применяется заполнитель с прочностью в 1,5-2 раза больше заданной марки бетона. При большом содержании цементного теста зерна заполнителя раздвинуты на значительные расстояния, они почти не взаимодействуют друг с другом, поэтому решающее значение будет иметь прочность цементного камня и прочность сцепления его с заполнителем. На практике часто используют зависимость прочности бетона от цементно-водного отношения по формуле И. Боломея - Б.Г. Скрамтаева (рис. 5).
Для обычных бетонов с Ц/В=1,4-2,5 формула прочности имеет вид: Rб=ARц(Ц/B-0,5). При высококачественных заполнителях (щебень из плотных изверженных пород, крупный песок с минимальным содержанием вредных примесей) А=0,65; для рядовых заполнителей А=0,6; при применение заполнителей пониженного качества А=0,55. Для высокопрочных бетонов, изготовляемых с Ц/В>2,5, применяется формула: Rб=ARц(Ц/B+0,5). В этой формуле для высококачественных заполнителей А=0,43, для рядовых А=0,4. Основной закон прочности является общим для материалов с конгломератной структурой, он распространяется на тяжелые и легкие бетоны, мелкозернистые бетоны и строительные растворы. Только параметры А, входящие в формулу прочности, будут иметь различные численные значения, зависящие от вида материала и заполнителя.
Расчет зернового состава заполнителей для тяжелого бетона
Одним из важных показателей качества заполнителей для бетона является их гранулометрический или зерновой состав. В оптимальном зерновом составе мелкие зерна занимают пустоты между крупными. За счет этого смесь из крупного и мелкого заполнителя будет иметь высокую плотность с минимальным объемом межзерновых пустот.
Для оценки зернового состава производят рассев мелкого и крупного заполнителя на стандартном наборе сит. Рассчитывают характеристики зернового состава, строят графики, анализируют их.
На основании графиков делают выводы о пригодности материала в качестве заполнителя для бетона.
Определение прочности тяжелого бетона
Для оценки прочности бетона обычных стандартных испытаний контрольных образцов недостаточно. Контрольные образцы имеют другие размеры и это сказывается на условиях их формования и затвердения.
В настоящее время широко применяются неразрушающие методы для контроля прочности бетона. Они позволяют ориентировочно определить прочность в любой конструкции, определить прочность на любом отдельном участке конструкции или изделия.
Способы определения качества заполнителей
Качественные показатели заполнителей — основной составляющей бетонов по массе и объему — существенно влияют на расход цемента и физико-механические свойства бетонных смесей и бетонов, их стоимость. Л. И. и О. Л. Дворкины рассказывают о технологиях определения качества заполнителей.
Определение основных качественных показателей заполнителей бетона стандартизировано. В Российской Федерации основными нормативными показателями, устанавливающими методы испытаний заполнителей бетона, являются ГОСТы 8735–88 «Песок для строительных работ. Методы испытаний», 8269.0–97 «Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний», 9758–86 «Заполнители пористые неорганические для строительных работ. Методы испытаний».
Стандартные испытания заполнителей выполняют при проведении геологической разведки, контроле качества на предприятии-изготовителе и входном контроле на предприятии-потребителе заполнителей бетона.
В табл. 1 приведены основные показатели качества заполнителей, сущность методов их определения и направления использования.
Основные показатели качества заполнителей и методы их определения
Показатель качества, расчетная формула
,
где m — масса заполнителя в насыпном состоянии;
V — объем заполнителя
С помощью стандартных мерных цилиндрических сосудов
Для установления марки пористых заполнителей.
Для расчета складских помещений, бункеров, дозаторов, составов бетонных смесей и др.
Плотность зерен и вещества заполнителя:
,
где m — масса зерен; V — объем зерен
Гидростатическое взвешивание (для определения плотности зерен); пикнометрический метод (для определения плотности вещества — истинной плотности)
Для расчета составов бетонных смесей; расчета пустотности заполнителей; пористости зерен и др.
