Министерство мелиорации и водного хозяйства СССР

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костикова

Руководство

Методы испытаний бетона и бетонной смеси при подборе состава и контроле качества бетона при строительстве гидромелиоративных сооружений

Москва 1981

Руководство разработано в развнтяе раздела "Контроль качества бетонных работ при возведении монолитных и сборномонолитных сооружений” главы СНиП Ш-45-76.

Руководство предназначено для строительных лабораторий организаций, осуществляющих строительство противофильтрационннх и защитных конструкций каналов, плотин, дамб, водохранилищ и других гидротехнических и мелиоративных сооружений, и ставит своей целью повышение роли лабораторий в обеспечении заданного уровня качества противофильтрадионного бетона в процессе подготовки производства и выполнения строительных работ. Оно может быть использовано также проектном и организационно-технологи-чесяши институтами при подборе составов бетона, проведении технологических исследований, составлении схем операционного контроля, разработке процессов контроля в проектах организации строительства ,

руководство содержит описание методов ускоренных испытаний бетона и бетонной смеси, которые могут быть реализованы на месте выполнения бетонных работ без стационарного оборудования, требующего специального обслуживания, и дают полцую информацию о качественных показателях бетона и ходе технологического процесса его приготовления, укладки и твердения.

укладчика иди установкой специальных форм непосредственно в заполняемую бетоном зоцу» Дри этом бетон в формах твердеет в непосредственной близости от конструкции или в ячейках, образованных в конструкции закладной частью формы, и за ним осуществляют принятый на практике уход*).

2.1.3* Определительный контроль включает испытание стандартных образцов и определение средних значений и вариаций нормируемых показателей, приведенных в проекте. Обязательный являются определения: прочности на осевое сжатие и осевое растяжение по ГОСТ 10180-78 и ГОСТ 13015-75, водонепроницаемость по ГОСТ 12730.4-78 или ГОСТ 19426-74 с учетом таблицы 2 приложение I СНиП П-21-75 и морозостойкость по ГОСТ 10060-76 (основной метод).

Дополнительно при соответствующих указаниях в проекте проводят определения сопротивляемости бетона воздействию водных растворов солей, замораживанию в агрессивной среда, трещинообразованию от влажностной усадки, контроль деформатавных характеристик**) (модуля дефоршции, предельной растяжимости, показателя ползучести).

Определительный контроль следует проводить отдельно для каждого технологического комплекса по ГОСТ 18Ю5-72^ХХХ) при подготовке строительного производства, а также при существенном нарушении или изменении свойств поотупаемых компонентов бетона или технологического процесса производства.

Одновременно в подготовительный период определяют номенклатуру контролируемых в процессе производства параметров бетона, все необходимые для оценки показателей качества корреляционные зависимости и переводные коэффициенты, характеристики разброса показателей и допустимые границы их изменения.

2.1*4. Текущий контроль может включать определение качественных показателей по п.2.1.3 в сокращенном объеме иди определение

^х) Необходимо помнить, что свойства бетона в стандартных образцах лишь а некоторой степенью приближения отражают реальные свойства бетона в конструкции и могут служить лишь для контроля выдерживания нарви приготовленного и укладываемого бетона, а их изменение - свидетельствовать о нарушении нормального хода технологического процесса иля качества компонентов бетона.

**) Для конструкций типа оболочек и облицовок контроль деформатив-ных характеристик является обязательным.

***) В технологическом комплексе объединяют бетон одного состава, из одних и тех же компонентов, приготовленный и уложенный по единой технологии и твердеющий в одинаковых условиях.

2-724

установленных в подготовительные период контролируемых параметров, позволяющих оценить все качественные показатели.

Номенклатура контролируемых показателей и параметров выбирается в зависимости от конотруктивных и эксплуатационных особенностей сооружения, применяемой технологии строительства, технических возможностей и численности контролируемых служб. При строительстве гидротехнических и мелиоративных сооружений рекомендуется определение следующих параметров:

-    усилие отрыва замоноличенного в бетонный образец анкера по ГОСТ 2X313-75 с ограничением зоны вырыва;

-    коэффициент радиальной фильтрации и эффективный размер фильтрующих пор;

-    объемы открытых и условно замкнутых (не заполняемых при нормальных условиях эксплуатации водой) пор.

