ДЕРЖАВНА СЛУЖБА АВТОМОБІЛЬНИХ ДОРІГ УКРАЇНИ (УКРАВТОДОР) Державний дорожній науково-дослідний інститут iмeнi М.П.Шульгіна ДерждорНДІ РЕКОМЕНДОВАНО Науково-технічною радою Державної служби автомобільних дopiг України (Укравтодор) Протокол " " 2007р. № РЕКОМЕНДОВАНО Науково-технічною радою ДерждорНДІ Протокол від " " №
2007р.
РЕКОМЕНДАЦІЇ з використання в дорожньому будівництві пінобетонів Р В. 2.7-218-03450778- 681:2007 ПОГОДЖЕНО Начальник Управління науковотехнічної політики Укравтодору С.І.Андрєєв " " 2007 р.
РОЗРОБЛЕНО Директор ДерждорНДІ П.М. Коваль " " 2007 р. Зав. відділу штучних споруд
" "
А.Є. Фаль 2007 р.
Науковий співробітник відділу штучних споруд
" "
О.В. Кушнір 2007 р.
Начальник відділу стандартизації, сертифікації та якості
" "
Н.І. Ростовська 2007 р.
Київ 2007 ЗМІСТ С. TOC \o "1-3" \h \z \u 1 Сфера застосування. PAGEREF _Toc170626208 \h 3 2 Нормативні посилання. PAGEREF _Toc170626209 \h 3 3 Терміни та визначення. PAGEREF _Toc170626210 \h 5 4 Вимоги до пінобетонів для дорожнього будівництва. PAGEREF _Toc170626211 \h 5 5 Вимоги до пінобетонних сумішей. PAGEREF _Toc170626212 \h 6
6 Вимоги до матеріалів. PAGEREF _Toc170626213 \h 7 7 Технологічні особливості пінобетону. PAGEREF _Toc170626214 \h 8 7.1 Приготування пінобетонної суміші PAGEREF _Toc170626215 \h 8 7.1 Використання пінобетону при заповненні траншей, ремонті пошкоджених мостових підходів, берегових устоїв і підпірних стін. PAGEREF _Toc170626216 \h 9 7.3 Влаштування пінобетонних основ дорожнього одягу. PAGEREF _Toc170626217 \h 11 8 Контроль якості PAGEREF _Toc170626218 \h 15 9 Вимоги безпеки та охорона довкілля. PAGEREF _Toc170626219 \h 17 Додаток А (обов’язковий) Розрахунок складу пінобетону. PAGEREF _Toc170626220 \h 19 Додаток Б (обов’язковий) Визначення водопотреби пінобетону віскозиметром Суттарда PAGEREF _Toc170626221 \h 22 Додаток В (довідковий) Рекомендовані склади пінобетону. PAGEREF _Toc170626222 \h 23 Додаток Г (довідковий) Приклад порівняння конструкцій дорожнього одягу. PAGEREF _Toc170626223 \h 25 Додаток Д (довідковий) Бібліографія. PAGEREF _Toc170626224 \h 26
1 СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ 1.1 Ці рекомендації поширюються на застосування пінобетону при: - ремонті та будівництві мостів - в місцях сполучення з підходами для покращення характеристик основи, заповнення порожнин, місць розмивів, відновлення укріплення конусів; - ремонті та будівництві водопропускних труб - заповнення порожнин і розмивів; - ремонті та будівництві тунелів - заповнення та ін’єктування порожнин, розмивів; При ремонті і будівництві доріг: - для влаштування основ на слабих ґрунтах; - для влаштування дорожніх одягів в безкам’яних районах; - як теплоізоляційний шар дорожнього одягу; - з метою заповнення порожнин після прокладання комунікацій та розмивів. 1.2 Вони поширюються на конструювання і технологію будівництва невеликих ділянок доріг: з'їздів, автомобільних стоянок, влаштування пішохідних доріжок і т.п. 1.3 Рекомендації призначені для використання дорожньо-будівельними організаціями, що входять до сфери управління Державної служби автомобільних доріг України. 1.4 В даних рекомендаціях викладені основні вимоги до пінобетонних сумішей і пінобетонів, особливості підбору складу пінобетонних сумішей і їх приготування. 1.5 Економічність дорожнього одягу з основами з пінобетонних сумішей забезпечується за рахунок простоти технології влаштування, застосування місцевих матеріалів і вторинних промислових ресурсів, а також за рахунок можливості влаштування вище розміщених конструктивних шарів дорожнього одягу без технологічної перерви, обов'язкової при будівництві основ з монолітного бетону.
