МИНИСТЕРСТВО ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО РАСЧЕТУ, КОНСТРУИРОВАНИЮ И ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА ФИБРОБЕТОННЫХ СЛОЕВ УСИЛЕНИЯ ЦЕМЕНТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ АЭРОДРОМОВ АВИАЦИИ ВС

Москва 2004

МИНИСТЕРСТВО ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РЕКОМЕНДАЦИИ

НО РАСЧЕТУ, КОНСТРУИРОВАНИЮ И ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА ФИБРОБЕТОННЫХ СЛОЕВ УСИЛЕНИЯ ЦЕМЕНТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ АЭРОДРОМОВ АВИАЦИИ ВС

УТВЕРЖДЕНЫ

Начальником ЦОПУ КС МО -заместителем начальника строительства и расквартирования войск 24 декабря 2003 г.

Москва 2004

мость - водосодержапие», но которой определяют значение водоиотребности, соответствующее заданной удобоукладываемости смеси.

Расчет дополнительных составов, изготовление и испытание фибробстона пробных замесов

3.11    Рассчитываю*! два дополнительных состава фибробстоииой смеси, отличающихся от начального (с учетом уточненных значений водопотребноечи смеси) величиной водоцемелтного отношения в большую и меньшую сторону на 20 %.

Опытные замесы по начальному и дополнительным составам приготавливают на заполнителях и вяжущем, характеристики которых были приняты при расчете составов.

3.12    Т1ри приготовлении фибробетонной смеси погрешность дозирования компонентов смеси по массе не должна превышать: ±1% - для вяжущих, фибры, воды, добавок; ±2% - для заполнителей.

Воду и водные растворы добавок дозируют по массе или объему. Предварительно определяют плотность водного раствора рабочего состава добавки.

3.13    Приготовление опытных замесов начинают с перемешивания сухих материалов, а затем постепенно добавляют в замес назначенное по расчету количество воды и раствора добавки.

После окончания перемешивания отбирают пробы для проверки удобоукла-дывасмости и других свойств фибробетонной смеси, предусмотренных в техническом задании па подбор состава бетона. При этом определение удобоукладывасмо-сти начинают не ранее чем через 15 мин после перемешивания смеси с водой.

Исли свойства фибробетонной смеси нс соответствуют каким-либо требованиям задания на подбор состава фибробстона, производят корректировку составов до получения в замесе каждого состава смеси с заданными свойствами.

12

3.!4 После получения фибробстоиной смеси с заданными свойствами определяют ее плотность и для каждого состава рассчитывают фактический расход материалов па 1 м³ фибробстона по формулам

2>	(6)
2>	(7)
	(8)
■	(9)
Д _ Рс* I* •	( Ю)

где //, //, III Фи В - расход соответственно цемента, песка, щебня, фибры и

воды, кг/м³;

_р_см - плотность фибробетонной смеси, кг/м³;

Xg - суммарная масса всех материалов в замесе, кг; g_lf, g„_t g_ul, gfj_h g_fi - масса соответственно цемента, песка, щебня, фибры и воды в замесе, кг.

Для каждого состава фибробетонной смеси формуют по шесть образцов-балок и три образца-куба.

Режим твердения образцов должен соответствовать принятому режиму твердения фибробстона в покрытии.

3.15 В результате определяют единичное значение прочности фибробетоиа на растяжение при изгибе и сжатие как среднее арифметическое значение прочности

двух наибольших но прочности образцов в серии из трех образцов и прочности четырех наибольших по прочности в серии из шести образцов. В каждой серии определяют среднее квадратическое отклонение по формуле

щ./ а,    (11)

где (О, - размах значений прочности в серии, определяемый как разность между R_mm и R_mM значениями прочности; а - коэффициент, зависящий от числа значений прочности в серии т

п......	..... 3	4	5	6
а......	.... 1,69	2,06	2,33	2,5

После этого определяют коэффициент вариации V_Ci %, прочности фибробс* тона в серии по формуле

К ="Ю0,    (12)

/v_f

где R_c - среднее арифметическое значение прочности фибробстопа в серии.

При коэффициенте вариации V_c < 8 % результаты испытаний признают удовлетворительными и за показатель прочности бетона принимают значение /?_г, при V_v> 8 % изготовление и испытание серии образцов повторяют.

3.16 По результатам испытаний строят график зависимости прочности фибро-бетона'от во до цементного отношения и определяют значение В/Ц, соответствующее требуемой прочности бетона R| . Затем пересчитываю'!' состав бетона исходя из пай-

14

денного значения водоцементного отношения и изготавливают контрольные образцы для определения морозостойкости фибробстона.

