ОТРАСЛЕВОЙ дорожный методический документ

РОСНВТОПОР

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАЗРАБОТКЕ РЕЦЕПТУРЫ САМОУПЛОТНЯЮЩЕГОСЯ БЕТОНА С ЗАДАННЫМИ СВОЙСТВАМИ ПО ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТИ ДЛЯ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ДОРОЖНОЕ АГЕНТСТВО (РОСАВТОДОР)

МОСКВА 2016

О ДМ 218.3.070-2016

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Уральским филиалом «УралГИПРОДОРНИИ» ОАО «ГИПРОДОРНИИ», (ООО «Научно-исследовательский центр «ГИПРОДОРНИИ»).

2    ВНЕСЕН Управлением научно-технических исследований и информационного обеспечения Федерального дорожного агентства

3    ИЗДАН на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от «17» ноября 2017г., № 3416-р

4    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5    ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР

и

О ДМ 218.3.070-2016

0,5 мм, включающий в себя минеральную и органическую части и предназначенный для одновременного улучшения технологических и физико-технических свойств цементных систем.

3.17    пеногаситель: Химическая добавка в виде порошка, вводимая в бетонную смесь и предотвращающая или снижающая образование воздушных пузырьков в бетонной смеси и способствующая снижению пористости бетона.

3.18    пыль из инертных материалов: Частицы, входящие в состав инертных материалов, размер которых меньше 0,125 мм.

3.19    расплыв конуса:    Характеристика удобоу клады васмости

свободно растекающейся бетонной смеси, выраженная средним диаметром её расплыва при снятии стандартного конуса.

3.20    самоуплотняющаяся бетонная смесь (СУБС): Смесь, которая без воздействия на неё дополнительной внешней уплотняющей энергии самостоятельно под воздействием собственного веса течет и уплотняется, освобождается от содержащегося в ней воздуха и полностью заполняет пространство между арматурными стержнями и опалубкой, сохраняя при этом гомогенность.

3.21    самоуплотняющийся бетон:    Бетон,    изготовленный из

самоуплотняющейся бетонной смеси.

3.22    свая буронабивная: Железобетонная свая сплошного или кольцевого сечения с уширениями и без них, бетонируемая непосредственно в пробуренной скважине, в том числе с закреплением стенок скважины обсадной трубой (железобетонная конструкция).

3.23    тиксотропность: Способность ремонтной смеси уменьшать вязкость от механического перемешивания и увеличивать вязкость в состоянии покоя. Материалы, обладающие тиксотропными свойствами, не текут и не капают с инструмента, при этом хорошо распределяются по поверхности нанесения; не стекают с потолочных, вертикальных и наклонных поверхностей.

О ДМ 218.3.070-2016

3.24    тиксотропная бетонная смесь: Готовая к употреблению подвижная бетонная смесь, обеспечивающая осадку конуса в пределах 11-16 см, способная сохранять заданную форму или профиль и не требующая уплотнения при укладке. Тиксотропные бетонные смеси используются при нанесении на вертикальные и потолочные поверхности без применения опалубки.

3.25    тиксотропия: Способность субстанции уменьшать вязкость (разжижаться) от механического воздействия и увеличивать вязкость (сгущаться) в состоянии покоя.

3.26    тиксотропное гелеобразованне:    Повышение    вязкости

(сгущение) субстанции в состоянии покоя.

4 Обозначения н сокращения

4.1    ВИТ: Вертикально перемещающаяся труба.

4.2    СУБ: Самоуплотняющийся бетон.

4.3    СУБС: Самоуплотняющаяся бетонная смесь.

4.4    SF: Класс СУБС по удобоукладываемости, определяемый диаметром расплыва стандартного конуса.

4.5    РА: Класс СУБС по способности смеси преодолевать препятствия, определяемый способностью преодолевать сопротивление арматурных стержней в L-образном ящике.

4.6    SR: Класс СУБС на устойчивость к расслаиванию, определяемый путём просева через сито свежеприготовленной бетонной смеси.

4.7    VS: Класс СУБС по вязкости, определяемый по времени Т**) (времени, необходимому для расплыва стандартного конуса бетонной смеси до диаметра 500 мм).

