ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПЕРЕДЕЛОВ -ГАРАНТИЯ КАЧЕСТВА

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПЕРЕДЕЛОВ —ГАРАНТИЯ КАЧЕСТВА

Подмазова С.А., к.т.н. — ведущий научный сотрудник НИИЖБ им А.А.Гвоздева, ОАО «НИЦ «Строительство»

Начиная с 90-х годов прошлого столетия, соотношение производства бетона для сборного и монолитного железобетона изменилось в сторону увеличения объема производства бетона для монолитных конструкций, выполнение которого осуществляется из готовых бетонных смесей (товарного бетона).

Структура производства готовых бетонных смесей за прошедшее время также претерпела изменения; если до 90-х годов выпускался бетон класса по прочности на сжатие до В20 (М250), то в настоящее время выпускается бетон до класса В100 (Ml300). Такие бетоны требуют более пристального внимания к обеспечению качества возводимых железобетонных конструкций, которое зависит как от стабильности качества составляющих, так и от технологии производства бетонных смесей и технологии выполнения бетонных работ на стройплощадке.

На этапе проектирования конструкций проектировщик назначает необходимые требования к бетону: в зависимости от несущей способности конструкции — класс бетона по прочности, в зависимости от условий эксплуатации здания или сооружения — марки бетона по водонепроницаемости и морозостойкости. Однако, назначаемые в проекте требования по этим характеристикам нередко не увязаны между собой: например, могут быть назначены низкие показатели но прочности бетона и, не достигаемые при этой прочности, высокие показатели по водонепроницаемости и морозостойкости. Назначенные проектировщиком характеристики бетона переходят в проект производства работ (ППР) и на основании данных ППР формируется заказ на поставку бетонной смеси. Строитель (подрядчик) вписывает в заказ на поставку все проектные характеристики бетона, а также, исходя из условий бетонирования и вида конструкции, необходимые технологические параметры бетонной смеси.

Для того, чтобы обеспечить все проектные требования, на бетоно-смесительном узле (БСУ) разрабатываются составы бетона, которые уточняются путем пробных замесов. Бетонно-смесительный узел обязан  выполнить при поставках все указанные требования, т.е. должно быть оперативное взаимодействие между проектировщиком, производителем работ на стройке и изготовителем бетонной смеси (что бывает редко).

Нередко бывает, что проектировщик в одном случае, может назначить класс по прочности, например В15 и марку по водонепроницаемости W4, в другом — тот же класс по прочности В15 и водонепроницаемость — W6, а в третьем — В15 и W8. Есть технологи — производители бетонной смеси, которые, прочитав в заказе, «класс по прочности В15», будут отпускать бетон класса по прочности В15, который не обеспечит при этом ни одну из \    указанных марок по водонепроницаемости. Более ответственный технолог, для того, чтобы обеспечить более сложную характеристику бетона (в данном случае, водонепроницаемость) запроектирует три разных состава: W4, тогда прочность получится — В22,5, затем W6, то, соответственно, прочность будет уже В25, и при W8 прочность составит В30, но бетон по прочности в накладных будет как бы класса В15. Из сказанного очевидно, что для того чтобы бетон обеспечивал все проектные показатели необходимо разработать состав, обеспечивающий, прежде всего, более значимые характеристики, тогда остальные заявленные требования, будут выполняться сами собой.

При этом следует учитывать, что к товарному бетону, который используется при возведении монолитных конструкций, есть еще и другие важные технологические требования. Основное — это обеспечение заданной подвижности бетонной смеси в момент укладки в опалубку на объекте, что достигается путем применения в составе бетона водоредуцирующих добавок, обладающих одновременно эффектами снижения водопотребности, пластификации и замедления схватывания.