2 НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ У цих рекомендаціях є посилання на такі нормативні документи: ДБН В.2.3-4-2000 Споруди транспорту. Автомобільні дороги
ДСТУ Б В.2.6-7-95 (ГОСТ 8829-94) Конструкції будинків і споруд. Вироби будівельні бетонні та залізобетонні збірні. Методи випробувань навантажуванням. Правила оцінки міцності, жорсткості та тріщиностійкості. ДСТУ Б В.2.7-32-95 Будівельні матеріали. Пісок щільний природний для будівельних матеріалів, виробів, конструкцій і робіт. Технічні умови ДСТУ Б В.2.7-43-96 Бетони важкі. Технічні умови ДСТУ Б В.2.7-45-96 Будівельні матеріали. Бетони ніздрюваті. Технічні умови ДСТУ Б В.2.7-46-96 Будівельні матеріали. Цементи загального будівельного призначення. Технічні умови ДСТУ Б В.2.7-114-2002 (ГОСТ 10181-2000) Будівельні матеріали. Суміші бетонні. Методи випробувань ВБН В.2.3-218-008-97 Проектування та будівництво жорстких та з жорсткими прошарками дорожніх одягів СНиП III-4-80 Техника безопасности в строительстве. (Техніка безпеки в будівництві) СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции (Несучі і огороджуючі конструкції) ГОСТ 12.1.007-78 ССБТ Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности (ССБП Шкідливі речовини. Класифікація і загальні вимоги безпеки) ГОСТ 3476-74 Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цементов (Шлаки домені і електрофосфорні гранульовані для виробництва цементів) ГОСТ 10180-90 (СТ СЭВ 3978-83) Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам. (Бетони. Методи визначення міцності по контрольним зразкам). ГОСТ 18105-86 Бетоны. Правила контроля прочности. (Бетони. Правила контролю міцності) ГОСТ 18300-87 Спирт этиловый ректификованый технический. Технические условия. (Спирт етиловий ректифікований технічний. Технічніумови) ГОСТ 2263-76 (2003) Щебень и песок из пористых горных пород. Технические условия (Щебінь і пісок з пористих гірських порід. Технічні умови) ГОСТ 4013 Камень гипсовый и гипсоангидритовый для производства вяжучих материалов. Технические условия (Камінь гіпсовий і гіпсоангідритовий для виробництва в’яжучих матеріалів. Технічні умови) ГОСТ 23732-79 Вода для бетонов и растворов. Технические условия. (Вода для бетонів і розчинів. Технічні умови) ГОСТ 25818-91 (2003) Золы-уноса тепловых электростанций для бетонов. Технические условия (Золи-віднесення теплових електростанцій для бетонів. Технічні умови) ГОСТ 27005-86 Бетоны легкие и ячеистые. Правила контроля средней плотности. (Бетони легкі і ніздрюваті. Правила контролю середньої густини) ГОСТ 27006-89 Бетоны. Правила подбора состава (Бетони. Правила підбору складу) ВСН 139-80 Инструкция по устройству цементобетонных покрытий автомобильных дорог (Інструкція по влаштуванню цементобетонних покриттів автомобільних доріг) СН 277-80 Инструкция по изготовлению изделий из ячеистого бетона. (Інструкція по виготовленню виробів з ніздрюватого бетону)
3 ТЕРМІНИ ТА ВИЗНАЧЕННЯ У цих рекомендаціях використано терміни, що означають поняття: 3.1 бетони ніздрюваті
Бетони, у яких основну частину об’єму складають рівномірно розподілені пори у вигляді чарунок, одержаних за допомогою газо- або піноутворювачів (згідно з ГОСТ 25192-82). 3.2 пінобетон Ніздрюватий бетон, який відноситься до класу повітронаповнених матеріалів (аероматеріалів) з вмістом повітря від 40 до 95% за об’ємом, у бетонну суміш якого з метою поризації розчинної частини вводиться піна (згідно з ГОСТ 25192-82). 3.3 неавтоклавний пінобетон Пінобетон, який твердіє в нормальних умовах при атмосферному тиску 3.4 водотверде відношення (В/Т) Кількість води, яка потрібна розчину суміші в залежності від складу наповнювача і добавки.
