Рекомендации по применению в бетонах азотнокислого железа в качестве добавки уплотняющего типа

ГОССТРОЙ СССР ДОНЕЦКИЙ ПРОМСТРОЙ НИ И ПРОЕКТ

РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ПРИМЕНЕНИЮ В БЕТОНАХ АЗОТНОКИСЛОГО ЖЕЛЕЗА В КАЧЕСТВЕ ДОБАВКИ УПЛОТНЯЮЩЕГО ТИПА

Донецк-t974

ГОССТРОЙ СССР

Главное управление по строительному проектированию промышленных предприятий и сооружений

СОЮЗШ’АЛЛУРГСТРОЙНШПРОЕКТ

Госупарственный проектный и научно-исследовательский институт

ДОНЕЦКИЙ ПРОМСТРОЙНИИПРОЕКТ

РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ПРИМЕНЕНИЮ В БЕТОНАХ АЗОТНОКИСЛОГО ЖЕЛЕЗА В КАЧЕСТВЕ ДОБАВКИ ШОТШЩЕГО ТИПА

Донецк - 1974

5.4. После цолного растворения азотнокислого железа ареометром определяется плотность раствора при температуре I8^bC, а затем по графику ( рисунок ) или по таблице ( приложение 2 ) устанавливается его концентрация. При введении в бетонную смесь температура раствора должна быть не ниже 15°С и не выше 40°С.

то fioo то *т ms

Ялотноспч

Зависимость плотности раствора азотнокислого железа бг концентрации

о.5. Раствор азотнокислого железа и необходимое количество воды вводятся в бетономешалку из разных дозировочных устройств одновременно или первой дозируется вода, а затем - раствор азотнокислого железа.

II

5.6. Необходимое количество водного раствора азотнонислого железа повышенной концентрации и дополнительное количество воды рассчитываются в зависимости от исходной плотности раствора и водопот-ребности бетонной смеси ( пример расчета дан в приложении 3 ).

5.7* Приготовление бетонной смеси может производиться как на стационарных, так и на передвижных смесительных установках* Тех -нология приготовления бетонной смеси ( строительного раствора ) отличается от обычной только необходимостью растворения,дозирования и введения добавки азотнокислого железа.

5.В, Продолжительность транспортировки должна назначаться с таким расчетом,чтобы бетонная смесь с добавкой была уложена в кон-' струкцшо до начала потери подвижности*

б* КОНТРОЛЬ ПРОИЗВОДСТВА БЕТОНА И СТРОИТЕЛЬНОГО РАСТВОРА

6.1.    Контроль производства бетона и строительного раствора осуществляется в соответствии с действующими ТУ строительными лабораториями.

6.2.    Плотность раствора азотнокислого железа и соответствие его концентрации о установленной для расчета проверяется после каждого растворения, но не реже одного раза в смену*

6.3.    Во время приготовления бетонной смеси и строительного раствора с добавкой важно точно дозировать материалы в каждом замесе. Изменение содержания материалов и особенно добавки по срав -нению с заданным расходом может снизить водонепроницаемость бетона и повлиять на его удобоуклядываемооть,

6,4* Следует систематически проверять соответствие необходи -мой подвижности бетона к моменту укладки и бетонирования. При выдаче состава бетона на завод лаборатория должна указать время от начала изготовления смеси до момента его укладки.

6.5,    Контроль прочности бетона производится в соответствии с техническими требованиями ГОСТ 10180-67 "Бетон тяжелый, Методы определения прочности", а строительного раствора р соответствии о ГОСТ 5802-66 "Растворы строительные. Методы испытаний".

6.6,    Испытание бетона на водонепроницаемость производится в соответствии с требованиями ГОСТ 4800-59 "Бетон гидротехнический.

Методы испытаний бетона” и ГОСТ 4795-69 «Бетон гидротехнический * Общие требования",

6,7, Строительные растворы испытываются на водонепроницаемость в соответствии с “Рекомендациями по испытаниям бетонов и растворов для тонкостенных конструкций на водонепроницаемость" (Москва, 1969 ).

7. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

7Л* При затворенш строительного раствора или бетона раствором азотнокислого железа происходит выделение аммиаке, которое заканчивается к моменту разгрузки смесителя*

7.2.    При изготовлении бетона или строительного раствора о азотнокислым железом в помещении, где расположено смесительное оборудование, необходимо предусматривать искусственную шш естественную вентиляцию.