4.8    VF: Класс СУБС по вязкости, определяемый временем протекания через V-образную воронку.

к

ОДМ 218.3.070-2016

5 Общие положения

В настоящее время изучение и внедрение самоуплотняющихся бетонных смесей и методов их диагностики активно продолжается в Японии и в странах Западной Европы. В России применение самоуплотняющегося бетона только получает своё развитие, однако на протяжении последнего десятилетия рядом строительных организаций предприняты успешные попытки применения самоуплотняющегося бетона в гражданском строительстве [10]. В последнее время российскими специалистами разработан ряд нормативных документов по подбору составов, приготовлению, технологии укладки самоуплотняющейся бетонной смеси, контролю качества, а также методам испытаний самоуплотняющейся бетонной смеси. Но в виду недостаточности нормативной базы в Российской Федерации по самоуплотняющимся бетонам наряду с отечественными документами пользуются нормативами других государств.

В целом, зарубежный опыт подтверждает, что применение СУБ экономически оправданно, однако такой бетон имеет существенную специфику.

В первую очередь при технико-экономическом сравнении должны учитываться параметры сложности и ответственности конструкций, так как самоуплотняющийся бетон - это высокопрочный бетон 60-100 МПа и более, а также морозостойкостью до F 600. Подразумеваются и повышенные требования к конструкции опалубки, которая должна быть прочной и герметичной, чтобы выдержать гидростатическое давление бетонной смеси.

5.1 Самоуплотняющийся бетон отличается от обычного бетона, как по составу, так и по свойствам. Отличие состоит в соотношении материалов и в использовании специальных эффективных добавок минерального и химического происхождения, за счет которых получают бетоны текучей консистенции, а после твердения повышенной прочности.

О ДМ 218 3.070-2016

В основном, отличие самоуплотняющейся бетонной смеси от обычной прослеживается только в момент его укладки. Характеристики долговечности, прочности и др. не только нс уступают, но даже лучше обычных тяжёлых бетонов. СУБ дает широкие возможности для формирования более сложных по конфигурации изделий.

5.2    Буронабивные    сваи бетонируют    методом    вертикально

перемещающейся трубы (ВПТ). Применяемые в строительстве обсадные трубы, как правило, состоят из отдельных секций и имеют стыки, позволяющие их быстро и надежно соединять ВТП. В приемную воронку бетонную смесь подают непосредственно из автобетоносмесителя или с помощью специального загрузочного бункера. По мере укладки бетонной смеси обсадную трубу извлекают из скважины.

5.3 Использование самоуплотняющейся бетонной смеси, не требующей вибрирования при укладке, является перспективным направлением при устройстве буронабивных свай.

5.4    Самоуплотняющаяся бетонная смесь имеет большее, чем обычная смесь содержание мелкой фракции из-за большего содержания вяжущего и иной кривой распределения частиц различных размеров. Эти изменения в комбинации со специально адаптированными суперпластификаторами обеспечивают необходимую текучесть и уплотняемость смеси, а также и в целом повышенную её удобоукладываемость, определяемую различными методами, в том числе расплывом стандартного конуса.

5.5    Преимуществами и отличительными особенностями самоуплотняющейся бетонной смеси являются:

-самоуплотняющаяся бетонная смесь хорошо проникает в самые труднодоступные места в опалубке без использования вибраторов или уплотнения, обладая высокой текучестью на ранней стадии;

-возможность уплотнения без какого-либо внешнего воздействия, за исключением силы тяжести, даже в густоармированных конструкциях;

О ДМ 218.3.070-2016

-безвибрационная технология снижает уровень шумового воздействия на человека и окружающую среду в сравнении с обычным бетонированием, что особо актуально, если бетонирование проводится в пределах населённого пункта:

-уменьшение трудовых затрат, которые обусловлены снижением времени на заливку бетоном и отсутствием их в процессе уплотнения:

-конструкции, изготовленные из СУБС, отличает плотная структура с полным отсутствием крупных пор, вследствие чего, вода практически не проникает к арматуре, что практически исключает возможную её коррозию: -более продолжительное время, в течение которого может выполняться транспортировка самоуплотняющейся бетонной смеси, что даёт возможность транспортировать смеси на большие расстояния от бетонного завода до строительной площадки:

-низкое водоцементное отношение:

-применение композиционных вяжущих, в состав которых могут входить тонкодисперсные минеральные добавки:

-использование высокоэффективных химических добавок нового поколения (суперпластификаторов) и при необходимости в сочетании с пеногасителями и модификаторами вязкости;

-быстрота устройства конструктивных элементов и в целом монтажа сооружения;

-строительство сооружений с повышенной прочностью;

-отсутствие дефектов, которые возникают в процессе укладки СУБС; -возможность получать конструктивные    элементы различной

геометрии;

повышенная долговечность бетона, приготовленного из самоуплотняющейся смеси;

-отсутствует возможность расслоения раствора:

-предел прочности при растяжении у бетонов из самоуплотняющихся смесей выше, чем у обычного цементобетона;

п

О ДМ 218.3.070-2016

-высокая адгезия раствора с арматурой;

-СУБС обеспечивает более плотную структуру компонентов, чем у вибрированного бетона и соответственно большую прочность на сжатие и др.

