Требования к бетону

Прочность бетона в проектном возрасте характеризуют классами прочности на сжатие, осевое растяжение и растяжение при изгибе.

Для бетонов установлены следующие классы по прочности на сжатие: В3.5; В5; В10; В12.5; В15; В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60; В65; В70; В75; В80.Для бетонов конструкций, запроектированных до ввода в действие международного стандарта СТ СЭВ 1406, установлены следующие марки по прочности на сжатие: М50; М75; М100; М150; М200; М250; М300; М350; М400; М500; М600; М700; М800; М900; М1000.

Соотношение между классами и марками бетона по прочности на сжатие определяется по формуле:

В=М(1-1.64V),(1)

где В-класс бетона;

М-марка бетона;

V-нормативный коэффициент вариации, равный 0.135

Для бетонных конструкций, подвергающихся в процессе эксплуатации попеременному замораживанию и оттаиванию, назначают следующие марки бетона по морозостойкости: F50; F75; F100; F150; F200; F300; F400; F500; F600; F800; F1000

Для бетонов конструкций, к которым предъявляются требования ограничения проницаемости или повышенной плотности и коррозионной стойкости, назначают марки по водонепроницаемости:W2; W4; W6; W8; W10; W12; W14; W16; W18; W20.

2.2 Требования к исходным материалам для тяжёлого бетона

2.2.1. Вода. В соответствии с требованиями ГОСТ 23732-79 для приготовления бетона разрешается использовать во­ду, водородный показатель (рН) которой не должен быть менее 4 и более 12.5.

Вода не должна содержать пленки нефтепродуктов, жиров, ма­сел. Содержание в воде органических ПАВ, сахаров и фенолов, (каждого) не должно быть более 10 мг/л. Ограничивается содержание в воде растворимых солей, ионов SO₄^2- и взвешенных частиц. Если используется питьевая вода, отвечающая требованиям ГОСТ2874-82, то она анализу не подлежит.

2.2.2. Вяжущие материалы. В качестве вяжу­щих материалов следует применять портландцементы и шлакопортландцементы по ГОСТ 10178-85, сульфатостойкие и пуццолановые цементы по ГОСТ 22256-75 и другие цементы по соответствующим стандартам и ТУ.

Вид и марку цемента следует выбирать в соответствии с назначением конструкций и условиями их эксплуатации, требуемого класса бетона по прочности, марок по морозостойкости и водонепроницаемости.

Применение пуццолановых цементов для производства сборных железобетонных конструкций без технико-экономического обоснования не допускается.

По экономическим соображениям активность цемента должна быть выше проектируемого класса (марки) бетона в 1.5...2.5 раза, то есть

R_ц = (1.5-2.5)×R_б(2)

2.2.3. Крупный заполнитель. В качестве крупных заполнителей для тяжелых бетонов используют щебень и гравий из плотных горных пород по ГОСТ 8267-93.

Гравий представляет собой зернистый сыпучий материал с зернами крупностью св.5 мм, получаемый рассевом природных гравийно-песчаных смесей.

Щебень, в отличие от гравия, получают дроблением горных пород. Форма щебня зависит от структуры горной породы и типа камнедробильной машины. Для приготовления бетона лучше всего использовать щебень, близкий по форме к кубу или тетраэдру.

Щебень, по сравнению с гравием, имеет ряд преимуществ: он более однороден по своему петрографическому составу, то есть егозерна имеют примерно одинаковую плотность и прочность; он имеет остроугольную ферму зерен с шероховатой (более развитой) поверхностью, что обеспечивает лучшее сцепление с цементным камнем.

Крупный заполнитель в зависимости от предъявляемых к бетону требований выбирают по следующим показателям: зерновому составу и наибольшей крупности, содержанию пылевидных и глинистых частиц, прочности, содержанию зерен слабых пород. При подборе бетона учитывают также плотность, пористость, водопоглощение, пустотность. Крупные заполнители должны иметь среднюю плотность от 2000 до 2800 кг/м³ .

Щебень и гравий выпускают в виде следующих основных фракций: от 5(3) до 10 мм; св.10 до 20 мм; св. 20 до 40мм; св. 40 до 80(70) мм и смеси фракций от 5(3) до 20 мм.

Полные остатки на контрольных ситах при рассеве щебня и гравия основных фракций должны соответствовать указанным в табл. 1, где d и D- наименьшие и наибольшие номинальные размеры зерен.

