ОДМ 218.3.081-2016. Отраслевой дорожный методический документ. Методические рекомендации по подбору составов цементобетонов для дорожного строительства в различных климатических зонах и с учетом эксплуатационных условий работы дорожных покрытий

(издан на основании Распоряжения Росавтодора от 27.04.2018 № 1544-р)

Издан на основании Распоряжения Федерального дорожного агентства от 27 апреля 2018 г. № 1544-р

ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОДБОРУ СОСТАВОВ ЦЕМЕНТОБЕТОНОВ ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА В РАЗЛИЧНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ЗОНАХ И С УЧЕТОМ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ УСЛОВИЙ РАБОТЫ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ

ОДМ 218.3.081-2016

ОКС 93.080

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Уральским филиалом «УралГИПРОДОРНИИ» ОАО «ГИПРОДОРНИИ», обществом с ограниченной ответственностью «Научно-исследовательский центр „ГИПРОДОРНИИ“, Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования „Уральский государственный лесотехнический университет“.»

Коллектив авторов: канд. техн. наук С.А. Чудинов (Уральский филиал «УралГИПРОДОРНИИ» ОАО «ГИПРОДОРНИИ), д-р техн. наук В.Н. Дмитриев, инж. Е.Н. Шаламова, инж. О.А. Козлов (ООО „Научно-исследовательский центр „ГИПРОДОРНИИ“), канд. техн. наук, доц. Н.А. Гриневич (ФГБОУ ВПО „Уральский государственный лесотехнический университет“).»

2 ВНЕСЕН Управлением научно-технических исследований и информационного обеспечения Федерального дорожного агентства.

3 ИЗДАН на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 27.04.2018 № 1544-р.

4 ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ.

1 Область применения

1.1 Настоящий отраслевой дорожный методический документ (далее — методический документ) содержит рекомендации по проектированию и подбору состава дорожного цементобетона в различных климатических зонах с учетом эксплуатационных условий работы дорожных покрытий, а также технические требования к исходным материалам, цементобетонным смесям и цементобетону.

1.2 Настоящий методический документ предназначен для применения федеральными управлениями автомобильных дорог, управлениями автомагистралей, межрегиональными дирекциями по дорожному строительству автомобильных дорог федерального значения, а также проектными, строительными, эксплуатирующими организациями, занимающимися проектированием, строительством, содержанием, обследованием, ремонтом, капитальным ремонтом, реконструкцией транспортных сооружений на автомобильных дорогах федерального значения.

2 Нормативные ссылки

В настоящем методическом документе использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 3476-74 Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цементов

ГОСТ 7473-2010 Смеси бетонные. Технические условия

ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 8269.0-97 Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний

ГОСТ 8736-2014 Песок для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 10060-2012 Бетоны. Методы определения морозостойкости

ГОСТ 10178-85 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия

ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

ГОСТ 10181-2014 Смеси бетонные. Методы испытаний

ГОСТ 12730.5-84 Бетоны. Методы определения водонепроницаемости

ГОСТ 17624-2012 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности

ГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности

ГОСТ 21286-82 Каолин обогащенный для керамических изделий. Технические условия

ГОСТ 22690-2015 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля

ГОСТ 22783-77 Бетоны. Метод ускоренного определения прочности на сжатие

ГОСТ 23732-2011 Вода для бетонов и строительных растворов. Технические условия

ГОСТ 24211-2008 Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия

ГОСТ 25192-2012 Бетоны. Классификация и общие технические требования

ГОСТ 25818-2017 Золы-уноса тепловых электростанций для бетонов. Технические условия

ГОСТ 26633-2015 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия

ГОСТ 27006-86 Бетоны. Правила подбора состава

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 30108-94 Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов

ГОСТ 30459-2008 Добавки для бетонов и строительных растворов. Определение и оценка эффективности

ГОСТ 30515-2013 Цементы. Общие технические условия

ГОСТ 31108-2016 Цементы общестроительные. Технические условия

ГОСТ 31384-2017 Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии. Общие технические требования

ГОСТ 31424-2010 Материалы строительные нерудные из отсевов дробления плотных горных пород при производстве щебня. Технические условия

ГОСТ 32703-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Технические требования

ГОСТ 32721-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Песок природный и дробленый. Определение насыпной плотности и пустотности

ГОСТ 32723-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Песок природный и дробленый. Определение минералого-петрографического состава

ГОСТ 32726-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Песок природный и дробленый. Определение содержания глины в комках

ГОСТ 32727-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Песок природный и дробленый. Определение гранулометрического (зернового) состава и модуля крупности

ГОСТ 32728-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Песок природный и дробленый. Отбор проб

ГОСТ 32730-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Песок дробленый. Технические требования

ГОСТ 32768-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Песок природный и дробленый. Определение влажности

ГОСТ 32824-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Песок природный. Технические требования

ГОСТ 33026-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Определение содержания глины в комках

ГОСТ 33047-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Определение насыпной плотности и пустотности

ГОСТ 33048-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Отбор проб

ГОСТ 33054-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Определение содержания зерен слабых пород в щебне (гравии)

ГОСТ 33055-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Определение содержания пылевидных и глинистых частиц

ГОСТ 33109-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Определение морозостойкости

ГОСТ 33174-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Цемент. Технические требования

ГОСТ Р 55224-2012 Цементы для транспортного строительства. Технические условия

ГОСТ Р 56178-2014 Модификаторы органо-минеральные типа МБ для бетонов, строительных растворов и сухих смесей. Технические условия

ГОСТ Р 56592-2015 Добавки минеральные для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия

EN 934-2:2001 Admixture for concrete, mortar and grout — Part a. Concrete admixture — definition and requirements

СП 28.13330.2012 Защита строительных конструкций от коррозии (актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85)

СП 34.13330.2012 Автомобильные дороги (актуализированная редакция СНиП 2.05.02-85*)

СП 78.13330.2012 Автомобильные дороги (актуализированная редакция СНиП 3.06.03-85)

СП 131.13330.2012 Строительная климатология (актуализированная редакция СНиП 23-01-99*)

СП 52-104-2006* Сталефибробетонные конструкции

3 Термины, определения и сокращения

В настоящем методическом документе применены следующие термины с соответствующими определениями и сокращения:

3.1 воздействие окружающей среды: Несиловое воздействие на бетон в конструкции или сооружении, вызванное физическими, химическими, физико-химическими или иными проявлениями, приводящими к изменению структуры цементобетона или состояния арматуры.

3.2 водоотделение цементобетонной смеси: Объем воды, выделенный цементобетонной смесью при спокойном отстаивании в закрытом сосуде в течение определенного промежутка времени, отнесенный к объему цементобетонной смеси в сосуде.

3.3 дорожный цементобетон: Рационально подобранная смесь подготовленного зернистого минерального материала (щебня, гравия, песка), цемента, воды и специальных добавок (пластифицирующих, воздухововлекающих, гидрофобизирующих, изменяющих время твердения и др.), образующая после смешения, укладки и затвердевания жесткие основания и покрытия дорожных одежд с заданными физико-механическими эксплуатационными свойствами.

3.4 золь (коллоидный раствор): Высокодисперсная коллоидная система (коллоидный раствор) с жидкой или газообразной дисперсионной средой, в объеме которой распределена другая дисперсная фаза в виде капелек жидкости, пузырьков газа или мелких твердых частиц, размер которых находится в диапазоне от 1 до 100 нм.

3.5 климатическая зона: Условная часть территории страны с едиными климатообразующими факторами.

3.6 раствороотделение цементобетонной смеси: Расслаиваемость цементобетонной смеси при динамическом воздействии, определяется путем сопоставления содержания растворной составляющей в нижней и верхней частях смеси, уплотненной в мерном сосуде или форме для изготовления контрольных образцов цементобетона.

3.7 эксплуатационные условия: Комплекс химических, биологических и физических воздействий, которым подвергается цементобетон покрытий и оснований автомобильных дорог в процессе эксплуатации.

3.8 В/Ц (Ц/В): Водоцементное (цементно-водное) отношение.

3.9 ПАВ: Поверхностно-активное вещество.

3.10 ППР: Проект производства работ.

4 Общие положения

4.1 Проектирование и подбор составов цементобетона для дорожного строительства следует осуществлять в соответствии с положениями настоящего методического документа, ГОСТ 27006-86 и проектной документацией.

4.2 Под проектированием составов цементобетона следует понимать обоснование, выбор вида исходных материалов и их соотношений, обеспечивающих при заданном критерии оптимальности нормируемые проектные требования к цементобетонной смеси и цементобетону. При использовании методологии системного подхода проектирование составов цементобетона может включать ряд дополнительных задач, связанных с влиянием окружающей среды, а также эксплуатационных условий работы дорожных покрытий.

4.3 Срок службы жестких дорожных одежд зависит от таких факторов как выпадение осадков, температура, циклы замораживания-оттаивания и глубина уровня грунтовых вод, которые негативно влияют на дорожную одежду. Эти факторы также оказывают воздействие на температуру и влажность земляного полотна, что, в свою очередь, непосредственно сказывается на несущей способности слоев дорожной одежды и в конечном счете на эксплуатационных показателях.

4.4 Бо́льшая часть Российской Федерации расположена в условиях резко-континентального климата, характеризующегося морозами и длительными периодами знакопеременных нагрузок в осенне-весенний период. Стойкость цементобетона к попеременному замораживанию и оттаиванию в насыщенном водой состоянии является важнейшим условием его долговечности в конструкциях и сооружениях в целом.

4.5 При проектировании составов дорожных цементобетонов учет нормированной морозостойкости достигается рекомендуемыми ограничениями по В/Ц и определенным содержанием вовлеченного воздуха.

4.6 До начала выполнения проектирования и подбора составов цементобетона следует оценить условия будущей работы конструкций (уровень нагружения, температурно-влажностные воздействия, наличие агрессивных эксплуатационных сред).

5 Требования к исходным материалам для приготовления цементобетонной смеси

5.1 Общие положения

5.1.1 Цементобетонные и железобетонные конструкции транспортных сооружений необходимо изготавливать из материалов, обеспечивающих их коррозионную стойкость во время всего расчетного срока службы.

5.1.2 Материалы для приготовления цементобетонных смесей должны отвечать требованиям ГОСТ 7473-2010, ГОСТ 26633-2015, а также нормативно-технической документации на эти материалы, в том числе действующих государственных стандартов и технических регламентов.

5.1.3 До начала работы по расчету состава цементобетона и приготовлению опытных замесов необходимо провести испытания материалов в соответствии со стандартами и техническими условиями с целью определения показателей их качества, необходимых для дальнейших расчетов и подборов.

5.1.4 При несоответствии отдельных составляющих цементобетона требованиям государственных стандартов и технических условий в результате испытаний необходимо оценить качество исходных материалов и дать технико-экономическое обоснование возможности и целесообразности их применения для получения цементобетонных смесей и цементобетонов со всеми нормируемыми показателями качества.

5.2 Цемент

5.2.1 В качестве вяжущих материалов для дорожных цементобетонов применяют портландцементы, портландцементы с минеральными добавками по ГОСТ Р 55224-2012, ГОСТ 33174-2014, ГОСТ 26633-2015.