(Vпуст) и пористость зерен заполнителя (Vпор):
где rз — плотность зерен, г/см3; r — плотность вещества заполнителя
Расчетный метод; экспериментальное определение объема пустот по объему непоглощенной воды
Для расчета составов бетонных смесей; расчета необходимого объема цементного теста и др.
Влажность (W) и водопоглощение (Wвп) заполнителя:
где mвл, mсух, mнас — масса пробы соответственно в состоянии естественной влажности, сухом и водонасыщенном состоянии
Взвешивание пробы в естественном, сухом и водонасыщенном состоянии
Расчет производственных составов бетонных смесей
Коэффициент формы зерен:
,
где Днаиб и Днаим соответственно наибольший и наименьший размеры зерна, мм
Измерение размера зерен, соотношения толщины и ширины зерен к их длине
Определение содержания пластинчатых (лещадных) и игловидных зерен (с толщиной или шириной меньше длины в 3 и более раз); расчеты удельной поверхности и др.
Зерновой (гранулометрический) состав с определением частных (аn) и полных (Аn) остатков на ситах:
,
где mn — масса пробы, оставшаяся при просеивании на сите n; М — масса всей пробы
на стандартных ситах
Расчет модуля крупности (для песка) ;
построение кривой просеивания; расчет удельной поверхности и др.
Содержание отмучиваемых (пылевидных, глинистых и илистых) примесей:
где m, m1 — масса пробы заполнителя соответственно до и после отмучивания
Промывка пробы заполнителя с последовательным сливанием загрязненной и добавлением чистой воды
Оценка возможного влияния заполнителя на водопотребность бетонной смеси, прочность, морозостойкость и другие свойства бетона
Прочность (R) и дробимость (Др):
где P — разрушающее усилие;
F — площадь поперечного сечения образца;
m — масса испытанной пробы; m1 — масса остатка на контрольном сите после испытания
Испытание на сжатие кубических или цилиндрических образцов исходной породы;
раздавливание пробы однофракционного щебня (гравия) в цилиндре на гидравлическом прессе с усилием 200 кН и просеиванием через сито с размером отверстия в 4 раза меньше наименьшего размера исходных зерен.
Для пористых заполнителей определяют нагрузку, необходимую для сдавливания пробы на 1/5 часть занимаемого ею объема
Оценка пригодности заполнителя для бетона требуемого класса прочности
Коэффициент размягчения Кр (водостойкость):
,
где Rнас и Rсух предел прочности заполнителя соответственно в насыщенном водой и в сухом состоянии
Определение прочности заполнителя при прямом или косвенном (в цилиндре по дробимости) испытании в сухом и водонасыщенном состоянии
Оценка пригодности использования заполнителя в бетоне, подвергаемом систематическому воздействию воды
,
где m1 — масса пробы до испытания; m2 — масса остатка на сите, соответствующем минимальному размеру испытываемой фракции после испытания на требуемое число циклов замораживания и оттаивания
Определение потерь массы в % после испытания пробы заполнителя в лабораторной морозильной камере при температуре замораживания –17 – –25 °С с предварительным насыщением в воде
Оценка пригодности применения заполнителя для бетонов, подвергаемых замораживания и оттаиванию
Содержание органических примесей
С помощью колориметрической (цветовой) пробы
Оценка возможного влияния заполнителя на прочность и долговечность бетона
При необходимости более детальной оценки возможного влияния заполнителей на свойства бетона определяется химико-минералогический состав заполнителей, их структура. При наличии в заполнителе по данным петрографического анализа минералов, содержащих аморфный кремнезем (опала, халцедона и др.) проводится специальное исследование реакционной способности заполнителя (обычно песка) взаимодействовать со щелочами цемента. Химический метод определения реакционной способности песка предусматривает выдерживание его пробы с раствором гидроксида натрия в термостате при температуре 80 °С в течение 24 часов с определением массы растворившегося кремнезема. Если она превышает предел, установленный ГОСТом 8735–88, песок относится к потенциально реакционноспособному, и должна быть выполнена его специальная проверка в бетоне.