При положительных результатах испытаний подобранный состав фибробстона принимают за номинальный.

3.17 R случаях, когда подбираемый состав фибробстона отвечает требованиям по прочности и не отвечает каким-либо другим требованиям задания па подбор состава, следует произвести подбор состава с применением технологических приемов, обеспечивающих получение всех требуемых показателей качества фибробстона, как правило, без увеличения расхода цемента.

11азначенис и корректировка рабочих составов фибробстонпой смеси

3.18    Назначение нового рабочего состава фибробстонпой смеси производя!, если по данным входного контроля установлено изменение качества поступивших материалов по сравнению с применявшимися ранее более чем на:

-    2,5 МПа - фактической прочности цемента;

-    1,5 абс. % - нормальной густоты цементного теста;

-    1,5 абс. % - содержания илистых, глинистых и пылевидных частиц в песке.

3.19    Корректировку рабочего состава производят, если но данным входного контроля качества заполнителей и операционного контроля производства установлено изменение качества материалов тех же партий или качества получаемой фибробетонной смеси более чем на:

-    2 абс. % - содержания песка в щебне или щебня в песке;

-    0,5 абс. % - влажности заполнителей;

-    2 см - осадки конуса фибробетонной смеси.

Корректировку производят также, если фактическая прочность фибробстона ниже требуемой или выше верхней предупредительной границы но ГОСТ 18105-86.

15

4 КОНСТРУИРОВАНИЕМ РАСЧЕТ ФИБРОБЕТОННЫХ СЛОЕВ

УСИЛЕНИЯ

4.1    Конструирование фибробетонных слоев усиления выполняется с учетом следующих требований:

-    толщина слоя усиления определяется расчетом, по должна быть нс менее 8 см;

-    между слоем усиления и существующим покрытием должен устраиваться выравнивающий слой из асфальтобетона или пескоцсмепта;

-    деформационные швы в слое усиления следует предусматривать над всеми иjвами существующего покрытия;

-    глубина паза деформационных швов должна равняться 1/3 толщины слоя усиления.

4.2    Расчет аэродромного покрытия из фибробетона производят но методу предельных состояний на воздействие вертикальных нагрузок от воздушных судов.

Расчетным предельным состоянием жесткого аэродромного покрытия с конструктивными слоями из фибробетона является предельное состояние по прочности .

4.3    Расчет аэродромного покрытия из фибробетона проводят на нормативную нагрузку, представляющую собой нагрузку на четырехколесную условную опору при давлении в шинах колес Р_а=1,0 МПа. Расстояния между центрами отпечатков в четырсхколеспой условной опоре равны 70 см между смежными колесами и 130 см между рядами колес. Допускается производить расчет на одноколесную нормативную нагрузку. Нормативные нагрузки приведены в таблице 7. Допускается выполнять расчет на конкретный тип самолета. В последнем случае расчет выполняют с учетом заданного распределения взлетных масс, а если оно не задано, расчет ведут на нормальную взлетную массу.

4.4    При расчете аэродромного покрытия из фибробетона на прочность коэффициенты динамичности kj и разгрузки у_г (учитывающий движение воздушных су-

17

до» но покрытию с большими скоростями) для всех групп участков аэродрома принимают в соответствии с таблицей 8.

4.5 При расчете однослойного аэродромного покрытия т фибробетона по прочности должно удовлетворяться условие

m_d < m,,,    (16)

где m_it- расчетный изгибающий момент в рассматриваемом сечении плиты покрытия;

т„ - предельный изгибающий момент в рассматриваемом сечении плиты покрытия.

Таблица 7

Категория нормативной нагрузки Нормативная нагрузка F„ на основную (условную) 4-х колесную опору самолета, кН Нормативная нагрузка на одноколесную опору, кН Рас четное число движений за 20 лет в сутки И/к 850 - 100000 50 1 700 - 100000 50 М 550 250 100000 50 III 400 170 200000 100 IV 300 120 200000 100

Таблица 8

Группа участков по Коэффициент Коэффициент динамичности kj при давлении в ши- крытий разгрузки у|* иах, МПа 1,0 и менее св. 1,0 до 1,5 св. 15 А 1 1,2 1,25 1,3 Б 1 и 1.15 1.2 ВиГ 0,85 и и 1,1 Примечание - Коэффициенты динамичности и разгрузки для укреплённых обочин и укреплённых участков, примыкающих к торцам ИВПП, принимают равными 1

18

4.6 Расчетные значения изгибающих момстов m_tl, кЦ-м/м, па единицу ширины сечения однослойных жестких фибробетопных покрьпий следует определять но формуле

