Министерство строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации
Федеральное автономное учреждение «Федеральный центр нормирования, стандартизации и оценки соответствия в строительстве»
Методическое пособие
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОДБОРУ СОСТАВОВ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ ТЯЖЕЛЫХ И МЕЛКОЗЕРНИСТЫХ БЕТОНОВ
Москва 2016
Содержание
Введение............................................................................... 4
Раздел 1. Общие положения...................................................... 5
Раздел 2. Задание на подбор состава бетона........................................ 8
Раздел 3. Требования к материалам для приготовления бетона................ 10
Раздел 4. Расчет и подбор состава тяжелого бетона для монолитных конструкций и сооружений............................................................. 16
4.1 Теоретический расчет состава бетонной смеси............................ 17
4.2 Экспериментальный подбор и корректирование нормируемых
технологических показателей качества бетонной смеси................. 21
4.3 Экспериментальная проверка соответствия начального
номинального состава бетона требуемой прочности..................... 22
4.4 Проверка н корректирование начального номинального состава бетона на его соответствие всем другим нормируемым показателям
качества бетона.................................................................... 29
4.5 Назначение и корректировка рабочих составов бетона.................. 30
4.6 Проверка и корректирование технологических показателей качества
бетонной смеси рабочих составов на производстве....................... 32
Раздел 5. Расчет и подбор состава тяжелого бетона, прошедшего
тепловую обработку (изделия сборного железобетона)........................ 33
Раздел 6. Расчет и подбор состава мелкозернистого бетона нормального
твердения.................................................................................. 39
Раздел 7. Расчет и подбор состава мелкозернистого бетона нормального
твердения с водорсдуцируюшими добавками...................................... 45
Раздел 8. Расчет и подбор состава мелкозернистого бетона, прошедшего
тепловую обработку..................................................................... 51
Раздел 9. Расчет и подбор состава мелкозернистого бетона с
минеральными добавками.............................................................. 57
Раздел 10. Расчет и подбор состава напрягающего бетона нормального
|
Таблица 3.1 |
|
Проекты П класс бетона |
Рекомендуемые марки (классы) цемента при твердении в нормальных условиях или при тепловой обработке |
|
Марки |
Классы |
|
В7.5 |
300 |
22.5 |
|
HI 2.5 |
300 |
22,5 |
|
BI5 |
300 |
22,5 |
|
В20 |
400 |
32,5 |
|
В22.5 |
400 |
32.5 |
|
В25 |
400 |
32,5 |
|
ВЗО |
500 |
42,5 |
|
В35 |
500 |
42,5 |
|
В40 |
500 |
42,5 |
|
В45 |
600 |
52,5 |
|
В50 |
600 |
52,5 |
|
В55 |
600 |
52,5 |
|
3.4 За пол нител н
В качестве мелких и крупных заполнителей следует применять песок, щебень из природного камня, гравий и щебень из гравия, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 8736-2014, ГОСТ 8267. и ГОСТ 26633.
3.4.1 Мелкие пески с модулем крупности от 1,5 до 1,8 допускается применять в бетонах класса до В15 включительно. Использование этих песков в бетонах класса В15 допускается при проведении непытаний этих песков в бетоне. При несоответствии зернового состава природных песков требованиям стандарта следует применять в качестве укрупняющей добавки к мелким пескам или очень мелким пескам - песок из отсевов дробления или крупный песок, а к крупному песку -мелкий или очень мелкий песок.
В случае отсутствия в регионе месторождений более крупных песков и возможности использования укрупняющих добавок допускается применять в бетонах класса до В20 включительно очень мелкие пески с модулем крупности от
1,0 до 1,5 с содержанием зерен размером менее 0,16 мм до 20% по массе и пылевидных и глинистых частиц - нс более 3% по массе при проведении испытаний песков в бетоне.