Действующие стандарты не предлагают определенной методики проверки, но указывают на необходимость учета условий эксплуатации сооружений (ГОСТ 26633–91). Оценку деструктивного влияния реакционной способности заполнителей можно производить по величине деформаций расширения образцов — балочек из цементно-песчаного раствора, твердеющих в заданном режиме в течение года. Для более раннего проявления деформаций расширения проводят тепловлажностную обработку образцов. Аналогичным образом проверяют допустимость присутствия в заполнителе других вредных примесей (оксидов железа, слюды, сернокислых и сернистых соединений, извести).
Для определения содержания вредных серосодержащих примесей в песке находят общее содержание серы, затем — содержание сульфатной серы и по их разности вычисляют содержание сульфидной серы. При наличии в песке только сульфатных соединений общее содержание серы не определяют.
Содержание глины в комках определяют путем отбора частиц, отличающихся от зерен заполнителя вязкостью. Пробу заполнителя увлажняют и выделяют комки глины.
Заполнители на основе металлургических и топливных шлаков дополнительно испытывают на стойкость к силикатному и железистому распаду. В соответствии с ГОСТ 9758–86 для проверки стойкости шлакового щебня к силикатному распаду пробу испытывают пропариванием над кипящей водой или в автоклаве в среде насыщенного пара при давлении 0,2 МПа. Шлаковый щебень считается стойким к силикатному распаду, если в результате испытаний потери массы данной фракции не превышает 5 %.
В топливных шлаках проверяется содержание остатков несгоревшего топлива согласно ГОСТ 26644–85 методом прокаливания. Оно ограничивается интервалом 3–7 % в зависимости от вида топлива и назначения бетона.
Все виды строительных материалов, в том числе природные и искусственные заполнители, подлежат контролю содержания радионуклидов. В соответствии с действующими строительными нормами материалы могут быть разделены на три класса в зависимости от суммарной удельной активности природных радионуклидов:
I — не более 370 Бк/кг (для всех видов строительства без ограничений);
II — от 370 до 740 Бк/кг (для дорожного и промышленного строительства в границах территории населенных пунктов);
III — от 740 до 1350 Бк/кг (для дорожного строительства за пределами населенных пунктов и строительства подземных сооружений, покрытых слоем грунта толщиной более 0,5, где исключено длительное пребывание людей).
Для контроля содержания радионуклидов заполнители подвергают гаммаспектрометрическому анализу.
При необходимости заполнители подвергают специальным испытаниям как регламентируемым, так и не регламентируемым государственными стандартами.
Для щебня, используемого при возведении балластного слоя железнодорожных путей, определяют электроизоляционные свойства измерением удельной электропроводимости насыщенного раствора, получаемого при перемешивании измельченного щебня с дистиллированной водой (ГОСТ 8269.0–97).
Истираемость (износ) щебня (гравия) определяют по потере массы зерен при испытании пробы в полочном барабане с шарами (ГОСТ 8269.0–97). Подготовленную пробу загружают в полочный барабан вместе с чугунными или стальными шарами и приводят его во вращение со скоростью 30–33 об/мин. По окончании испытания содержимое барабана просеивают через сито с отверстиями диаметром 5 мм и контрольное сито с сеткой № 1,25. Остатки на ситах соединяют и взвешивают.
Истираемость щебня И, %, определяют по формуле:
,
где m — масса пробы щебня (гравия), г;
m1 — суммарная масса остатков на сите с отверстиями диаметром 5 мм и контрольном сите, г.
Сопротивление щебня (гравия) удару на копре определяют по степени разрушения зерен, оцениваемой изменением зернового состава пробы (ГОСТ 8269.0–97). После 40 ударов бойка копра взятую пробу просеивают через сита с отверстиями 5; 3; 1 и 0,5 мм, остатки на каждом сите взвешивают и определяют полные остатки на каждом сите. Сопротивление щебня (гравия) удару на копре У определяют по формуле:
,
где А — показатель крупности пробы после испытания, определяемый по формуле:
,
где m1, m2, m3, m4 — полные остатки на ситах с отверстиями диаметрами 5; 3; 1 и 0,5 мм, г;
m — первоначальная масса пробы, г.