Для проектирования составов бетона необходима нормативная или нормативно-технологическая документация, помогающая назначать соотношение компонентов в бетоне, начиная с назначения водо-цемеитного отношения, содержания цемента и других составляющих. Действующий ныне ГОСТ 27006-86 и «Рекомендации по подбору составов тяжелых и мелкозернистых бетонов» (1990 г.) предлагают для обеспечения заданных характеристик разрабатывать дополнительно составы бетона и проводить стандартные испытания для подтверждения обеспечения заданной морозостойкости и водонепроницаемости, т.е. процедуры довольно трудоемкие. Между тем, в ранее разработанном документе — «Руководство по подбору составов тяжелого бетона» (1979 г.), подготовленном на базе результатов исследований НИИЖБ и других научно-исследовательских организаций, содержатся рекомендации по назначению величины водо-цементного отношения (иными словами, прочности) в зависимости от проектной марки по водонепроницаемости и марки по морозостойкости. В этом «Руководстве» указано, при каких требованиях по водонепроницаемости следует назначать предельные значения водо-цементного отношения и какая величина водо-цементного отношения обеспечивает морозостойкость.

Стоит отметить, что в тот период времени товарный бетон выпускался с прочностью на сжатие, как правило, не выше В20 (М250), поэтому рекомендации, указанные в «Руководстве», практически не использовались при подборах составов бетона.

В Лаборатории бетонов НИИЖБ им. А.А.Гвоздева в последние годы были проведены исследования для подтверждения и одновременно корректирования зависимости «водонепроницаемость-прочность» и «морозостойкость-прочность». Результаты исследований показали, что бетон обеспечивает определенную водонепроницаемость с некоторыми колебаниями в зависимости от уровня обеспечения средней прочности класса и определенную морозостойкость при заданной прочности и заданной структуре.

Позже, все эти закономерности, на основании полученных данных, проверялись при проектировании составов бетона классов по прочности от В7,5 до В50 с подвижностью марок ПЗ, П4. П5 и была предложена идеология разработки в т.ч. производственных составов бетона. Исследования проводились па бетонах с применением цементов общестроительного назначения и цемента на клинкере нормированного состава с применением водоредуцирующих/пластифицирующих добавок, различного уровня эффективности; результаты этих исследований подтвердили зависимости, указанные в Руководстве [1], в той часта, что водонепроницаемость зависит от водо-цементного отношения (т.е. прочности), вне зависимости от заданной подвижности.

Полученные результаты исследований получили широкое применение и начали использоваться при разработке производственных норм, и впоследствии эти технологические параметры были представлены в виде таблиц в СТО «Бетоны мостовых конструкций. Технические условия» [3]. Впервые, в нормативном документе были сформулированы технологические требования для бетонов, при назначении которых обеспечиваются проектные требовании, как по прочности, так и по водонепроницаемости и морозостойкости (таблицы 1,2).

Отдельно следует сказать о морозостойкости. В случае обеспечения морозостойкости структура бетона или присутствие мелких закрытых пор в определенном объеме имеют такое же важное значение, как и прочность бетона, поэтому с увеличением требований по морозостойкости следует, кроме водоредуцирующей добавки, дополнительно применять структурообразующую добавку (воздухововлекающую или газообразующую).

При достаточно большом количестве испытаний на морозостойкость была также получена зависимость морозостойкости от прочности бетона и количества пор, полученных от введения воздухововлекающей добавки.

Результаты исследований параметров морозостойкости также были включены в СТО «Бетоны мостовых конструкций. Технические условия» (таблица 2), из которой видно, что с увеличением требований по морозостойкости увеличивается класс бетона по прочности. В этом случае следует применять нормированный или сульфатостойкий цемент с фиксированным содержанием C3S и C3A, а также обеспечивать определенное воздухосодержание, путем применения воздухововлекающих добавок.

Европейский стандарт EN206 «Бетон. Технические требования, эксплуатационные характеристики, производство и контроль качества» рекомендует предельные величины некоторых технологических параметров, при выполнении которых может быть обеспечена защита бетона в той или иной среде эксплуатации, в т.ч. при действии мороза. Эти параметры приведены в справочном приложении F этого стандарта. Но в указанном европейском стандарте, отсутствуют классификация бетона по водонепроницаемости и морозостойкости, эксплуатирующегося в различных средах. Поэтому требования указанной таблицы не могут переноситься напрямую в наши СНиПы и ГОСТ. Принятые в отечественных документах, рекомендации по маркам морозостойкости и водонепроницаемости — и есть, опосредовано, меры по защите бетона от коррозии с учетом различных видов сред эксплуатации.