11
3.4.2 В качестве крупных заполнителей для бетонов следует применять щебень, щебень из гравия и гравий из плотных горных пород по ГОСТ 8267, щебень из отсевов дробления плотных горных пород по ГОСТ 31424, щебень из доменных и ферросплавных шлаков черной металлургии и никелевых и медеплавильных шлаков цветной металлургии по ГОСТ 5578, щебень из дробленного бетона и железобетона по ГОСТ 32495, щебень из шлаков ТЭЦ по ГОСТ 26644.
Крупный заполнитель при приготовлении бетонной смеси следует применять в виде раздельно дозируемых фракций. Допускается применение крупного заполнителя в виде смеси двух смежных фракций соответствующих требованиям, приведенным в табл. 3.2.
|
Таблица 3.2 - Содержание отдельных фракций крупного заполнителя в составе бетона |
|
Наибольшая крупность заполнителя, мм |
Содержание ф |
вакцин в крупном |
заполнителе. % |
|
|
от 5(3) до 10 мм |
ев. 10 до 20 мм |
ев. 20 до 40 мм |
ев. 40 до 80 мм |
ев. 80 до 120 мм |
|
10 |
100 |
- |
- |
. |
. |
|
20 |
25-40 |
60-75 |
- |
. |
. |
|
40 |
15-25 |
20-35 |
40-65 |
- |
. |
|
80 |
10-20 |
15-25 |
20-35 |
35-55 |
- |
|
120 |
5-10 |
10-20 |
15-25 |
20-30 |
25-35 |
|
3.5 Добавки
Для регулирования и улучшения свойств бетонной смеси и бетона необходимо применять химические добавки по ГОСТ 24211, удовлетворяющие требованиям действующих Стандартов и Технических условий на каждый вид добавок, разработанных производителем.
Добавки рекомендуется вводить в бетоны для достижения следующих основных целей:
- получения бетонных смесей требуемых технологических свойств, в том числе самоуплотняющихся, обладающих высокой степенью однородности, сегрегационной устойчивости, сохраняемости подвижности, а также обеспечения их специальных свойств (например, заданного воздухововлечения, псрскачивасмости и
др);
12
- получения высокопрочных, напрягающих, расширяющихся, с частично компенсированной усадкой бетонов, а также обеспечения их специальных свойств (например, ускорение или замедление темпов схватывания и твердения, снижения тепловыделения, обеспечения пассивации арматурной стали и др.);
- использования местных доступных материалов, с дополнительной проверкой их качественных характеристик, для производства смесей, бетонов с заданными свойствами и качеством.
Добавки для бетонов можно условно разделить на три вида:
- химические добавки, представляющие собой, специально синтезированные органические и неорганические продукты постоянного состава со строго нормированными свойствами, вводимые в смеси в процессе их приготовления в количестве менее 5% массы цемента;
- минеральные добавки, представляющие собой дисперсный неорганический материал природного или техногенного происхождения, вводимый в смеси в процессе их приготовления в количестве нс менее 5% массы цемента;
органо-минеральные модификаторы, представляющие собой поликомпонентные материалы, включающие в себя супсрводорсдуцирующис и активные минеральные добавки, вводятся в составы бетонных смесей в количестве от 5 до 25% массы цемента.
Химические и минеральные добавки и органоминсральныс модификаторы должны соответствовать требованиям ГОСТ 24211, ГОСТ Р 56592 и ГОСТ Р 56178, а также требованиям стандартов или технических условий, по которым они выпускаются.
Эффективность действия добавок зависит от их химического, минералогического и дисперсного состава, активности, механизма действия, вида используемых цемента и заполнителей, технологии производства бетонных смесей, времени транспортирования, особенностей выпускаемых изделий и возводимых конструкций, технологии производства бетонных работ, условий выдерживания и других факторов.
Эффективность применения добавок и их оптимальное содержание в бетоне следует устанавливать опытным путем в процессе подбора состава.
13
Перед началом подбора состава бетона с добавками производят выбор вида и типа добавок или их комплекса для обеспечения требуемых характеристик смеси и бетона.
Применение конкретных видов и типов добавок для производства бетонов осуществляется на основании требований ГОСТ 26633 к бетонам, предназначенным для различных видов строительства, основного и дополнительных эффектов действия добавок, приведенных в ГОСТ 24211, ГОСТ Р 56592, ГОСТ Р 56178, а также в технических условиях, по которым они выпускаются.