Ш|| ^c.max^^N •>    (17)

где n\._JllllN - максимальный изгибающий момент при центральном загружении плты, к11-м/м, который вычисляется как наибольший суммарный момент, создаваемый колесами опоры воздушного судна в расчетных сечениях плиты, перпендикулярных осям х или у (рисунок 1), при этом должны исключаться ряды колес, дающие в сумме отрицательное значение изгибающего момента в расчетном сечении, определяют по формуле

«1

m_c пт ~ ГС11+ ^ /77_{г( г>/} ,    (    1    Ь    )

где к - переходный коэффициент от изгибающего момента при центральном загружении к моменту при краевом загружении плиты, принимаемый равным:

•    для фибробстонных покрытий со стыковыми соединениями - 1,2;

•    для фибробетонимх покрытий, устраиваемых без стыковых соединений - 1,5;

3    /

Т^Чз-х/Ц # (£з=у/1; т|г**Л)

F,

/(^;ть-0) ² /(^у/кПг-О) -

Рисунок I - Расчетная схема параметров загружепия опор воздушного судна

19

Предисловие

1    РАЗРАБОТАНЫ 26 Центральным иаучио-иселедовагельским институтом Министерства обороны Российской Федерации.

Ангорский коллектив: кандидат технических наук Гвоздев В.А. (руководи гель работы), кандидат физико-ма^матичсских наук Буянов (’.А., инженеры Санин IO.I I., Юшкой Ф.В., Антоненко И.А.. Прус Д.А.

2    ВНЕСЕНЫ Военно-научным комитетом начальника строительства и расквартирования войск Министерства обороны Российской Федерации

3 ВВЕДЕНЫ ВПЕРВЫЕ

Настоящий документ не может быть полностью или частично вое произведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Министерства обороны Российской Федерации

2

k_N - коэффициент, учитывающий накопление остаточных деформаций в основании ич материалов, не обработанных вяжущими, и принимаемый равным 1,1 для участков группы Л и перронов; для оснований из материалов, обработанных вяжущими, а также для участков групп Б (кроме перронов), В и Г не-зависимо от вида оснований следует принимать к к» “ 1,0; mi - изгибающий момент от действия колеса, центр отпечатка которого совпадает с расче тным сечением, к! йм/м, определяют по формуле

ш, = F_d-f(a),

щ - число колес на опоре;

iT4jn" изгибающий момент, создаваемый действием i-ro колеса, расположенного за пределами расчетного сечения плиты, к Н-м/м определяют по формуле

(20)

И_{|    -    расчетная    нагрузка    на    колесо,    кН,    определяемая    по    формуле

F_d= F_n/n_k*k_d-y_f    (21)

f(a)-f(R₀/i) - функция, значение которой приведено в таблице 9. Таблица 9

(X F(a) a F(a) a F(a) a F(a) a F(a) a F(a) 0,00 0 0,24 0,1875 0,48 0,1255 0,72 0,0908 0,96 0.0676 2,00 0,0201 0,02 0,4144 0,26 0,1802 0,50 0,1220 0,74 0.0885 0,98 0,0660 2,20 0,0158 0,04 0.3509 0.28 0,1736 0,52 0,1186 0,76 0,0863 1,00 0.0645 2,40 0,0124 0,06 0,3139 0,30 0,1673 0,54 0,1153 0.78 0,0842 1,10 0,0573 2.60 0.0096 0,08 0,2876 0.32 0,1615 0,56 0,1121 0,80 0,0821 1,20 0,0510 2.80 0,0074 0,10 0.2672 0.34 0,1561 0,58 0,1091 0,82 0,0801 1,30 0,0454 3,00 0,0056 0,12 0,2505 0,36 0,1510 0,60 0,1062 0,84 0,0782 1,40 0,0405 3,20 0,0042 0,14 0,2365 0,38 0,1462 0,62 0,1034 0,86 0,0763 1,50 0,0361 3,40 0,0031 0,16 0,2243 0,40 0,1416 0,64 0,1007 0,88 6,0745 1,60 0,0321 3,60 0,0023 0.18 0,2136 0,42 0,1373 0,66 0,0981 0.90 0,0727 1,70 0,0286 3.80 0,0016 0.20 0,2040 0,44 0,1332 0,68 0,0956 0,92 0,0710 3,80 0,0255 4,00 0,0011 0.22 0,1954 0,46 0,1293 0,70 0,0932 0,94 0,0693 1,90 0,0226 4,20 0,0007

20

СОДЕРЖАНИИ

(тр.