Рекомендуется использовать портландцемент нормированного состава с содержанием трехкальциевого алюмината C3A не более 7%. Содержание щелочных оксидов в пересчете на Na2O (R2O = Na2O + 0,658K2O) не должно превышать 0,8% по массе цемента [1].

Типы и классы прочности цементов для дорожных цементобетонов приведены в таблице 1 ГОСТ Р 55224-2012 и таблице 1 ГОСТ 33174-2014.

5.2.2 Вещественный состав цемента конкретного типа должен соответствовать ГОСТ 31108-2016.

Кроме того, цементы, выпускаемые по ГОСТ 31108-2016, следует применять при наличии в документе о качестве дополнительных сведений, в том числе:

• средней прочности конкретного класса за предыдущий месяц по данным лаборатории завода-изготовителя;
• однородности по прочности за предыдущий месяц;
• содержании трехкальциевого алюмината.

5.2.3 Начало схватывания портландцемента для цементобетона дорожных покрытий должно наступать не ранее 2 ч от начала затворения цемента. По согласованию изготовителя с потребителем допускаются иные сроки схватывания.

5.2.4 Прочность на сжатие цемента конкретного класса в возрасте 2; 7 и 28 сут должна соответствовать требованиям ГОСТ 31108-2016. Прочность на растяжение при изгибе — значениям, приведенным в таблице 2 ГОСТ Р 55224-2012.

5.2.5 Сдельная поверхность цемента должна быть не менее 270 м2/кг и не более 350 м2/кг при измерении методом воздухопроницаемости; водоотделение — не более 28%; содержание нерастворимого остатка, оксида серы, оксида магния и иона хлора — соответствовать требованиям ГОСТ 31108-2016.

5.2.6 Цемент не должен обладать признаками ложного схватывания.

5.2.7 Минералогический состав клинкера, используемого для производства цемента для цементобетона дорожных покрытий, должен соответствовать значениям, приведенным в таблице 3 ГОСТ Р 55224-2012 и таблице 3 ГОСТ 33174-2014; в качестве основного компонента применяют только добавку доменного гранулированного шлака по ГОСТ 3476-74; содержание органических добавок не должно быть более 0,15% по массе цемента (согласие потребителя на введение специальных добавок указывают в договорах (контрактах) на поставку цемента).

Для производства цемента для цементобетона дорожных оснований применяют портландцементный клинкер, минеральные добавки согласно требованиям ГОСТ 31108-2016 в соответствии с типами цемента, приведенными в таблице 1 ГОСТ Р 55224-2012.

5.2.8 Усредненное соотношение между марками цемента по ГОСТ 10178-85 и классами прочности по ГОСТ 31108-2016 дано в таблице А.1 ГОСТ Р 55224-2012.

5.2.9 Для изготовления сборных конструкций, подвергаемых тепловой обработке, следует применять цементы I и II группы эффективности при пропаривании согласно классификации, приведенной в ГОСТ 10178-85.

5.2.10 Минимальный расход цемента для тяжелых цементобетонов, предназначенных для изготовления изделий и конструкций, эксплуатируемых в агрессивных средах, следует принимать по ГОСТ 31384-2017.

5.3 Крупный заполнитель

5.3.1 В качестве крупных заполнителей для дорожных цементобетонов используют щебень, щебень из гравия и гравий из плотных горных пород по ГОСТ 8267-93, ГОСТ 32703-2014. Показатели качества крупного заполнителя определяют по ГОСТ 8269.0-97, ГОСТ 33048-2014, ГОСТ 33054-2014, ГОСТ 33055-2014, ГОСТ 33026-2014, ГОСТ 33109-2014, ГОСТ 33047-2014.

5.3.2 Крупные заполнители должны иметь среднюю плотность от 2000 до 3000 кг/м3.

5.3.3 Наибольшая крупность щебня в цементобетонной смеси должна быть для покрытий 20 мм, оснований — 40 мм.

5.3.4 Для цементобетона покрытий следует применять щебень фракций от 5(3) до 10 мм и свыше 10 до 20 мм, дозируемых раздельно по ГОСТ 8267-93 и ГОСТ 26633-2015.

5.3.5 Перечень фракций заполнителя в зависимости от наибольшей крупности зерен указан в таблице 1.

Таблица 1

Перечень фракций заполнителя в зависимости от наибольшей крупности зерен

Примечание - Применение фракции заполнителя с крупностью зерен от 3 до 10 мм допускается в случае использования в качестве мелкого заполнителя песков с Mкр <= 2,5.

5.3.6 В основаниях дорожных одежд допускается применение крупных заполнителей в виде смеси двух смежных фракций, отвечающих требованиям таблицы 1.

5.3.7 Содержание отдельных фракций в крупном заполнителе в составе дорожного цементобетона должно соответствовать данным таблицы 2 ГОСТ 26633-2015.

5.3.8 Содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне из осадочных пород не должно превышать:

• для однослойных и верхнего слоя двухслойных покрытий — 2% по массе;
• нижнего слоя двухслойных покрытий и оснований усовершенствованных покрытий капитального типа — 3% по массе.

5.3.9 Содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне из изверженных и метаморфических пород, щебне из гравия и в гравии не должно превышать 1% по массе.

5.3.10 Марки по прочности щебня, гравия и щебня из гравия для дорожного цементобетона приведены в таблице 2.

Таблица 2

Марки по прочности щебня, гравия и щебня из гравия для дорожного цементобетона

5.3.11 Марки по износу в полочном барабане щебня, гравия и щебня из гравия для дорожных цементобетонов даны в таблице 3.

Таблица 3

Марки по износу в полочном барабане щебня, гравия и щебня из гравия для дорожных цементобетонов

5.3.12 Для дорожного цементобетона однослойных и верхнего слоя двухслойных покрытий в качестве крупного заполнителя используется только щебень, в котором содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой форм не должно превышать 15% по массе.

Для нижнего слоя двухслойных покрытий и оснований усовершенствованных покрытий капитального типа содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой форм в цементобетоне не должно превышать 25% по массе.

5.3.13 Для цементобетона мостовых конструкций, расположенных в зоне переменного уровня воды, конструкций мостового полотна пролетных строений мостов, а также водопропускных труб в соответствии с ГОСТ 26633-2015 следует использовать щебень из изверженных пород марки 1000 и выше, щебень из метаморфических и осадочных пород и гравия марки 800 и выше, гравий марки 800 и выше.

Заполнители, прочность которых при насыщении водой снижается более чем на 20% по сравнению с их прочностью в сухом состоянии, не допускается применять для цементобетона конструкций, расположенных в зоне переменного уровня воды и подводной зоне.

5.3.14 Содержание зерен слабых пород в щебне из природного камня не должно превышать для цементобетона классов:

• B40 и B45 — 5% по массе;
• B20; B22,5; B25 и B30 — 10% по массе;
• B15 и ниже — 15% по массе.

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

5.3.15 Морозостойкость щебня и гравия для дорожных цементобетонов должна быть не ниже требований, указанных в таблице 4.

Таблица 4

Марки по морозостойкости щебня и гравия для дорожных цементобетонов

Крупный заполнитель для цементобетона мостовых конструкций в зависимости от конкретной производственной оснащенности предприятия рекомендуется применять исходя из соотношений фракций 60% — 75% (размер зерен 10 — 20 мм), 25% — 40% (размер зерен 5(3) — 10 мм):

• если в щебне фракции 5 — 20 мм соотношение фракций 5 — 10 и 10 — 20 мм соответствует требованиям таблицы 2 ГОСТ 26633-2015, то щебень дозируется и подается одной фракцией;
• в виде обогащения фракции 5 — 20 мм фракцией 5(3) — 10 мм в соотношении, указанном в таблице 2 ГОСТ 26633-2015;
• в виде раздельно дозируемых фракций 5(3) — 10 и 10 — 20 мм (таблица 2 ГОСТ 26633-2015);
• в виде двух фракций 5(3) — 10 и 10 — 20 мм, полученных после гидравлической классификации щебня, в соотношении, указанном в таблице 2 ГОСТ 26633-2015.

5.3.16 Наибольшая крупность зерен не должна превышать величин, указанных заказчиком, исходя из требований проекта и нормативных документов:

• 2/3 наименьшего расстояния между стержнями арматурного каркаса;
• 1/3 толщины поперечного размера конструкции;
• 1/3 внутреннего диаметра бетоновода при подаче цементобетонной смеси бетононасосами;
• 1/2 толщины защитного слоя.

5.3.17 В качестве крупного заполнителя для цементобетона классов по прочности на сжатие B60 и выше следует применять щебень из плотных горных пород (ГОСТ 8267-93) марки по дробимости не ниже 1200.

5.3.18 Содержание зерен слабых пород в щебне для цементобетона классов по прочности на сжатие B60 и выше не должно превышать 5% по массе.

5.3.19 Содержание зерен пластинчатой и игловатой форм в крупном заполнителе не должно превышать 25% по массе, а пластинчатой (лещадной) и игловатой форм в щебне для высокопрочных бетонов классов по прочности на сжатие B60 и выше — не превышать 15% по массе.

5.3.20 Для обеспечения стабильного состава приготавливаемой цементобетонной смеси рекомендуется применять один вид крупного заполнителя и не реже одного раза в месяц осуществлять контроль его качества. Кроме того, контроль качества проводится каждой вновь поступившей партии заполнителя, в том числе с привлечением специализированных независимых лабораторий.

Заполнители с нового карьера следует предварительно проверить в аккредитованных лабораториях для определения допустимого содержания пород и минералов, отнесенных к вредным примесям в заполнителях, согласно требованиям ГОСТ 26633-2015.

5.3.21 Марка по морозостойкости крупного заполнителя, применяемого для высокопрочных тяжелых цементобетонов для транспортных сооружений, должна быть не ниже F300.

5.4 Мелкий заполнитель

5.4.1 В качестве мелкого заполнителя для дорожных цементобетонов применяют природный песок, песок из отсевов дробления и их смеси, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 8736-2014, ГОСТ 31424-2010, ГОСТ 32824-2014, ГОСТ 32730-2014. Показатели качества песка следует определять в соответствии с ГОСТ 32768-2014, ГОСТ 32723-2014, ГОСТ 32726-2014, ГОСТ 32721-2014, ГОСТ 32730-2014, ГОСТ 32728-2014, ГОСТ 32727-2014. Преимущество отдают пескам I класса по ГОСТ 8736-2014 с требованием к зерновому составу по ГОСТ 26633-2015.

5.4.2 Мелкие заполнители должны иметь среднюю плотность зерен от 2000 до 3000 кг/м3.

5.4.3 Оптимальный зерновой состав песка для дорожного цементобетона должен соответствовать значениям, приведенным в таблице А.2 ГОСТ 26633-2015.

5.4.4 При несоответствии зернового состава природных песков требованиям ГОСТ 26633-2015 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 песок.

5.4.5 В цементобетонах класса по прочности до B30 или Btb4,0 включительно допускается использование очень мелких песков с Mкр = 1,0 — 1,5 с содержанием зерен мельче 0,16 мм до 20% по массе, пылевидных и глинистых частиц не более 3% по массе согласно ГОСТ 26633-2015 при условии подтверждения возможности и технико-экономической целесообразности получения дорожных цементобетонов с нормируемыми показателями качества.