4 Вимоги до пінобетонів для дорожнього будівництва 4.1 Для дорожнього будівництва використовують пінобетони неавтоклавного тверднення. 4.2 Міцність пінобетону характеризують класами (марками) по міцності зразків на стиснення згідно з ГОСТ 10180. 4.3 Залежно від гарантованих значень міцності пінобетону на стиснення встановлюються наступні класи (марки): В 0,5 (М7,5); В 0,75 (М10); В 1 (М15); В 1,5 (М25); В 2 (М25); В 2,5 (М35); В 3,5 (М50); В 5 (М75); В 7,5 (М100); В 10 (М125); В 12,5 (М150); В 15 (М200). 4.4 За показниками середньої густини в сухому стані призначають наступні марки пінобетону: Д300; Д400; Д500; Д600; Д700; Д800; Д900; Д1000; Д1100; Д1200. 4.5 Для бетонів конструкцій, що піддаються поперемінному заморожуванню і відтаванню, встановлюються наступні марки за морозостійкістю: F15; F25; F35; F50; F75; F100. 4.6 Показники основних фізико-механічних властивостей пінобетону (середня густина, міцність, морозостійкість) відповідно до ДСТУ Б В.2.7-45 приведені в таблиці 4.1. 4.7 Волога усадка при висиханні не повинна перевищувати 3 мм/м для неавтоклавного пінобетону марки Д600 - Д1200. Для решти марок усадку при висиханні не нормують. Таблиця 4.1 Показники фізико-механічних властивостей пінобетону Вид бетону
Теплоізоляційний
Конструкційнотеплоізоляційний
Бетон неавтоклавний Марка бетону за Марка за середньою густині Клас за міцністю на стиск морозостійкості Д300
-
-
Д400
В 0,75 В 0,5
Д500
В1 В 0,75
Д500
-
-
Д600
В2 В1
від F15 до F35
не нормується
Конструкційний
Д700
В 2,5 В2 В 1,5
від F15 до F50
Д800
В 3,5 В 2,5 В2
від F15 до F75
Д900
В5 В 3,5 В 2,5
від F15 до F75
Д1000
В 7,5 В5
Д1100
В 10 В 7,5
Д1200
В 12,5 В 10
від F15 до F75
5 Вимоги до пінобетонних сумішей 5.1 Якість пінобетонних сумішей повинна забезпечувати одержання пінобетонів, які задовольняють вимоги до всіх показників якості, що нормується. 5.2 Підбір складу пінобетону полягає у визначенні раціонального співвідношення між його компонентами за показниками: - густини пінобетонної суміші; - міцності пінобетону у відповідності з проектною маркою на стиск і розтягування при згині; - деформативності, морозостійкості і довговічності пінобетону. 5.3 Підбір складу пінобетону для дорожнього будівництва проводиться розрахунковоекспериментальним методом і включає наступні стадії: - призначається в залежності від вимог до пінобетону середня густина; - визначається сумарний вміст твердих складових в пінобетоні; - визначається теоретично витрата цементу; - визначається витрата наповнювача; - визначається витрата води; - проводиться уточнення складу пінобетону, експериментальним шляхом; - розраховується кількість в’яжучого, заповнювача на 1 м3 пінобетону. 5.4 Підбір складу пінобетону повинен виконуватися на матеріалах, які відповідають вимогам п.6.1 і згідно з ДСТУ Б В.2.7-45. 5.5 Методика підбору складу пінобетону наведена в додатку А.
6 Вимоги до матеріалів 6.1 Для приготування пінобетонів застосовують в’яжучі речовини, наповнювачі, піноутворювачі і воду. Для регулювання реологічних характеристик розчину, прискорення набору структурної міцності, а також для забезпечення певних характеристик готової пінобетонної суміші можуть бути використані різні добавки.
6.2 Для отримання пінобетону застосовують портландцемент марки 400 і 500 (ДСТУ Б В.2.746). Застосування шлакопортландцементу не допускається. Для регулювання термінів схоплювання пінобетонної суміші може застосовуватися змішане вапняно-цементне в’яжуче. 6.3 Заповнювачі в пінобетон вводять для економії в’яжучих матеріалів, а також з метою зниження усадки при висиханні пінобетону. Доцільно використовувати тонкомолоті або дрібнозернисті кварцові або карбонатні піски (Мкр не більше 0,8), золу теплових електростанцій. 6.4 Піноутворювач використовують у вигляді порошку, пасти або розчину. З піноутворювачів готують робочий розчин піноутворювача необхідної концентрації. 6.5 Як пластифікуюча добавка, для зниження витрати води може застосовуватися суперпластифікатор С-3 в кількості 0,2-0,5% від маси цементу. 6.6 Для прискореного набору структурної міцності застосовують добавку “Релаксол” в кількості 1-2,5% від маси цементу. 6.7 Витрату розчину добавки на заміс визначають за формулою: А=(Ц∙Д)/(К∙Г), (6.1) де Ц - витрата цементу, кг; Д - дозування добавки в % від маси цементу; К - концентрація розчину добавки %; Г - густина розчину добавки, г/см3. 6.8 Всі матеріали подаються у накопичувальні бункери або ємності.
