МИНИСТЕРСТВО ПРОМЫШЛЕННОГО СТРОИТЕЛЬСТВА СССР

ИНСТРУКЦИЯ по технологии изготовления и проектирования бетонных и железобетонных конструкций на основе шлаксщелочного бетона

ВСН 65.12-83 Минпромстроя СССР

Москва — 1983

ШМСТЕРСТВО ПРОМШЛЕННОГО СТРОИТЕЛЬСТВА СССР

Утверждена заместителем Министра

промышленного строительства СССР - А.И.Щепетьев

ИНСТРУКЦИЯ

по технологии изготовления и проектирования бетонных и железобетонных конструкций на основе шлакощелочного бетона

ВСН 65.12-83 Минпрометроя СССР

Москва

- 10 -

крышек ямных пропарочных камер 1/100 - 1/50 от середины к краям.

4.37. В силу многообразия одновременно действующих факторов оптимальные режимы тепло влажностной обработки на различные виды конструкций следует устанавливать опытным путем.

5. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА

5.1.    При изготовлении изделий из шлакощелочного бетона необходимо вести тщательный пооперационный контроль качества. Особое внимание уделить точному дозированию составляющие бетона, свойствам шлака (удельной поверхности, содержанию кристаллической фазы, плотности раствора смеси щелочей и влажности заполнителей).

5.2.    Качество молотого шлака должно соответствовать ТУ 65. 224-78.

5.3.    Количестве кристаллической фазы в шлаке контролируют согласно приложению 4.

5.4.    Качество заполнителей определяют по ГОСТ 8269-76 и ГОСТ 8735-75.

5.5.    Определение предела Прочности при сжатии, растяжении при изгибе определяют по ГОСТ 10180-78.

5.6.    Подвижность и жесткость бетонной смеси определяют непосредственно перед укладкой бетона в форму по ГОСТ I0I8I-76

5.7.    Испытание бетона на морозостойкость производят по ГОСТ 10060-76, замораживание при температуре минус 50*2°С.

5.8.    Испытание бетона на водопогляцение производят по ГОСТ 12730.3-78 и на водонепроницаемость по ГОСТ 12730.5-78.

5.9.    Приемку, испытание, маркировку, хранение и транспортировку готовых изделий производят в соответствии с ГОСТ 13015-75.

- II -

6. ТРЕБОВАНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ И ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ САНИТАРИИ

6.1.    При производстве изделий сборного железобетона на основе шлакощелочных вяжущих на предприятиях должны соблюдаться все требования, предусмотренные "Едиными правилами техники безопасности и производственной санитарии для предприятий про-мшленности строительных материалов" (часть 1,П, М.,Стройиз-дат, I9S0).

6.2.    Особое внимание должно быть обращено на хранение, приготовление и дозировку щелочного компонента. Все работы, связанные с хранением сухой щелочи и приготовлением растворов щелочей, должны производиться в специально оборудованном помещении, проинструктированным и обученным персоналом.

6.3.    На участке вспарывания барабанов с сухой щелочью необходимо установить отсасывающую вентиляционную панель. Для улавливания вредных выделений с поверхности нагретых щелочных растворов в баке для растворения щелочей необходимо предусмотреть кольцевые вентиляционные отсосы. Общеобыенна'* вентиляция в отделении приготовления раствора щелочных компонентов должна б* гть 5-ти кратной.

6.4.    Рабочие, ведущие вскрытие барабанов со щело*п.ю должны работать в респираторах типа ФА-3, при растворении щелочей - в респираторах типа ФГ-1 и ФУ-I, защитных очках, резиновых перчатках, сапогах и спец.одежде с индексом Щ50.

6.5.    Курить и пользоваться открытым огнем в отделении для приготовления щелочных растворов строго воспрещается. Электрическая арматура должна быть взрывоопасной.

6.6.    В местах хранения щелс иых компонентой и на емкостях со щелочным раствором должны быть предупредительные надписи: "Осторожно! Щелочь!".

6.7.    Щелочные растворы и твердые щелочи действуют на кожу обжигающе, поэтому места попадания на кожу щелочей необходимо немедленно промыть обильной струей воды. При попадании щелочного раствора в глаза необходимо помимо немедленной промывки обратиться в заводской медпункт.

- 12 -

6.8.    При работе с молотым шлаком соблюдаются все нормы и правила техники безопасности, действующие по отношению к портландцементу.