5.4.6 Песок и обогащенный песок из отсевов дробления для дорожных цементобетонов должны иметь марки по прочности исходной горной породы, указанные в таблице А.3 ГОСТ 26633-2015.

5.4.7 Допустимое количество пород и минералов, отнесенных к вредным примесям, в заполнителях дорожных цементобетонов не должно превышать значений, приведенных в пункте 4.2.15 ГОСТ 8736-2014.

5.4.8 Заполнители, содержащие включения вредных примесей, превышающие приведенные в пункте 5.4.7 данного методического документа значения, а также цеолит, графит и горючие сланцы могут применяться для производства дорожных цементобетонных смесей только после проведения предварительных испытаний.

5.4.9 Удельная эффективная активность естественных радионуклидов Aэфф в заполнителях, применяемых для приготовления дорожных цементобетонных смесей, не должна превышать предельных значений в зависимости от области их использования согласно ГОСТ 30108-94.

5.5 Вода

5.5.1 Вода для дорожного цементобетона и приготовления растворов добавок должна соответствовать требованиям ГОСТ 23732-2011. Допустимое содержание растворимых солей, ионов SO_{4}^{- 2} , Cl-1 и взвешенных частиц в воде не должно превышать величин, указанных в таблице 1 ГОСТ 23732-2011. Содержание в воде органических ПАВ, сахаров или фенолов (каждого из них) должно быть не более 10 мг/л. В воде не должны присутствовать пленки нефтепродуктов, жиров, масел, окисляемость составлять не более 15 мг/л, водородный показатель воды (pH) — не менее 4 и не более 12,5.

5.5.2 Рециклированная и смешанная вода может применяться только при экспериментальном подтверждении коррозионной стойкости цементобетона.

5.6 Требования к добавкам

5.6.1 Для регулирования заданных свойств цементобетонной смеси и цементобетона, снижения расхода цемента и энергетических затрат следует применять химические и минеральные добавки, органоминеральные модификаторы, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 24211-2008, а также стандартам организаций или техническим условиям, по которым они выпускаются.

5.6.2 С целью повышения стойкости цементобетона железобетонных конструкций к воздействию агрессивных эксплуатационных сред используются добавки, снижающие его проницаемость, повышающие химическую стойкость и морозостойкость, защитную способность по отношению к арматуре, а также стойкость в условиях воздействия биологически активных сред. Количество химических добавок не должно быть больше 5% по массе цемента, в противном случае требуется экспериментальное подтверждение коррозионной стойкости цементобетона.

5.6.3 Добавки, применяемые при изготовлении железобетонных изделий и конструкций, не должны оказывать коррозионного воздействия на цементобетон и арматуру. Максимально допустимое содержание хлоридов не должно превышать значений, указанных в таблице Г.3 СП 28.13330.2012.

5.6.4 В состав цементобетона не допускается введение хлоридов (хлоридов натрия, кальция и др.) при изготовлении железобетонных конструкций:

• с ненапрягаемой арматурой диаметром 5 мм и менее;
• с напрягаемой арматурой;
• эксплуатируемых во влажных или мокрых условиях;
• с автоклавной обработкой;
• при приготовлении цементобетонной смеси и растворов для инъецирования каналов в предварительно напряженных конструкциях и замоноличивания швов и стыков в сборных и сборно-монолитных конструкциях.

Добавки, содержащие нитраты, нитриты, тиоцианаты (роданиды) и формиаты, допускается применять в цементобетонах для преднапряженных конструкций, эксплуатируемых в агрессивных средах, если используется арматурная сталь с индексом K.

Количество вводимых в цементобетон минеральных добавок следует определять исходя из требований обеспечения его необходимой коррозионной стойкости на уровне не ниже, чем цементобетона без таких добавок.

5.6.5 Добавки для приготовления дорожных цементобетонных смесей необходимо применять в соответствии с положениями рекомендаций [2] в зависимости от технологии производства и проектных характеристик дорожного цементобетона, а также с учетом климатических зон и эксплуатационных условий.

5.6.6 Эффективность действия добавок зависит от их химического, минералогического и дисперсного составов, активности, механизма действия, вида используемых цемента и заполнителей, технологии производства цементобетонных смесей, времени транспортирования, особенностей выпускаемых изделий и возводимых конструкций и других факторов, предусмотренных технической документацией.

5.6.7 Эффективность применения тонкомолотых и высокодисперсных наполнителей, их оптимальное содержание в цементобетоне следует устанавливать опытным путем в процессе подбора его состава.

5.6.8 Перед началом подбора состава цементобетона с добавками производят выбор вида и типа добавок или их комплекса для обеспечения требуемых характеристик цементобетонной смеси и цементобетона согласно ГОСТ 26633-2015, ГОСТ 24211-2008, ГОСТ Р 56592-2015, ГОСТ Р 56178-2014, а также техническим условиям, по которым они выпускаются.

5.6.9 Подбор состава цементобетона с конкретными добавками начинают с определения соотношения между цементом и добавкой, которое обычно выражается дозировкой добавки (% по массе цемента). Дозировку добавки определяют с учетом требований к свойствам цементобетонной смеси и цементобетона, которые назначают с учетом климатических зон и эксплуатационных условий работы дорожных покрытий и конструкций.

Оптимальную дозировку добавки или комплекса добавок определяют по методике, приведенной в ГОСТ 30459-2008, опытным путем на основании экспериментальных данных о характеристиках цементобетонной смеси и цементобетона. Для этого в существующий или подобранный состав цементобетона без добавок вводят добавку или комплекс добавок в различных количествах в пределах рекомендуемого диапазона, приводимого в стандартах или технических условиях, по которым выпускается конкретная добавка.

При использовании одной добавки на основании полученных предварительных результатов экспериментальных исследований строят график зависимости изменения характеристик цементобетонных смесей и цементобетона от количества вводимой добавки и выбирают ее оптимальную дозировку.

При использовании комплекса из нескольких добавок на основании полученных результатов строят плоские или объемные номограммы изменения характеристик цементобетонных смесей и цементобетона от количества вводимых добавок и выбирают их оптимальное соотношение.

Оптимальное количество добавок уточняется при изменении качества используемых материалов для приготовления цементобетонных смесей.

5.6.10 В качестве химических добавок, улучшающих свойства цементобетонной смеси и цементобетона, следует применять водоредуцирующие (пластифицирующие), воздухововлекающие или газообразующие добавки, соответствующие требованиям ГОСТ 24211-2008 и EN 934-2:2001, а также технических условий производителя на эти добавки.

5.6.11 При приготовлении цементобетонных смесей для строительства покрытий автомобильных дорог и аэродромов одновременно должны применяться водоредуцирующие (пластифицирующие) и воздухововлекающие (газообразующие) добавки по ГОСТ 26633-2015.

5.7 Требования к тонкомолотым минеральным добавкам

5.7.1 Применение в цементобетонах нового вида добавок — тонкомолотых и высокодисперсных — следует осуществлять после согласования со специализированными научно-исследовательскими и проектно-технологическими институтами, лабораториями или иными профильными организациями.

5.7.2 Эффективность действия тонкомолотых и высокодисперсных добавок следует проверять по ГОСТ 30459-2008 или согласно техническим условиям, а также иной технологической документации на эту добавку по всем показателям качества.

5.7.3 Для улучшения технологических свойств цементобетонной смеси, эксплуатационных показателей качества дорожных цементобетонов, а также для экономии цемента необходимо применять тонкомолотые высокодисперсные наполнители.

5.7.4 Для подводных цементобетонных конструкций искусственных сооружений следует использовать кислую золу IV вида по ГОСТ 25818-2017.

5.7.5 Оптимальное содержание золы в высокопрочных тяжелых цементобетонах устанавливают в результате подбора составов на конкретных материалах при условии обеспечения требуемых технологических свойств смесей и показателей качества цементобетона с учетом коррозионной стойкости арматуры.

5.7.6 В целях обеспечения коррозионной стойкости ненапрягаемой арматуры в железобетонных конструкциях, эксплуатируемых в неагрессивных средах, содержание кислой золы в цементобетоне не должно превышать по массе расход портландцемента. При этом минимальный расход цемента устанавливают по ГОСТ 26633-2015. Возможность увеличения содержания золы в тяжелых цементобетонах сборных и монолитных железобетонных конструкций устанавливают после проведения специальных исследований по коррозионной стойкости арматуры, деформативным свойствам и долговечности цементобетонов.

5.7.7 Применение кислой золы в цементобетонах железобетонных конструкций, в том числе преднапряженных, предназначенных для эксплуатации в агрессивных средах, может быть допущено при условии удовлетворения требований ГОСТ 31384-2017 и СП 28.13330.2012. Применение золы в цементобетонах преднапряженных конструкций, армированных термически упрочненной арматурной сталью, склонной к коррозионному растрескиванию, не допускается без проведения специальных исследований.

5.7.8 Основные золы с содержанием оксида кальция (CaO) не менее 30% по массе при приготовлении строительных растворов и смесей для сборных и монолитных цементобетонных и железобетонных изделий и конструкций следует применять в качестве компонента цемента или другого вяжущего. При этом суммарное содержание сернистых и сернокислых соединений в пересчете на SO3 не должно превышать 3% по массе.

5.7.9 Зола-уноса должна соответствовать требованиям ГОСТ 25818-2017, содержать диоксид кремния SiO2 в количестве не менее 50% и иметь показатель потерь при прокаливании (ППП) не более 5%.

5.7.10 Метакаолин, получаемый после термической обработки и помола каолина, соответствующего требованиям ГОСТ 21286-82, должен содержать аморфный глинозем (Al2O3) не менее 40% и аморфный кремнезем (SiO2) в количестве не менее 47%.

5.7.11 Микрокремнезем конденсированный должен соответствовать требованиям ГОСТ Р 56178-2014 и технических условий [3].

5.7.12 Нанокремнезем должен отвечать требованиям специально разработанной технической документации (технических условий, специальным техническим условиям, стандартам организации и др.).

Нанокремнезем, получаемый в виде золя из геотермальных вод, может иметь химический состав сухого вещества, приведенный в таблице 5.

Таблица 5

Химический состав сухого вещества золя

5.7.13 Для производства высокопрочных, водостойких, коррозионностойких цементобетонов транспортных сооружений следует применять органоминеральные добавки, соответствующие требованиям ГОСТ 24211-2008 и технических условий на эти добавки.

Такими добавками являются различные модификаторы, которые применяют для получения:

• высокопрочных, непроницаемых, коррозионностойких, напрягающих, расширяющихся, с частично компенсированной усадкой цементобетонов, а также растворов, используемых в транспортном и других видах строительства;
• цементобетонных смесей повышенных технологических свойств, в том числе высокоподвижных и самоуплотняющихся, обладающих высокой степенью сохраняемости, удобоукладываемости, сегрегационной устойчивости к водоотделению и расслаиваемости.

5.7.14 Органоминеральный модификатор должен соответствовать требованиям ГОСТ Р 56178-2014, технических условий [4, 5, 6].

5.7.15 Основные компоненты минеральной части, применяемые для изготовления модификаторов, должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 56178-2014.