Для пористых заполнителей может измеряться теплопроводность с помощью различных приборов для уточнения влияния особенностей состава и структуры.
Как прямым определением адсорбционным методом или по способности заполнителя удерживать на своей поверхности пленку парафина, так и ориентировочно с помощью расчета находят удельную поверхность песка и щебня (гравия). Для расчетного определения удельной поверхности заполнителя (в м2/кг) широко используется формула А. С. Ладинского:
,
где a, b, c, d, f — частные остатки соответственно на ситах с размерами отверстий 2,5; 1,25; 0,65; 0,315; 0,16 мм и количество заполнителя, проходящее через сито 0,16 мм.
Расчетным путем ориентировочно могут быть вычислены и некоторые другие показатели качества заполнителей. Так, прочность пористых заполнителей можно рассчитать по формуле:
,
где А — параметр данного материала, численно равный его прочности при плотности, равной 1. Для материалов зернистой структуры n в среднем составляет около 4.
Для ускоренной оценки свойств заполнителей в лабораторной практике находят применение некоторые ускоренные методы испытаний. Так, для определения морозостойкости заполнителей производят попеременное насыщение пробы в растворе сернокислого натрия и высушивание в сушильном шкафу при 105–110 °С. После установленного числа циклов пробу высушивают, просеивают через сито и определяют потери массы.
Наряду с непосредственным испытанием зерен или навески заполнителей в насыпном или уплотненном состоянии проводят также испытания заполнителей в растворных и бетонных смесях. Такие испытания моделируют поведение заполнителей в композиционных материалах и дают важную дополнительную информацию об их свойствах и сравнительной эффективности. В частности, для расчета составов бетонов на пористых заполнителях ГОСТом 9758–86 предусмотрена методика определения плотности зерен заполнителя в цементном тесте. Зная плотность зерен заполнителей в воздушной среде rз и в цементном тесте можно найти относительный объем открытых пор, которые заполняются в бетоне цементным тестом:
,
где V0 — объем открытых пор в зернах заполнителя, см3,
V — суммарный объем зерен заполнителя.
Б. Г. Скрамтаевым и Ю. М. Баженовым [см. Баженов Ю. М. Технология бетона. — М., Высшая школа, 1987] был предложен метод определения водопотребности заполнителей, основанный на подборе смесей одинаковой подвижности с испытываемым заполнителем и без него. В соответствии с этим методом водопотребность песка (Вп) и крупного заполнителя (Вщ) рассчитывают по формулам:
где (В/Ц)р — водоцементное отношение цементно-песчаного раствора;
(В/Ц)ц — то же цементного теста нормальной густоты,
2 — число частей заполнителя на 1 ч. цемента;
(В/Ц)б — водоцементное отношение бетонной смеси;
3,5 — число частей крупного заполнителя (состав бетонной смеси: 1:2:3,5).
Известен и ряд других экспериментальных методик определения водопотребности заполнителей (А. А. Аракеляна, Г. И. Горчакова и др.).
Способ испытания крупного заполнителя в бетоне разработан в НИИЖБе. По этому способу испытывают образцы бетона с различным расходом заполнителя. В/Ц принимают в соответствии с расчетом для получения бетона требуемой прочности.
Экспериментальные методы оценки качества заполнителей в бетоне предложены ВНИИЖелезобетоном, ВНИИНерудом и другими научными коллективами и отдельными исследователями [см. Ицкович С. М., Чумаков Л. Д., Баженов Ю. М. Технология заполнителей бетона. — М.: Высшая школа, 1991].
Стандартный метод оценки зернового состава бетона
Дата введения 2020-01-01
Предисловие
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона им.А.А.Гвоздева (НИИЖБ им.А.А.Гвоздева) - структурным подразделением Акционерного общества "Научно-исследовательский центр "Строительство" (АО "НИЦ "Строительство")
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 29 марта 2019 г. N 117-П)
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 6 июня 2019 г. N 296-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 27006-2019 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2020 г.