Подбор состава бетона с конкретными добавками начинается с определения соотношения между цементом и добавкой, которое обычно выражается дозировкой добавки и указывается в процентном содержании добавки от массы цемента. Дозировка добавки назначается с учетом требований к свойствам смеси и бетона.
Оптимальная дозировка добавки или комплекса добавок определяется опытным путем на основании экспериментальных данных о характеристиках бетонной смеси и бетона. Для этого в существующий или подобранный состав бетона без добавок вводится добавка или комплекс добавок в различных дозировках (от трех до пяти) в приделах рекомендуемого диапазона, который приводится в стандартах или технических условиях, по которым выпускаются конкретная добавка.
При использовании одной добавки, на основании полученных результатов строят зависимости изменения характеристик бетонных смесей и бетона от дозировки добавки и выбирают се оптимальную дозировку - минимальное количество добавки, при котором обеспечиваются вес заданные характеристики бетонных смесей и бетона.
При использовании комплекса из нескольких добавок, на основании полученных результатов строят плоские или объемные номограммы изменения характеристик бетонных смесей и бетона от дозировок добавок и выбирают их оптимальное соотношение.
Определять оптимальную дозировку добавок следует определять по методике
ГОСТ 30459.
14
Оптимальная дозировка добавок уточняется при изменении качества используемых материалов для производства бетонных смесей.
3.6 Вода затворения
Вода затворения бетонной смеси должна соответствовать требованиям ГОСТ 23732.
15
Раздел 4. Расчет и подбор состава тяжелого бетона для монолитных конструкций и сооружений
Подбор состава тяжелого бетона, твердеющего в нормальных условиях.
В соответствии с ГОСТ 25192 настоящий раздел Рекомендации распространяется на тяжелые конструкционные цементные бетоны плотной структуры, на плотных заполнителях, твердеющие в нормальных условиях.
В соответствии с заданием на подбор состава бетона, к бетону могут быть предъявлены требования:
- по другим нормируемым показателям качества бетона (кроме прочности) по ГОСТ 4.212 (в т. ч. по маркам морозостойкости, водонепроницаемости, истираемости);
- по технологическим характеристикам бетонной смеси;
- по ограничениям состава бетона и применяемых материалов.
Выбор материалов, используемых при подборе состава бетона и определение их показателей качества, производят по разделам 1, 2 и 3 настоящих «Рекомендаций».
Процесс подбора состава бетона состоит из следующих этапов:
этап 1 - теоретический расчет состава бетонной смеси;
этап 2 - экспериментальный подбор и корректирование нормируемых технологических показателей качества бетонной смеси;
этап 3 - экспериментальная проверка соответствия начального номинального состава бетона требуемой прочности;
этап 4 - проверка и корректирование начального поминального состава бетона на его соответствие всем другим нормируемым показателям качества бетона;
этап 5 - назначение и корректирование рабочих составов бетона;
этап 6 — проверка и корректирование технологических показателей качества бетонной смеси рабочих составов на производстве.
16
твердения.................................................................................. 67
Раздел 11. Расчет и подбор состава высокопрочного бетона................... 735
Раздел 12. Расчет и подбор состава самоуплотняющегося бетона............. 78
Приложение А (Обязательное). Расчет (проектирование) и подбор состава бетона, где задание на подбор содержит требования по
водонепроницаемости и морозостойкости........................................... 85
Приложение Б (Справочное). «Европейский стандарт EN 12350-8. Испытания бетонной смеси - Часть 8: Самоуплотняющийся бетон -испытание бетонной смеси на расплыв при осадке конуса» (аутентичный
перевод).................................................................................... 89
Нормативные ссылки.................................................................... 98
Библиография............................................................................. 100
3
Пособие разработано в развитие положений: СП 63.13330 «Бетонные и железобетонные конструкций. Основные положения». Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003 (с Изменением №1), СП 70.13330 «Несущие и ограждающие конструкции». Актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87, ГОСТ 27006-86 «Бетоны. Правила подбора состава», ГОСТ 26633-2015 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия».