При проектировании конструкций из самоуплотняющихся бетонных смесей следует учитывать некоторые нежелательные особенности СУБ:

-бетон из самоуплотняющихся смесей обладает повышенной ползучестью, который характеризуется повышенным коэффициентом ползучести СУБ, но которая находится в принятых допустимых пределах;

-СУБ характерна незначительно большая усадка, которая зависит от объема цементного вяжущего, от которого зависит усадка раствора, а количество клеящего вещества в бетоне из самоуплотняющейся смеси несколько больше чем в обычного цементобетоне;

-упругость бетонов из самоуплотняющихся смесей ниже (до 10%) обычного цементобетона и особенно мелкозернистого, что обусловлено повышенным содержанием сухих компонентов смеси мелкой фракции и малым количеством составляющих крупных фракций;

-сравнительно высокая стоимость СУБС;

-недостаточную изученность влияния гиперпластификаторов на цемент после затвердевания бетона с течением продолжительного времени эксплуатации.

5.6 Необходимым компонентом в составе самоуплотняющейся бетонной смеси является поликарбоксилат - полимер, выполняющий функцию высокоэффективного комплексного химического модификатора.

Принцип действия данного компонента заключается в адсорбции на поверхности цементного зерна и сообщении ему отрицательного заряда. В итоге цементные зерна отталкиваются друг от друга, что, в свою очередь, приводит в микродвижение растворную составляющую СУБС и способствует его уплотнению. Важным моментом является длина цепи, которая создаётся молекулами суперпластификатора. Чем длина цепи больше, тем более интенсивно происходит отталкивание зёрен. В результате.

12

Содержание

Область применения........................................................... 1

Нормативные ссылки........................................................... 2

Термины и определения...................................................... 5

Обозначения и сокращения................................................... 8

Общие положения ............................................................. 9

Требования к исходным материалам, самоуплотняющимся бетонным смесям и бетону...................................................

Требования к инертным материалам........................................ 13

Требования к крупному заполнителю...................................... 14

Требования к мелкому заполнителю........................................ 16

Требования к цементу.......................................................... 18

Требования к добавкам........................................................ 20

Требования к минеральным добавкам..................................... 21

Требования к химическим добавкам......................................... 22

Требования к воде.............................................................. 25

Требования к фибре........................................................... 25

Классификация и требования к самоуплотняющейся бетонной

смеси.............................................................................. 25

Требования к самоуплотняющимся бетонам для буронабивных

свай................................................................................ 33

Методика подбора состава самоуплотняющейся бетонной смеси 35

Приготовление самоуплотняющейся бетонной смеси.................. 40

Транспортирование самоуплотняющейся бетонной смеси............ 44

Правила приемки и контроль качества.................................... 45

Особенности бетонирования буронабивных свай с

использованием самоуплотняющейся бетонной смеси................. 48

Уход за бетоном при выдерживании....................................... 52

Контроль качества бетонирования буронабивных свай................ 52

hi

ОДМ 218.3.070-2016

Приложение А (рекомендуемое) Методы испытаний

самоуплотняющейся бетонной смеси...................................... 55

А.1 Методика определения удобоукладываемости и скорости расплыва самоуплотняющейся бетонной смеси (расплыва конуса

и времени Т500).................................................................. 55

А.2 Методика определения показателя вязкости с использованием

V-образной воронки............................................................ 58

А.З Методика оценки формуемости самоуплотняющейся

бетонной смеси в L-образном    ящике....................................... 60

А.4 Испытание устойчивости    к расслаиванию........................... 64

Приложение Б. Задание на подбор состава самоуплотняющейся

66

бетонной смеси для устройства буронабивных свай....................

Приложение В Примеры применяемых в международной

практике составов СУБС...................................................... 68

Библиография................................................................... 70

IV

ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАЗРАБОТКЕ РЕЦЕПТУРЫ САМОУПЛОТНЯЮЩЕГОСЯ БЕТОНА С ЗАДАННЫМИ СВОЙСТВАМИ ПО ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТИ ДЛЯ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ

1 Область применения

1.1    Отраслевой дорожный методический документ «Методические рекомендации по разработке рецептуры самоуплотняющегося бетона с заданными свойствами по водонепроницаемости для буронабивных свай» (далее - методический документ) разработан в соответствии с ОДМ 218.1.002-2010 (8] и является документом рекомендательного характера.