6.9.    В помещении для приготовления бетонной смеси должна быть хорошая общеобменная вентиляция, т.к. шлаковая пыль вместе с парами щелочи раздражающе действует на кожу и слизистые оболочки.

6.10. Формование изделий из шлакощелочного бетона необходимо обязательно производить в резиновых или брезентовых рукавицах, резиновых сапогах или в специальных ботинках формовщика с индексом Щ20.

6.И. Складирование, транспортировку и строительно-монтажные работы с применением изделий сборного железобетона на шлакощелочных вяжущих следует выполнять с соблюдением всех требований главы СНиП Ш-4.-80 "Техника безопасности в строительстве", как и для изделий на основе цементных бетонов соответствующих марок.

7. ПРОШИРОВАШЕ КОНСТРУКЩЙ НА ОСНОВЕ 1Ш1Ж0ЩЕЛ0ЧН0Г0 БЕТОНА

7.1.    Проектирование бетонных и железобетонных конструкций на основе шлакощелочного бетона производится в соответствии с главой СНиП П-21-75 с учетом положений настоящей инструкции.

7.2.    Рекомендации настоящего документа не распространяются на проектирование бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, мостов, транспортных тоннелей, покрытий аэродромов, конструкций, изготовляемых из мелкозернистого бетона, конструкций, эксплуатируемых в районах с сухим и жарким климатом, а также конструкций, находящихся под действием многократно повторяющейся нагрузки.

7.3.    Расчет и проектирование конструкций с предварительным напряжением арматуры следует производить после соответствующей экспериментальной проверки и согласования в установленном порядке.

- 13 -

7.4.    При проектировании и расчете конструкций, находящихся под воздействием полезной нагрузки, должно соблюдаться условие, чтобы длительно действующая часть нагрузки составляла не более 5($ от полной расчетной нагрузки.

7.5.    Нормы настоящего документа распространяются на проектирование и расчет элементов конструкций, подвергающихся в процессе эксплуатации только сжатию и изгибу з одной плоскости.

А. Нормативные и расчетные характеристики шлакощелочного бетона

7.6. Нормативными сопротивлениями шлакощелочного бетона являются:    Я.    -    сопротивление осевому сжатию кубов (кубиковая

прочность).

- сопротивление осевому сжатию призм (призменная прочность).

Нормативная кубиковая прочность шлакощелочного бетона принимается равной

Л = Л -(I _ 1,64П; где:    Я    -    см.    п.4.3.

V- коэффициент вариации прочности шлакощелочного бетона, принимаемый равным 0,16.

Нормативная призменная прочность шлакощелочного бетона принимается равной

Л”. 0,70->Г

пр

*    ft

Нормативные сопротивления бетона Я_пр и "р (с округлением в зависимости от проектной марки бетона по прочности на сжатие) приведены в табл.1.

- 14 -

Таблица I

Вид сопротивления Сопротивление бетона в кгс/см^ при проектной марке по прочности на сжатие М-500 М-600 М-700 М-800 Нормативное и расчетное сопротивление для второй группы предельных состояний _ Я-пр и Я-пр1-1 260 310 360 415 <и *,'] 18,5 20,0 22,0 23,0 Расчетное сопротивление для первой группы предельных состояний Rnp 175 200 230 255 R.p 12,5 13,5 14,5 16,5

7.7. Расчетные сопротивления шлакощелочного бетона для предельных состояний первой и второй группы определяются путем деления нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты безопасности по бетону при сжатии и растяжении Kfo , принимаемые равными:    =    1,4 - при расчете конструкций

по предельным состояниям первой группы;    1,5    -    при    наз

начении проектной марки бетона по прочности на сжатие; »

= 1,0 - при расчете конструкций по предельным состояниям второй группы,

3 расчетные сопротивления, приведенные в табл.1_# включены следующие коэффициенты условий работы , учитывающие особенности свойств шлакощелочного бетона:

а)    для всех проектных марок в расчетное сопротивление сжатию %пр вводится коэффициент , равный 0,95;

б)    кроме того, для высокопрочных бетонов проектных марок .i-600, М—700 и М-800 в расчетное сопротивление сжатию %>_ор-вводятся коэффициенты ^/7V, равные соответственно 0,95;0,925; 0,9.

- 15 -

Расчетные сопротивления шлакощелочного бетона Ипр, приведенные в таблЛ настоящего документа, для предельных состояний первой группы в соответствующих случаях следует умножать на коэффициенты условий работы согласно главы СНиП П-21-75 (табл,15,17).