7.3.    Рабочие, занятые приготовлением раствора азотнокислого железа, должны быть снабжены специальной одеждой и защитными очками, предохраняющими от попадания брызг этого раствора на кожу и в глаза.

7.4.    При работах, связанных о приготовлением раствора азотнокислого железа и бетонных смесей, затворяемых этим раствором,рабочие должны быть обучены правилам техники безопасности»

7.6.    Пролитый на пол раствор азотнокислого железа нейтрализуется известковым молоком, затем это место посыпается песком и очищается лопатой.

7.6,    Все остальные требования по технике безопасности такие же, как при изготовлении обычного бетона и строительного раствора.

13

Рассчитываем необходимое количество воды на I м3 бетона В = 2,6Вок + В* * 2,6-1 + 177 = 180 л.

Рассчитываем необходимое количество цемента на I м3 бетона Ц " ^ В = 1,98.180 = 356 кг.

Раосчитываем необходимое количество песка на I м3 бетона

П = 0,13Уп (юоо -    -B)(J    +    Ди +    =

0,13-2,65.(1000 - Эй - 180 ) . < 0,505 + 1,7 +    )    „

3,1    2

0,13^й2,65*705,16<• 2,835 « 690 кг.

Рассчитываем необходимое количество щебня на I м3 бетона

ш- у, (**»-£-,-$) -

2,6-(ЮОО - 2Ш> _ J80 -    )    *    2,6*444,78    •

3,1    2,65

Так как расчетное значение, коэффициента раздвижки зерен щебня практически равно принятому, расходы материалов не корректируются.

Таким образом, состав бетона в кг ,на I м3 без добавки будет еле,тающий:

Ц - 356 ; П - 690 ; Щ - ПВО ; В - 180.

Рассчитываем расход добавки на I м3 бетона

ftl = -jyjL-в д&в...1.,,А _{= 14 кг<} юо юо

Рассчитываем расход воды на I м3 бетона с добавкой Bj * В + 1,772    =    180 + 1,772 • 140 = 204,6 л * 205 л.

15

ТАБЛИЦА

растворимости азотнокислого железа при температуре 18°С

17

Настоящие рекомендации регламентируют применение азотнокислого железа да повышения водонепроницаемости бетона* Эта добавка аналогична хлорному железу, но в отличие от него не вызывает коррозии арматуры.

В рекомендациях приведены требования к материалам, особенности подбора состава бетона и раствора с добавками азотнокислого железа и технология их приготовле -шш, контроль производства и качества бетона и раствора, сведения по технике безопасности.

Разработаны рекомендаций Донецким ПроматройНИИПро-ектом ( инженеры Ю.П.Чернышев, О.А.Приотромко, А.И.Коб-зенко ).

Замечания и предложения по содержанию рекоменда -ций просим направлять по адресу! 340004, г.Донецк, ул. Университетская, 112, донецкий ПромотроШШШроект, лаборатория защиты конструкций от коррозии и физико-химических исследований.

Инструкция подготовлена к печати редакционно-издательским сектором Донецкого ПромстройНИШроекта.

Редакторы Н.М.Ейютина, В.Ф.Демидова*

Ответственный за выпуск С.З.Альтер.

I. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

I#I. Азотнокислое железо применяется при изготовлений строительных растворов и бетонов нормального твердения* Его применение позволяет получать бетоны и растворы с маркой по водонепроницаемости до В-16 включительно,

1.2.    Азотнокислое железо не вызывает коррозия арматуры в бетоне и поэтому может быть использовано при изготовлении бетонных и железобетонных конструкций* Оно может эффективно применяться :

при строительстве башенных копров с целью повышения воздухо-и водонепроницаемости ;

при возведении крепи шахтных стволов ;

при строительстве резервуаров, отстойников и других емкостных сооружений ;

при бетонировании перекрытий и устройстве полов ;

при строительстве речных, портовых и гидротехнических сооружений ;

при устройстве гидроизоляционных стяжек под полы жилых,общественных и промышленных з,даний ;

в очистных и гидротехнических сооружениях, где предусматри -вается гидроизоляционный слой из строительного раствора повышенной плотности ;

при нанесении гидроизоляционного слоя методом торкретирова -ния или набрызга ;

во всех других случаях, где требуется повысить плотность и водонепроницаемость бетона или раствора.

