§ 24. Бетоны. Глава 7 МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ, БЕТОННЫХ И КАМЕННЫХ МОСТОВ А.М. ОСТРОВИДОВ, И.А. КУЗНЕЦОВ. ТАБЛИЦЫ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МОСТОВ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО АВТОТРАНСПОРТНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ МОСКВА 1959
Общие сведения:
Бетоны на неорганических вяжущих подразделяются на следующие виды:
- а) обыкновенные (тяжелые) - с объемным весом от 2200 до 2400 кг/м3;
- б) облегченные - с объемным весом от 1800 до 2200 кг/м3;
- в) легкие - с объемным весом от 1200 до 1800 кг/м3;
- г) особо легкие-с объемным весом от 700 до 1200 кг/м3.
Для бетонов тяжелых, применяемых в несущих железобетонных конструкциях мостов и труб, установлены (по СН и П) марки 150, 200, 300, 400, 500 и 600. Для бетонов, применяемых в несущих конструкциях бетонных сооружений, применяются марки 150, 200, 300 и 400. Марка цемента, применяемого для искусственных сооружений, должна быть не ниже 250, для конструкций же, находящихся в непосредственном соприкосновении с водой и подверженных замерзанию, должен применяться цемент марки не ниже 400. Кладка из бетонных блоков (а также кирпичная и каменная кладка) должна выполняться на цементных растворах; для мостовых конструкций установлены марки цементных растворов (по СН и П) 200, 150, 100 и 50. В ответственных конструкциях мостов и труб должны приниматься растворы марки не ниже 100. Для предварительно напряженных железобетонных конструкций Временные технические условия на проектирование предварительно напряженных железобетонных мостов (Гушосдор, 1952 г.) рекомендуют применение следующих марок бетона:
- а) в конструкциях, выполняемых из струнобетона, с арматурой, закрепляемой без применения анкеров, не ниже 400;
- б) в конструкциях с арматурой, закрепляемой с помощью анкеров, не ниже 300;
- в) в конструкциях больших пролетов, постоянная нагрузка которых составляет значительную часть от расчетной нагрузки, не ниже 400 и, как исключение, 350;
- г) для заполнения анкерных стаканов, а также для торцовых упорных плит марка бетона должна быть не ниже 500;
- д) раствор для заполнения оболочки арматурных пучков должен иметь марку не ниже марки бетона конструкции.
Цементы и их характеристики
Цементы и их характеристики даются в таблицах 114 - 119.
Таблица 114. Цементы для приготовления различного вида бетонов
Таблица 114. Цементы для приготовления различного вида бетонов
Наименование цемента |
Марка цемента, кг/см2 |
Пределы прочности раствора 1:3, кг/см2 |
Объемный вес цемента
(рыхло насыпанного),
кг/м3 |
Удельный вес цемента
(плотность слежавшегося),
т/м3 |
на сжатие через |
на разрыв через |
24 часа |
3 суток |
7 суток |
28 суток |
24 часа |
3 суток |
7 суток |
28 суток |
I.Глиноземистые цементы |
Глиноземистый цемент по ГОСТ 969-41 |
< |
300 |
250 |
300 |
- |
- |
16 |
18 |
- |
- |
>
|
950 - 1150
|
3,1 - 3,3
|
400 |
350 |
400 |
- |
- |
20 |
22 |
- |
- |
500 |
450 |
500 |
- |
- |
24 |
26 |
- |
- |
II. Портландцементы |
Портландцемент по ГОСТ 970-41
|
<
|
200 |
- |
- |
120 |
200 |
- |
- |
12 |
16 |
>
|
1100 - 1300
|
3,05 - 3,20
|
250 |
- |
- |
160 |
250 |
- |
- |
12 |
16 |
300 |
- |
- |
200 |
300 |
- |
- |
15 |
20 |
400 |
- |
190 |
280 |
400 |
- |
16 |
19 |
23 |
500 |
- |
260 |
380 |
500 |
- |
20 |
23 |
27 |
600 |
- |
300 |
450 |
600 |
- |
22 |
27 |
32 |
III. Шлаковые цементы |
Шлакопортландцемент по ГОСТ 970-41 |
<
|
150 |
- |
- |
80 |
150 |
- |
- |
- |
- |
>
|
1100 - 1250
|
2,9 - 3,0
|
200 |
- |
- |
100 |
200 |
- |
- |
