Избыток цемента в бетоне (стр. 2 )

, канд. техн. наук,

зав. сектором бетонов НИИЖБ

, канд. техн, наук,

зав. лабораторией железобетонных конструкций

и контроля качества НИИЖБПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА НА ОСНОВЕ ДАННЫХ ТЕМПЕРАТУРНОГО КОНТРОЛЯ

В. А. ТИТАЕВ, Ю. Д. CОСИН

Статья опубликована в издании «Технология бетонов, 2007, № 3. - С. 66-67.»

Развитие монолитного строительства выявило ряд трудностей, которые вызваны спецификой климатических условий и отсутствием большого опыта по применению современных технологий. Естественно, это приводит и к низкому качеству возводимых объектов и даже к авариям, а также к повышенным затратам средств и труда. Твердение бетона - технологический процесс, который в значительной степени влияет на сроки производства не только бетонных работ, но и вообще на сроки возведения зданий и инженерных сооружений. Поскольку в современном строительстве сроки возведения объектов имеют первостепенное значение, то без интенсификации твердения бетона обойтись невозможно. Для нашей страны это особенно важно, поскольку холодное время года в разных районах составляет от 3 до 10 месяцев; при низких же положительных температурах бетон твердеет крайне медленно, а при преждевременном его замораживании качество и долговечность возводимых конструкций резко падают. Именно поэтому в отечественной и зарубежной практике прибегают к применению различных методов ускорения твердения бетона до достижения им требуемых структурных характеристик. Наиболее действенным из них является термообработка бетона. Естественно, что ускорить твердение бетона становится весьма важным не только при возведении объектов в холодное время года, но и в летний период. Длительность прогрева зависит от многих параметров и главным из них является требуемая распалубочная прочность бетона, нормируемая СНиП [1, табл.3 и 8] в зависимости от вида конструкции. Прогноз прочности бетона в зависимости от температуры и длительности его выдерживания при этой температуре (при положительной температуре ) может осуществляться по графикам, приведенным в [2, рис.5.5] для бетонов класса В25?В30 на портландцементе марки 500. На этих графиках приведен процесс нарастания прочности бетона во времени при его температурах от 0 до 60 С. В строительной практике встречаются конструктивные элементы, для которых скорость набора ими прочности является второстепенным параметром, такие конструкции даже при отрицательных температурах не требуют термообработки, но для того чтобы гидратация цемента в этих условиях не прекращалась – применяют различного рода химические добавки. Одной из распространённых противоморозных химических добавок является добавка нитрита натрия (НН). В Инструкции [3, табл.3] приводятся данные ожидаемой прочности бетона твердеющего на морозе в течение времени т, в зависимости от среднесуточной температуры воздуха при использовании этой добавки. Состав добавки НН является следующим: натрий азотистокислый NaNO2 (нитрит натрия кристаллический технический – ГОСТ 19906-74*, нитрит натрия в водном растворе – ТУ 38-10274-85). Прогноз прочности бетона на основе данных температурного контроля для современных строек является весьма распространённой инженерной задачей. По графикам [2, рис.5.5] и данным [3, табл.3] можно осуществлять данный вид контроля как для условий с положительными, так и отрицательными среднесуточными температурами. Нами предлагается универсальная аналитическая зависимость, описывающая процесс нарастания прочности бетоном во времени при любых температурных режимах его выдерживания: № 1, 2009

Cборник технической информации "Наука-московскому строительству" №1, 2009  04.08.2009

Качество бетона и правила контроля его прочности (к выходу новой редакции стандарта ГОСТ Р 53231 взамен ГОСТ 18105)

В последние годы в России интенсивно развивается монолитное строительство. Исследование поставляемых на строительный объекты бетонных смесей, контроль прочности бетона в монолитных конструкциях, анализ имеющихся дефектов в них указывают на серьезные проблемы с обеспечением качества бетона. Зачастую строительным организациям приходится тратить время и средства на усиление или ремонт возведенных конструкций.

Для строительства жилых, общественных зданий и объектов транспортной инфраструктуры из монолитного бетона на строительные площадки поставляются готовые бетонные смеси, которые изготавливаются на бетоносмесительных узлах. В масштабе страны ежегодный объем таких поставок составляет около 40 млн. м3.

В зависимости от назначения объекта, требований проекта или условий договора бетонные смеси поставляются с заданной проектной прочностью (обычно назначаемой как класс бетона по прочности на сжатие) и заданной маркой по водонепроницаемости и морозостойкости.

Рассмотрим влияние методов контроля прочности на качество бетона.

Идеология контроля прочности, как и любого другого показателя качества, направлена на обеспечение стабильности заданного показателя в рамках допустимого статистического разброса. Так показатель прочности бетона должен соответствовать средней прочности для заданного класса бетона.