1.3.    Количество добавки азотнокислого железа к бетонам и строительным растворам, назначается в зависимости от требуемой марки по водонепроницаемости и условий эксплуатации конструкций.

1.4.    Количество азотнокислого железа должно назначаться для бетона - 44*5$, для строительного раствора - 2*3$ от веса цемента,

но и в том. ,и в другом случае не более'£5 кг на I м3.

1.5.    Для конструкций, где по условиям эксплуатации требуется применение бетона на сульфатостойком цементе, рекомендуется использовать азотнокислое железо при следу паях ограничениях :

а) в тех случаях, когда вода - среда характеризуется общей минерализацией до 6000 мг/л и содержанием SO* до 3000 мг/л - не

более 15 кг на 1 м3 бетона ;

б) при общей минерализации воды более 6000 мг/л и содержании S0₄ более 3000 мг/л-до проведения специальных исследований.

J.6. Не допускается применение азотнокислого железа при возведении дымовых труб, градирен, а также конструкций, работать щих в условиях периодического нагрева выше 70°0 о последующим резким охлаждением в воде или воздушно-влажной среде.

2. ДЕЙСТВИЕ ДОБАВКИ

2.1* Азотнокислое железо при введения в бетон вступает в химические реакции с продуктами гидратации цемента* При этом образуются золи гидроониолов железа, которые кояьматируют поры в бетоне, и азотнокислый кальций. В дальнейшем возможно образование гидро -ферритов и гидронитроалюминатов кальция*

2*2. Эффект уплотнения эавиоит от исходной марки бетона по водонепроницаемости и количества введенной добавки. При оптимальном количестве добавки можно готовить особо плотные бетоны на основе бетонов пониженной марки по водонепроницаемости*

2*3* Образование золей гидроониолов железа способствует связыванию дополнительного количества вода* неучтенного при обычном подборе состава бетона* Водопотребность бетонной смеси при введении добавки азотнокислого железа возрастает на 10-20$.

2.4. Азотнокислый кальций! образовавшийся в результате химических реакций между азотнокислым железом и продуктами гидратации цемента, не вызывает коррозии арматуры в бетоне и не понижает защитных свойств бетона по отношению к стальной арматуре.

3. ТРЕБОВАНИЯ К ДОБАВКЕ

3.1. Азотнокислое железо выпускается промышленностью трех квалификаций : чистое, химически чистое и ч.д.а*

Технические требования в соответствий с ГОСТ 4Ш-65 приведи ны в табл Л.

4

3.2.    Выпускаемое промышленностью азотнокислое железо упаковывается в полиэтиленовые мешки или деревянные бочки и хранится

в закрытых сухих помещениях.

3.3.    Азотнокислое железо представляет собой прозрачные кристаллогидраты светло-фиолетового цвета с содержанием до 9 молекул воды. Его растворимость в 100 г воды составляет : при "t « 20°С-83,03 г, t = 60°С - 166,6 г.

3.4.    Для применения в бетонах и растворах рекомендуется азотнокислое железо любой из указанных в таблЛ квалификаций» а также техническое азотнокислое железо ( кристаллическое и в виде раствора» представляющего собой промежуточный продукт производства ). Исходя из экономической целесообразности» предпочтительно применять азотнокислое железо чистое И® техническое.

4. ОСОБЕННОСТИ ПОДБОРА СОСТАВА БЕТОНА И СТРОИТЕЛЬНОГО РАСТВОРА С ДОБАВКОЙ АЗОТНОКИСЛОГО ЖЕЛЕЗА

4.1. Подбор и расчет состава бетона начинается с устаиовле -ния исходной марки бетона по водонепроницаемости без добавки.Марка такого бетона устанавливается в соответствии с требованиями

5

4*2* Походными данными для подбора и расчета состава бетона по водонепроницаемости ( без добавки ) являются*

марка бетона по прочности и водонепроницаемости ; вид цемента и его марка ; требования к заполнителям и воде затворения ; требуемая степень подвижности или удобоукладываемости бетонной смеси*

4*3* Бетон без добавки исходной марки по водонепроницаемости рассчитывается по методу абсолютных объемов.