7.8. Начальный модуль упругости пшакощелочного бетона, подвергнутого тепловой обработке при атмосферном давлении, следует принимать по табл.2.

При наличии данных о составе бетона и условиях изготовления конструкций допускается принимать другие значения , согласованные в установленном порядке.

Таблица 2

Бетон Подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении Начальные модули упругости бетона при сжатии Ej • 10-Зкгс/с*г- при проектной марке бетона по прочности на сжатие М-500 М-600 Л-700 Л-800 285 295 310 320

7.9. Расчетные значения характеристики ползучести шлакощелочного бетона следует принимать в зависимости от модуля открытой поверхности конструкций и влажностного режима ее эксплуатации по формуле:

У *У₀ *,-к_г

где У*₀ - предельные значения характеристики ползучести, принимаемые по тебл.З;

- коэффициенты, принимаемые по табл.4.

Таблица 3

Предельные значения характеристики ползучее ти fof Проектные марки бетона по прочности не сжатие Л-500 Л-600 .4-700 .4-800 - 7,0 3,0 2,8 2,2

- 2 -

УДК 691.3; 691.5; 539.3.

Настоящая инструкция составлена в развитие "Технических указаний по производству шлакощелочных вяжущих, бетонов и изделий на его основе" СН 65-83-78, применительно к материалам используемым на Западном Урале.

В основу настоящей инструкции положены результаты исследований свойств шлакощелочных вяжущих, бетонной смеси и физико-механических характеристик шлакожелочных бетонов«проведенные в Пермском политехническом институте (к.т.н. Рханицы-ным Ю.П., к.т.н. Катаевой Л.И., к.т.н. Баталиным Б.С., к.т.н. Ильяшенко В.А., инженером Мокрушиным А.Н.), ЖИЖБе ГОССТРОЯ СССР: лабораторией железобетонных конструкций (д.т.н., профессором Васильевым А.П., к.т.н. Беликовым В.А.), центральной лабораторией теории железобетона (к.т.н. Серых Р.Л., инженером Калашниковым D.K.), центральной лабораторией тяжелых бетонов (д.т.н., профессором Малининой Л.А., к.т.н. Медведевым В.А., инженером Вахрушевой А.Н.), центральной лабораторией коррозии (к.т.н. Саввиной Ю.А.), лабораторией экономики железобетона (Ьс.т.н. Цыганковым И.И.|), и опыт по производству железобетонных конструкций из шлакощелочного бетона на заводе 1БК-2 Главэападурадотроя Ммнпромстроя СССР (инженерами Курепой Р.Л., Рубиновой Л.В., Муснфуллиным Р.Т.), тресте Орг-техстрой Главзападуралстроя Минпромстроя СССР (инженерами Субботиным Д.М., Неволиным A.Q., Смирновым Б.А.) и КТБ "Стройиндустрии" Минпромстроя СССР (инженером Тюменевым А.Р.).

- 4 -

-    дорожного строительства (покрытия дорог и тротуаров, бортовые камни);

-    коммунального строительства (элемент для водосточных колодцев, водопропускных сооружений, приямков, водостоков);

-    шахтного строительства (стойки, затяжки);

-    промышленного строительства (элементы фундаментов, сваи, элементы безрулонных кровель, фундаментные балки, панели, градирни);

-    сельскохозяйственного строительства (одежда силосных траншей, элементы фундаментов);

-    жилищного строительства (элементы фундаментов, стены подвалов).

2.2.    Учитывая некоторые особенности шлакощелочных бетонов проектирование и применение конструкций следует производить

с учетом требований главы 7 настоящей "Инструкции".

2.3.    При агрессивном воздействии среды на конструкции из шлакощелочных бетонов руководствоваться "Рекомендациями по применению бетонов на шлакощелочном вяжущем в сульфатных и хлоридных средах" М., НИИНБ, 1979 г.

3. ТР05ОВАЖЯ К МАТЕРИАЛАМ

3.1.    Молотый гранулированный доменный шлак, удовлетворяющий требованиям ТУ 65.224-76. Содержание кристаллической фазы в шлаке не должно превывать 10%.

3.2.    Щелочной компонент: смесь щелочей {/faO# _ д_0Л_ жен отвечать требованиям ТУ 6-18-45-77; красный каустик (ХОН,

fXaOH)- соответствовать ГОСТ 9285-78.

3.3.    Технический фтористый натрий, отвечающий требованиям ГОСТ¹ 2871-75.

3.4.    Крупный заполнитель - карбонатный щебень, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 10268-80 и ГОСТ 8424-72^х.