5.8 Армирующие дисперсные материалы

5.8.1 При приготовлении дорожных цементобетонных смесей могут быть использованы различные виды армирующих дисперсных материалов — фибр: металлические, базальтовые, полимерные и стеклянные волокна — согласно соответствующим стандартам организаций на их применение.

5.8.2 Армирующие дисперсные материалы для приготовления дорожных цементобетонных смесей следует использовать в соответствии с положениями СП 52-104-2006* и рекомендациями [7].

6 Требования к цементобетонным смесям для дорожного строительства

6.1 Подбор составов цементобетона по заданным проектом требованиям или параметрам следует выполнять согласно ГОСТ 27006-86, рекомендациям настоящего методического документа. Гарантии по составу цементобетона заданного качества согласно ГОСТ 7473-2010 должны быть прописаны в договоре на поставку продукции изготовителя.

6.2 Технологической службой предприятия (лабораторией) изготовителя должен производиться подбор состава цементобетона для дорожного строительства с учетом климатических зон и эксплуатационных условий.

Допускается осуществлять подбор состава цементобетона аккредитованной организацией при наличии эксперта, аккредитованного соответствующей полномочной организацией.

6.3 Для приготовления цементобетонной смеси на новых составляющих или заполнителях с других карьеров или новых видах добавок рекомендуется проектирование составов выполнять с привлечением специализированных лабораторий.

6.4 Производство цементобетонной смеси на бетоносмесительном узле должно быть обеспечено наличием соответствующего объема исходных материалов.

6.5 Хранение различных видов материалов необходимо организовать раздельно с обеспечением сохранения во времени их основных свойств и исключением их перемешивания, загрязнения и порчи. Различные виды, марки или классы цемента следует хранить раздельно, а силосы для их хранения иметь четко различаемую маркировку.

Добавки необходимо транспортировать, хранить и использовать в соответствии с указаниями их производителя.

6.6 Компоненты цементобетонной смеси должны проверяться на соответствие требованиям государственных стандартов на эти материалы. Периодичность проверки — не реже одного раза в смену от поступающей на производство партии.

6.7 Цемент, заполнители, минеральные и органоминеральные добавки в виде порошков дозируются по массе, жидкие добавки и вода — по массе или объему. Количество жидких добавок определяется по сухому веществу и выражается в процентах от массы цемента.

6.8 Точность дозирования исходных компонентов для приготовления цементобетонной смеси указана в таблице 6.

Таблица 6

Точность дозирования исходных компонентов для приготовления цементобетонной смеси

Аттестация и поверка испытательного оборудования и оборудования для производства цементобетона должна выполняться согласно правилам их эксплуатации.

6.9 Контроль технологии приготовления цементобетонной смеси, ее испытания на плотность, воздухововлечение и подвижность, а цементобетона на прочность, морозостойкость, водонепроницаемость и другие показатели необходимо выполнять в соответствии с требованиями ГОСТ 10181-2014, ГОСТ 10060-2012, ГОСТ 12730.5-84.

6.10 Контроль производственных операций при приготовлении цементобетонной смеси, характеристик исходных компонентов следует осуществлять в соответствии с требованиями технологического регламента на производство таких смесей для транспортного строительства [8].

6.11 Окончательно технологические свойства цементобетонной смеси оценивают на стадии пробного бетонирования.

6.12 Температура цементобетонной смеси при транспортировании к месту укладки должна быть не ниже 5 °C.

6.13 Цементобетонные смеси для дорожного строительства должны соответствовать требованиям ГОСТ 7473-2010 и характеризоваться следующими показателями, определяемыми согласно ГОСТ 10181-2014:

• удобоукладываемостью;
• средней плотностью;
• объемом вовлеченного воздуха;
• расслаиваемостью (при необходимости).

6.14 В зависимости от показателя удобоукладываемости цементобетонные смеси для дорожного строительства подразделяют на группы: жесткие (Ж) и подвижные (П).

6.15 При устройстве цементобетонных покрытий комплектом машин со скользящей опалубкой показатели подвижности или жесткости цементобетонной смеси перед уплотнением выбирают с учетом принятой скорости движения бетоноукладчика (таблица 7).

Таблица 7

Показатели подвижности и жесткости дорожных цементобетонных смесей

6.16 Во избежание недопустимых деформаций кромок и боковых граней покрытия после прохода бетоноукладчика со скользящей опалубкой не следует использовать цементобетонные смеси с ОК на месте укладки более 4 см, при строительстве многополосных дорожных покрытий — смеси с ОК более 2 см.

6.17 Расслаиваемость цементобетонной смеси оценивают по показателям растворо- и водоотделения. Раствороотделение смеси определяют путем сопоставления содержания растворной составляющей в нижней и верхней ее частях, уплотненной в специальной форме, водоотделение смеси — после ее отстаивания в мерном сосуде за определенное время.

6.18 Расслаиваемость цементобетонной смеси не должна превышать значений, приведенных в таблице 8.

Таблица 8

Требования к расслаиваемости цементобетонной смеси

6.19 Объем вовлеченного воздуха в смеси определяют экспериментально объемным или компрессионным методом. При определении объема вовлеченного воздуха в цементобетонной смеси объемным методом вместимость цилиндрического сосуда объемомера устанавливают в зависимости от наибольшей крупности зерен заполнителя, при компрессионном методе используется поромер (компрессионный прибор).

6.20 Для обеспечения необходимой морозостойкости цементобетонных конструктивных слоев дорожных одежд автомобильных дорог цементобетонные смеси по водоцементному отношению и объему вовлеченного воздуха должны соответствовать данным таблицы 9.

Таблица 9

Водоцементное отношение и объем вовлеченного воздуха для цементобетонных смесей конструктивных слоев дорожных одежд автомобильных дорог

6.21 Продолжительность перемешивания дорожных цементобетонных смесей в стационарных циклических смесителях следует принимать по технологическому регламенту на их производство или устанавливать в соответствии с таблицей 10.

Таблица 10

Продолжительность перемешивания дорожных цементобетонных смесей в смесителях

6.22 Цементобетонная смесь при устройстве дорожных покрытий должна характеризоваться стойкостью против оплыва кромок после выхода из скользящей опалубки.

Требования к цементобетонной смеси должны обеспечить высокую технологичность ее транспортирования, укладки и уплотнения, в том числе возможность механизированной отделки (обработки) поверхности свежеуложенного покрытия и создание на нем искусственной шероховатости в соответствии с действующими нормами по ровности поверхности и глубине бороздок шероховатости (СП 78.13330.2012) с учетом применяемых механизмов и методов бетонирования. Эти требования задаются в ПНР в виде осадки конуса либо показателя жесткости.

7 Требования к дорожным цементобетонам

7.1 Требования к цементобетону и конструкциям транспортных сооружений устанавливают с целью обеспечения проектного срока их службы.

Классы цементобетона по прочности, марки по морозостойкости и водонепроницаемости следует назначать по ГОСТ 7473-2010, ГОСТ 26633-2015, а также согласно рекомендациям настоящего методического документа с учетом условий эксплуатации конструкции.

7.2 Основными нормируемыми и контролируемыми показателями качества цементобетона являются классы по прочности на сжатие B, растяжение при изгибе Btb, марки по морозостойкости F, водонепроницаемости W, средней плотности D.

7.3 Требования к цементобетонам приведены в таблице Д.1 СП 28.13330.2012.

7.4 Технические требования к цементобетону должны быть обеспечены изготовителем конструкций и изделий в проектном возрасте, который указывают в проектной документации и назначают в соответствии с нормами проектирования в зависимости от условий твердения цементобетона, способов строительства дорожных покрытий и конструкций в различных климатических зонах и с учетом эксплуатационных условий их работы. Если проектный возраст цементобетона не указан, технические требования к нему должны соответствовать требованиям, предъявляемым к цементобетону в возрасте 28 сут.

7.5 Классы цементобетона по прочности определяются прочностью базовых образцов в установленном проектом возрасте в соответствии с действующими государственными стандартами.

7.6 Для цементобетонных покрытий и оснований следует применять тяжелый и мелкозернистый цементобетоны по ГОСТ 25192-2012, ГОСТ 26633-2015 и СП 34.13330.2012.

Для дорожных цементобетонов установлены следующие классы:

• по прочности на сжатие: B₇,5; B₁₀; B₁₂,5; B₁₅; B₂₀; B₂₅; B₃₀; B₃₅; B₄₀; кроме этого допускается применение бетонов промежуточных классов B₂₂,5 и B₂₇,5;
• по прочности на растяжение при изгибе: Btb1,2; Btb1,6; Btb2,0; Btb2,4; Btb2,8; Btb3,2; Btb3,6; Btb4,0; Btb4,4.

7.7 Для дорожных цементобетонов установлены следующие марки по морозостойкости: F25; F50; F75; F100; F150; F200; F250.

7.8 Цементобетон железобетонных конструкций, работающих в условиях знакопеременных температур, должен соответствовать требованиям таблицы Ж.1 СП 28.13330.2012.

7.9 Цементобетон конструкций, подвергающихся одновременному действию попеременного замораживания и оттаивания в агрессивных эксплуатационных средах, содержащих хлориды, сульфаты, нитраты и другие соли, должен отвечать повышенным требованиям по морозостойкости в соответствии с ГОСТ 10060-2012.

7.10 Цементобетон конструкций, подвергающихся действию воды и знакопеременных температур, имеющий марку по морозостойкости более F150, изготавливают с применением воздухововлекающих, микрогазообразующих или комплексных добавок. Объем вовлеченного воздуха при приготовлении такой смеси должен соответствовать требованиям ГОСТ 26633-2015, ГОСТ 31384-2017.

7.11 Относительная плотность цементобетонной смеси в уплотненном состоянии должна составлять не менее 98% от расчетной.

7.12 Минимальные проектные классы по прочности цементобетона покрытий и оснований автомобильных дорог устанавливают в соответствии с СП 34.13330.2012 и СП 28.13330.2012 в зависимости от конструктивного слоя дорожной одежды (таблица 11).

Таблица 11

Минимальные проектные классы по прочности цементобетона

Примечания

1 Классы цементобетона по прочности устанавливают в возрасте 28 сут твердения в нормальных условиях по ГОСТ 10180-2012, ГОСТ 18105-2010.

2 Готовая цементобетонная смесь должна соответствовать ГОСТ 7473-2010.

3 Состав цементобетона подбирают и утверждают с учетом требований ГОСТ 27006-86.

4 Продолжительность ухода за цементобетоном должна быть предусмотрена в течение всего процесса твердения до момента его формирования, но не менее 28 сут.

5 Минимальный расход цемента принимают согласно ГОСТ 26633-2015.

7.13 Для цементобетонов конструкций и их элементов, эксплуатирующихся в агрессивных средах, минимальный расход цемента и прочие граничные условия по его составу необходимо принимать по ГОСТ 31384-2017 и техническим условиям, проектной и технологической документации на изделия и конструкции конкретного вида.