Дополнительно при наличии соответствующих требований проекта к стойкости бетона рекомендуется определять:

-    снижение поверхностной твердости бетона при длительном контакте конструкции с агрессивной средой;

-    увеличение проницаемости бетона при фильтрации через конструкцию агрессивной среды.

При больших объемах (более 5000 м³ в сооружении)и интенсивности (более 300 м³ в смену) укладки бетона, рекомендуется вести контроль прочности по образцам ускоренного твердения по ГОСТ 22783-77 или ведомственным методическим указаниям. При этом результаты испытаний не могут использоваться для оценки качества бетона, а лишь служат для его обеспечения в процессе производства.

2.1.5. Для формования образцов применяют жесткие легко собираемые и разбираемые формы, отвечающие требованиям ГОСТ 22685-75.

Надерные образцы формуют с помощью рабочих вибраторов бетоно-укладочной машины или табельных вибраторов (вибробулав, вибро-гладилок и т.п.) при режшах, близких к рабочим.

Твердеют образцы в формах с обязательной гидроизоляцией мест соединений элементов форм и кромки открытой поверхности. Во время твердения они должны находиться в непосредственной близости от места, где была отобрана проба бетонной смеси; за открытой поверхностью образца осуществляют принятый на практике уход. При размещении образца рядом с конструкцией должен быть выдержан идентична* конструкции нодуль открытой поверхности путем термоизоляции боковых (закрытых) поверхностей.

ID

2Л.6. При устройстве противофильтрационных одежд из монолитного бетона натурные образцы рекомендуется изготавливать с помощью специальных закладных форм с двойном стенками _f закрепляемых заранее в месте укладки бетона на 1-0*5 см ниже уровня поверхности будущей конструкции, при этом форма заполняется бетоном одновременно о бетонированием конструкции.

Закладная форма должна обеспечивать:

-    заполнение бетоном при тех же режимах вибрирования, что и бетона монолита конструкции;

-    легкое извлечение и отделение образца от формы после его выдерживания в конструкции;

-    свободный температурно-влажностный обмен с окружающим монолитом конструкции.

Одна из возможных конструкций закладной формы для изготовление бетонного образца, в противофяльтрационной одежде каналов показана на рис.1. Форма состоит из несущей обоймы с острой кромкой для забивания в грунтовое основание и формообразующего стакана, собранного из четырех стянутых кольцами секторов и днища. Стенки стакана перфорированы в шахматном порядке, а стенки обоймы ииеют продольные щелевые вырезы, на верхнем фланце обоймы закреплены маяки из стальной проволоки. Перед закладкой формы внутренняя полость формообразующего стакана и внешняя поверхность обоймы обкладываются листами проницаемого картона толщиной 0,2-0*6 мм.

Сразу после бетонирования конструкции до схватывания бетона необходимо снять скребком покрывающий форму слой бетона, извлечь формообразующий стакан, выровяить поверхность образца и заложить его снова для твердения в обойму, проложив под фланцам стакана гидроизоляцию. После выдерживания заданное время в конструкции образец извлекают из обоймы и освобождают от стакана, а обойму разбирают прямо в конструкции и извлекают из нее по частям.

2.1.7. Для изготовления образцов ускоренного твердения по форсированному режвду рекомендуются цилиндрические формы размером 0 15x15 см с преос-крышкой, обеспечивающей статическое обжатие бетонной оме си в начальный период твердения до 5 кг/см*.

На рис.2. показан набор универсальных цилиндрических форм, разработанных в ОКБ ВНИИГиМ. Такие формы позволяют осуществлять любой ускоряющий твердение режим обработки, включая обжатие, а также формовать бетонные образцы для испытаний на водопроницаемость и на осевое сжатие.

Рас.I. Закладная форма дня получения натурных бетонных образцов: I - формообразующий стакан; 2 - обжимные кольца;

3 - дика» стакана; 4 - несущая обоВма; 5 - накладная гилью;

^r“‘“^TS -

Внкцу показан порядок работы с формой: I - закладка в основание IX - заподненне бетоном₉ О - вовлечение я обратная закладка

образца

Министерство мелиорации и водного хозяйства СССР

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костикова

РУКОВОДСТВО

Методы испытаний бетона и бетонной смеси при подборе состава и контроле качества бетона при строительстве гидромелиоративных сооружений

Одобрено научно-техническим Советом Минводхоза СССР, протокол № 340 от 6 мая 1980 г.