Таблица 1

Зерновой состав щебня, рекомендуемый ГОСТом

Максимальная крупность щебня (гравия) устанавливается в зависимости от размеров конструкции и частоты ее армирования:

1) она не должна превышать 1/4 минимального размера сечения конструкции;

2) не должна быть больше минимального расстояния между стержнями арматуры;

3) при изготовлении плит, полов и покрытий максимальная крупность не должна превышать 1/2 толщины конструкции.

Содержание пылевидных и глинистых частиц (размером менее 0.05 мм) в щебне из изверженных и метаморфических пород, щебне из гравия и в гравии не должно превышать для бетонов всех классов 1% по массе. Содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне из осадочных пород не должно превышать для бетонов класса В 22.5 и выше - 2% по массе; класса В 20 и ниже - 3% по массе.

Содержание зерен слабых пород в щебне из природного камня не должно превышать, % по массе:

5 - для бетона классов В 40 и В 45

10 - для бетона классов В 20; В 22.5; В 25 и В 30

15 - для бетона классов В 15 и ниже.

Марка щебня из изверженных пород должна быть не ниже 800,щебня из метаморфических пород - не ниже 600, осадочных пород не ниже 300, гравия и щебня из гравия не ниже Д_Р16.

Марки щебня из природного камня должны быть не ниже:

300 - для бетона класса В 15 и ниже;

400 - для бетона класса В 20;

600 - для бетона класса В 22.5;

800 - для бетона классов В 25; В 30;

1000 - для бетона класса В 40;

1200 - дли бетона классов В 45 и выше.

Марки гравия и щебня из гравия должны быть не ниже:

Д_р16 - для бетона класса В 22.5 и ниже;

Д_Р12 - для бетона класса В 25;

Д_Р15 - для бетона класса В 30 и выше

Морозостойкость крупных заполнителей должна быть не ниже нормированной марки бетона по морозостойкости.

2.2.4. Мелкий заполнитель. В качестве мелких заполнителей для бетонов используют природный песок и песок из отсевов дробления горных пород, удовлетворяющие требованиями ГОСТ 8736-93.

Природный песок - неорганический сыпучий материал с крупностью зерен до 5 мм, образовавшийся в результате естественного разрушения скальных горных пород и получаемый при разработке песчаных и песчано-гравийных месторождений.

Песок из отсевов дробления - неорганический сыпучий материал с крупностью зерен до 5 мм, получаемым из отсевов дробления горных пород при производстве щебня.

Песок в зависимости от значений нормируемых показателей качества (зернового состава, содержания пылевидных и глинистых частиц) подразделяют на два класса.

В зависимости от зернового состава песок подразделяют на группы по крупности:

I-й класс - очень крупный (песок из отсевов дробления), повышенной крупности, крупный, средний и мелкий;

ΙΙ-й класс - очень крупный (песок из отсевов дробления), повышенной крупности, крупный, средний, мелкий, очень мелкий, тонкий и очень тонкий.

Каждую группу песка характеризуют данные, приведенные в табл.2.

Таблица 2

Группы песка по крупности

Содержание зерен слабых пород в гравии и щебне из гравия не должно превышать 10% по массе для бетонов всех классов.

Прочность щебня и гравия характеризуют маркой, определяе­мой по дробимости щебня (гравия) при сжатии (раздавливании) в цилиндре.

Зерновой состав мелкого заполнителя должен соответствовать указанному в табл. 3 и на графике рис. 1.

Таблица 3

Зерновой состав песка, рекомендуемый ГОСТом

Рис. 1. Область оптимального зернового состава песка.

При несоответствии зернового состава природных песков тре­бованиям графика следует применять укрупняющую добавку к мелким и очень мелким пескам - песок из отсевов дробления или крупный песок, а к крупному песку - добавку, понижающую модуль крупнос­ти, мелкий или очень мелкий песок.

В бетонах класса по прочности до В 30 допускается исполь­зование очень мелких песков с модулем крупности от 1.0 до 1.5 с содержанием зерен менее 0.15 мм до 20% по массе и пылевидных и глинистых частиц не более 3% по массе.

Содержание в песке пылевидных и глинистых частиц не должно превышать значений, указанных в табл. 4.

Таблица 4

Допустимые содержания пылевидных и глинистых частиц по ГОСТу

Природный песок при обработке раствором гидроксида натрия (колориметрическая проба на органические примеси) не должен придавать раствору окраску, соответствующую или темнее цвета эталона.