11 |
16 |
250 |
- |
- |
130 |
250 |
- |
- |
11 |
16 |
300 |
- |
- |
160 |
300 |
- |
- |
14 |
20 |
400 |
- |
- |
220 |
400 |
- |
- |
18 |
23 |
500 |
- |
- |
300 |
500 |
- |
- |
22 |
27 |
Сульфатно-шлаковый цемент по ГОСТ 2543-51 |
<
|
100 |
- |
- |
35 |
100 |
- |
- |
- |
- |
>
|
1110 - 1250
|
|
150 |
- |
- |
60 |
150 |
- |
- |
12 |
- |
200 |
- |
- |
75 |
200 |
- |
- |
16 |
- |
250 |
- |
- |
100 |
250 |
- |
- |
19 |
- |
Шлаковый бесклинкерный цемент по ГОСТ 2543-44 |
<
|
150 |
- |
- |
90 |
150 |
-
|
-
|
10 |
- |
1200 |
- |
- |
110 |
200 |
- |
- |
11 |
- |
250 |
- |
- |
140 |
250 |
- |
- |
13 |
- |
300 |
- |
- |
170 |
300 |
- |
- |
15 |
- |
IV. Пуццолановые цементы |
Пуццолановый портландцемент по ГОСТ 970-41
|
<
|
200 |
- |
- |
100 |
200 |
- |
- |
11 |
16
|
850 - 1150 |
2,7 - 2,9 |
250 |
- |
- |
130 |
250 |
- |
- |
11 |
16
|
300 |
- |
- |
160 |
300 |
- |
- |
14 |
20
|
400 |
- |
- |
220 |
400 |
- |
- |
18 |
23
|
500 |
- |
- |
300 |
500 |
- |
- |
22 |
27
|
Сульфатостойкий пуццолановый портландцемент
|
<
|
300 |
- |
- |
160 |
300 |
- |
- |
14 |
20
|
400 |
- |
- |
220 |
400 |
- |
- |
18 |
23
|
500 |
- |
- |
300 |
500 |
- |
- |
22 |
27 |
V. Особые виды портландцементов |
Сульфатостойкий портландцемент |
<
|
150 |
- |
- |
70 |
150 |
- |
- |
15 |
27
|
200 |
- |
50 |
100 |
200 |
- |
11 |
20 |
32
|
250 |
- |
70 |
125 |
250 |
- |
15 |
24 |
38
|
300 |
- |
100 |
150 |
300 |
- |
20 |
27 |
42
|
Таблица 115 Указания по применению вяжущих для монолитного бетона и железобетона (по ТУ 117-55) (Указания по применению портландцементов)
Таблица 115 Указания по применению вяжущих для монолитного бетона и железобетона (по ТУ 117-55) (Указания по применению портландцементов)
Вид цементов |
Основное назначение |
Допускаемое применение |
Недопускаемое применение |
1. Портландцемент, гидрофобный портландцемент, пластифицированный портландцемент и быстротвердеющий портландцемент |
Для бетонных и железобетонных надземных, подземных и подводных конструкций, в том числе подвергающихся попеременному воздействию воды и мороза
|
|
Для конструкций, подвергающихся воздействию агрессивных вод, без специальных мер защиты |
2. Сульфатостойкий портландцемент |
Для бетонных и железобетонных конструкций, подвергающихся воздействию сульфатных вод, при систематическом многократном увлажнении и высыхании или замораживании и оттаивании |
Для бетонных и железобетонных конструкций, подвергающихся воздействию сульфатных вод |
Для конструкций, не подвергающихся воздействию агрессивных вод (по экономическим соображениям) |
3. Пуццолановый портландцемент |
Для бетонных и железобетонных подземных конструкций, подвергающихся воздействию пресных вод |
Для бетонных и железобетонных надземных конструкций, находящихся в условиях повышенной влажности |
Для конструкций:
а) подвергающихся быстрому высыханию;
б) подвергающихся систематическому многократному замораживанию и оттаиванию или увлажнению и высыханию
|
4. Сульфатостойкий пуццолановый портландцемент |
Для бетонных и железобетонных подземных и подводных конструкций, подвергающихся воздействию сульфатных вод |
Для конструкций, подвергающихся воздействию пресных вод |
То же, что для цементов 2 и 3 |
5. Шлакопортландцемент |
Для бетонных и железобетонных надземных, подземных и подводных конструкций, подвергающихся 1 воздействию пресных вод |
- |
- |
6. Магнезиальный портландцемент
|
Для бетонных и железобетонных надземных и подземных конструкций, защищенных от воздействия грунтовых вод |
- |
1. Для конструкций, подвергающихся воздействию грунтовых вод.