Москва 1981

В разработке руководства пркнямадк участие: к.т.н. Павлов I.C., к.т.н.Синяков В.К. (ВНИИГШ, Мвнводхоз СССР), инх.Саидов В.Г., (САНИНРИ, Мвнводхоз СССР), к.т.н.Аверин Д.А. (ЩШШром зданий, Госстрое СССР), инх,Хоиутчевхо С.Я.(Донецкий ПронотроЯНИИпроект, Госстрое СССР), н.т.н.Дворкнн Л.И., инх.Щу кланов В.А. (РврИИВХ, Мвнводхоз УССР), к. т.н. Саленко В. С, (Укрводет рой, Мвнводхоз УССР), инж.Лисов Н.Д., инх.Кузьмин Б.Н. (ОКБ ВНИИГнМ), инх. Антошкин О.И. (трест Оргтехстрое "Мелиорация", Минводхоз 7зССР), инжЛсколов-ский А. Л. (ЕНИШЬле зобе тон, Минет рокатериалов СССР).

Отзыва в предлохэния просьба направлять по адресу: 127550,Москва,ул.Б.Акадаемическая,44, ВНИИГиМ

© Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н.Костикова (ВНЮШШ), 1981 г.

ВВЕДЕНИЕ

Современные темпы производства бетонных работ с применением высокопроизводительных бетоноукладочных комплексов требуют организации эффективное системы оперативного контроля качества бетона. По мере интенсификации бетонных работ возрастает степень участия строительных лаборатории в производственном процессе и их роль в обеспечении заданного качества бетона в бетонных и железобетонных конструкциях и сооружениях»

Вся система контроля качества бетона я бетонных работ, осушест*-вляемая строительной лабораторией с целью обеспечения заданных свойств бетона в сооружении, может быть разбита на технический контроль (контроль выдерживания заданных проектом марок), прогнозирующий качество будущего бетона в сооружении, и технологический контроль (контроль параметров бетона-полуфабриката и выдерживания заданных режимов отдельных операций его обработки), характеризующий стабильность технологического процесса. При положительных данных технического контроля по результатам испытаний контрольных образцов, поддержание необходимого качества бетона готовой конструкции может быть гарантировано правильным выполнением всей последовательности операций производства бетонных работ, обеспечиваемых технологическим контролем.

Технологический я в т.ч* операционный контроль должен осуществляться приобъектными лабораториями (лабораториями строительных трестов, СМУ, ПМК и контрольными постами) по номенклатуре оперативных характеристик, оптимально их значениям и границам регулирования, назначенным центральной лабораторией при подборе состава бетона и отработке технологического процесса бетонирования.

В условиях существенной неоднородности свойств применяемых в бетоне ттериалов и влияния неучитываемых при проектировании и отработке технологии факторов требуется, наряду с качественным выполнением отдельных операций, постоянная оптимизация всего технологического процесса в целом. Это обеспечивается достаточно оперативной регулировкой параметров технологического процесса, выполняемой по результатам технологического контроля я осущэст-

3

влением активное связи лаборатории о непосредственными производителями работ. ТакоЯ контроль должен осуществляться на месте производства работ ускоренными методами с применением простых в обслуживании средств контроля. Приведенные в руководстве методы контроля как раз отвечают этим требованиям я могут быть реализованы в условиях полевых, передвижных и временных стационарных лабораторий. На все описанные в руководстве средства контроля имеется конструкторская и техническая документация, которую можно получить в ОКБ ННШГИМ по адресу: 141800, г.Дмнтров.Моск.обя., 2-я Левонабережная, 12.

I. СИСТЕМА КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА БЕТОНА ПРОТИЮЖЛЬТРАЩОННЫХ ДОНСТЕТКПИЙ

I.I. Бетон противофильтрадионных одежд каналов характеризуется следующими качественными показателями:

I) назначения - водопроницаемость, прочность на сжатие и растяжение, дефорыативность;

П) стойкости - трещиностойкость, морозостойкость, водостойкость, коррозионная стойкость;

Ш) экономической эффективности - приведенные затраты, отнесенные в единице марки бетона, затраты на обеспечение технологического запаса на нестабильность производства.