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на тяжелый и мелкозернистый бетоны по ГОСТ 26633 и устанавливает правила подбора, назначения и передачи на производство состава бетона при изготовлении сборных бетонных и железобетонных изделий и монолитных конструкций.
Правила, устанавливаемые в настоящем стандарте, следует учитывать при разработке производственных норм расхода материалов.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:
ГОСТ 7473-2010 Смеси бетонные. Технические условия
ГОСТ 10060-2012 Бетоны. Методы определения морозостойкости
ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам
ГОСТ 10181-2014 Смеси бетонные. Методы испытаний
ГОСТ 12730.5-84 Бетоны. Методы определения водонепроницаемости
ГОСТ 18105-2015* Бетоны. Правила контроля и оценки прочности
* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.
ГОСТ 24211-2008 Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия
ГОСТ 26633-2015 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины, определения, обозначения и сокращения
3.1 Термины и определения
3.1.1 нормативная прочность класса бетона: Средняя кубиковая прочность бетона, соответствующая его классу с обеспеченностью 0,95 (тяжелый и мелкозернистый) при коэффициенте вариации 13,5% или с обеспеченностью 0,9 (гидротехнический бетон) при коэффициенте вариации 17%.
3.1.2 начальные составы бетона (основной и дополнительные): Составы бетона, рассчитанные теоретически и используемые после экспериментальной проверки, для назначения номинального состава бетона.
3.1.3 номинальный состав: Состав бетона, определяющий расход материалов фиксированного качества, необходимый для изготовления 1 м бетона заданного качества, который после твердения в определенных условиях обеспечивает в проектном возрасте (и других нормируемых возрастах) получение бетона, соответствующего всем нормируемым показателям качества.
3.1.4 рабочий состав: Состав бетона, полученный из номинального состава, путем его корректирования, учитывающего отличия фактических показателей качества материалов, применяемых для изготовления бетонной смеси, от показателей качества материалов, использованных при подборе номинального состава бетона.
3.1.5 уровень основного эффекта действия добавки: Критерий эффективности добавки по ГОСТ 24211 и техническим условиям изготовителя.
3.1.6 критерий оптимизации: Экстремальное значение количественного или качественного показателя свойств компонентов или состава бетона.
3.1.6.1 компоненты бетонной смеси: Экстремальный расход цемента или заполнителя, минимальная экзотермия цемента, минимальная водопотребность песка и т.д.
3.1.6.2 технологическая характеристика бетонной смеси: Минимальная пустотность смеси заполнителей, минимальная водопотребность бетонной смеси, минимальная расслаиваемость и т.д.
3.1.6.3 физико-механические свойства бетона: Кинетика набора прочности, усадочно-деформативные свойства, однородность свойств и т.д.
3.1.6.4 номинальный состав бетона: Минимальные стоимость, трудоемкость, сроки строительства и т.д.
3.1.7 рабочая дозировка: Дозировка рабочего состава бетона, необходимая для получения определенного объема готовой бетонной смеси.
3.2 Обозначения
В настоящем стандарте применены следующие обозначения:
, - необходимое количество мелкого и крупного заполнителя соответственно в 1 м бетона после корректирования, кг/м;
- процентное содержание мелкого заполнителя в крупном заполнителе, %; , , и - расход мелкого заполнителя, крупного заполнителя и воды соответственно в скорректированном по влажности рабочем составе, кг/м;
, и - расход цемента, мелкого заполнителя, крупного заполнителя и воды в номинальном составе соответственно, кг/м;
Стандартный метод оценки зернового состава бетона
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПЕРВОНАЧАЛЬНОГО СОСТАВА БЕТОНА
Утверждены директором НИИЖБ 27 июня 1983 г.
Методические рекомендации содержат описание методов экспериментального определения вещественного состава затвердевшего раствора и бетона, изготовленных как на чистом портландцементе, так и на цементе с активными минеральными добавками. Приведен пример расчета.