7 Технологічні особливості пінобетону 7.1 Приготування пінобетонної суміші 7.1.1 Змінюючи рецептуру, застосовуючи ту або іншу технологію приготування пінобетону можна змінювати його властивості в широких межах. Це дозволяє виготовляти з нього конструкції різного функціонального призначення. 7.1.2 Технологічна схема виробництва пінобетону включає наступні технологічні операції: Змішування (приготування пінобетону) Підготовка матеріалів Дозування матеріалів Приготування піни Приготування розчину
Готова пінобетонна суміш
Рисунок7.1 - Технологічна схема виробництва пінобетону 7.1.3 Відповідно до розрахункового складу пінобетонної суміші дозуються всі компоненти пінобетону. Для дозування використовують типові дозатори (гвинтовий, стрічковий, ваговий, рідинний). 7.1.4 Приготування піни є однією з найважливіших і відповідальніших технологічних операцій. 7.1.5 Якість піни і її структура в цілому визначають основні будівельні властивості пінобетону. 7.1.6 Приготування піни в піногенераторі з механічним приводом з піноутворювача проводять в наступній послідовності. При закритій кришці піногенератора в нього подають воду. При включеному робочому органі піногенератора подають піноутворювач у вигляді розчину або пасти. Для регулювання якості піни можливо введення в піногенератор добавок стабілізаторів і мінералізаторів піни. Наприклад, розчин соди кальцинованої, в кількості 1-1,5 кг/м3. 7.1.7 У розчинозмішувач подають необхідну кількість води. Після цього подають сухі компоненти (в’яжуче і наповнювач). Суміш перемішують до отримання розчину необхідної консистенції. 7.1.8 У розчинозмішувач, де знаходиться раніше приготований розчин, подають піну і змішують розчин з необхідною кількістю піни. 7.1.9 Дозування кількості піни визначає величину пористості і середню густину готового продукту.
7.1.10 Формування конструкцій з пінобетону полягає в розподілі пінобетонної суміші у підготовленій опалубці. Опалубка не повинна мати отворів і щілин. 7.1.11 У додатку В (таблиця В.1) приведені результати лабораторного підбору складів пінобетону, які рекомендуються при виробництві неавтоклавного пінобетону.
7.1 Використання пінобетону при заповненні траншей, ремонті пошкоджених мостових підходів, берегових устоїв і підпірних стін 7.2.1 Для заповнення траншей, ремонті пошкоджених мостових підходів, берегових устоїв і підпірних стін використовують пінобетони густиною 300-900 кг/м3. 7.2.2 пінобетон не осідає, не вимагає віброущільнення і має чудові характеристики по розподілу навантаження, забезпечуючи заповнення високої якості: траншейних порожнин, пошкоджених мостових підходів, берегових устоїв і підпірних стін. 7.2.3 пінобетоном за рахунок його текучості можна заповнювати будь-які порожнечі, навіть у важкодоступних місцях через невеликі отвори (ін’єктування) рис.7.2. 7.2.4 Вибір густини пінобетону повинен бути обґрунтований техніко-економічним розрахунком.
Рисунок7.2 - Схема заповнення пустот пінобетоном під дорожнім покриттям
Рисунок 7.3 - Схема прокладання комунікацій під дорожнім покриттям із застосуванням пінобетону 7.2.5 Використання пінобетону дозволяє залишати старі комунікації які, як правило, лежать нижче глибини промерзання ґрунту (1-1,2м від поверхні) без ремонту. Їх традиційний ремонт потребує розкриття траншей тільки для пошуку комунікацій та монтаж нових, виконання зворотної засипки з ущільненням. При використанні пінобетону, через його значні теплоізоляційні властивості, усі нові комунікації можна прокладати на незначній глибині (до 0,5м) від поверхні. 7.2.6 Оскільки пінобетон має незначну міцність, за допомогою металевих ріжучих засобів у ньому можна робити шурфи, необхідні для прокладання комунікацій, а після їх встановлення заливати новим пінобетоном, та відновлювати дорожній одяг (покриття) (рис.7.3).