1    Общие iюложения...................................................................... 4

2    Требования к материалам.............................................................. 4

3    Методика подбора состава фибробетона.......................................... 9

4    Конструирование и расчет фибробстонных слоев усиления .................17

5    Технология устройства фибробстонных слоев усиления......................27

6    Контроль качества работ.............................................................32

11риж»кенме А Пример подбора состава фибробетона ......................... 38

J 1рмложсние Б 11сречснь основных нормативно-методических докумен тов,

использованных при разработке «Рекомендаций ...»............42

3

1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

\Л Настоящие «Рекомендации...» предназначены для использования при проектировании и устройстве фибробстоннмх слоев усиления монолитных бетонных, армобстоннмх и железобетонных покрытий аэродромов Вооруженных Сил Российской Федерации.

1.2    Конструирование и расчет фибробетонных слоев усиления следует выполнять в соответствии с требованиями СНиП 32-03-96 с учетом положений «Пособия по расчету и конструированию аэродромных покрытий» и настоящих «Рекомендаций...»

1.3    Производство и контроль качества работ при устройстве фибробстонных слоев усиления покрытий аэродромов следует осуществлять в соответствии с требованиями ВСП 32-01-02/МО РФ с учетом положений настоящих «Рекомендаций...».

2 ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ

2.1    Для устройства фибробетонных слоев усиления покрытий аэродромов следует применять фибробетон классов по прочности на растяжение при изгибе Во» 4,8; B_tb 5,2; B_Ib 5,6; B_tb 6,0; B_tb 6,4; Вц, 6,8; B_tb 7,2.

При этом класс по прочности на сжатие должен быть не менее В30.

2.2    Марку по морозостойкости фибробетона следует назначать в соответствии с требованиями СНи11 32-03-96 для верхних слоев покрытий аэродромов.

2.3    Фибробстонная смесь перед уплотнением ее рабочим органом бетоноотде-лочиой машины должна соответствовать марке по удобоукладываемости Ш по ГОСТ 7473-94 (осадка конуса 1-4 см). Конкретные значения подвижности смеси в пределах указанной марки устанавливает лаборатория.

2.4    Для приготовления фибробетона для слоев усиления аэродромных покрытий следует применять портландцемент ГПД 550-ДО-Н и ПЦ 600-ДО-Н, допускается применение портландцемента ПЦ 500-ДО-Н для классов бетона по прочности на

4

растяжение лри изгибе не более В^ 5,6- Используемый портландцемент должен удовлетворять требованиям ГОСТ 10178-85.

2.5    В качестве мелкого заполнителя следует применять природные средние и крупные пески по ГОСТ 8736-93.

Загрязненность песка глинистыми, пылеватыми и илистыми частицами нс должна превышать 3% по массе. 1 Наличие в песке глины в комках нс допускаемся.

2.6    В качестве крупного заполнителя следует применять щебень из изверженных и метаморфических пород, отвечающий требованиям ГОСТ 8267-93 и ГОСТ 26633-91.

Рекомендуемая фракция щебня, используемая в качестве крупного заполнителя фибробстопа, - от 5(3) до 10 мм. Допускается использование щебня фракции от 5(3) до 20 мм.

Зерновой состав каждой фракции должен находиться в пределах, указанных в таблице Г

Таблица 1

Диамезр отверстий контрольных сит d 0,5(d-D) D 1,25П Полные остатки на ситах, % по массе От 90 до 100 От 30 до 60 До 10 До 0,5 11римечание- D и d - наибольшие и наименьшие номинальные размеры зерен щебня каждой фракции.

Содержание разных фракций в крупном заполнителе при наибольшей крупности заполнителя 20 мм должно соответствовать:

-    25 - 40% для фракции от 5(3) до 10 мм;

-    60 - 75% для фракции от 10 до 20 мм.

Марка мо дробимости щебня из изверженных и метаморфических пород должна быть нс менее 1200.

Содержание в щебне зерен пластинчатой (лещадпой) и игловатой форм для фибробетона слоя усиления не должно превышать 25% но массе.

Содержание пылевидных и глинистых частиц н щебне из изверженных и метаморфических пород должно быть не более 1%.

Морозостойкость щебня должна быть не ниже марки фибробетона но морозостойкости.

2.7 Дисперсное армирование рекомендуется осуществлять стальной фиброй. Для приготовления фибробетона класса по прочности на растяжение при изгибе не выше В,ь 5,6 допускается использование базальтового волокна. Технические характеристики металлической фибры и базальтового волокна приведены в таблице 2. Рекомендуется применение профилированной фибры или фибры с изогнутыми концами, за счет указанных характеристик увеличивается сцепление фибры с бетоном и повышается анкерующая способность.