Состав бетона подбирают, исходя из данных показателей назначения и стойкости при минимизации приведенных затрат в завиоисмооти от функциональных особенностей конструкции, способа возведения и условий ее эксплуатации*

При этом один из показателей назначения, как правило - прочность на сжатие, является оптимизируемым при подборе состава бетона и вшолнении бетонных работ, значения же других должны находиться в заданных пределах.

Одновременно с подбором состава бетона, исходя из условий и принятой технологии бетонирования, задают оптимальные значения и допустимые отклонения:

- параметров технологического процесса - норм дозирования компонентов, длительности перемешивания, времени транспортирования, интенсивности и ддитедьности уплотнения, режша ухода за твердеющим бетоном;

4

- технологических свойств бетонной смеси - воадухововлечения, связности, степени уплотнения, интенсивности удельных влагопотейь иля набора прочности при твердении бетона,

1.2.    Вся система контроля качества бетонных работ подразделяется ва контроль технический, заключающийся в испытаниях контрольных образцов из проб приготовленной бетонной смеси по полной или совращенной программе подбора состава бетона, и контроль, технологический, т.е. контроль технологических свойств бетона и бетонной смеси, а такие параметров технологического процесса, обеспечивающих качественное выполнение операций дозирования, пе+ реме шив ания, транспортирования, укладки, уплотнения бетонной смеси и ухода за твердеющим бетоном.

Технический контроль необходим для определения качества приготовления бетонной смеси на стадиях подбора состава бетона, его приготовления и транспортирования и позволяет характеризовать качество компонентов бетона, а также выполнение всех технологических операций, предшествующих отбору проб бетона. Контроль по стандартным образцам позволяет также прогнозировать качество бетона готовой конструкции при условии правильного выполнения последующих (за отбором проб бетона) технологических операций.

Технологический контроль параметров бетонной смеси и твердеющего бетона позволяет следить за ходом технологического процесса и осуществлять необходимую подстройку в случае отмеченных существенных отклонений.

1.3.    По стадии осуществления контроль подразделяется на входной, операционный и приемочный. Задачей входного контроля

является оценка и обеспечение заданных свойств поступающих компонентов бетона.

Задачей операционного контроля является поддержание достигнутого при подготовке производства уровня качества бетона в процессе строительства путем предупреждения и выявления нарушений нормального хода технологического процесса, обнаружении и ликвидации причин выявленных нарушений. При атом регулирование технологического процесса рекомендуется производить по двум законченный циклам: 1 - обеспечение заданного качества бетонной смеси, П - обеспечение оптимальных параметров последующей ее обработки.

Задачей приемочного контроля качества является достоверная оданка качественных показателей бетона в сооружении по

5

результатам технического (прогнозирующего) контроля и натурных испытании сооружении, количественная оценка достигнутого уровня качества бетона и надежности сооружения.

1*4. Для пршенения в приобъектных строительных лабораториях рекомендуются следующие методы испытаний бетона в образцах;

-    оценка прочности на сжатие методом отрыва со скалыванием с ограничением зоны вырыва;

-    определение водопроницаемости до результатам измерения козф^ фициента фильтрации и размера фильтрующих пор;

~ прогнозирование морозостойкости по ооотношению открытых и условно замкнутых пор, находимых методом кипячения с вакуумированием;

-    оценка коррозионной стойкости по снижению поверхностной твердости (диффузионный режим) или по повышению проницаемости (фильтрационный режям);

-    методы испытаний проб бетонной смеси;

-    контроль жесткости на вискозиметре Вебе иди упрошенным способом с помощью перфорированной наоадки;

-    контроль технологической вязкости бетонной смеси, укладываемой бетоноотделочной машиной по скорости истечения смеси из контрольной емкости при рабочих параметрах вибрирования;

-    контроль воздухововлечвния объемны* методом о помощью рабочей меры вместимости с конической крышкой;

-    контроль воздухосодержания уложенной бетонной смеси по результатам испытания натурной пробы, отобранной о помощью заклад^ ной формы, устанавливаемой на месте будущей конструкции перед бетонированием;

