Технологія бетонування плити автопроїзду моста входу в Гавань у м. Києві із застосуванням дисперсного армування та гідрофобної добавки

Щільність, вологість, водовбирання, пористість і водонепроникність бетону визначають випробуванням зразків, виготовлених з бетонної суміші робочого складу, випиляних, вибурених або виламаних з виробів і конструкцій. Об'єм зразка для випробувань повинен бути не менше 1 дм³ при максимальній крупності заповнювача 20 мм, 3 дм³ - при 40 мм і 8 дм³ - при 70 мм.

Вологість бетону характеризується кількістю води, що міститься в порах і на поверхні бетону в природному стані. Вона є фізичною характеристикою бетону і визначається вразі необхідності у конкретних природних умовах. Вологість визначають випробуванням зразків або проб, отриманих подрібненням зразків після їх випробування на міцність або добутих з готових виробів чи конструкцій. Найбільша крупність подрібнених шматків бетону для важких бетонів має бути меншою максимального розміру зерен заповнювачів, а для дрібнозернистих бетонів - меншою за 5 мм.

Водовбирання бетону (кількість води, що міститься в бетоні при його тривалій витримці у водному середовищі при нормальному тиску і температурі 20±2 ^оС) визначають випробуванням зразків в стані природної вологості або висушених до постійної маси. Водовбирання визначають для оцінки характеру пористості.

Водонепроникність бетону - це мінімальна величина гідростатичного тиску, при якій через стандартний бетонний зразок починає просочуватися вода. Вона необхідна для оцінки якості бетону, який працює у різних гідрологічних умовах (наприклад, для бетонів мостових споруд і гідротехнічних бетонів). Існує кілька методик оцінки водонепроникності бетону. Найпоширеніша - метод «мокрої плями». Для випробування застосовують зразки-циліндри діаметром 150 мм і висотою 150, 100, 50 і 30 мм.

До випробувань зразки зберігають в камері нормального твердіння при температурі 20±2°С і відносній вологості повітря не менше 95%. Зразки поміщують до спеціальної металевої циліндрової обойми, бокові грані ізолюють (парафінують або заливають спеціальною мастикою чи встановлюють кільця ущільнювачів з гуми), щоб вода не пройшла через бокові грані, і надійно закріплюють. Тиск води підвищують ступенями по 0,2 МПа за допомогою компресора, протягом 1 - 5 хвилин і витримують на кожній ступені протягом часу, зазначеного в табл. 9.5. Випробування проводять доти, поки на верхній торцовій поверхні зразка з'являться ознаки фільтрації води у вигляді крапель або мокрої плями. За наслідками випробувань призначають марку бетону за водонепроникністю (табл. 9.6).

Таблиця 9.5 - Значення часу протягом якого витримують зразки

Таблиця 9.6 - Значення марок бетону за водонепроникністю

Стираність бетону - здатність зразків бетону чинити опір дії стираючих навантажень. Стираність є однією з основних причин руйнування покриттів автомобільних доріг і тротуарів в період їх експлуатації. Під дією горизонтальних навантажень від транспорту або пішоходів поступово стирається верхній, найщільніший шар бетону, що призводить до оголення заповнювача, його зони контакту з цементним каменем, яка може бути найслабшою ланкою в бетоні, а також утворення пор та інших дефектів структури бетону. До цих зон потрапляють агресивні рідини і вода, що замерзає під впливом негативних температур. Все це призводить до швидкого руйнування бетону покриття.

Для дорожніх бетонів є метод визначення стираності бетонів сухим абразивом на крузі стирання.

Визначення стираності бетону слід проводити у віці, відповідному досягненню бетоном проектної марки за міцністю, якщо в нормативних документах на вироби або конструкції не був передбачений інший вік бетону. Зразки для випробувань на крузі стирання повинні мати форму куба з ребром завдовжки 70 мм або циліндра діаметром і висотою 70 мм. Основним устаткуванням для випробування є круги стирання типу ЛКС-2, ЛКС-3 (рисунок 9.5) або круг стирання типу Беме.