1.2    Настоящий методический документ распространяется на процесс разработки рецептуры самоуплотняющейся бетонной смеси, предназначенной для устройства:

-буронабивных свай сплошного сечения с уширениями и без них, бетонируемых в скважинах, пробуренных в глинистых грунтах выше уровня подземных вод без крепления стенок скважин, а также в любых грунтах ниже уровня подземных вод - с закреплением стенок скважин глинистым раствором или инвентарными извлекаемыми обсадными трубами;

-буронабивных свай с камуфлетной пятой, устраиваемых путем бурения скважин с последующим образованием уширения взрывом (в том числе электрохимическим) и заполнением скважин бетонной смесью (СП 24.13330.2011).

1.3    Методический документ регламентирует требования к исходным материалам для приготовления самоуплотняющихся бетонных смесей, а также к самим смесям и самоуплотняющемуся бетону.

1.4    В методическом документе приведены рекомендации по подбору составов, приготовлению, технологии бетонирования буронабивных свай с использованием самоуплотняющейся бетонной смеси и контролю их

I

ОДМ 218.3.070-2016

качества, а также рассмотрены методы испытаний самоуплотняющейся бетонной смеси.

2 Нормативные ссылки

В настоящем методическом документе использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 310.3-76 Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объема

ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 3476-74 Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цементов

ГОСТ 7473-2010 Смеси бетонные. Технические условия ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 8269.0-97 Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний

ГОСТ 8735-88 Песок для строительных работ. Методы испытаний ГОСТ 8736-2014 Песок для строительных работ. Технические условия ГОСТ 9077-82 Кварц молотый пылевидный. Общие технические условия

ГОСТ 9533-81 Кельмы, лопатки и отрезовки. Технические условия ГОСТ 10060-2012 Бетоны. Методы определения морозостойкости ГОСТ 10178-85 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия

ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

ГОСТ 10181-2014 Смеси бетонные. Методы испытаний

О ДМ 218.3.070-2016

ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2006 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий

ГОСТ 12730.5-84 Бетоны. Методы определения водонепроницаемости ГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности ГОСТ 22266-2013 Цементы сульфатостойкие. Технические условия ГОСТ 23732-2011 Вода для бетонов и строительных растворов. Технические условия

ГОСТ 24211-2008 Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия

ГОСТ 24544-81 Бетоны. Методы определения деформации усадки и ползучести

ГОСТ 25818-91 Золы-уноса тепловых электростанций для бетонов. Технические условия

ГОСТ 26633-2015 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия

ГОСТ 27006-86 Бетоны. Правила подбора состава ГОСТ 27338-93 Установки бетоносмесительные механизированные. Общие технические условия

ГОСТ 30459-2008 Добавки для бетонов и строительных растворов. Определение и оценка эффективности

ГОСТ 31108-2016 Цементы общестроительные. Технические условия. ГОСТ 31384- 2008. Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии. Общие технические требования.

ГОСТ Р 52085-2003 Опалубка. Общие технические условия ГОСТ Р 52129-2003 Порошок минеральный для асфальтобетонных и органоминеральных смесей. Технические условия

ГОСТ Р 55224-2012 Цементы для транспортного строительства. Технические условия

ГОСТ Р 56178-2014 Модификаторы органо-минеральные типа МБ для бетонов, строительных растворов и сухих смесей. Технические условия

ОДМ 218.3.070-2016

ГОСТ    Р    56592-2015    Добавки    минеральные    для    бетонов    и

строительных растворов. Общие технические условия

ГОСТ    Р    56593-2015    Добавки    минеральные    для    бетонов    и

строительных растворов. Методы испытаний

СП    43.13330.2012    Сооружения    промышленных    предприятий.

Актуализированная редакция СНнП 2.09.03-85

СП 46.13330.2012. Свод правил. Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНиП 3.06.04-91

СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры»

СП    70.13330.2012    Несущие и    ограждающие    конструкции.

Актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87

СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85

СП 28.13330.2012 Защита строительных конструкций от коррозии. Актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85

СНиП 12-03-2001 Безопасность труда в строительстве. Часть I. Общие требования

СНиП 12-04-2002 Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство

При мечи н и с - При 1нхп>ю»аш1И наенияцим мстадачесхим .кжумешом uc.icuKxpu’uio проверни, .leiicnviu ссылочных сганларпов на обшила, imiom саГпс нинилнатмкяо органа Российский Федерации по craiuupnriamtit и ости Интернет ши по ежегодно иеинаемому информаююнному vKinaie.no «I (ашкттытыс стандарты». который опубликован по состояшио на I января текущего mm. и по выпускам ежемесячно издаваемого информационного укагшеля «HaunoiiaiMiiJc стандарты» та текущий гад. Нет тамснсн ссылочный стишарг. на который .цша нсипирошип1ая осылка, то рскомситуется нснатмонать .юйавукчцую нераю этого с run, up га с учетам внесенных в линкую версию тмснсниП lx.ni заменен саАЮЧ1ЫЙ спииарт. на который даю датированная сошка та рекомендуется испольэовпъ версию -лота стандарта с укатанным выше годам угверждавм. 1-сли после утверждения настоящею стан ирга в остаточный ciaicupi, на который .чана .датированная ссылки, внесено итмснснис, играл тающее положение, на которое дате ссыпай та это положение рекомендуется применять бет учета лшпого тиснения Бели ссгаючный стандарт отменен (хя tavieinj. та положение, в котором лана ссылка на нею. рекомстуетея применяп. в часта, не латраннвкяней эту остатку.

4

О ДМ 218.3.070-2016

3 Термины и определения

В настоящем методическом документе применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    бетонная смесь:    Готовая    к    применению    перемешанная

однородная смесь вяжущего, заполнителей и воды с добавлением или без добавления химических и минеральных добавок, которая после уплотнения, схватывания и твердения превращается в бетон.

3.2    бетонная смесь, приготовленная на стройплощадке: Бетонная смесь, приготовленная в месте строительства производителем работ для собственного использования.

3.3    товарная бетонная смесь: Бетонная смесь, поставляемая в пластичном состоянии лицами или организациями, не являющимися потребителями.

3.4    бетонная смесь заданного качества: Бетонная смесь, требуемые свойства и дополнительные характеристики которой задаются производителю, несущему ответственность за обеспечение этих требуемых свойств и дополнительных характеристик.

3.5    бетонная смесь заданного состава: Бетонная смесь, состав которой и используемые при ее приготовлении составляющие задаются производителю, несущему ответственность за обеспечение этого состава.

3.6    бетонная смесь заданного нормированного состава: Бетонная смесь заданного состава, который определен конкретным стандартом или техническим документом, например, производственными нормами.

3.7    загрузка: Количество бетонной смеси, содержащее один или несколько замесов, перевозимое в одном транспортном средстве в один адрес одному потребителю.

3.8    доставка: Процесс транспортирования бетонной смеси от производителя к потребителю.

5

О ДМ 218.3.070-2016

3.9    заказчик:    Лицо    или    организация,    устанавливающие для

производителя требования к бетонной смеси.

3.10    производитель: Лицо или организация, производящие бетонную смесь и несущие ответственность за обеспечение ее заданного состава или требуемых свойств бетонной смеси и бетона.

3.11    потребитель: Лицо или организация, использующие бетонную смесь при изготовлении сборных изделий или возведении монолитных бетонных и железобетонных конструкций.

3.12    поставщик бетонной смеси: Лицо или организация, имеющие договор с потребителем на поставку бетонной смеси, отвечающие за количество и качество поставляемой бетонной смеси и за все другие условия договора на поставку.

3.13    бетонолнтнаи труба: Труба для бетонирования методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ), предназначенная для подачи бетона в скважину при производстве буронабивных свай.

3.14    метод ВПТ: Способ бетонирования с помощью вертикально перемещающейся трубы, заключающийся в подаче бетонной смеси от дна -забоя скважины до её устья по трубе, которую по мере увеличения бетонного слоя поднимают с помощью кранов или лебедок.

3.15    модификатор вязкости:    Химическая    добавка на основе

полимеров, вводимая в свежеприготовленную самоуплотняющуюся бетонную смесь для повышения удобоукладываемости, когезии и устойчивости к расслаиванию, а также снижения водоотделения. Позволяет бетону достигнуть оптимальной вязкости, обеспечивая правильный баланс между подвижностью и стойкостью к расслаиванию.

3.16    обсадная груба: Стальная или пластиковая труба, которая входит в пробуренное отверстие, плотно соприкасаясь с грунтом и тем самым, исключает осыпание и обвал грунта со стены скважины.

3.1 органо-минеральный модификатор (модификатор): Поликомпонентный порошкообразный материал с размером гранул не более

6