7.14 Наличие вредных примесей в заполнителях цементобетона должно быть указано в документации и учтено при проектировании [9]. При наличии в заполнителях реакционно-способных пород в качестве мер защиты цементобетона от коррозии необходимо использовать следующие мероприятия:

• подбирать состав с минимально возможным расходом цемента;
• использовать портландцемент с минеральными добавками, пуццолановый или шлаковый;
• вводить в состав активные минеральные, гидрофобизирующие и газовыделяющие добавки;
• запретить введение в смесь противоморозных добавок и добавок-ускорителей твердения с солями натрия, калия, нитрита натрия, сульфата натрия и др.;
• снижать количество примесей реакционно-способных пород смешиванием заполнителей, содержащих эти примеси, с заполнителями без них;
• применять цементы с содержанием щелочи в пересчете на Na₂O не более 0,6%, при этом содержание щелочей в пересчете на Na₂O не должно превышать 3 кг/м3 при использовании портландцемента без минеральных добавок.

Эффективность использования этих мероприятий должна быть обоснована результатами испытаний по ГОСТ 8269.0-97.

7.15 Для декоративных целей при устройстве пешеходных переходов, разделительных полос на дорожных покрытиях, парковых дорожек, а также изготовлении элементов городского благоустройства используют цветные бетоны. Такие бетоны получают при введении в бетонную смесь щелоче- и светостойких пигментов (охры, мумия, сурика и др.) в количестве 8% — 10% по массе цемента или применении цветных цементов. В отдельных случаях используют заполнители, обладающие необходимым цветом, например туфы, красные кварциты, мрамор и другие окрашенные горные породы.

8 Требования к дорожному цементобетону с учетом эксплуатационных условий

8.1 Подбор состава цементобетона для определенных условий эксплуатации проводится в сертифицированных лабораториях специализированных организаций в следующих случаях:

• расчетный срок эксплуатации сооружения превышает 50 лет, сооружение соответствует повышенному уровню ответственности по ГОСТ 27751-2014;
• эксплуатационная среда имеет неясный характер агрессивности;
• в период эксплуатации сооружения возможно повышение агрессивности среды;
• при приготовлении цементобетонной смеси используются новые материалы (цементы, заполнители, наполнители, добавки и т.д.);
• предполагается массовое создание однотипных конструкций.

8.2 Для обеспечения работоспособности транспортного сооружения в проектных условиях эксплуатации коррозионная стойкость цементобетона обеспечивается применением:

• разрешенных видов и марок (классов) компонентов смеси;
• минимально необходимого содержания цемента;
• минимально допустимой марки цементобетона по водонепроницаемости и максимально допустимого коэффициента диффузии углекислого газа и хлоридов;
• минимального объема вовлеченного воздуха или газа (для цементобетона с требованиями по морозостойкости).

8.3 Выбор типа цемента в зависимости от условий эксплуатации конструкции следует выполнять в соответствии с СП 28.13330.2012 и таблицей 12.

Таблица 12

Выбор типа цемента в зависимости от условий эксплуатации конструкции

Примечание - Р — рекомендуется; Д — допускается при технико-экономическом обосновании; Н — не допускается.

8.4 При расчете железобетонных конструкций, предназначенных для работы в агрессивных условиях эксплуатации, следует учитывать категории требований по трещиностойкости и предельно допустимой ширине раскрытия трещин в цементобетоне для газообразных и твердых агрессивных сред по таблице Ж.3, а для жидких агрессивных сред — по таблице Ж.4 СП 28.13330.2012.

8.5 В соответствии с таблицей А.1 СП 28.13330.2012 в таблице 13 приведена классификация цементобетонных и железобетонных конструкций по среде эксплуатации.

Таблица 13

Индексы среды эксплуатации

8.6 В таблице 14 в соответствии с таблицей Д.1 СП 28.13330.2012 даны требования к цементобетонам в зависимости от классов и индексов сред эксплуатации.

Таблица 14

Требования к цементобетонам в зависимости от классов и индексов сред эксплуатации

Примечания

1 Приведенные требования назначаются совместно с требованиями таблиц Г.1, Д.2 и Ж.1 СП 28.13330.2012 и относятся к цементобетону на цементе класса ЦЕМ I по ГОСТ 30515-2013 и заполнителе с максимальной крупностью зерен 20 — 30 мм.

2 Для эксплуатации в условиях попеременного замораживания-оттаивания цементобетон должен быть испытан на морозостойкость.

8.7 Рекомендуемые виды цемента для цементобетона классов сред эксплуатации XD3, XF4 указаны в таблице 15 в соответствии с таблицей Д.2 СП 28.13330.2012.

Таблица 15

Рекомендуемые виды цемента для цементобетона, эксплуатируемого в агрессивных средах

Примечание - «++» — рекомендуется, «+» — допускается, «-» — не допускается, «и» — требуется испытание.

8.8 Для цементобетонных покрытий и оснований необходимо применять тяжелые и мелкозернистые цементобетонные смеси по ГОСТ 25192-2012, ГОСТ 26633-2015.

8.9 Минимальную проектную марку цементобетона по морозостойкости следует принимать по таблице 16, классы бетона по прочности — по таблице 17.

Таблица 16

Минимальные проектные марки цементобетона по морозостойкости в зависимости от климатических условий и конструктивных слоев

Примечания

1 Среднемесячную температуру воздуха наиболее холодного месяца для районов строительства следует определять по СП 131.13330.2012.

2 Марку цементобетона по морозостойкости принимают по результатам испытаний для покрытий по ГОСТ 26633-2015 и ГОСТ 10060-2012, для оснований — по ГОСТ 10060-2012.

Таблица 17

Минимальные проектные классы цементобетона по прочности в зависимости от условий работы и конструктивных слоев

Примечания

1 Классы бетона по прочности устанавливают для цементобетона в возрасте 28 сут твердения в нормальных условиях по ГОСТ 10180-2012, ГОСТ 18105-2010.

2 Готовая цементобетонная смесь должна соответствовать ГОСТ 7473-2010.

3 Состав цементобетона подбирают и утверждают с учетом требований ГОСТ 27006-86.

4 Продолжительность ухода за цементобетоном предусматривают в течение всего срока твердения до момента его формирования с требуемыми свойствами, но не менее 28 сут.

5 Минимальный расход цемента в цементобетоне принимают согласно ГОСТ 26633-2015.

8.10 Цементобетон конструкций транспортных сооружений следует изготавливать с использованием портландцемента, портландцемента с минеральными добавками, цементов для транспортного строительства по ГОСТ Р 55224-2012. Выбор цемента необходимо производить с учетом вида агрессивного воздействия эксплуатационной среды в соответствии с СП 28.13330.2012 и рекомендациями настоящего методического документа.

9 Требования к морозостойкости цементобетона, работающего в условиях знакопеременных температур

9.1 Дорожные цементобетонные покрытия подвергаются совместному действию воды и отрицательных температур при одновременном влиянии солей, использующихся для предотвращения обледенения и облегчения очистки дорог ото льда. В связи с этим цементобетон однослойных покрытий и верхнего слоя двухслойных покрытий должен иметь необходимую морозостойкость: в суровом климате — не ниже F200, в умеренном — F150, в мягком — F100.

9.2 При изготовлении морозостойкого цементобетона используют портландцемент М500 с содержанием трехкальциевого алюмината не более 10%, а также гидрофобный и пластифицированный портландцементы, В/Ц ограничивают пределом 0,5 — 0,55.

9.3 Цементобетонную смесь для оснований дорожных покрытий приготавливают на портландцементе М300 и М400 и шлакопортландцементе. Начало схватывания цемента должно быть не ранее двух часов. Подбор марки цементобетона по морозостойкости производят по таблице 18 согласно таблице Ж.1 СП 28.13330.2012 в зависимости от расчетной температуры наружного воздуха.

Таблица 18

Требования к цементобетону конструкций, работающих в условиях знакопеременных температур

Примечания

1 В скобках указаны марки по морозостойкости, определенные по второму методу, остальные — по первому методу в соответствии с ГОСТ 10060-2012.

2 Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается согласно СП 131.13330.2012 как температура наиболее холодной пятидневки.

9.4 Минимальные проектные марки по морозостойкости в зависимости от назначения цементобетона (покрытие, основание) следует принимать в соответствии с таблицей 8.11 СП 34.13330.2012, а также таблицей 19 настоящего методического документа в зависимости от климатических условий района дорожного строительства.

Таблица 19

Минимальные проектные марки по морозостойкости цементобетона в зависимости от среднего за год количества дней с переходом температуры воздуха через 0 °C

Примечания

1 Среднее за год число дней с переходом температуры воздуха через 0 °C следует определять по СП 131.13330.2012.

2 Марку по морозостойкости цементобетона необходимо принимать по результатам испытаний в соответствии с ГОСТ 26633-2015 и ГОСТ 10060-2012.

9.5 Схематическая карта районирования по зонам применения рекомендуемых марок цементобетона по морозостойкости для оснований и покрытий автомобильных дорог Российской Федерации приведена в СП 34.13330.2012.

10 Подбор составов цементобетонных смесей с учетом климатических зон и эксплуатационных условий

10.1 Общие положения

10.1.1 Подбор состава цементобетонных смесей заданного качества осуществляют расчетно-экспериментальным способом в соответствии с ГОСТ 27006-86 с учетом требований, предъявляемых к классам эксплуатации по ГОСТ 31384-2017. Гарантии по составу смесей заданного качества согласно ГОСТ 7473-2010 должны быть прописаны в договоре на поставку продукции изготовителя.

10.1.2 При подборе состава цементобетонной смеси следует учитывать возможное изменение физико-механических свойств цементобетона и коррозионный износ арматуры, происходящие под влиянием совместного действия эксплуатационной среды, температурного фактора и условий работы конструкции.

10.1.3 Каждый состав цементобетона должен проходить испытание, а его эксплуатационные свойства — сопоставляться с требованиями, регламентируемыми производителем.

10.1.4 Классы цементобетона по прочности, марки по морозостойкости и водонепроницаемости следует назначать в проекте с учетом условий эксплуатации конструкции согласно ГОСТ 7473-2010, ГОСТ 26633-2015 и рекомендациям настоящего методического документа.

10.1.5 Исходными данными для проектирования состава цементобетонной смеси являются:

• параметры агрессивной эксплуатационной среды: вид и концентрация агрессивного вещества, частота и длительность агрессивного воздействия;
• условия эксплуатации: температурно-влажностный режим, возможность попадания на цементобетон агрессивных компонентов и т.д.;
• климатические условия района месторасположения строительства объекта (климатическая зона) в соответствии с СП 131.13330.2012;
• результаты инженерно-геологических изысканий на участке строительства (состав, уровень грунтовых вод и возможность его повышения, наличие в грунте и подземной воде веществ, агрессивных к цементобетону);
• предполагаемые изменения степени агрессивности среды во время эксплуатации транспортного сооружения;
• возможные механические, термические и биологические воздействия на конструкцию;
• требуемые эксплуатационные качества сооружения;
• характер предполагаемой работы сооружения и его проектный срок службы.

10.1.6 Требуемые проектные параметры цементобетона следует назначать с учетом наиболее неблагоприятных значений показателей агрессивности среды. Проектирование состава цементобетона для конструкций, подвергающихся воздействию сильноагрессивных сред, должно выполняться с привлечением специализированных организаций.

10.1.7 Подбор состава цементобетона необходимо осуществлять с обязательным учетом наиболее неблагоприятных значений показателей агрессивности внешней эксплуатационной среды в зависимости от вида и класса среды по эксплуатационным условиям с учетом требований ГОСТ 31384-2017.

10.1.8 Проектирование состава цементобетонной смеси выполняют в соответствии с ГОСТ 27006-86, оно включает определение номинального состава, расчет и корректировку рабочего состава, расчет и передачу в производство рабочих дозировок.

10.1.9 Подбор номинального состава цементобетона производят по утвержденному заданию.

10.1.10 Рабочие составы цементобетона подбирают и назначают при переходе на новый номинальный состав компонентов и при поступлении новых партий материалов тех же видов и марок, которые принимались при подборе номинального состава с учетом их фактического качества.

10.1.11 Рабочую дозировку компонентов назначают по рабочему составу цементобетонной смеси с учетом объема приготовляемого замеса.

10.1.12 К моменту расчета состава цементобетонной смеси следует определить качество исходных материалов: цемента, воды, песка и щебня (гравия) согласно требованиям раздела 5.

10.1.13 Исходными данными для расчета состава цементобетонной смеси являются:

• заданная прочность (класс);
• уровень морозостойкости;
• степень подвижности или жесткости;
• объем вовлеченного воздуха;
• характеристики исходных материалов: активность и плотность цемента, плотность и насыпная плотность песка и щебня, пустотность щебня, модуль крупности песка;
• технические требования по использованию добавок.

10.1.14 Для получения цементобетона с заданными свойствами необходимо использовать состав базовых исходных и дополнительных материалов.

К базовым исходным материалам относятся:

• цемент, отвечающий требованиям подраздела 5.2;
• крупный заполнитель (см. подраздел 5.3);
• мелкий заполнитель (см. подраздел 5.4);
• вода (см. подраздел 5.5);
• добавки (см. подраздел 5.6);
• тонкомолотые минеральные добавки (см. подраздел 5.7).

К дополнительным исходным материалам относятся армирующие дисперсные материалы — фибры (см. подраздел 5.8).

10.1.15 При проектировании состава цементобетона с учетом климатических зон и эксплуатационных условий, обеспечивающих при заданном критерии оптимальности нормируемые проектные требования, следует использовать мероприятия технологического характера:

• включать в состав смеси неметаллическую и металлическую химически стойкую фибру;
• выбирать коррозионностойкие виды цементов, заполнителей и химических добавок, повышающих коррозионную стойкость;
• подбирать крупный и мелкий заполнители, стойкие к условиям эксплуатации и с учетом климатических факторов;
• осуществлять корректный подбор типов химических добавок и модификаторов;
• использовать мероприятия, повышающие качество цементобетонной смеси при ее приготовлении, укладке и уплотнении;
• ограничивать содержание в заполнителях вредных примесей;
• обеспечивать уход за цементобетоном, при котором максимально снижается образование усадочных и температурных трещин.

10.1.16 Применение в исключительных случаях материалов для дорожного цементобетона, показатели качества которых не соответствуют требованиям настоящего методического документа (например, использование некондиционных местных материалов), должно быть обосновано предварительными исследованиями в аттестованных лабораториях для подтверждения возможности и технико-экономической целесообразности приготовления цементобетонных смесей и цементобетонов со всеми требуемыми по проекту нормируемыми показателями качества и долговечностью.

10.1.17 Требования к цементобетонам (минимально возможные — класс по прочности B, расход цемента, воздухосодержание и др.) в зависимости от класса среды и индекса эксплуатации следует принимать по таблице 14, а также в соответствии с техническими условиями, проектной и технологической документацией на изделия и конструкции конкретного вида.

10.1.18 Ориентировочное соответствие показателей проницаемости бетона — коэффициенты фильтрации, диффузии, максимально допустимое В/Ц — марке бетона по водонепроницаемости приведено в таблице Е.1 СП 28.13330.2012.

10.1.19 Требования к цементобетону конструкций, работающих в условиях знакопеременных температур, представлены в таблице 18.

Цементобетон конструкций, подвергающихся одновременному действию попеременного замораживания и оттаивания в агрессивных эксплуатационных средах, содержащих хлориды, сульфаты, нитраты и другие соли, должен соответствовать повышенным требованиям по морозостойкости, испытания которой проводятся в соответствии с ГОСТ 10060-2012.

10.1.20 Цементобетоны, подвергающиеся действию воды и знакопеременных температур, имеющие марку по морозостойкости более F150, изготавливают с применением воздухововлекающих, микрогазообразующих или комплексных добавок. Объем вовлеченного воздуха при приготовлении такой смеси должен соответствовать требованиям ГОСТ 26633-2015, ГОСТ 31384-2017 и других нормативных документов на цементобетоны конкретных видов.

10.1.21 Выбор вида цемента необходимо производить с учетом агрессивного воздействия эксплуатационной среды в соответствии с СП 28.13330.2012 и настоящим методическим документом.

10.2 Задание на подбор состава цементобетонной смеси

10.2.1 Задание на подбор состава цементобетонной смеси должно быть разработано для конкретных условий (эксплуатационных и климатических) работы оснований и покрытий автомобильных дорог, устраиваемых из смеси одного вида и качества по определенной технологии.

10.2.2 Задание на подбор состава цементобетонной смеси должно содержать:

• нормируемые показатели качества смеси и цементобетона в соответствии с требованиями проектной документации на дорожную конструкцию. При отклонении проектных требований от нормируемых показателей необходимо согласование с заказчиком;
• технологические параметры приготовления смеси, ее уплотнения и твердения;
• указания и ограничения по составу смеси и применению материалов для ее приготовления (на основе нормативных документов).

10.3 Исходные данные для подбора состава цементобетона

10.3.1 Задание на подбор состава цементобетона должно содержать:

• среднюю расчетную прочность к определенному возрасту (RБ);
• подвижность (ОК) или жесткость (Ж) бетонной смеси;
• вид и наибольшую крупность зерен крупного заполнителя (НКЩ);
• модуль крупности применяемого песка (Мкр);
• условия эксплуатации дорожной конструкции.

10.3.2 В задание могут быть включены дополнительные данные: марки по морозостойкости, водопроницаемости, водопоглощению, влажности, истираемости и другие показатели; ограничения по составу цементобетона и применяемым материалам.

10.3.3 Исходными данными, характеризующими свойства используемых материалов, являются активность цемента Rц, МПа; плотность \rho_{\text{ц}} и насыпная плотность \rho_{\text{нц}} цемента, кг/м3; Мкр, плотность \rho_{\text{п}} и насыпная плотность \rho_{\text{нп}} песка, кг/м3; диаметр наиболее крупного зерна заполнителя Dнк, мм; плотность \rho_{\text{щ}} и насыпная плотность \rho_{\text{нщ}} , кг/м3, а также пустотность nщ щебня, % (доли ед.).

10.3.4 Если в задании указан класс цементобетона B, перевод его средней прочности от класса к прочности осуществляют по формуле

R_{\text{Б}} = \frac{B}{1 - tC} , (1)

где t — коэффициент, учитывающий принятую обеспеченность класса цементобетона (при обычно принимаемой обеспеченности 0,95 t = 1,645);

C — коэффициент вариации прочности цементобетона, %.

10.3.5 При отсутствии данных о фактической однородности цементобетона средний уровень прочности при подборе его состава принимают равным требуемой прочности по ГОСТ 18105-2010 для цементобетона данного класса или марки при коэффициенте вариации, равном для тяжелого цементобетона 13,5%.

10.3.6 Заказчик имеет право устанавливать более высокие требования к параметрам цементобетона, чем это предусмотрено СП 34.13330.2012, ГОСТ 26633-2015, инструкцией [10] и рекомендациями настоящего методического документа с соответствующей компенсацией затрат.

10.4 Основы расчетно-экспериментального способа определения состава дорожного цементобетона

10.4.1 В основу расчетно-экспериментального способа определения состава дорожного цементобетона заложены принципы абсолютных объемов, фаз, а также закон прочности.

10.4.2 Принцип абсолютных объемов — сумма абсолютных объемов всех компонентов рационально подобранной, хорошо перемешанной и тщательно уплотненной цементобетонной смеси примерно равна единице, т.е. в момент завершения уплотнения смесь не содержит пор или пустот

\text{Щ }/\rho_{\text{щ}} + \text{П}/\rho_{\text{п}} + \text{Ц}/\rho_{\text{ц}} + B \approx 1, (2)

где Щ, П, Ц, В — содержание соответственно щебня, песка, цемента, воды, кг.

10.4.3 Принцип фаз — каркасом цементобетона является крупный заполнитель, пространство между зернами которого заполняет цементно-песчаный раствор, несколько раздвигающий при этом зерна каркаса.

Раздвижка зерен каркаса описывается следующим выражением:

(\frac{\text{Щ}}{\rho_{\text{нщ}}})n_{\text{щ}}\alpha = \frac{\text{П}}{\rho_{\text{п}}} + \frac{\text{Ц}}{\rho_{\text{ц}}} + B, (3)

где \alpha — коэффициент раздвижки зерен.

10.4.4 Закон прочности цементобетона — прочность цементобетона зависит от трех основных факторов: активности цемента, В/Ц и качества заполнителей, связанных следующими линейными зависимостями:

RБ = ARц(Ц/В — 0,5) при В/Ц >= 0,4; (4)

RБ = A1Rц(Ц/В + 0,5) при В/Ц < 0,4, (5)

где Rц — активность цемента, МПа;

A, A1 — коэффициенты, учитывающие качество заполнителей (принимаются согласно таблице 20).

Таблица 20

Значения коэффициентов A и A1

10.4.5 Зависимость водопотребности цементобетонной смеси от заданной подвижности (жесткости), вида и наибольшей крупности заполнителя, песка средней крупности с водопотребностью 7%, при расходе портландцемента до 400 кг/м3 представлена в таблице 21.

Таблица 21

Водопотребность цементобетонной смеси

Примечания

1 Расход воды приведен для смеси на портландцементе с нормальной густотой цементного теста 26% — 28% и песке с Мкр = 2.

2 При изменении нормальной густоты цементного теста на каждый процент в меньшую сторону расход воды снижается на 3 — 5 кг/м3, в бульшую сторону — увеличивается на 3 — 5 кг/м3.

3 При изменении Мкр песка на каждые 0,5 единиц в меньшую сторону расход воды увеличивается на 3 — 5 кг/м3, в бульшую сторону — снижается на 3 — 5 кг/м3.

10.4.6 Коэффициент раздвижки зерен \alpha определяют по результатам испытаний пластичных цементобетонных смесей с различным расходом цемента (таблица 22).

Таблица 22

Определение коэффициента раздвижки зерен \alpha

Примечания

1 При других значениях расхода цемента и В/Ц коэффициент \alpha находят интерполяцией.

2 При использовании мелкого песка с водопотребностью более 7% коэффициент \alpha уменьшают на 0,03 на каждый процент увеличения водопотребности песка. При применении крупного песка с водопотребностью менее 7% коэффициент \alpha увеличивают на 0,03 на каждый процент уменьшения водопотребности песка.

10.4.7 Для жестких цементобетонных смесей при расходе цемента менее 400 кг/м3 коэффициент \alpha принимают равным 1,05 — 1,15, при использовании мелких песков с Мкр < 2 коэффициент \alpha < 1,05. Для составов жестких смесей с расходом цемента более 400 кг/м3 коэффициент \alpha назначают не менее 1,1.

10.5 Расчет номинального состава цементобетона

10.5.1 Расчет состава выполняют на 1 м3 уплотненной цементобетонной смеси, изготовленной на высушенных заполнителях с отсевом от мелкого заполнителя зерен крупнее 5 мм, а от крупного — мельче 5 мм с разделением крупного заполнителя на отдельные фракции. Состав на таких заполнителях называют номинальным. Его определяют на трех лабораторных составах: начальном и двух дополнительных.

10.5.2 Дополнительные составы отличаются от начального варьированием наиболее существенного параметра — В/Ц — в бульшую и меньшую стороны на 15% — 30%.

10.5.3 Материалы для всех лабораторных замесов одни и те же. Их испытывают до начала подбора состава цементобетона, определяя значения \rho_{\text{ц}} , \rho_{\text{щ}} , \rho_{\text{п}} , \rho_{\text{нц}} , nщ, Rц, коэффициентов A, A1. Значения коэффициента раздвижки зерен \alpha устанавливают в процессе расчета, когда станут известны В/Ц и расход цемента.

10.5.4 Преобразуя формулы (4) и (5), определяют В/Ц по следующим зависимостям:

В/Ц = ARц/(RБ + 0,5ARц) при В/Ц >= 0,4; (6)

В/Ц = A1Rц/(RБ — 0,5ARц) при В/Ц <= 0,4. (7)

Полученные значения В/Ц сверяют с граничными условиями, отбрасывая не соответствующий условию результат.

10.5.5 Расход воды для получения требуемой подвижности цементобетонной смеси определяют по таблице 21.

10.5.6 Зная расход воды, скорректированный с учетом действия химических добавок B, кг/м3, обеспечивающий требуемую подвижность смеси, и В/Ц, гарантирующее получение проектной прочности цементобетона, расход цемента можно определить по формуле

Ц = В/(В/Ц). (8)

Если расход цемента на 1 м3 цементобетона окажется ниже допускаемого (менее 220 кг/м3), то необходимо увеличить его до требуемой нормы.

10.5.7 Коэффициент раздвижки зерен по установленным В/Ц и расходу цемента принимают по таблице 22.

10.5.8 Расход добавок (% по массе цемента) по сухому веществу определяют в зависимости от их вида, назначения и эффективности.

10.5.9 Расход армирующих дисперсных и дискретных материалов назначают согласно требованиям соответствующих нормативных документов и стандартов организации на применяемые материалы.

10.5.10 После установления начального номинального состава цементобетона производят расчет дополнительных составов, которые отличаются изменением В/Ц в бульшую и меньшую стороны. По рассчитанным начальному и дополнительному номинальным составам выполняют опытные замесы.

10.5.11 Преобразуя формулы (2) и (3), определяют расход щебня (гравия) по формуле

\text{Щ } = \frac{1000}{\frac{n_{\text{щ}}\alpha}{\rho_{\text{нщ}}} + \frac{1}{\rho_{\text{щ}}}} . (9)

10.5.12 Расход песка рассчитывают по формуле, полученной преобразованием уравнения (3),

\text{П } = [1000 - \frac{\text{Ц}}{\rho_{\text{ц}}} \text{В } - \frac{\text{Щ}}{\rho_{\text{щ}}}]\rho_{\text{п}}. (10)

10.5.13 Расчетную объемную массу уплотненной цементобетонной смеси \rho_{\text{б}.\text{с}.} , кг/м3, вычисляют по формуле

\rho_{\text{б}.\text{с}.} = \text{Щ } + \text{П } + \text{Ц } + \text{В}. (10)

10.5.14 Изменение В/Ц обусловливает изменение расхода цемента и, следовательно, коэффициента раздвижки зерен, которое, в свою очередь, изменит расход крупного заполнителя, а также песка. Расход воды остается постоянным, так как подвижность цементобетонной смеси и наибольшая крупность заполнителя согласно заданию не меняются.

10.6 Приготовление и корректировка опытных замесов цементобетонной смеси

10.6.1 Расход материалов на каждый замес цементобетонной смеси, из которой должно быть отформовано заданное количество контрольных образцов, берут с запасом не менее 10%.

10.6.2 Материалы следует дозировать по массе с погрешностью не более 1%. Воду и водные растворы добавок дозируют по массе или объему.

10.6.3 Сухие материалы перемешивают и затем постепенно вводят расчетное количество воды и водного раствора добавки. Перемешивание осуществляют в лабораторном смесителе. Опытные замесы тяжелой цементобетонной смеси объемом до 15 л допускается производить вручную на предварительно увлажненном противне, перемешивая в течение 3 — 5 мин.

10.6.4 По окончании перемешивания отбирают пробы для проверки удобоукладываемости, а также других, предусмотренных заданием свойств цементобетонной смеси. Определение удобоукладываемости начинают не ранее 15 мин после начала перемешивания смеси с водой. Цементобетонную смесь, которая не удовлетворяет заданной удобоукладываемости, допускается корректировать при вторичном перемешивании с добавлением тех или иных компонентов в необходимых количествах до получения смеси с заданными свойствами.

10.6.5 Проверка удобоукладываемости состоит в определении подвижности или жесткости смеси по ГОСТ 10181-2014.

Если ОК равна 0, то смесь признают не обладающей подвижностью, и она должна характеризоваться жесткостью Ж.

Если подвижность смеси получилась меньше требуемой, то в опытный замес добавляют цемент и воду по 5% — 10% каждого с соблюдением принятого В/Ц. Если подвижность смеси получилась более требуемой, то в замес добавляется песок и щебень по 5% — 10% каждого от расчетного в принятом соотношении. Произведя несколько попыток, добиваются заданной подвижности смеси.

10.6.6 Фактическую среднюю плотность цементобетонной смеси \rho_{\text{см}} , кг/м3, определяют следующим образом. Свежеприготовленную смесь с заданной подвижностью укладывают в мерный сосуд и вибрируют на стандартной виброплощадке до прекращения ее осаждения и выделения из нее пузырьков воздуха.

Фактическую среднюю плотность уплотненной цементобетонной смеси вычисляют по формуле

\rho_{\text{см}} = \frac{m - m_{1}}{V} , (12)

где m — масса мерного сосуда с цементобетонной смесью, кг;

m1 — масса мерного сосуда без смеси, кг;

V — объем мерного сосуда, м3.

10.6.7 Зная плотность полученной цементобетонной смеси и расход материалов на пробный замес, определяют фактический расход материалов на 1 м3 цементобетона в соответствии с формулами

\text{Ц } = \frac{\rho_{\text{см}}}{\Sigma m} m_{\text{ц}}, (13)

\text{П } = \frac{\rho_{\text{см}}}{\Sigma m} m_{\text{п}}, (14)

\text{Щ } = \frac{\rho_{\text{см}}}{\Sigma m} m_{\text{щ}}, (15)

\text{В } = \frac{\rho_{\text{см}}}{\Sigma m} m_{\text{в}}, (16)

где mц, mп, mщ, mв — фактические расходы материалов на пробный замес соответственно цемента, песка, щебня, воды, кг;

\Sigma m — суммарная масса всех материалов в замесе, кг.

10.6.8 При подборе состава цементобетонной смеси определение показателя подвижности, объема вовлеченного воздуха, а также изготовление контрольных образцов следует производить не ранее 30 мин и не позднее 60 мин после ее приготовления. Цементобетонная смесь должна быть защищена от испарения воды затворения.

10.6.9 Длительность перемешивания цементобетонной смеси после введения раствора ПАВ и воды затворения должна быть в пределах 1,5 — 2 мин.

10.7 Приготовление, испытание контрольных образцов цементобетона и обработка результатов

10.7.1 Для проверки прочности цементобетона из откорректированной цементобетонной смеси готовят контрольные образцы. На каждое испытание изготавливают не менее трех образцов с точностью размеров +/- 1,0% в стальных или чугунных формах с тонким слоем смазки. Отклонения от перпендикулярности смежных граней образцов-кубов и образцов-призм, а также опорных поверхностей и образующих образцов-цилиндров, предназначенных для испытания на сжатие, не должны превышать +/- 1,0 мм. Укладку цементобетонной смеси в форму необходимо выполнять в течение 30 мин после ее приготовления. Уплотнение смеси производят на лабораторной виброплощадке с частотой (3000 +/- 200) колебаний в минуту и амплитудой под нагрузкой 0,35 мм. Признаками достаточности виброуплотнения являются прекращение оседания смеси, выравнивание ее поверхности и появление на ней тонкого слоя цементного теста. Поверхность образца заглаживают кельмой.

10.7.2 Образцы, предназначенные для твердения в нормальных условиях, после изготовления до распалубливания хранят в формах, покрытых влажной тканью или другим материалом, исключающим возможность испарения из них влаги, в помещении с температурой воздуха (20 +/- 5) °C.

10.7.3 При определении прочности цементобетона на сжатие образцы распалубливают не ранее чем через 24 ч для цементобетона класса B7,5 и выше и не ранее чем через 48 ч — для класса B5 и ниже, а также для цементобетона с добавками, замедляющими их твердение в раннем возрасте.

После распалубливания образцы должны быть помещены в камеру, обеспечивающую у поверхности образцов нормальные условия, т.е. температуру (20 +/- 2) °C и относительную влажность воздуха (95 +/- 5)%.

10.7.4 Образцы устанавливают на нижнюю опорную плиту, центрируя по оси пресса. Напряжение в образце при нагружении должно возрастать непрерывно с постоянной скоростью (6 +/- 2) кгс/см2 в секунду до его разрушения. Рабочую площадь сечения образцов определяют как среднее арифметическое значение площадей двух противоположных граней.

Прочность бетона RБ, МПа, вычисляют для каждого образца по формуле

R_{\text{Б}} = \alpha_{\text{м}}P/0,1^{- 2}F, (17)

где P — разрушающая нагрузка, Н;

F — средняя площадь рабочего сечения образца, см2;

\alpha_{\text{м}} — масштабный коэффициент прочности цементобетона для образцов-кубов;

0,1-2 — коэффициент пересчета.

Если образец отличается от базового, то для определения фактической прочности цементобетона с точностью до 0,1 МПа следует провести пересчет с использованием масштабного коэффициента (таблица 23).

Таблица 23

Значения масштабных коэффициентов \alpha_{\text{м}}

10.7.5 По результатам испытаний цементобетонной смеси и цементобетона рассчитанных составов устанавливают зависимость свойств смеси от В/Ц и расхода материалов, после чего строят график RБ = f(В/Ц) по результатам предварительных испытаний. По графику определяют значение В/Ц, соответствующее заданной прочности цементобетона, пересчитывают его состав исходя из найденного значения и проверяют его соответствие всем другим нормируемым показателям качества. При положительных результатах испытаний подобранный состав принимают за номинальный.

10.7.6 Прочность цементобетона определяют по ГОСТ 10180-2012, ГОСТ 22783-77, ГОСТ 22690-2015, ГОСТ 17624-2012 в возрасте 28 сут твердения в нормальных условиях, контролируют и оценивают по ГОСТ 18105-2010.