Таблица 2

Вид фибры Сро/тяя длина, мм Приведенный диаметр Отношение длины к диаметру Минимальное количество перегибов Металлическая фибра 30...50 0,50...0,80 О <1 О 3... 14 Базальтовое волокно 20...40 0,030...0,080 400...500 -

2.8 Для роллирования и улучшения технологических свойств фибробетонной смеси, строительно-технических характеристик фибробетона и снижения расхода цемента следует применять химические добавки, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 24211-91.

6

Фибробстон для слоев усиления следует изготавливать с обязательным применением комплексной химической добавки: пластифицирующая не ниже И группы эффективности и воздухововлекающая или газообразующая добавка.

Основные рекомендуемые добавки, их полные и условные наименования, а также примерные дозировки приведены в таблице 3.

Таблица 3

Вид добавки 11азванме и условная маркировка 11римерпая дозировка, % от массы цемен та 11ластифицирующая Лигносульфонаты технические JJCT 0,25-0,40 Разжижитель С-3 0,7-0,9 Воздухововлекающая Смола нейтрализованная воздухововлекающая СНВ 0,01-0,02 Смола древесная омыленная СДО 0,01-0,03 Газообразующая Пол игидросилоксаны 136-41 136-157М 0,03-0,07 0,02-0,06

Эффективность действия добавок зависит от минерального состава цемента, характеристик заполнителей и состава фибробетона, поэтому оптимальные дозировки добавок следует уточнять экспериментально при подборе состава с учетом конкретных материалов и применяемого оборудования.

2.9 Вода для затворения фибробетонной смеси должна соответствовать требованиям ГОСТ 23732-79.

Содержание в воде органических поверхностно-активных веществ, сахаров или фенолов нс должно быть более 10 мг/л каждого.

Вода не должна содержать пленки нефтепродуктов, жиров, масел.

Окисляемосгь воды не должна быть более 15 мг/л.

Водородный показатель воды (pH) нс должен быть менее 4 и более 12,5.

7

Содержание других примесей допускается в количествах пс снижающих прочность и морочоетойкость бетона.

Пода питьевая по ГОСТ 2874-82 допускается к применению для чагворспия смеси бсч апалича качества.

Содержание в воде растворимых солей, ионов S0₄, СГ¹ и взвешенных частиц ие должно превышать величин, указанных в таблице 4.

Таблица 4

11азначснис воды Максимально допустимое содержание, мг/л растворимых солей ионов S04 ионов СГ1 взвешенных частиц Иода дня чатворспия фибробетонпой смеси 2000 600 550 200 Вода для промывки заполнителей и ухода за фибробетоном 5000 2700 1200 500

2.10 Для ухода за свежеуложенным фибробетоном применяют пленкообра-чующие составы па водной или органической основе.

Рекомендуемые пленкообразующие составы и их расход при уходе за бетоном приведены в таблице 5.

Таблица 5

Наименование состава Основа, цвет Расход, г/м2 Вододисперсный пленкообра-зующий состав ВГ1С-Д (ТУ 2241-166-00284807-96) Водная, светлый 100-500 в зависимос ти оч массовой доли нелетучих веществ Эмульсии битумные анионные класса ЭБА-1 или ЭБА-2 (ГОСТ 18659-81) Водная, темный 500-800

8

3 МЕТОДИКА ПОДБОРА СОСТАВА ФИБРОБЕТОПА

3.1    Подбор номинального состава фибробетопа производя! но следующим этапам:

определение характеристик исходных материалов для фибробетопа; расчет начального состава;

экспериментальное уточнение начального состава; расчет' дополнительных составов;

изготовление пробных замесов начальною и дополнительных составов» отбор проб, испытание бетонной смеси, изготовление образцов и их испытание по веем нормируемым показателям качества;

обработка полученных результатов с установлением зависимостей, отражающих влияние параметров состава на нормируемые показатели качества бетонной смеси и бетона;

назначение номинального состава, обеспечивающего получение бетонной смеси и бетона требуемого качества при минимальном расходе вяжущего.

Расчет начального состава

3.2    Характеристики исходных материалов определяют по разделу 2 настоящих Рекомендаций.

3.3    Состав фибробетопа следует подбирать исходя из требуемой прочности. Требуемую прочность на растяжение при изгибе фибробетопа R/■, МПа, при

подборе состава (до накопления необходимого для ведения статистическою контроля числа результатов испытаний) вычисляют по формуле

Rr ⁼ 1>28 ’В_норм,    (1    )

где В,_щп, - нормируемое значение прочности, МПа, для фибробетопа данного класса по прочности растяжение при изгибе.

9