Рисунок 9.5 - Круг стирання типу ЛКС-3:

1 - стираючий диск; 2 - випробувальні зразки; 3 - навантажуючий пристрій; 4 - лічильник обертів

Стиранню піддають нижню грань зразка. Перед випробуванням зразки зважують і вимірюють площу грані, яка підлягає стиранню. Бокові грані зразків-кубів, перпендикулярні грані, що стираються, перед випробуванням нумерують цифрами 1, 2, 3, 4 і в послідовності згідно з цією нумерацією зразок обертають при проведенні випробувань.

Зразки встановлюють в спеціальні зажими круга стирання. До кожного зразка (по центру) прикладають зосереджене вертикальне навантаження величиною 3005 Н, що відповідає тиску 601 кПа. На стираючий диск рівномірним шаром насипають першу порцію 201 г шліфзерна №16 (на перші 30 м шляху стирання кожного зразка). При випробуванні на крузі стирання водонасичених зразків стираючий диск перед нанесенням на нього першої порції абразиву протирають вологою тканиною, а кожні 20 г. абразиву рівномірно зволожують 15 мл води. Після встановлення зразка (зразків) і нанесення на стираючий диск абразиву включають привід круга і проводять випробування бетону на стирання. Через кожні 30 м шляху стирання, пройденого зразками (22 оберти на стираючому крузі Беме або 28 обертів на стираючому крузі ЛКС-3 чи ЛКС-2), стираючий диск зупиняють. З нього вилучають залишки абразивного матеріалу і подрібненого до порошку бетону, насипають на нього нову порцію абразиву і знову включають привід стираючого круга. Цю операцію повторюють 5 разів, що складає 1 цикл випробувань (150 м шляху випробування).

Після кожного циклу випробувань зразок (зразки) виймають з зажиму, обертають на 90°С в горизонтальній площині (відносно вертикальної осі) і проводять наступні цикли випробувань. Для кожного зразка проводять 4 цикли випробувань (загальний шлях стирання дорівнює 600 м). Повітряно-сухі зразки обтирають сухою тканиною і зважують. Водонасичені зразки поміщують на 30 хв у воду, потім протирають вологою тканиною і зважують.

Морозостійкість бетону - здатність зберігати необхідний рівень фізико-механічних властивостей при багаторазовому змінному заморожуванні у вологому стані і відтаванні. Морозостійкість бетону характеризують маркою за морозостійкістю F.

Механічні методи неруйнівного контролю міцності цементного бетону грунтуються на тому, що міцність бетону на стиск пов'язана з іншими механічними властивостями: твердістю, опором відриву, зусиллями при сколюванні невеликого куска бетону у конструкції.

В залежності від виду механічної властивості, яку оцінюють, використовують такі методи неруйнівних випробувань цементного бетону: пластичної деформації; пружнього відскоку; відриву (або відриву зі сколюванням); сколювання ребра. Найбільш поширено використання методів пластичної деформації та пружнього відскоку.

Метод пружнього відскоку грунтується на залежності між твердістю поверхневого шару бетону та його міцністю на стиск. Метод полягає у нанесенні удару спеціальним ударником по плоскому штампу, притиснутому до бетону. Величина зворотнього відскоку ударнику від штампу характеризує твердість бетону, за якою обчислюють його міцність з допомогою тарувальної кривої. Для випробування методом пружнього відскоку застосовують пружинні або маятникові прилади (молотки).

Велике розповсюдження одержав метод контролю міцності бетону, який передбачає використання ручного еталонного молотку конструкції Кашкарова К.П. Цей метод усуває несталість сили удару. Конструкція молотку забезпечує одночасне нанесення удару по бетону та посталевому стержню з еталонною твердістю. При зміні енергії удару одночасно змінюються діаметри відбитків на бетоні d_б та на еталонному стержні d_е. Похибка визначення міцності бетону молотком Кашкарова К.П. складає 15…20%.

Еталонний молоток Кашкарова К.П. (рисунок 9.6) складається з рукоятки та робочої частини, снарядженої сталевою кулькою діаметром 10…20 мм, що міститься у сталевій обоймі. У обоймі між корпусом молотка та кулькою є проріз, до якого вставляють сталевий еталонний стержень.

Рисунок 9.6 - Молоток конструкції Кашкарова К.П.:

а - схема; б - розріз1 - корпус; 2 - стакан; 3 - головка; 4 - пружина; 5 - кулька; 6 - еталонний сталевий стержень

Для визначення міцності бетону молотком ударяють по поверхні виробу або конструкції. Кулька при цьому утворює відбитки (ямки) на еталонному стержні та на поверхні бетону. Після кожного удару еталонний стержень переміщують у прорізі молотку. При цьому відстань між центрами відбитків повинна бути не менш 30 мм. Діаметр відбитку повинен бути у межах: на бетоні 0,3…0,7 діаметру кульки, на стержні не менш 2,5 мм. Вимірюють розміри відбитку (ямки) з допомогою кутового масштабу, вимірювальної лупи, штангенциркуля з похибкою не більш 0,1 мм. Міцність бетону визначають по тарувальній залежності «відношення d_б/d_е - міцність бетону на стиск».

Рисунок 9.7 - Тарувальна крива «відношення d_б/d_е - міцність бетону на стиск»

Тарувальну залежність (рисунок 9.7) будують подібно одержанню тарувальної залежності для випробування міцності бетону методом пружнього відскоку.

До фізичних методів контролю міцності бетону належать ультразвуковий, імпульсний, резонансний, радіометричний методи, метод хвилі удару, які дозволяють робити висновок про якість випробовуємого бетону не тільки за міцністю його поверхневого шару, але й за його міцністю бетону в усьому об'ємі конструкції або виробу. Найбільш широко розповсюджений ультразвуковий імпульсний метод визначення міцністі бетону. При ультразвуковому імпульсному методі міцність бетону визначають за швидкістю розповсюдження ультразвукового імпульсу.

Резонансним (вібраційним) методом вимірюють частість власних коливань зразків і за цією характеристикою обчислюють динамічні модулі пружності, динамічний коефіцієнт Пуассона та логарифмічний декремент загасання. Радіометричний метод визначення основних фізико-механічних властивостей бетону грунтується на законі послаблення потоку - променів після їх взаємодії з середовищем, що випробовується.

Оцінка якості бетону при випробуванні методом хвилі удару грунтується на вимірюванні швидкості розповсюдження в ньому поздовжних хвиль, створених механічним ударом. За своєю фізичною сутністю метод хвилі удару подібен ультразвуковому імпульсному методу і грунтується на використанні залежності «R_ст - швидкість хвилі удару».

Ультразвуковий імпульсний метод використовують для контролю міцністі та однорідністі бетону безпосередньо у конструкції або виробі. Ультразвуковий імпульсний метод належить до групи акустичних методів.

Акустика - розділ фізики, у якому здійснюється вивчення звуку. Людина сприймає у вигляді звуку пружні коливання в інтервалі від 20 періодів за секунду (20 Гц) до 20000 (20 КГц). Пружні коливання частот, які перевищують межу чутністі людини, називають ультразвуком. Сутність ультразвукового імпульсного методу полягає в тому, що швидкість проходження ультразвукових хвиль крізь виріб або конструкцію залежить від властивостей матеріалу. За швидкістю проходження ультразвукового імпульсу крізь бетон здійснюють висновок про міцність або модуль пружності бетону. Методика ультразвукового імпульсного методу визначення міцності цементобетонів.

Рисунок 9.8 - Блок-схема ультразвукового імпульсного приладу:

1 - зразок; 2 - випромінювач; 3, 6, 8 - підсилювачі; 4 - блок живлення; 5 - електронний генератор високочастотних імпульсів; 7 - вимірювальний пристрій; 9 - прийомник

Рисунок 9.9 - Спосіб відліку часу розповсюдження ультразвукових хвиль на екрані індикатору ультразвукового приладу: а - при стисненій шкалі 64 мкс на екран; б - при розтягнутій шкалі 10 мкс на екран, тобто при «лупі часу»

Випробування полягає у вимірюванні часу розповсюдження ультразвуку та бази прозвучування. За вимірянними величинами розраховують швидкість проходження крізь матеріал ультразвукового імпульсу, а потім визначають міцність бетону. Для вимірювання швидкості ультразвуку використовують прилади: УФ-90ПЦ, УК-10П, «Бетон-8УРЦ», УК-16П», «Бетон-3М» та інші. Установка для визначення швидкості розповсюдження ультразвуку в матеріалі включає: генератор, що виробляє короткочасні електричні імпульси; ультразвуковий випромінювач, що перетворює їх до ультразвукових коливань, які передаються до матеріалу, що випробовується; ультразвуковий приймач, що перетворює прийняті від матеріалу коливання в електричні імпульси; підсилювач та реєстратор часу проходження ультразвуку; електронно-проміневу трубку, де з'являються зображення надісланого та прийнятого сигналів (рисунок 9.8, рисунок 9.9). Відстань між надісланим та прийнятим сигналами на екрані індикатору ультразвукового приладу залежить від швидкості ультразвуку та довжини його шляху. Час проходження ультразвукового імпульсу фіксують за допомогою барабану, який має шкалу часу. Барабан обертають проти годинникової стрілки до сполучення на вертикальній осі координатної сітки приладу сигналу посилання ультразвукового імпульсу з сигналом приймання імпульсу. Відлік часу здійснюють у мікросекундах (мкс): двозначні числа записують по поділкам на барабані, однозначні числа та десяті долі - по поділкам диску.

Поверхня бетону, на яку установлюють ультразвукові перетворювачі - «щупи» приладу - не повинна мати напливів та ум'ятин, а також раковин та повітряних пор глибиною більш 3 мм та діаметром більш 6 мм. З поверхні бетону повинні бути вилучені декоративне покриття або облицювальний матеріал. Для забезпечення надійного акустичного контакту між бетоном та робочою поверхнею щупів застосовують в'язкі контактні середовища (мастила) або еластичні прокладки. При використанні конструкцій та зразків, що застосовують для побудови залежності міцність - швидкість ультразвуку бетону на стиск «R_ст - v», потрібно застосовувати однакове контактне мастило. Вимірювання бази прозвучування здійснюють з похибкою не більш 0,5%. При випробуваннях кубів прозвучування здійснюють в напрямку, перпендикулярному до напрямку укладання бетонної суміші у форму. Визначення здійснюють на кубах на трьох рівнях по висоті, при цьому розкид результатів повинен бути не більш 5%.

Час розповсюдження ультразвуку t може бути виміряно як способом наскрізного, так і поверхневого прозвучування.

Для першого способу R_ст визначають по попередньо одержаній тарувальній залежності «R_ст -v», для другого способу по залежності час розповсюдження ультразвуку - міцність бетону на стиск «R_ст - t», що має подібний характер.

Перелік посилань

1. ДБН В.2.3-4 2000 Автомобільні дороги.

2. ДСТУ Б.В.2.7-46-96. Будівельні матеріали. Цементи загально будівельного призначення. Технічні умови.

3. ДСТУ Б.В.2.7-66-98. Будівельні матеріали. Цементи. Номенколотура показників якості.

4. ГОСТ 310-60. Цементи. Методи фізичних і механічних випробувань.

5. ДСТУ Б.В.2.7-71-98. Будівельні матеріали. Щебінь і гравій із щільних гірських порід і відходів промислового виробництва для будівельних робіт. Методи фізико-механічних випробувань.

6. ДСТУ Б.В.2.7-74-98. Крупні заповнювачі для будівельних матеріалів, виробів, конструкцій і робіт. Класифікація.

7. ДСТУ Б.В.2.7-75-98. Крупні заповнювачі для будівельних матеріалів, виробів, конструкцій і робіт. Технічні умови.

8. ДСТУ Б.В.2.7-29-95. Дрібні заповнювачі природні, із відходів промисловості, штучні для будівельних матеріалів, виробів, конструкцій, робіт. Класифікація.

9. ДСТУ Б.В.2.7-32-95. Пісок щільний природний для будівельних матеріалів, виробів, конструкцій, робіт. Технічні умови.

10. ГОСТ 8735-88. Песок для строительных работ. Методы испытаний.

11. ДСТУ Б В.2.7-65-97. Будівельні матеріали. Добавки для бетонів і будівельних розчинів. Класифікація.

12. ДСТУ Б.В.2.7-69-98. Будівельні матеріали. Добавки для бетонів. Методи визначення ефективності.

13. ДБН В.2.7-64-97. Будівельні матеріали. Правила застосування хімічних добавок у бетонах і будівельних розчинах.

14. СТ СЭВ 5058-85 Защита от коррозии в строительстве. Добавка для повышения стойкости бетона. Классификация.

15. ГОСТ 23732-79. Вода для бетонов и растворов. Технические условия.

16. ДСТУ Б.В. 2.7-47-96 - ДСТУ Б.В. 2.7-51.96. Будівельні матеріали. Бетони. Базовий метод визначення морозостійкості. Прискоренні методи визначення морозостійкості при багаторазовому заморожуванні і відтаюванні. Дилатометричний метод прискореного визначення морозостійкості. Структурно-механічний метод прискореного визначення морозостійкості.

17. ДСТУ Б.В.2.7-42-97. Будівельні матеріали. Методи визначення водопоглинання, густини і морозостійкості будівельних матеріалів та виробів.

18. ГОСТ 13087-97 Бетон тяжелый. Метод испытания на истераемость.

19. ГОСТ 24544-81. Бетоны. Методы определения деформации, усадки и ползучести.

20. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. - Москва: Стройиздат, 1990. - 400 с.

21. Хигерович М.И., Байер В.В. Гидрофобно-пластифицирующие добавки для цементов, растворов и бетонов. - Москва: Стройиздат, 1979. - 126 с.

22. Карибаев К.К. Поверхностно-активные вещества в производстве вяжущих материалов. - Алма-Ата: Наука, 1980. - 336 с.

23. Пащенко А.А., Свидерский В.А. Кремнийорганические покрытия для защиты от биокоррозии. - Киев: Техніка, 1988. - 136 с.

24. Дорошенко О.Ю., Гасан Ю.Г., Старинська Н.Н. Патент на винахід України №10207 А. - Гіпсове в'яжуче. - Бюл. №6 від 25.12.97

25. Защепин А.Н., Янбых Н.Н. Рекомендации по применению кремнийорганических добавок при строительстве цементобетонных покрытий дорог и аэродромов, Союздорнии - Балашиха - 6, Московская обл., 1970. - 20 с.

26. «Испытания дорожно-строительных материалов. Лабораторный практикум» Грушко И.М., Золотарев В.А., Глущенко Н.Ф. и др. - М.:Транспорт, 1985. -200 с.

27. «Бетони і будівельні розчини. Методичні вказівки» А.М. Бессараб, Ю.М. Дорошенко, В.В. Мозговий, П.П. Борковський, І. А. Опрощенко, Київ НТУ, 2007 р.

28. «Методичні вказівки до проведення лабораторних робіт з дисципліни «Будівельне матеріалознавство» Ю.М. Дорошенко, П.П. Гуріна, В.В. Мозговий, О.М. Бесараб, О.В. Прудкий, Київ, 2005 р.

29. «Повышение долговечности бетона добавками кремнеорганических полимеров» под. ред. В.М. Москвина, Москва 1968 г.

30. СНиП Ш-4-80* «Техника безопасности в строительстве».

31. ДНАОП 6.1.00-1.03-98 «Правила безопасности во время проведения работ по строительству мостов».

32. ДНАОП 0.00-4.26-96 «Положения про порядок обеспечения работников спецодеждой, спецобувью и другими средствами индивидуальной защиты».

33. ДНАОП 6.1.00-1.10-97 «Правила безопасности и производственной санитарии при изготовлении железобетонных и бетонных изделий и конструкций на заводах индустрии».

34. СНиП II - 35 - 75 - Отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха.

35. СН 245 - 71 - Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий.

36. СН - 363 - 74 - Указания по расчету рассеивания в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбрасах предприятий.

37. ГОСТ 17.2.3.02 - 78 - Охрана труда.

38. ГОСТ 12.1.005 - 76 - Воздух рабочей зоны.

Размещено на Allbest.ru