В соответствии с требованиями актуализированной редакции СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии», в зависимости от вида среды эксплуатации и её уровня, назначается марка бетона по водонепроницаемости, обеспечивая которую мы защищаем бетон во времени от того или иного воздействия среды эксплуатации. Т.е. постулируется основное положение, что защита бетона от коррозии при эксплуатации в разных средах в первую очередь зависит от выполнения требований по водонепроницаемости и морозостойкости.

Для того, чтобы обеспечить эти показатели качества, необходимо при разработке проекта здания или сооружения, к которым предъявляются повышенные требования по долговечности, назначать определенный уровень значений характеристик по водонепроницаемости и морозостойкости. Далее, по таблицам 1 и 2, следует назначать проектную прочность бетона, которая обеспечит также заданные параметры по водонепроницаемости и морозостойкости. Но таблицы 1 и 2 предназначены для технологов. На основании данных, которые содержаться в этих таблицах, при первичном подборе номинального состава (составов) бетона рекомендуется назначать предельные значения технологических параметров, обеспечивающих необходимые защитные свойства, в зависимости от степени агрессивного воздействия на бетон.

Все эти данные следует ввести в проект и в проект производства работ, и тогда изготовитель бетонной смеси, получив заказ на приготовление бетона заданной прочности, при подборах составов бетона, назначит определенные технологические параметры смеси. И в итоге, будет обеспечена необходимая долговечность здания или сооружения.

Таблица 1

Ориентировочные технологические параметры, обеспечивающие водонепроницаемость бетона

Технологические показатели Марка по водонепроницаемости, W
 

 

4

6

8

10

12

14

Класс бетона, В

20

25

30

35

40

45

Водо-цементное отношение, В/Ц

<0,6

< 0,55

< 0,45

<0,4

< 0.38

< 0,35

Добавки химические или органо-минеральные Волорелупирующие /пластифицирующие Водоредуцирующие/ пластифицирующие

ИЛИ повышающие

плотности бетона (снижающие проницаемость)

Примечание: Марка бетона по водонепроницаемости W4 — W14 и вид цемента, соответствующий требованиям ГОСТ 10178, ГОСТ 22266 и ГОСТ 31108, назначается в зависимости от условий эксплуатации изделий и конструкций по СНиП 2.03.11-85 Актуализированная редакция.

Таблица 2

Ориентировочные технологические параметры, обеспечивающие морозостойкость бетона

Технологические

Марка по морозостойкости

показатели

F175- 100*

F,200 -300*

F1400 — 600*

Р1700 — 1000*

F2100**

F2200*

F23OO-5OO**

Класс бетона, В

>20

>25

>27.5

>30

Расход цемента, кг/м3

>300

>320

>340

>360

Поло-цементное отношение

<0,6

<0,55

<0,5

<0,45

Добавки по ГОСТ 24211

Водоредуц и-рующая/ пластифици­рующая

Воздухововлекающая и

водоредуцирущая/пластифицмрующая

воздухововлечение, %

3-7

— *Морозостойкость вcex видов бетонов, кроме бетонов дорожных и аэродромных локрытий, F1; — **Морозостойкость бетонов дорожных и аэродромных покрытий, F2.

Примечание: Морозостойкость более F|200 (F2100) для всех видов бетонов, следует обеспечивать с применением воздухововлекающей (газообразующей) добавки.

Вид цемента назначается в зависимости от марки по морозостойкости. При марке по морозостойкости F1200 (F2100) и более следует назначать вид цемента, соответствующий требованиям ГОСТ 10178, ГОСТ 22266 или ГОСТ 31108 с содержанием трехкальциевого алюмината (C3A) не более 8 % и количества минеральных добавок не более 15% в виде шлака.

Спиисок используемой литературы

1)      Руководство по подбору составов тяжелого бетона/НИИ бетона и железобетона Госстроя СССР.- М.: Стройиздат, 1979.

2)      Рекомендации по подбору составов тяжелых и мелкозернистых бетнов (к ГОСТ 27006-86)/Госстрой СССР. — М.: ЦИТП Госстроя СССР. 1990.

3)      СТО  40619399-001-2010 Бетоны мостовых конструкций. Технические условия.

4)  Свод правил СП 28.13330.2012 Защита строительных конструкций от коррозии. Актуализированная редакция СНиП 2.03.11-8

 
Помощь в подборе добавки для бетона