2. Для подводных конструкций.
3. Для конструкций при повышенных требованиях к сопротивлению растяжению
|
7. Шлаковый магнезиальный портландцемент |
Для бетонных и железобетонных надземных и подземных конструкций |
Для бетонных и железобетонных конструкций, подвергающихся воздействию пресных вод
|
То же, что для цементов 1, 3 и 6
|
Примечание. Для обыкновенных (тяжелых) бетонов, подвергающихся теплообработке, применение гидрофобного портландцемента и пластифицированного портландцемента не рекомендуется.
Таблица 116 Указания по применению глиноземистых цементов
Таблица 116 Указания по применению глиноземистых цементов
Вид цементов |
Основное назначение |
Допускаемое применение |
Недопускаемое применение |
Глиноземистый цемент |
1. Для бетонных и железобетонных конструкций с высокой маркой бетона (в короткие сроки твердения), а также для конструкций, подвергающихся воздействию углекислых вод или же попеременному воздействию воды и мороза.
2. Для жароупорных бетонов.
3. Для бетонных и железобетонных конструкций, подвергающихся воздействию сернистых газов
|
- |
Для конструкций надземных и подводных, в которых температура бетона в результате внешнего температурного воздействия и тепловыделения может в процессе затвердевания подняться выше 25° (в частности, в конструкциях большой толщины или большого объема) |
Таблица 117 Указания по применению расширяющихся цементов
Таблица 117 Указания по применению расширяющихся цементов
Вид цементов |
Основное назначение |
Допускаемое применение |
Не допускаемое применение |
1. Быстросхватывающиеся расширяющиеся цементы
|
Для заделки фундаментных болтов в бетонных и железобетонных конструкциях, подливки под машины и т.п.
|
1. Для получения плотных стыков в сборных бетонных и железобетонных конструкциях. |
1. При производстве работ при температуре ниже 0° без обогрева. |
2. Для заделки трещин в бетонных и железобетонных конструкциях, для усиления конструкций и т.п. |
2. При работе конструкций в эксплуатационных условиях при температуре выше 80°.
3. Для конструкций,подвергающихся действию грунтовых вод
|
2. Расширяющиеся цементы с замедленными сроками схватывания |
Для получения безусадочных и расширяющихся водонепроницаемых бетонов и для заделки стыков сборных железобетонных и бетонных конструкций |
Для замоноличивания и усиления конструкций, подливки фундаментов и заделки фундаментных болтов |
То же, что для цемента 1 |
Таблица 118 Указания по применению расширяющихся цементов
Таблица 118 Указания по применению расширяющихся цементов
Вид цементов |
Основное назначение |
Допускаемое применение |
Не допускаемое применение |
1. Сульфатно-шлаковые цементы |
Для бетонных и железобетонных конструкций в подземных и подводных сооружениях, в том числе подвергающихся воздействию сульфатных вод |
Для бетонных и железобетонных конструкций в надземных сооружениях |
1. При производстве работ при температуре ниже -10° без обогрева.
2. В смеси с другими вяжущими веществами
|
2. Известково-шлаковые цементы |
Для бетонов низких марок в надземных и подводных сооружениях |
Для бетонов низких марок в надземных сооружениях |
То же, что для цемента 1 |
Таблица 119 Указания по применению вяжущих при изготовлении обычного (тяжелого) бетона для сборных железобетонных изделий по У 107-54
Таблица 119 Указания по применению вяжущих при изготовлении обычного (тяжелого) бетона для сборных железобетонных изделий по У 107-54
Способ изготовления |
Применяемые цементы |
При тепловой обработке в камерах твердения при атмосферном давлении
|
а) При отпускной прочности бетона до 250 кг/см2 - портланд-цемент, пуццолановый портланд-цемент и шлаковый портланд-цемент марок не ниже 400 |
б) При отпускной прочности бетона более 250 кг/см2 -портланд-цемент и пуццолановый портланд-цемент марок не ниже 500 или высокопрочный, изготовляемый по специальным техническим условиям |
При автоклавной обработке изделии |
Портланд-цемент, пуццолановый портланд-цемент и шлаковый портланд-цемент марок не ниже 300 или специальный цемент для условий автоклавного твердения, изготовляемый по особым техническим условиям |
При стендовом изготовлении как с электропрогревом или непосредственным контактом с приборами обогрева, а также и без тепловой обработки
|
а) При отпускной прочности бетона до 200 кг/см2 - портланд-цемент марок не ниже 400 |
б). При отпускной прочности бетона выше 200 кг/см2 - портланд-цемент марок не ниже 500 |
Примечания:
- 1. При невозможности обеспечить в условиях тепловой обработки бетона относительную влажность среды твердения более 80 % применение пуццоланового портланд-цемента и шлакового портланд-цемента не рекомендуется.
- 2. Применение для тяжелых бетонов, подвергающихся тепловой обработке, пластифицированных и гидрофобных цементов не рекомендуется.
Заполнители для бетона
Заполнители, применяемые для приготовления обычного бетона, должны удовлетворять требованиям:
- гравии - ГОСТ 2779-50 «Гравий для обычного бетона»;
- щебень - ГОСТ 2780-50 «Щебень из естественного камня для обычного бетона»;
- песок - ГОСТ 2781-51.
- Заполнители для гидротехнического бетона должны удовлетворять требованиям ГОСТ 4797-56.
При выборе заполнителей надлежит учитывать также указания У 107-54 о неприменении гравия для сборных железобетонных изделий с прочностью бетона выше 200 кг/см2, а также указания ГОСТ 4801-49, рекомендующие в бетоне конструкций, работающих на изгиб и растяжение, а также подвергающихся вибрации, применять в качестве крупного заполнителя щебень, а не гравий. В табл. 120 приведены максимальные величины водоцементного отношения для гидротехнического бетона по ГОСТ 4801-49.
Таблица 120 Максимально допустимые величины водоцементного отношения для гидротехнического бетона по ГОСТ 4801-49
Условия службы бетона |
Водоцементное отношение (массовое отношение содержания воды к содержанию цемента в смеси)
|
в железобетонных конструкциях |
в бетонных и малоармированных массивных конструкциях |
в морской воде |
в пресной воде |
в морской воде |
в пресной воде |
В частях сооружения, расположенных в зоне переменного горизонта воды: |
а) в суровых климатических условиях |
0,50 |
0,55 |
0,55 |
0,6 |
б) в умеренных и мягких климатических условиях |
0,55 |
0,60 |
0,60 |
0,65 |
В частях сооружения, постоянно находящихся под водой: |
а) напорных |
0,55 |
0,60 |
0,(0 |
0,65 |
б) безнапорных |
0,60 |
0,65 |
0,65 |
0,65 |
В надводных частях сооружения, эпизодически омываемых водой |
0,65 |
0,65 |
0,70 |
0,70
|
Примечания:
- При применении глиноземистого цемента величины максимально допускаемых значений В/Ц могут быть увеличены на 0,05.
- Зона переменного (перемежающегося) горизонта воды определяется с учетом возможных колебании горизонта воды, волновых явлений, капиллярного подсоса и т.п.
- Мягкие климатические условия характеризуются среднемесячной температурой наиболее холодного месяца выше -5°.
- Умеренные климатические условия характеризуются среднемесячной температурой наиболее холодного месяца от-5° до -15°.
- Суровые климатические условия характеризуются среднемесячной температурой наиболее холодного месяца ниже -15° или частыми сменами замораживания и оттаивания.
Прочностные характеристики бетонов
Средний темп нарастания прочности и относительная прочность бетона даны в таблицах "Средний темп нарастания относительной прочности портланд-цементного бетона на открытом воздухе (не в особо сухом климате)" 121 и "Относительная прочность бетона в зависимости от срока и средней температуры твердения" 122.
Таблица 121. Средний темп нарастания относительной прочности портланд-цементного бетона на открытом воздухе (не в особо сухом климате)
Таблица 121. Средний темп нарастания относительной прочности портланд-цементного бетона на открытом воздухе (не в особо сухом климате)
3 дня |
7 дней |
28 дней |
3 мес. |
6 мес. |
1 год |
2 года |
3 года |
5 лет |
11 лет |
30 лет |
0,35 |
0,60 |
1,0 |
1,14 |
1,34 |
1,51 |
1,68 |
1,76 |
1,89 |
2,10 |
2,70 |
Таблица 122. Относительная прочность бетона в зависимости от срока и средней температуры твердения1
Таблица 122. Относительная прочность бетона в зависимости от срока и средней температуры твердения
Сроки твердения бетона в днях |
Относительная прочность бетона при средней температуре твердения |
Примерная прочность бетона в % от R28
при твердении в нормальных условиях |
1° |
5° |
10° |
15° |
20° |
25° |
30° |
35° |
Бетон на портланд-цементе марок 300 - 500
|
2 |
- |
0,45 - 0,55 |
0,65 - 0,75 |
1,00, |
1,15 - 1,25 |
1,40 - 1,35 |
1,60 - 1,50 |
1,80 - 1,70 |
20 - 25 |
3 |
0,35 - 0,45 |
0,50 - 0,60 |
0,70 - 0,80 |
1,00 |
1,17 - 1,20 |
1,30 - 1,25 |
1,45 - 1,40 |
1,60 - 1,50 |
30 - 45 |
5 |
0,40 - 0,55 |
0,55 - 0,65 |
0,75 - 0,85 |
1,00 |
1,15 - 1,17 |
1,25 - 1,20 |
1,35 - 1,30 |
1,40 - 1,35 |
50 - 60 |
7 |
0,45 - 0,55 |
0,60 - 0,70 |
0,77 - 0,87 |
1,00 |
1,13 - 1,15 |
1,20 - 1,15 |
1,25 - 1,20 |
1,30 - 1,25 |
60 - 70 |
10 |
0,50 - 0,60 |
0,65 - 0,75 |
0,80 - 0,90 |
1,00 |
1,10 - 1,12 |
1,15 - 1,10 |
1,20 - 1,15 |
- |
75 - 80 |
15 |
0,55 - 0,65 |
0,70 - 0,80 |
0,85 - 0,90 |
1,00 |
1,08 - 1,10 |
1,10 - 1,08 |
1,15 - 1,10 |
- |
82 - 85 |
28 |
0,65 - 0,75 |
0,80 - 0,85 |
0,90 - 0,95 |
1,00 |
1,05 |
1,08 |
- |
- |
100 |
90 |
- |
- |
- |
1,00 |
- |
- |
- |
- |
120 - 130 |
Бетон на пуццолановом портланд-цементе и шлакопортланд-цементе марок 300 - 400
|
2 |
- |
- |
0,60 - 0,65 |
1,00 |
1,30 - 1,25 |
1,65 - 1,50 |
2,10 - 1,80 |
3,00 - 2,4 |
10 - 20 |
3 |
- |
0,40 - 0,50 |
0,62 - 0,67 |
1,00 |
1,25 - 1,20 |
1,55 - 1,40 |
1,80 - 1,60 |
2,35 - 2,20 |
20 - 30
|
5 |
0,25 - 0,35 |
0,45 - 0,55 |
0,65 - 0,72 |
1,00 |
1,23 - 1,15 |
1,50 - 1,35 |
1,65 - 1,50 |
1,90 - 1,70 |
30 - 40 |
7 |
0,30 - 0,40 |
0,48 - 0,58 |
0,70 - 0,80 |
1,00 |
1,20 - 1,10 |
1,40 - 1,30 |
1,55 - 1,45 |
1,75 - 1,60 |
40 - 50 |
10 |
0,35 - 0,45 |
0,52 - 0,62 |
0,75 - 0,85 |
1,00 |
1,15 - 1,05 |
1,35 - 1,25 |
1,45 - 1,35 |
1,60 - 1,50 |
50 - 60 |
15 |
0,38 - 0,48 |
0,57 - 0,67 |
0,80 - 0,90 |
1,00 |
1,12 - 1,02 |
1,22 - 1,12 |
1,36 - 1,25 |
1,45 - 1,35 |
60 - 75 |
28 |
0,40 - 0,50 |
0,60 - 0,70 |
0,80 - 0,90 |
1,00 |
1,05 - 1,00 |
1,12 - 1,05 |
1,15 - 1,05 |
- |
100 |
90 |
- |
- |
- |
1,00 |
- |
- |
- |
- |
120 - 130 |
Примечание.
- Левые цифры таблицы (всех граф, кроме первой) относятся к бетону на цементах марки 300, правые - к бетону на цементах марки 400 и 500.
- 1 И.П. Александрин. Строительный контроль качества бетона. Гос. изд-во литературы по строительству и архитектуре. Л., 1955.
|