Предназначены для инженерно-технических работников строительных лабораторий и научно-исследовательских организаций.
Определение первоначального состава затвердевшего бетона и раствора имеет важное значение в строительной практике. Оно требуется в тех случаях, когда возникает необходимость установить в готовом изделии, соответствовала ли дозировка составляющих, в первую очередь - цемента, заданной марке бетона. Такая необходимость возникает, например, в случаях аварий или обнаружения недостаточной прочности бетона. Подобные случаи, хотя и являются сравнительно редкими, все же имеют место в строительной практике, поэтому методы определения первоначального состава затвердевшего бетона представляют значительный интерес как для строительных организаций, непосредственно отвечающих за качество бетона, так и для органов контроля (арбитража и т.д.).
Именно этим можно объяснить, что в ряде стран подобные методы узаконены в форме государственных или ведомственных стандартов (США, ГДР, Венгрия, Великобритания, Австралия и др.).
В 1969 г. были изданы разработанные НИИЖБ "Рекомендации методов анализа затвердевшего бетона и раствора для определения их первоначального состава" (М., 1969), в которых были обобщены все известные в литературе методы определения состава бетона и результаты обширных исследований, связанных с проверкой этих методов.
В настоящих Методических рекомендациях учтен многолетний опыт применения разработанных ранее методов для анализа затвердевших растворов и бетонов, поэтому они содержат некоторые изменения и дополнения.
Настоящие Методические рекомендации разработаны лабораторией физико-химических исследований бетонов НИИЖБ Госстроя СССР (инж. А.И.Лапшина и канд.техн.наук Л.В.Никитина).
Все замечания и предложения по содержанию настоящих Методических рекомендаций просим направлять в НИИЖБ по адресу: 109389, Москва, 2-я Институтская ул., д.6.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Основным условием надежности предлагаемых методов определения состава затвердевшего бетона является представительность отобранной для анализа пробы, т.е. возможно более близкое соответствие анализируемого образца фактическому составу бетона в данной части сооружения. Эта представительность достигается большим количеством отбираемых для анализа проб и достаточной массой отдельной пробы.
1.2. Большинство известных методов анализа затвердевшего бетона основано на растворении тонкорастертой пробы бетона соляной кислотой с последующим определением в растворе и , по значению которых рассчитывается содержание цемента. Нерастворившуюся часть пробы бетона обычно относят за счет заполнителей. При этом неизбежно имеет место частичное растворение в кислоте песка и крупного заполнителя, что снижает точность анализа. Проведенная в НИИЖБ проверка указанных методик показала, что относительная ошибка анализа при их применении может достигать 10-20%.
1.3. Учитывая вышесказанное, в настоящих Методических рекомендациях за основу принят комбинированный метод анализа затвердевшего раствора и бетона, состоящий из следующих операций:
определения количества крупного заполнителя;
анализа растворной части с целью определения содержания цемента;
определения содержания песка - по разности.
Метод предусматривает предварительное отделение от пробы крупного заполнителя, для чего используется термическая обработка, в результате которой бетон распадается на составные части.
Учитывая, что крупный заполнитель составляет обычно около половины массы бетона, притом он более растворим, чем песок, исключение его из химической обработки способствует повышению точности анализов.
1.4. Проверка предлагаемого в настоящих Методических рекомендациях метода определения состава бетона показала, что он обеспечивает относительную точность 5-10%.
1.5. В Методических рекомендациях приводятся также некоторые варианты указанного основного метода применительно к бетонам с различными вяжущими и заполнителями.
2. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
2.1. Настоящие Методические рекомендации распространяются на анализ затвердевшего портландцементного раствора и бетона, включая бетоны, содержащие цементы с активными минеральными добавками и заполнителями из карбонатных пород.
2.2. Методические рекомендации не распространяются на бетоны, в которых вяжущими являются глиноземистые, известково-пуццолановые и известково-шлаковые (бесклинкерные) цементы, а также на бетоны, подвергавшиеся воздействию агрессивных сред.
3. РЕКОМЕНДУЕМЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА
3.1. Для определения содержания цемента в пробах бетона предлагаются два метода:
метод непосредственного определения содержания цемента (химический метод);
метод определения содержания цемента по разности между массой исследуемой пробы бетона и массой заполнителей (ситовой метод).
3.2. Метод с непосредственным определением содержания цемента состоит из следующих операций:
определения количества крупного заполнителя;
определения количества цемента с помощью химического анализа;
определения количества мелкого заполнителя (песка) - по разности.
Количество крупного заполнителя определяется путем термического разложения бетона и отсеивания распавшейся массы через сито с размером ячейки 5 мм.
Количество цемента определяется путем растворения фракции, прошедшей через сито 5 мм (растворной части), в , а затем в щелочи (для растворения выпавшего при обработке кислотой геля ). При такой обработке частично будут растворяться и заполнители, поэтому результаты анализа будут более точными лишь в том случае, если имеются в наличии и будут проанализированы также исходные материалы бетона. В противном случае при расчете приходится принимать условные величины, что снижает точность анализа.
3.3. Метод определения содержания цемента по разности слагается из следующих операций:
разложения бетона нагреванием, иногда с последующей химической обработкой для отделения цемента с поверхности зерен заполнителя;
разделения (на ситах) полученных заполнителей и определение количеств отдельных фракций;
определения содержания цемента по разности.
Метод не требует специальной лаборатории и высокой квалификации исполнителей, но менее точен, так как неточности отдельных прямых определений отражаются на величине, определяемой по разности (т.е. содержании цемента).
3.4. Выбор того или иного метода или же применение обоих производится лабораторией в зависимости от поставленной задачи и местных условий.
4. ОТБОР ПРОБЫ ДЛЯ АНАЛИЗА
4.1. Проба, взятая для анализа, должна наиболее точно отражать состав бетона в данной части сооружения. Для этого отбирается 6-8 проб в разных точках сооружения или конструкции.
4.2. В зависимости от крупности заполнителей в бетоне, размеров конструктивного элемента и других факторов масса каждой пробы может изменяться от 1 до 5 кг.
4.3. Для установления причин местных дефектов, выцветов и т.п. пробы могут отбираться по месту дефекта в меньших размерах и числе (иногда в виде единичной пробы).
5. КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ПРОБЫ
5.1. Если не имеется точных сведений о том, какой цемент и заполнитель были использованы в данном бетоне, необходимо провести качественный анализ пробы для установления:
минералогического состава заполнителей, в частности - наличия в них карбонатных зерен;
наличия и вида активных минеральных добавок.
5.2. Для установления наличия карбонатных зерен в крупном заполнителе следует выделить из бетона несколько щебенок и испытать их на вскипание при действии концентрированной соляной кислоты.
Эта проба необходима и в отношении песка (в растворной части бетона). Если песок карбонатный, раствор разложится почти полностью.
5.3. Установление наличия и вида минеральных добавок в цементе производится с помощью микроскопического анализа и по данным микрохимических реакций. Для распознавания отдельных видов добавок могут служить следующие специфические признаки:
а) характерными признаками наличия в бетоне доменных шлаков (шлакопортландцемента) является синеватый цвет на свежем изломе бетона и запах сероводорода. Для доменных гранулированных шлаков характерно преобладание острогранных изотропных зерен шлакового стекла, часто аморфных. Для этих шлаков характерно наличие ольдгамита () и минералов из группы мелилита.
При обработке шлака раствором, содержащим в 10 мл дистиллированной воды 0,35 г треххлористой сурьмы (или хлорокиси сурьмы) и 1 г винной кислоты, он окрашивается в оранжево-красный цвет, при обработке раствором ацетата свинца и уксусной кислоты - в коричнево-черный;
б) для трепелов, опоки, диатомитов характерна скрытокристаллическая, часто аморфная, тонкозернистая структура. При обработке 0,1%-ным водным раствором родамина 6Ж появляется красная окраска зерен (зерна цемента остаются серыми или коричневыми);
в) туфы (трассы) определяются по ряду петрографических признаков, наиболее характерным из которых является пепловая структура (смесь обломков кристаллов и вулканического стекла).