10.7.7 Морозостойкость цементобетона определяют и оценивают по ГОСТ 10060-2012. Цементобетоны дорожных покрытий испытывают вторым базовым методом и устанавливают марку по морозостойкости F2, бетоны дорожных оснований — первым базовым методом и устанавливают марку по морозостойкости F1.

10.8 Переход от лабораторного состава цементобетона к производственному

10.8.1 Проектирование состава цементобетона в лабораторных условиях производится на сухих материалах. Однако при хранении заполнителей в штабелях на заводах или стройплощадках, даже под крышей, в щебне и песке накапливается определенное количество влаги, зависящее от температуры воздуха, его влажности и свойств заполнителя.

10.8.2 При этом расход заполнителей Зi, кг/м3, и воды в рабочем составе с учетом фактической влажности заполнителей и содержания крупного заполнителя в мелком и мелкого заполнителя в крупном определяют по следующим формулам:

\text{З}_{i} = \text{З}_{i}^{0}(1 + W_{i}/100), (18)

\text{В } = \text{В}^{0} - \sum \text{З}_{i}^{0}(W_{i}/100), (19)

\overline{\text{П}} = \frac{\text{П }(1 - \text{П}_{\text{щ}}) - \text{Щ П}_{\text{щ}}}{1 - \text{П}_{\text{щ}} - \text{Щ}_{\text{п}}} , (20)

\overline{\text{Щ}} = \frac{\text{Щ }(1 - \text{Щ}_{\text{п}}) - \text{ПЩ}_{\text{п}}}{1 - \text{П}_{\text{щ}} - \text{Щ}_{\text{п}}} , (21)

где Wi — влажность по массе i-й фракции заполнителя, %;

\text{З}_{i}^{0} — расход по номинальному составу сухого заполнителя i-й фракции, кг/м3;

В0 — расход воды по номинальному составу, кг/м3;

\overline{\text{П}} , \overline{\text{Щ}} _ расход соответственно песка и крупного заполнителя, кг/м3, с учетом содержания песка в крупном заполнителе Пщ и крупного заполнителя в песке Щп, доли массы.

10.9 Расчет расхода материалов на один замес бетоносмесителя

10.9.1 Завершают проектирование состава цементобетона расчетом расхода материалов на замес бетоносмесителя.

Сумма объемов цемента, песка и щебня в рыхлом состоянии соответствует емкости барабана бетоносмесителя, а фактически песок располагается в пустотах щебня, цемент — в пустотах между зернами песка, поэтому цементобетонной смеси получается меньше. Уменьшение объемов материала учитывает коэффициент выхода цементобетонной смеси \beta , определяемый по формуле

\beta = \frac{1000}{\frac{\text{Ц}}{\rho_{\text{нц}}} + \frac{\text{П}}{\rho_{\text{нп}}} + \frac{\text{Щ}}{\rho_{\text{нщ}}}} . (22)

10.9.2 Расход на один замес цемента Цз, воды Вз, щебня Щз, песка Пз, кг, определяют по формулам

\text{Ц}_{\text{з}} = \frac{\beta V}{1000} \text{Ц}, (23)

\text{В}_{\text{з}} = \frac{\beta V}{1000} \text{В}, (24)

\text{Щ}_{\text{з}} = \frac{\beta V}{1000} \text{Щ }, (25)

\text{П}_{\text{з}} = \frac{\beta V}{1000} \text{П}. (26)

10.9.3 После подбора состава цементобетонной смеси с использованием принципа абсолютных объемов экспериментальным путем находят необходимое количество воздухововлекающих и пластифицирующих добавок.

10.9.4 Пример состава дорожного цементобетона для условий II дорожно-климатической зоны (Свердловская область) приведен в приложении А.

10.10 Прогнозирование числа циклов замораживания-оттаивания цементобетона для заданных материалов

10.10.1 Определение составов морозостойких цементобетонов возможно при использовании уравнений, позволяющих прогнозировать для заданных материалов число циклов замораживания-оттаивания F. При проектировании составов цементобетонов с заданной маркой по морозостойкости рекомендуется число циклов связывать с его прочностью и объемом воздуха, вовлекаемого добавками [11].

10.10.2 Методика прогнозирования числа циклов замораживания-оттаивания F цементобетона для заданных материалов приведена в приложении Б.

11 Твердение цементобетона и уход за ним

11.1 Мероприятия, обеспечивающие благоприятные условия твердения цементобетона, а также способы, предохраняющие его от повреждения структуры в раннем возрасте, составляют уход за ним. Уход должен быть организован сразу после укладки и уплотнения цементобетонной смеси для защиты от потерь воды затворения в результате испарения, поддержания стабильным и однородным температурно-влажностного режима твердения цементобетона конструкции [7].

11.2 Уход за свежеуложенным цементобетоном должен производиться сразу после появления матовой поверхности (исчезновения с покрытия влаги).

11.3 Современные мероприятия по уходу за свежеуложенным цементобетоном предусматривают использование светлых пленкообразующих материалов на основе водных дисперсий парафинов и (или) латексов, образующих в процессе формирования на поверхности цементобетона защитный водонепроницаемый, но одновременно паропроницаемый слой. Требования и рекомендации по испытанию, контролю качества и технологии нанесения пленкообразующих материалов регламентируются согласно рекомендациям [12].

11.4 Уход за свежеуложенным цементобетоном следует осуществлять до момента достижения им проектной прочности, но не менее 28 сут.

Приложение А (рекомендуемое)

ПРИМЕР СОСТАВА ЦЕМЕНТОБЕТОНА ДЛЯ УСЛОВИЙ II ДОРОЖНО-КЛИМАТИЧЕСКОЙ ЗОНЫ (СВЕРДЛОВСКАЯ ОБЛАСТЬ)

Таблица А.1

Задание на подбор состава цементобетона

Таблица А.2

Исходные материалы

Таблица А.3

Рецептура состава цементобетона

Примечание - В числителе дано количество материала в кг, в знаменателе — в %.

Таблица А.4

Показатели качества цементобетонной смеси и цементобетона

Приложение Б (рекомендуемое)

МЕТОДИКА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЧИСЛА ЦИКЛОВ ЗАМОРАЖИВАНИЯ-ОТТАИВАНИЯ ЦЕМЕНТОБЕТОНА ДЛЯ ЗАДАННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Б.1 Общие положения

Б.1.1 Расчет составов цементобетонов с заданными свойствами по морозостойкости возможен при использовании уравнений, позволяющих прогнозировать для заданных материалов число циклов замораживания-оттаивания F.

Б.1.2 Разработаны две расчетные методики для прогнозирования морозостойкости бетона и определения объема вовлеченного с помощью добавок воздуха [11].

Б.2. Методика, основанная на модифицированном выражении компенсационного фактора

Б.2.1 Модифицированный компенсационный фактор Fк определяют [12] по формуле

F_{\text{к}} = \frac{V_{\text{э}} + V_{\text{к}}}{V_{\text{л}}} , (Б.1)

где Vэ — объем воздуха, вовлекаемый в цементобетонную смесь воздухововлекающей добавкой, л/м3;

Vк — объем контракционных пор (контракционный объем), л/м3;

Vл — объем замерзающей в цементобетоне воды, л/м3.

С учетом значений Vк и Vл, взятых из работы [13], расчетная формула Fк имеет вид

F_{\text{к}} = \frac{10V_{\text{э}} + 0,06\alpha\text{Ц}}{\text{В } - 0,5\text{Ц } + 1000(1 - \text{К}_{\text{у}})} , (Б.2)

где \alpha — степень гидратации цемента;

Ку — коэффициент уплотнения цементобетонной смеси, вычисляемый как отношение фактической плотности цементобетона к расчетной.

Б.2.2 Для ориентировочного расчета степени гидратации цемента \alpha [14] получена формула

\alpha = \sqrt[3]{\frac{XR_{\text{сж}}}{238}} , (Б.3)

где Rсж — прочность бетона при сжатии, МПа.

Величину X определяют по формуле

X = (\frac{q}{\text{НГ}/100})n, (Б.4)

а величину q — по формуле

q = \frac{\text{В } + V_{\text{в}}}{\text{Ц}} , (Б.5)

где НГ — нормальная густота цементного теста, %;

Vв — общий объем воздуха в цементобетоне, л/м3;

n — показатель степени, зависящий от вида заполнителя и структуры бетона [15].

Б.2.3 Объем воздуха, вовлекаемого в цементобетонную смесь воздухововлекающей добавкой Vэ, можно найти из условия

Vэ = Vв — Vз, (Б.6)

где Vз — объем воздуха, защемленного в процессе уплотнения вибрированием, л/м3.

Б.2.4 Наиболее значительными факторами, влияющими на Vз, являются жесткость Ж или ОК цементобетонной смеси и максимальная крупность заполнителя Dщ, мм. Аппроксимацией экспериментальных данных [14] получены уравнения регрессии для нахождения Vз

V_{\text{з}} = 24,1 + 0,52\text{Ж } - 1,1D_{\text{щ}} + 0,0005\text{Ж}^{2} + 0,013D_{\text{щ}}^{2} - 0,006D_{\text{щ}}; (Б.7)

V_{\text{з}} = 27,1 - 1,19\text{ОК } - 0,44D_{\text{щ}} + 0,02\text{ОК}^{2} + 0,003D_{\text{щ}}^{2} - 0,01D_{\text{щ}}. (Б.8)

Б.2.5 Морозостойкость цементобетона в циклах замораживания-оттаивания F при 5%-ном нормированном снижении его прочности описывается показательной функцией вида

F = K(10)Fк — 1, (Б.9)

где K — коэффициент, зависящий от особенностей используемых материалов.

Б.2.6 Расчетная методика, основанная на модифицированном выражении компенсационного фактора, требует достаточно сложного экспериментального определения ряда параметров, необходимых для проектирования состава цементобетона. Предложенные расчетные выражения требуют учета показателя степени гидратации цемента и являются весьма приблизительными.

Б.3 Методика, основанная на многофакторных полиномиальных уравнениях регрессии числа циклов замораживания-оттаивания

Б.3.1 Для расчета составов морозостойких цементобетонов предложены также многофакторные полиномиальные уравнения регрессии числа циклов замораживания-оттаивания F [13]. Однако они дают удовлетворительный прогноз лишь в определенном диапазоне варьирования факторов и справедливы для конкретных исходных материалов.

Б.3.2 При проектировании составов морозостойких цементобетонов наиболее удобно число циклов F связывать с его прочностью и объемом воздуха, вовлекаемого добавками ПАВ

F = kA_{1}R_{\text{сж}}^{A_{2}}exp^{0,35V_{\text{э}}}, (Б.10)

где k — коэффициент, зависящий от вида исходных материалов;

A1, A₂ - коэффициенты, определяемые удобоукладываемостью цементобетонной смеси (таблица Б.1).

Таблица Б.1

Значения коэффициентов A₁, A₂ для цементобетонных смесей различной подвижности и жесткости

Требуемый объем вовлеченного воздуха Vэ, %, определяют по формуле

V_{\text{э}} = \frac{ln(\frac{F}{kA_{1}R_{\text{сж}}^{A_{2}}})}{0,35} . (Б.11)

БИБЛИОГРАФИЯ

Руководитель организации-разработчика Уральский филиал «УралГИПРОДОРНИИ» ОАО «ГИПРОДОРНИИ» Директор О. М. Понарина