ПРИМЕЧАНИЕ: применение в бетоне гравия и щебня из гравия, содержащего реакционный кремнезем, не допускается.

- 5 -

3.5.    Мелкий заполнитель - песок кварцевый и карбонатный должен отвечать требованиям ГОСТ 8736-77 и ГОСТ 8424-72*.

3.6.    Вода для приготовления раствора щелочного компонента должна отвечать требованиям ГОСТ 23732-79 и ГОСТ 8424-72*.

4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ И ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ И ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ ЩЛАКОЩЕЛОЧНОГО БЕТОНА

4.1. Изготовление шлакощелочного бетона и производство изделий на его основе, может осуществляться на существующих железобетонных заводах с использованием установленного на них оборудования и применяемых технологических режимов с учетом положений настоящей инструкции. При этом, необходимо предусмотреть отдельную технологическую линию, исключающую попадание цемента, извести, гипса в компоненты, составляющие шлако-щелочной бетон, на всех технологических переделах.

А. Состав бетонов

4.2.    Составы бетонов назначаются по результатам экспериментальных лабораторных подборов.

ПРШЕЧАШЕ: методика расчета составов бетона приведена в приложении I.

4.3.    За марочную прочность бетона принимается сопротивление сжатию образцов 15x15x15 см, испытанных в 28 суточном возрасте после пропаривания и нормального хранения.

4.4.    С целью увеличения сроков схватывания шлакощелочного вяжущего, снижения расхода колотого шлака и щелочи, повышения плотности шлакощелочного бетона и снижения его деформативности в бетонную смесь вводят добавку фтористого натрия в количестве - 0,2-0,3% от массы шлака.

4.5.    Количество водного раствора щелочного компонента назначают с учетом требуемой прочности шлакощелочного бетона и удобоукладываемости бетонной смеси.

- 6 -

4.6.    Плотность водного раствора щелочного компонента должна корректироваться с учетом влажности заполнителей.

ПРИМЕЧАЙТЕ: порядок корректировки плотности водного раствора щелочного компонента приведен в приложении 2.

4.7.    При назначении составов бетона следует учитывать,что прочность бетона после тепловлажноотной обработки составляет 95-105% от марочной.

Б. Приготовление раствора щелочного компонента

4.8.    Для приготовления раствора щелочного компонента на заводе должна быть предусмотрена технологическая линия, вклю-чащая крытый склад для хранения щелочных продуктов, отделение приготовления раствора щелочного компонента, оснащенное емкостью с мешалкой, накопительной емкостью и насосом для перекачки раствора затворитедя на БСО.

4.9.    При растворении щелочных компонентов необходимо учитывать их особенности. Растворение смеси щелочей сопровождается значительным выделением тепла, температура щелочного раствора может досаигать 100°С. Учитывая, что в составе смеси щелочей содержится металлический натрий и калий (до 4%), при растворении щелочей происходит выделение водорода, поэтому растворение нужно вести в открытой емкости с общей и направленной вентиляцией в помещении.

4.10. Порядок растворения щелочей рекомендуется следующий: при растворении смеси щелочей или красного каустика металлический барабан вспаривается и содержимое барабана в металлических решетчатых корзинах с помощью тельфера, крана или другого погрузочного механизма помещается в открытую емкость, в которую затем небольшой струей подается холодная вода. Скорость подачи воды не должна превышать 50 литров в минуту.Длительность полного растворения одного барабана с твердой щелочью 15-20 минут. Не допускается одновременное растворение содержимого двух или болео барабанов со щелочью.

- 7 -

4.П. Определение готовности раствора щелочного затвори-теля производится замером его плотности с помощью ареометра. Замер плотности производится в остывшем до температуры 20-25°С щелочном растворе.

4.12.    Оптимальная плотность раствора затворителя на смеси щелочей или красном каустике 1.20 - 1.24 кг/л.

4.13.    Расход твердых щелочных компоненюв на приготовление раствора требуемой плотности зависит от вида щелочи. В приложении 3 приведены расходы щелочных компонентов и воды на приготовление I л раствора различной плотности.

4.14.    Готовый щелочной раствор с помощью насоса подается в накопительную емкость, установленную на БСО. Накопительная емкость раствора затворителя снабжается подогревающим устройством, если температура раствора понижается до 15°С.

4.15.    Натрий фтористый технический вводят в накопительную емкость водного раствора затворителя перед подачей его в дозатор бетоносмесителя.