В период централизованного управления экономикой одним из основных требований государственной политики в области строительства была экономия материалов. Практически все научные работы, включая диссертационные работы, должны были содержать показатели экономии, которые могут быть получены в результате внедрения разработки в практике строительства.

Экономия цемента была одной из главных целей при разработке новых и пересмотре старых стандартов. Поскольку прочность бетона зависит главным образом от водоцементного отношения и зависимого от него расхода цемента на единицу объема, то одной из задач стандартизации была разработка процедур, которые вели бы к снижению расхода цемента. Иными словами, стандарт должен был разрешать снижение прочности бетона в конструкции. А иногда не просто разрешать, но и обязать снизить прочность бетона. Этого подхода не избежали и СНиП «Типовые нормы расхода цемента» и стандарты, определяющие правила контроля прочности.

Во всех строительных нормах вплоть до ГОСТа 26633 регламентировалась минимальная типовая норма расхода цемента, например, для армированных железобетонных изделий - 220 кг/м3 .

Следующий действующий в настоящее время СНиП 82-02-95 «Федеральные (типовые) элементные нормы расхода цемента при изготовлении бетонных и железобетонных изделий и конструкций» были разработаны с позиции упрощения назначения теоретического расхода цемента на 1 м3 бетона, исходя из условия приготовления бетонов на портландцементе марки 400 и его разновидностей с определённой фракцией щебня и модулем крупности песка. В случае применения других составляющих бетонной смеси было необходимо пользоваться поправочными коэффициентами. Применение химических добавок рекомендуется этим СНиПом не для всех бетонов, а только для бетонов, к которым предъявляются требования по морозостойкости и водонепроницаемости. В этом документе отсутствуют ограничения по минимальным классам бетона по прочности на сжатие для обеспечения заданной морозостойкости и водонепроницаемости.

Следует отметить, что отсутствие требований по назначению минимальной прочности бетонов, эксплуатирующихся в средах с агрессивным воздействием на конструкции, например, дорожные и гидротехнические сооружения (ГОСТ 26633 «Бетоны тяжёлые и мелкозернистые. Технические условия») частично компенсировались требованиями по обязательному воздухововлечению и ограничению максимального значения В/Ц. Сравнивая нормы расхода цемента можно сказать, что за 30 лет рекомендуемые расходы цемента для бетонов всех классов по прочности, морозостойкости и водонепроницаемости при фактически таком же качестве самого цемента снизились в среднем на 17-20%.

Разработанным в 1972 г. стандартом «Бетоны. Правила контроля прочности» определены методы контроля прочности и однородности на заводах по производству готовых бетонных смесей и сборных железобетонных конструкций. В документе указывалось, что контроль и оценка прочности и однородности бетона должны быть направлены на достижение постоянства показателей, принятых для данной марки бетона.

Оценка прочности бетона должна выполняться сопоставлением фактической средней прочности контрольных образцов бетона в партии с требуемой средней прочностью. Прочность бетона в партии признается отвечающей требуемой, если фактическая средняя прочность бетона в партии не менее требуемой средней прочности. Требуемая прочность бетона определялась как величина, устанавливаемая лабораторией БСУ в процентах от нормируемой прочности с учетом фактической однородности бетона.

В ГОСТе 1980 г. в разделе «Правила приемки бетона по прочности» был сохранен такой же подход к контролю прочности бетона. Но при высокой однородности показателей прочности бетона уже требовалось назначать более низкую прочность, равную или несколько большую требуемой прочности. Например, если за предшествующий период на заводе был получен коэффициент вариации прочности 7%, то при проектной марке бетона М400, выпускаемого в контролируемый период, было достаточно обеспечить прочность, равную 340 кгс/см2.

В 80-х гг. нормирование бетона по прочности перешло от марок к классам.

В редакции ГОСТ 18105-86 уже указаны классы бетона по прочности и принято, что показатели, которые близки к значению класса с определённым коэффициентом вариации, считаются принадлежащими к этому классу. Так марка бетона М400 примерно соответствует классу бетона В30 (средняя прочность класса 393 кгс/см2 при Vn=13,5%).

В соответствии с требованиями ГОСТ 18105-86 при получении коэффициента вариации прочности за анализируемый (предшествующий) период производства бетона, например 7%, требуемая средняя прочность класса бетона в контролируемый (текущий) период должна быть равна В30 – 32,4 МПа.

Для того чтобы в следующий контролируемый период выпускать бетон с пониженной прочностью 32,4 МПа, следует разработать состав бетона с обеспечением среднего уровня его прочности, который должен быть выше требуемой всего на 4%. При этом прочность подобранного состава бетона станет известной разработчику только через 28 сут.

Эти 4% являются разрешённой поправкой на предполагаемый разброс в серии и/или на возможную ошибку при дозировании. Иными словами, стандарт разрешал разрабатывать составы бетона практически на минимально допустимое значение прочности.