При окрашивании родамином 6Ж появляется бордовый цвет;
г) в золах преобладают шаровидные зерна стекла, окрашенные в черный и желтовато-зеленый цвета. Так как специальных красителей для золы нет, для ее обнаружения можно использовать красители, окрашивающие цемент (например, 0,1%-ный водный раствор конго красного);
д) горелые породы, глиежи (природные горелые породы), котельные шлаки характеризуются присутствием остатков глинистых минералов.
5.4. Если строительная лаборатория не располагает необходимыми специалистами и оборудованием для петрографического анализа, последний поручается специализированной петрографической лаборатории.
6. ПОДГОТОВКА ПРОБЫ
6.1. Отобранные пробы бетона дробятся с помощью молотка или пресса на куски, не более максимального размера зерен крупного заполнителя в бетоне, причем стараются не повредить отдельных кусков крупного заполнителя.
6.2. Раздробленный таким образом бетон рассыпается ровным слоем на полу или на столе и подвергается квартованию до тех пор, пока оставшееся количество не станет равным 5-6 кг.
Из конечной пробы отбирают три навески по 0,5-1 кг (в зависимости от предельной крупности заполнителя), помещают их в фарфоровые чашки или на поддоны из неокисляющегося металла, сушат до постоянной массы при 110 °С и взвешивают с точностью до 1 г, получая массу сухой пробы бетона (масса А). Все дальнейшие операции производятся с этими тремя навесками параллельно.
7. ТЕРМИЧЕСКОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ БЕТОНА
Подготовленные, как указано в п.6.2 настоящих Методических рекомендаций, пробы в чашках или поддонах вносят в муфельную печь и нагревают до 400-600 °С в течение 3 ч. При этом бетон распадается на составные части, чему способствует легкое постукивание и разминание кусков в чашке резиновым или деревянным пестиком.
7.1. Если после первого нагревания распада не произойдет, прокаливание нужно повторить еще 2-3 раза. Для улучшения дезагрегации бетона горячие куски бетона после каждого нагревания можно помещать в чашку с холодной водой. В этом случае перед каждым повторным нагреванием пробу собирают в ту же чашку или поддон и высушивают.
7.2. После окончания разложения проба бетона высушиваются и взвешивается с той же точностью (получаем массу Б).
7.3. Полученная таким образом потеря массы при прокаливании до 600 °С (п.п.п.), %, равная
характеризует собой, в основном, содержание гидратной воды в пробе бетона.
8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА КРУПНОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ
8.1. Полученную сухую смесь (масса Б) просеивают через сито с отверствиями 5 мм для отделения крупного заполнителя от растворной части (цемент + песок). Остаток на сите с размером ячейки 5 мм взвешивают и получают массу крупного заполнителя (масса В). Масса материала, прошедшего через сито, представляет собой растворную часть бетона (масса Г).
8.2. Куски заполнителя, оставшиеся на сите 5 мм, тщательно просматриваются с помощью лупы и замеченные при этом кусочки прилипшего цемента или раствора осторожно удаляются вручную шпателем или щеткой. Снятые куски и пыль присоединяют к растворной части.
8.3. Все крупные куски щебня испытываются на присутствие карбонатов (вскипание капли на поверхности щебенки). Обнаруженные щебенки карбонатных пород (известняка, доломита) отбирают пинцетом и хранят отдельно.
8.4. Оставшиеся куски крупного заполнителя (за вычетом карбонатных зерен) обрабатывают два-три раза холодной разведенной (1:10) декантацией (споласкиванием), затем три раза водой, один раз 1%-ным раствором (декантацией) и опять два раза водой, после чего сушат, присоединяют отложенные карбонатные щебенки и взвешивают (масса Д). Промывные воды соединяют вместе и обрабатывают по п.8.6 настоящих Методических рекомендаций.
8.5. Если крупный заполнитель состоит, в основном, из карбонатных пород, обработка не применяется.
Читайте также: