Исходные материалы для бетона и их характеристика

Тяжелый бетон для изготовления жестких дорожных покрытий должен удовлетворять требованиям ГОСТ 8424 – 72 «Бетон дорожный». Этот стандарт предусматривает следующие материалы, используемых для приготовления бетона:

1. В качестве вяжущего рекомендуется применять портландцемент марки не ниже М400 с содержанием трехкальциевого алюмината(С₃А) менее 10%. Это связано в первую очередь с тем, что существует опасность возникновения на дороге (аэродроме) сульфатно-ионной коррозии (коррозии III вида), как правило вследствие обработки дорог в зимний период химикатами, содержащими сульфат-ионы, тем самым мы исключаем «вырастание» эттрингита в готовом изделии, «вспучивание» дорог. Желательно использовать дорожные пластифицированные или гидрофобные цементы, содержащие специальных пластифицирующие или гидрофобизирующие поверхностноактивные добавки в количестве не более 0,3 % массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки.

Начало схватывания портландцемента для бетона дорожных и аэродромных покрытий должно наступать не ранее 2 ч, конец – не позднее 4 ч после затворения.

Допускается применение шлакопортландцемента, с содержание шлака не более 15%.

Также применяются цементы более высоких марок, так как это способствует снижению расхода цемента.

По остальным характеристикам цемент должен соответствовать ГОСТ 10178—76.

2. В качестве крупного заполнителя применяется щебень, щебень из гравия и гравий только после промывки, при этом содержание в них глинистых, илистых и пылевидных частиц, определяемых отмучиванием, не должно превышать:

- для однослойных и верхнего слоя двухслойных покрытий – 1,5%;

- для нижнего слоя двухслойных покрытий – 2%.

По основным характеристикам щебень и гравий должны соответствовать ГОСТ 8297- 82.

Стандарт предусматривает содержание различных фракций в крупном заполнителе должны соответствовать данным таблицы 1.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 270.106.06 000.ПЗ  

Таблица 1. Фракции щебня

Наибольшая крупность заполнителя, мм	Содержание, % при размере фракций, мм
5-10	10-20	20-40	40-70
		---	---	---
	25-40	60-75	---	---
	15-25	20-35	40-65	---
	10-20	15-25	20-35	35-55

При этом, наибольший размер зерен щебня или гравия должен быть не менее:

- для верхнего слоя двухслойных покрытий – 20 мм;

- для однослойных и нижнего слоя двухслойных покрытий – 40 мм;

- для оснований покрытий – 70 мм.

Зерновой состав смеси фракций должен соответствовать требованиям, указанным в таблице 2.

Таблица 2 Зерновой состав смеси крупного заполнителя

Размер отверстий контрольных сит, мм	Днаим	0,5*(Днаим+ Днаиб)	Днаиб	1,25*Днаиб
Полный остаток на ситах, %	95-100	40-70	0,5

Щебень и гравий не должен содержать зерен пластинчатой (лещавидной) формы более 35 % по массе.

Морозостойкость щебня и гравия должна быть не ниже требований, указанных в таблице 3.

Назначение бетона	Марка по морозостойкости щебня и гравия для бетона, эксплуатируемого в районах со среднемесячной температурой наиболее холодного месяца
От 0 до -5 °С	От -5 до -15 °С	Ниже -15 °С
Однослойные покрытия и верхний слой двухслойных покрытий дорог	F50	F100	F150
Нижний слой двухслойных покрытий дорог	F25	F50	F100
Основания усовершенствованных капитальных покрытий дорог	F15	F25	F25

Таблица3. Морозостойкость крупного заполнителя

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 270.106.06 000.ПЗ  

Щебень необходимо применять из прочных горных пород:

- для послойного покрытия и верхнего слоя двухслойных покрытий из изверженных изверженных пород –прочностью не менее 120 МПа, а из осадочных пород – не менее 80 МПа;

- для нижнего слоя двухслойных покрытий прочность щебня из изверженных пород – более 80 МПа, а осадочных – более 60 МПа.

3. В качестве мелкого заполнителя рекомендуется применять пески природные или дробленые, в том числе обогащенные и фракционированные, а также дробленые пески из отсевов дробления, в том числе обогащенные, характеристики которого предусматривает ГОСТ 8736 – 93.

Зерновой состав песка для тяжелого бетона должен соответствовать следующим требованиям (таблица 4).

Таблица 4. Зерновой состав песка

Размер отверстий контрольных сит, мм	2,5	1,25	0,63	0,315	0,14
Полные остатки на контрольных ситах А, %	0-20	5-45	20-70	35-90	900-100

Сквозь мелкое сито с отверстиями 0,14 мм должно проходить не более 10 % массы пробы песка.

Зерновой состав песка характеризуется так же модулем крупности (Мк). ГОСТом предусмотрено деление песка на группы по модулю крупности и полному остатку на сите с отверстиями 0,63 мм (таблица 5). Таблица 5.Группы песка по крупности зерен

Песок	Модуль крупности	Полный остаток на сите с отверстиями 0,63 мм, %
Повышенной крупности	3-3,5	65-75
Крупный	2,5-3	45-65
Средний	2-2,5	30-45
Мелкий	1,5-2	10-30
Очень мелкий	1-1,5	До 10

Для бетонов с пределом прочности 20 МПа и выше модуль крупности песка должен быть не менее 2, для бетонов с пределом прочности 35 МПа и выше – не

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 270.106.06 000.ПЗ  

менее 2,5.

Содержание в песке пылевидных и глинистых частиц, а также глины в комках не должно превышать значений, указанных в таблице 6.

Таблица 6. Содержание в песке илистых и глиностых частиц

В процентах по массе, не более

Класс и группа песка	Содержание пылевидных и глинистых частиц	Содержание глины в комках
	в песке природном	в песке из отсевов дробления	в песке природном	в песке из отсевов дробления
I класс Очень крупный	¾		¾	0,35
Повышенной крупности. крупный и средний			0,25	0,35
Мелкий			0,35	0,50
II класс Очень крупный	¾		¾
Повышенной крупности, крупный и средний			0,5
Мелкий и очень мелкий			0,5
Тонкий и очень тонкий		Не норми­руется	1,0	0,1*
Примечание — В очень мелком природном песке класса II по согласованию с потребителем допускается содержание пылевидных и глинис­тых частиц до 7 % по массе. _____________ * Для песков, получаемых при обогащении руд черных и цветных ме­таллов и неметаллических ископаемых других отраслей промышленности.

Пески из отсевов дробления в зависимости от прочности горной породы и гравия разделяют на марки. Изверженные и метаморфические горные породы должны иметь предел прочности при сжатии не менее 60 МПа, осадочные породы — не менее 40 МПа.

Песок из отсевов дробления и обогащенный песок из отсевов дробления для бетонов дорожных и аэродромных покрытий и оснований должны иметь марки по прочности исходной горной породы или гравия не ниже указанных в таблице 7.

Таблица 7. Прочность песка для аэродромных и дорожных бетонов

Назначение бетона	Марка по прочности исходной горной породы или гравия, из которых изготовлен песок
Изверженные породы	Осадочные и метаморфические породы	Гравий
Однослойные покрытия и верхний слой двухслойных покрытий
Нижний слой двухслойных покрытий и оснований

4. Вода для приготовления бетона должна соответствовать требованиям ГОСТ 23732-79:содержание в воде органических поверхностно-активных веществ, сахаров или фенолов, каждого, не должно быть более 10 мг/л.;вода не должна содержать пленки нефтепродуктов, жиров, масел., не должно быть окрашивающих примесей, если к бетону предъявляют требования технической эстетики. Окисляемость воды не должна быть более 15 мг/л.Водородный показатель воды (рН) не должен быть менее 4 и более 12,5.Вода не должна содержать также примесей в количествах, нарушающих сроки схватывания и твердения цементного теста и бетона, снижающих прочность и морозостойкость бетона.

5. В качестве ускорителей твердения цемента следует преимущественно применять: хлорид кальция CaCl₂ гранулированный, плавленый или жидкий; хлорид натрия NaCl в виде поваренной пищевой или технической соли.

Хлориды кальция и натрия должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов или технических условий.

Оптимальное количество хлорида кальция или хлорида натрия необходимо устанавливать экспериментальным путем при подборе состава бетона. Количество указанных добавок для бетона, твердеющего при среднесуточной температуре наружного воздуха более 5°С и минимальной суточной температуре выше 0°С, не должно превышать следующих величин:

- в неармированных или конструктивно армированных бетонных покрытиях - 3% массы цемента;

- в железобетонных и армобетонных покрытиях с ненапрягаемой расчетной арматурой диаметром более 5 мм - не более 2% массы цемента.

Добавки хлорида кальция и хлорида натрия в неармированные бетонные покрытия в количестве, превышающем указанные выше нормы, следует применять в соответствии с указаниями по строительству автомобильных дорог в зимних условиях.

Хлорид кальция и хлорид натрия нельзя добавлять в бетоны, предназначенные для устройства предварительно напряженных покрытий.[6]

6. Для повышения морозостойкости бетона и качества бетонной смеси в нее вводят поверхностно-активные добавки: пластифицирующие – сульфитно

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 270.106.06 000.ПЗ  

-

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 270.106.06 000.ПЗ  

спиртовую барду, суперпластификаторы и органо-минеральные добавки, малонафт и др. [6]

Расход добавок должен быть таким, чтобы обеспечить вовлечение в бетонную смесь требуемого объема воздуха(таблица 8).

Таблица 8. Необходимый объем вовлеченного воздуха в бетонную смесь при приготовлении материалов для аэродромных покрытий

Конструктивный слой покрытия	Объем вовлеченного воздуха в бетонной смеси, %,для бетона
тяжелого	мелкозернистого
Однослойные и верхний слой двухслойных покрытий	5 - 7	9 - 7
Нижний слой двухслойных покрытий	3 - 5	1 - 12

Так как СДБ пластифицирует смесь без заметного вовлечения в нее воздуха, то рекомендуется применять комплексные добавки, ориентировочный расход которых проведен в таблице 9.

Таблица 9.Рекомендуемые составы комплексных добавок_____________________________________________
Добавки	Количество добавок в расчете на сухое
	вещество, % массы цемента
СДБ+(СНВ, СПД)	(0,1...0,3)+(0,003...0,03)
СДБ+(ГКЖ-94, ПГЭН)	(0,1...0,3)+(0,05...0,1)
СДБ+(СН, ХК, НК, ННХК)	(0,1...0,3)+(0,3... 1,5)
УПД+СН	(0,1...0,3)+(0,5... 1,5)
ПАЩ-1+(СНВ,СПД)	(0,1...0,3)+(0,005...0,02)
СДБ+(СНВ, СПД)+ННК	(0,1...0,15)+(0,001...0,03)+
	(0,5...1,5)

Ориентировочные дозировки добавок: СНВ- 0,001...0,025% в расчете на сухое вещество; мылонафт – 0,08...0,05% в расчете на товарный раствор мылонафта, содержащий 45...50% воды; СДБ вводят 0,15...0,25% в виде раствора.

При приготовлении асфальтобетонных смесей применяются следующие материалы:

1. В качестве вяжущего используются битумы, дегти и их смеси.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 270.106.06 000.ПЗ  

Характеристики битумов должны соответствовать ГОСТ 11955 – 82.

В зависимости от скорости формирования структуры жидкие битумы густеющие со средней скоростью, получаемые разжижением вязких дорожных битумов жидкими нефтепродуктами (СГ) и предназначенные для строительства капитальных и облегченных дорожных покрытий, а также для устройства их оснований во всех дорожно-климатических зонах страны;

медленногустеющие, получаемые разжижением вязких дорожных битумов жидкими нефтепродуктами (МГ), и получаемые из остаточных или частично окисленных нефтепродуктов или их смесей (МГО), предназначенные для получения холодного асфальтобетона, а также для строительства дорожных покрытий облегченного типа и оснований во II-V дорожно-климатических зонах и других целей.

1.2. В зависимости от класса и вязкости устанавливаются следующие марки жидких битумов:

СГ 40/70, СГ 70/130, СГ 130/200;

МГ 40/70, МГ 70/130, МГ 130/200;

МГО 40/70, МГО 70/130, МГО 130/200.

Наименование показателя	Норма для марки	Норма для марки
СГ 40/70	МГ 130/200	МГО 40/70	МГО 70/130	МГО 130/200	МГ 130/200	МГО 40/70	МГО 70/130	МГО 130/200
ОКП 02 5611 0202	ОКП 02 5611 0304	ОКП 02 5611 0403	ОКП 02 5611 0401	ОКП 02 5611 0402	ОКП 02 5611 0304	ОКП 02 5611 0403	ОКП 02 5611 0401	ОКП 02 5611 0402
1. Условная вязкость по вискозиметру с отверстием 5 мм при 60 °С, с	40-70	131-200	40-70	71-130	131-200	131-200	40-70	71-130	131-200
2. Количество испарившегося разжижителя, %, не менее			-	-	-		-	-	-
3. Температура размягчения остатка после определения количества испарившегося разжижителя, °С, не ниже			-	-	-		-	-	-
4. Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, °С, не ниже

Технические характеристики битумов должны соответствовать приведенным в таблице 10.

Таблица 10. Технические характеристики жидких дорожных битумов

2. Вода и добавки применяется аналогичные жестким покрытиям.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 270.106.06 000.ПЗ  

3. Требования к заполнителям в основном аналогичны вы­шеизложенным для дорожного цементного бетона, однако имеются и специфические, обусловленные

свойствами ас­фальтового вяжущего вещества и технологией получения асфальтобетона.

Согласно ГОСТ 9129—76, требования к заполнителям для асфальтобетона зависят от его марок и типов. По ка­честву асфальтобетон делится на 4 марки: от I до IV. Наиболее высокие требования предъявляются к заполни­телям для асфальтобетона марки I. Существует также 5 типов асфальтобетона: тип А — с содержанием крупного заполнителя до 65%, Б —до 50%, В —до 35%, Г и Д — без крупного заполнителя соответственно с дробленым и при­родным песком.

Для повышения прочности и долговечности асфальто­бетона, уменьшения его ползучести особое значение имеет сцепление вяжущего с поверхностью зерен заполнителя. В качестве крупного заполнителя применяют преимущест­венно щебень из плотных каменных пород, щебень из гра­вия и металлургического шлака. Использование недроб леного гравия допускается в асфальтобетоне марок III, IV типов Б и В.

Песок также предпочтителен дробленый, в том числе от­ходы дробления камня на щебень, однако больше исполь­зуется природный.

Применение высокопрочного износостойкого щебня и дробленого песка обеспечивает необходимую шерохова­тость поверхности автомобильной дороги.

Стандартом нормируются зерновые составы заполните­лей для асфальтобетона различных марок и типов, причем рекомендуются составы как непрерывные, так и преры­вистые.

Зерен пластинчатой (лещадной) формы допускается для типа А до 15% по массе, Б — до 25%, В—до 35%, т. е. требования к качеству щебня (гравия) зависят от его содержания в бетоне. Аналогично дифференцированы и другие требования к заполнителям.

Из изверженных горных пород предпочтительны основ­ные, поскольку кислые хуже сцепляются с битумом. Широ­ко применяются осадочные карбонатные породы — извест­няки и доломиты. Они же преимущественно используются для получения минеральных порошков, составляющих в смеси с битумом асфальтовое

вяжущее вещество. Для по­лучения минеральных порошков (в отличие от обычных за­полнителей их называют наполнителями) используют так­же металлургические основные шлаки, золы, пылевидные промышленные отходы. Вместе с тем, имеется положитель­ный опыт использования в асфальтобетоне таких сравни­тельно низкопрочных заполнителей, как известняки-раку­шечники и искусственные керамические пористые мате­риалы.[4]

4. Минеральный порошок должен быть рыхлым. Активированный минеральный порошок должен быть однородным по цвету и составу. Различие в содержании активирующей смеси в пробах порошка одной партии не должно превышать ± 0,15 % от массы порошка.

Минеральный порошок должен соответствовать требованиям, указанным в таблице 11.

Таблица 11. Требования к минеральному порошку для асфальтобетона

	Нормы для порошка
Наименований показателей	активиро­ванного	не акти­вирован­ного
Зерновой состав, % по массе, не менее:
мельче 1,25 мм
» 0,315 мм
» 0,071 мм*
Пористость, % по объему, не более
Набухание образцов из смеси порошка с битумом, % по объему, не более:
при содержании глинистых примесей в порошке не более 5 % (полуторных окислов Аl2O3 + Fe2O3 не более 1,7 % по массе)	1,5	2,5
при содержании глинистых примесей в порошке не более 15 % (полуторных окислов Аl2O3 + Fe2O3 не более 5 % по массе)	2,5	¾
Показатель битумоемкости, г, не более:
при содержании глинистых примесей в порошке не более 5 % (полуторных окислов Аl2O3 + Fe2O3 не более 1,7 % по массе)
при содержании глинистых примесей в порошке не более 15 % (полуторных окислов Аl2O3 + Fe2O3 не более 5 % по массе)		¾
Влажность, % по массе, не более	0,5	1,0

Активированный минеральный порошок должен быть гидрофобным.

К порошкам, активированным смолами твердых топлив или их смесями с битумом, требования по гидрофобности не предъявляются.[5]

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 270.106.06 000.ПЗ  

Дата добавления: 2015-10-21