4.4. Необходимая величина водоцементного отношения для бетона без добавки рассчитывается по формуле

. N-'SHJMXN-As. ^ш

При 0,4 < Д < 0,6 И 1_#?4Г*С < 2,2 ,

где В* «водонепроницаемость бетона в возрасте 180 суток, КГО/СМ2 ;

- цементно-водное отношение в бетоне по Бесу *

R - эмпирический коэффициент, зависящий от вида и качества заполнителей. При расчете плотного бетона этот коэффициент о достаточной точностью может быть принят равным 0,5 ;

К - активность цемента, определяемая по ГОСТ 310-60, в возрасте 28 суток, кгс/см2 ;

6

A - коэффициент, зависящий от качества материалов.

При расчете он принимается равным: да высококачественных материалов - 0.66 ; рядовых 0,6 ; низкого качества - 0,55 ;

ft - эмпирический коэффициент, зависящий от крупности заполнителей. При расчете принимается равным 3,5 ;

оС - коэффициент раздвижки зерен щебня ( гравия ) раствором ;

Х_мцг коэффициент раздвижки зерен, при котором достигается минимальная водонепроницаемость бетона. В расчетах принимается равным 1,0 ;

0 - коэффициент, учитывающий снижение прочности бетона за счет увеличения коэффициента X .

4.5. При Еыборе числовых значений для X необходимо учитывать, что при X » 1,7 *• 1,9 прочность бетона снижается на 5-10%, водонепроницаемость повышается до 2-4 кго/ом2 , при JL « 2,0 * 2,2 прочность снижается на 15-25#, а водонепроницаемость повышается до 5-8 нгс/см2. Поэтому коэффициент X необходимо выбирать так, чтобы наиболее экономично обеспечить заданные свойства бетона.

4.6. Прочность бетона рассчитывается по формуле Боломая-Окрамтаева о учетом снижения прочности бетона за счет увеляче -иия коэффициента X

R_ff * оАЩ

0,4 ,

где R* - предел прочности бетона в возрасте 28 суток, ° „КГО/СМ2 .

4.7.Расход воды да бетона без добавки рассчитывается по фор

где D - расход воды на I м3 бетона, л ;

коэффициент водрпотребнооти, зависящий от пластичности бетонной смеси, численно равный осадке конуса, см ;

В_к " коэффициент водопотребности, зависящий от наибольшей крупности щебня. Значения данного коэффициента да различной крупности -щебня экспериментально установлены :

В,„ = 209 ; В_и - 172 ; В_м = 152 ;

В» = 177 ;    В₄,    =    162 ;    -    147    .

7

При применении мелкого песка о водопотребноотью выше 7 % на каждый процент увеличения йодопотребноотя пеона расход воды уве -лячиваетоя против расчетного на 5 л.

4.8* Расход цемента равен расходу воды (3), умноженному на цементно-водное отношение*

4*9* Расход песка на I м3 бетона определяется по формуле

П-Мзу^юоо-^-В)^ _+Дв+ -М*)    (4)

при М« > 1,2,

П,Ц,В - расход пеона, цемента и воды на I м3 бетона,

КГ {'

jfn.jfu - удельный вес песка и цемента ;

Ми - модуль крупности пеона ;

А к * коэффициент, зависящий от наибольшей крупности щебня. Значения данного коэффициента для различной крупности щебня экспериментально установлена^ Д_1в« 2,35 ; А_и» 1«6;    1,25;

А„« 1,77 ; А_ад=* 1,36; А«* 1,15.

4.10* Расход щебня на 1 м3 батона в кг определяется по фор-

муде    и    гг    ,

Ш“[ ¹⁰⁰⁰"(f* ⁺ f_n⁺B)]y_w’

где Щ - расход щебня на I м3 бетона, кг ; у_щ - удельный вео щебня.

4.XI• Козффящва* раздвижки зерен щебня «С раоочитываетоя по формуле    ,    „    .

•<> ■ ^<6) где Vft ■- пустотяооть щебня , % j

- объемный насыпной вео щебня , нг/мЗ .

4.12* По расчетному значению коэффициента раздвижки зерен определяется прочность и водонепроницаемость бетона по формулам (1) и (2). Воли полученное значение коэффициента больше или меньше, чем указано к П.4,5 , то оно корректируется изменением содержания воды и цемента с сохранением водоцементного отношения,полученного в расчете.

8