Разработано НИИЖБ им. А. А. Гвоздева АО «НИЦ «Строительство» авторским коллективом в составе: М. И. Бруссер, к. т. н.; С. С. Каприелов, д. т. н.; С. А. Подмазова, к. т. н.; Л. А. Титова, к. т. н.; А. В. Шейнфельд, д. т. н.
4
Раздел 1. Общие положения
1.1 Настоящие Рекомендации к ГОСТ 27006 распространяются на подбор составов бетонных смесей по ГОСТ 7473, предназначенных для изготовления сборных железобетонных изделий, и монолитных бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого и мелкозернистого бетона в соответствии с требованиями ГОСТ 26633.
Рекомендации могут быть использованы при подборах номинальных составов сухих бетонных смесей по ГОСТ 31357
1.2 Подбор состава бетона производят с целью получения бетона в изделиях и конструкциях с прочностью и другими нормируемыми показателями качества, установленными государственными стандартами, техническими условиями и проектной документацией на эти изделия и конструкции.
1.3 Подбор номинального состава бетона производят при организации производства новых видов изделий и конструкций, изменении нормируемых показателей их качества или изменении свойств бетонной смеси, технологии производства, поставщиков, вида или марок применяемых материалов, а также при разработке и пересмотре производственных норм расхода материалов.
1.4 Основными варьируемыми технологическими параметрами при подборе номинальною состава бетона должны быть: цементно-водное отношение, доля песка в смеси заполнителей и расход добавки.
1.5 Номинальный состав бетонной смеси рассчитывают по известным формулам или номограммам, связывающим качество применяемых материалов с заданными технологическими свойствами бетонных смесей и требуемыми строительно-технологическими свойствами бетонов, применительно к условиям производства сборных изделий и монолитных конструкций.
1.6 Рабочие составы бетона назначают при переходе на новый номинальный состав или при поступлении новых партий материалов тех же видов и марок, которые принимались при подборе номинального состава, с учетом их фактического
качества.
5
1.7 Корректирование рабочих составов производят по результатам операционного контроля качества материалов данных партий и получаемой из них бетонной смеси, а также по результатам приемочного контроля качества бетона.
1.8 При подборе составов бетона, к которым кроме прочности предъявляются дополнительные требования (морозостойкость, водонепроницаемость, истираемость и т. д.), следует учитывать известные зависимости, связывающие качество материалов для бетона и технологию его приготовления со свойствами бетонов, которые необходимо обеспечить. В этих случаях состав бетона, отвечающий требованиям задания но прочности, проверяют на соответствие другим нормируемым показателям качества. Если это условие нс выполняется, то рассчитывают новый состав с использованием различных технологических приемов, обеспечивающих получение бетона со всеми нормируемыми показателями качества.
1.9 При подборе состава бетона, сборных бетонных и железобетонных изделий, подвергаемых тепловой обработке при температуре до 100 °С, следует учитывать, что для бетонов определяющими показателями могут являться отпускная и передаточная прочность, на которые следует осуществлять подбор состава бетона. При этом фактическая прочность бетона в проектном (обычно 28-суточном) возрасте может превышать требуемую прочность, назначаемую по ГОСТ 18105, и тем больше, чем выше нормируемые отпускная и передаточная прочности, короче режим тепловой обработки и ниже активность цемента при пропаривании.
1.10 Подбор состава бетона выполняется лабораторией предприятия-изготовителя бетонной смеси или другими лабораториями по заданию, утвержденному главным инженером предприятия-изготовителя.
1.11 Результаты подбора номинального состава бетона, отвечающего требованиям утвержденного задания, должны быть оформлены в журнале подбора состава бетона и утверждены главным инженером предприятия-изготовителя. Рабочие составы подписываются начальником лаборатории или другим лицом, ответственным за подбор состава бетона.
1.12 При малых объемах или малосерийном нерегулярном производстве конструкций из монолитного бетона допускается принимать ориентировочные составы бетонов, приведенные в разделе 4, которые могут служить основой при
6
назначении рабочего состава бетона с обязательной 'экспериментальной проверкой и корректированием удобоукладываемости бетонной смеси.