-    оценка качества ухода за твердеющим бетоном по интенсивности удельных вдагопотерь в первые часы твердения, контролируемых с помощью закладных весовых стаканчиков;

-    методы испытаний бетона в готовой конструкции:

-    испытания на прочность методом отрыва со скалыванием (с ограничением иди без ограничения зоны вырыва);

-    испытания на водопроницаемость по интенсивности направленной фильтрация с компенсацией бокового расплава*

1*5* При строительстве протяженных и разбросанных гидромелиоративных сооружений с больший обысом бетонных работ целесообразно организовать следующий порядок контроля качества бетона.

а)    Ba стадии подготовки производства:

-    оптимизируется состав бетонной смеси и технология производства бетонных работ с учетом свойств компонентов бетона» особенностей сооружения, применяемого способа строительства, местных условий (кд апатических, географических и пр....) и наличие технических средств;

-    одновременно с подборам и оптимизацией оостава бетона и технологических режимов производства строятся все возможные зависимости типа "показатель качества - регулируемый параметр", которые в ходе производства будут использованы для регулировав ния режимов производства, разрабатывается алгоритм принятия мер при выходе того иди иного показателя качества за допустимые пределы;

-    исходя из номенклатуры заданных показателей качеотва, назначаются контролируемые параметры бетонной смеси и бетона-полуфабриката, которые необходимо контролировать в ходе производства работ для поддержания установленного уровня качества бетона, определяются методы и средства контроля, порядок осуществления и использования результатов»

б)    При укладке первых партий бетона:

-    производится анализ достигнутых показателей качества, опреде-*. дяюгся статистические показатели производства (однородность и стабильность, достигнутый уровень качеотва,устанавливается технически и экономически обоснованный уровень показателей и контролируемых параметров, предупредительные и контрольные границы их допустимого изменения, разрабатывается програша текущего контроля;

- строятся необходимые для осуществления текущего контроля зависимости типа "качественный показатель - контролируемый параметр", уточняются значения переводных коэффициентов, выполняется анализ точностных характеристик применяемых методов контроля.

в)    в процессе производства работ:

-    по установленной программе осуществляют текущий контроль выбранных на предварительном этапе параметров бетонной смеси в бетона-полуфабриката и производят необходшую подстройку режимов производства, обеспечивающую поддержание качества бетона на заданном уровне.

7

г) При приемке сооружения:

- производят выборочное натурное обследование сооружения по основный показателям, даст оценку надежности сооружения и балльную оценку качества выполненных работ.

2. ТЕХНИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ БЕТОНА ПО СТАНДАРТНЫМ ОБРАЗЦАМ

2.1. Общие положения

2.1.1.    Целями технического контроля по стандартное образцам являются:

-    проверка достижения (при подборе состава) и выдерживания (при производстве работ) заданной марки бетона;

-    интегральная оценка качества компонентов бетона и выполнение воех операция о бетонной смесью вплоть до ее укладки в сооружение.

По степени оперативности технический контроль может быть констатирующим (когда стандартные образцы выдерживают 2В суток в нормальных влажностных условиях) и ускоренным (когда стандартные образцы проходят специальную ускоряющую твердение обработку).

По стадии осуществления прогнозирующий контроль разделяется на определительный, осуществляемый при подборе состава бетона и отработке технологического процесса с целью выявления оптимальных значений и пределов изменения параметров бетона, и текущий, осуществляемый периодически в ходе выполнения бетонных работ о целью оценки нахождения свойств укладываемого бетона в заданных при определительном контроле пределах.

2.1.2.    Стандартные образцы, по которые контролируется бетон, различаются степенью приближенности к реальные условиям формования и твердения бетона конструкции. Контрольна стандартные образцы формуют на лабораторном виброотоле из смесей поступивших на склад компонентов бетона или из проб товарной бетонной смеси, приготовленной бетоносмесителем, и твердеют в нормальных температурно-влажностных условиях.

Натурные стандартные образцы формуют на стройплощадке из укладываемой в конструкцию бетонной смеои, моделируя реальное вибрационное воздействие на нее с помощью табельных вибраторов или цутем размещения форм на вибрирующей чаотн вибропривода бетоно-