4.16.    Весь тракт подачи раствора щелочного компонента от отделения растворения твердых щелочей до накопительной емкости на БСО должен иметь обратный уклон для слива раствора из труб. Необходимо также, предусмотреть возможность прочистки трубопроводов паром или горячей водой.

В. Приготовление бетонной смеси на шлакощелочном вяжущем

4.17.    Приготовление бетонной смеси следует производить в бетоносмесителях принудительного действия любой марки в связи с повышенной вязкостью бетонной смеси.

4.18.    Дозирование материалов, составляющих бетонную смесь, необходимо производить только по массе с точностью:

шлак и раствор затворителя    -    ±1%

заполнители    -    ±2%

4.19.    Продолжительность перемешивания должна обеспечивать однородность бетонной смеси, она устанавливается экспериментально и должна быть не менее 3-х минут.

4.20.    Время от момента приготовления бетонной смеси до ее укладки должно быть минимальным и не превышать 40 минут.

- 8 -

4*21. Восстановление частично схватившейся бетонной смеси не допускается.

Г. Формование изделий

4.22.    Укладка бетонной смеси и ее уплотнение производится обычными средствами и приемами, существующими на заводах железобетонных изделий.

4.23.    Ввиду повшенной адгезии шлакощелочного вяжущего к металлу форм, необходимо тщательно чистить и смазывать формы перед укладкой в них бетонной смеси,

4.24.    Для смазывания поверхности форм рекомендуется эмульсионная известково-э му ль соловая смазка при соотношении по массе 1:3 (известковое молоко с плотностью 1,06-1,08 кг/л: эмуль-сол ЭКС-2) с добавлением 3% лигносульфоната от массы известкового молока.

4.25.    Для приготовления смазки эмульсол и известковое молоко подогревают до 60°С. Лигносульфонат растворяют в известковом молоке. Нагретые компоненты смешивают.

4.26.    Смазка наносится на поверхность форм равномерным слоем без подтеков. Расход смазки должен составлять 150 г/\г.

ПРИМЕЧАНИЕ: для смазки могут быть применены и другие составы, проверенные опытом.

4.27.    Не допускается до бетонирование изделий из бетонной смеси на шлакощелочном вяжущем в процессе их формования бетонными смесями на других вяжущих.

Д. Тепловлажностная обработка

4.28. Для шлакощелочных бетонов сохраняются основные положения тепловлажностной обработки изделий, изложенные в "Руководстве по тепловой обработке бетонных и железобетонных изделий" М., Стройиздат, 1974 г.

При этом для получения качественных изделий необходимо дополнительно соблюдать указания, изложенные нике.

- 9 -

4.29.    Для обеспечения качества шлакощелочного бетона изделия после формования необходимо выдерживать перед пропарко;! не менее 2-6 часов, соответственно при ^ от 0,4 до 0,6.

4.30.    Для изделий, подвергаемых пропариванию в формах, скорость подъема температуры среды должна быть не более

30 град/час при применении жестких смесей и 20 град/час при применении пластичных бетонных смесей и при пропаривании массивных бетонных конструкций.

4.31.    Для изотермического прогрева шлакощелочных бетонов на карбонатных заполнителях принимается температура 85-95°С.

4.32.    Длительность изотермической ввдержки изделий рекомендуется в пределах 8-10 час.

ШМЕЧАЖЕ: при снижении температуры изотермического прогрева до 50-60°С необходимо соответственно удлинить длительность изотермической выдержки, оптимальное время которой для шлакощелочных бетонов устанавливается не только по пределу прочности на сжатие, но и по деформатив-ности.

4.33.    При надежной теплоизоляции камер, когда понижение температуры среды камеры составляет не более 4-6 град/час, целесообразно после 4-6 часового изотермического выдерживания прекращать подачу пара и дальнейшее выдерживание изделий производить в закрытой камере при медленном естественном остывании изделий до конца расчетного цикла тепловлажностной обработки.

4.34.    Скорость снижения температуры среды при охлаждении изделий не должна превышать 25-30 град/час.

4.35.    Требования к разности температур между температурой шлакощелочных бетонных изделий при распалубке и температурой среды в цехе или на складе готовой продукции соответствуют аналогичным требованиям к изделиям на цементных бетонах

не более 40°С).

4.36.    С целью повышения качества лицевой поверхности изделий из шлакощелочных бетонов рекомендуется обеспечивать понижение относительной влажности среды в камере до 40-60%

в период подъема температуры и иметь уклон нижней плоскости