7
Раздел 2. Задание на подбор состава бетона
2.1 Задание на подбор состава бетона является основным документом, в котором сформулированы все требования, предъявляемые к нормируемым технологическим показателям бетонных смесей заданного качества по ГОСТ 7473, а также все нормируемые показатели качества бетона сборных изделии и/или монолитных конструкций, для которых предназначена изготавливаемая бетонная смесь.
2.2 Задание на подбор состава бетона заданного состава по ГОСТ 7473 нс разрабатывается. Такие составы бетонных смесей изготавливают по ранее поставляемым составам на основании договора поставки с заказчиком.
2.3 Задание на подбор состава бетона должно быть разработано технологической службой предприятия, изготавливающего бетонную смесь; утверждено техническим руководителем этого предприятия и при необходимости согласовано с заказчиком бетонной смеси.
2.3 Задание на подбор состава бетона должно содержать:
- вес нормируемые показатели качества бетона в соответствии с требованиями стандартов, технических условий и проектной документацией на изделия и конструкции, для которых предназначен бетон, в том числе:
• класс бетона но прочности на сжатие и другие виды напряженного состояния, если они нормируются;
• проектный возраст;
• отпускную прочность бетона изделий;
• передаточную прочность преднапряженных изделий;
• промежуточную прочность бетона конструкций;
• марки бетона по морозостойкости, водонепроницаемости, истираемости и другим нормируемым показателям качества, если они предусмотрены в нормативно-технической документации;
- требуемые технологические показатели качества бетонной смеси в соответствии с требованиями ГОСТ 7473, договором на поставку, в том числе:
8
• марка бетонной смеси по удобоукладываемости;
• расслаиваемость, воздухосодсржание и другие показатели, предусмотренные в технической документации;
- технологические условия производства в соответствии с действующими нормативно-техническими документами (технологические карты, проект производства работ и т. д.), в том числе:
• сроки и условия твердения бетона до достижения им нормируемых показателей качества, включая режимы ускорения твердения;
• особенности технологического процесса (немедленная распалубка, двухстадийное твердение, дополнительная отделка и т.д );
• способы и режимы уплотнения бетонной смеси в изделиях и конструкциях;
- характеристики всех материалов, используемых для приготовления бетонов, в том числе:
• виды цементов, их классы или марки, активность при пропаривании:
• виды и характеристики заполнителей;
• виды и характеристики добавок;
• качество воды;
- ограничения по составу бетона и качеству материалов, предусмотренные технической документацией, в том числе:
• по видам цемента, заполнителя и добавок;
• минимальный и максимальный расход цемента, заполнителей, воды и добавок;
• максимальная крупность заполнителей;
максимальное или минимальное значение цементно-водного отношения.
9
Раздел 3. Требования к материалам для приготовления бетона
3.1 Материалы, используемые для приготовления бетонных смесей, должны отвечать требованиям ГОСТ 7473, ГОСТ 26633 и требованиям государственных и отраслевых стандартов и технических условий на эти материалы.
3.2 До начала работы по расчету состава бетона и приготовлению опытных замесов необходимо провести испытания материалов в соответствии со стандартами и техническими условиями с целью определения показателей их качества, необходимых для дальнейших расчетов и подборов.
При несоответствии отдельных составляющих бетона требованиям ГОСТ и ТУ необходимо оценить их качество испытанием в бетонах и дать технико-экономическое обоснование возможности и целесообразности их применения для получения бетонных смесей и бетонов со всеми нормируемыми показателями качества.
3.3 Вяжущие материалы
В качестве вяжущих материалов для приготовления бетонов следует применять портландцемент и его разновидности, отвечающие требованиям ГОСТ 10178, ГОСТ 31108, ГОСТ Р 55224, а также сульфатостойкие и пуццолановые цементы по ГОСТ 22266.
Для бетонов, подвергаемых тепловой обработке, следует применять цементы I и II группы эффективности при пропаривании.
10