7.3 Влаштування пінобетонних основ дорожнього одягу 7.3.1 Конструкції дорожнього одягу з шарами з пінобетонних сумішей повинні: - забезпечувати необхідну міцність і довговічність під дією руху транспортних засобів і впливу природнокліматичних чинників; - забезпечувати рівність і отримання високих транспортно-експлуатаційних показників дорожнього одягу при їх влаштуванні з мінімальною витратою матеріалів; - можливість комплексної механізації робіт з урахуванням місцевих виробничих умов. 7.3.2 Товщину основи з пінобетону розраховують згідно з ВБН В.2.3-218-008. 7.3.3 Для будівництва основ застосовують пінобетон класів (марок) приведених в табл. 7.1: Таблиця 7.1
Назва показника Міцність на стиск, Rb Міцність на розтягування при згині, Rbt
Марка (клас) бетону М75 (В5); М100 (В7.5); М150 (В10); М200 (В15). Btb1,5; Btb2,0; Btb2,5; Btb3,0; Btb3,5
7.3.4 Марка за морозостійкістю повинна бути не нижче приведеної в табл. 7.2 Таблиця 7.2 Середньомісячна температура найбільш холодного місяця Від 0 до мінус 5 °С
Марка бетону за морозостійкістю, не нижче ніж F15
Від мінус 5 °С до мінус 15 °С Нижче мінус 15 °С
F35 F50
7.3.5 Залежно від термінів введення дороги в експлуатацію, погодних умов в період будівництва вимоги до пінобетону за міцністю і морозостійкістю, встановлені в пп.7.3.3 і 7.3.4, повинні бути забезпечені в віці 28 або 90 діб. 7.3.6 Міцність пінобетону Rb і міцність пінобетону на розтяг Rbt (з округленням) залежно від класу бетону за міцністю на стиск, В приведені табл. 7.3. Таблиця 7.3 Міцність пінобетону
Міцність пінобетону на стиск Rb і розтяг Rbt, МПа, при класі бетону за міцністю на стиск В1
В1,5
В2
В2,5
В3,5
В5
В7,5
В10
В12,5
15
Призмова міцність, Rb
0,95 9,69
1,40 14,3
1,90 19,4
2,4 24,5
3,3 33,7
4,60 46,9
6,9 70,4
9,0 91,8
10,5 107
11,5 117
Міцність на розтяг, Rbt
0,14 1,43
0,22 2,24
0,26 2,65
0,31 3,16
0,41 4,18
0,55 5,61
0,63 6,42
0,89 9,08
1,00 10,2
1,05 10,7
Примітки: 1. Над рискою приведені розрахункові міцності в МПа, під рискою - розрахункові міцності в кгс/см2. 2. Величини нормативних міцностей пінобетонів дані для стану середньої вологості пінобетону 10 % (по масі). 7.3.7 Густина пінобетону регулюється в широких границях - від 300 до 1200 кг/м3, а від густини залежать і механічні властивості. Їх подано в табл.7.4. Таблиця 7.4 Властивості пінобетону Тип пінобетону Густина, кг/м3 Міцність на стиск, Модуль пружності на 56 день, МПа МПа Д 400
400
0,3-0,95
-
Д 600
600
0,95-1,9
900-1900
Д 800
800
1,9-3,3
1800-2500
Д 1000
1000
4,6-6,9
1950-4400
Д 1200
1200
9,0-12,0
3050-6200
7.3.8 Дорожній одяг з пінобетонною основою відносять до типу полегшених, на яких допускається утворення сітки тріщин з розмірами осередків від 0,5 м до 15 м і виникнення малих залишкових вертикальних деформацій, що не перевищують меж нормативних допусків за рівністю проїзної частини; розрахунковий показник рівня надійності Кн = 0,85 і мінімальний коефіцієнт міцності Кмц = 0,9. 7.3.9 Граничний стан пінобетонного покриття визначається моментом утворення вибоїн і поверхневої ерозії. Опір виникненню поверхневої ерозії залежить від міцності і морозостійкості бетону. 7.3.10 Мінімальний клас пінобетону призначають відповідно до табл. 7.5. Таблиця 7.5
Верхні шари дорожнього одягу (які влаштовують над пінобетонною основою)
Клас пінобетону по категоріям дороги I, II
III, IV, міські вулиці
IV, V, місцеві проїзди
Асфальтобетон
Btb3,5
Btb1,5-Btb3,5
Btb1,5-Btb3,5
Бетон
Btb3,5
Btb1,5-Btb3,5
Btb1,5-Btb3,5
7.3.11 До початку бетонування всі підготовчі роботи повинні бути завершені. 7.3.12 Проектне положення пінобетонного покриття в плані і профілі фіксують дерев'яною або металевою опалубкою, яку встановлюють по інструментальній розбивці і надійно закріплюють. 7.3.13 Мінімальна рекомендована товщина основи дорожнього одягу 100 мм. 7.3.14 Ширина смуги бетонування не повинна перевищувати 4 м. 7.3.15 При виконанні робіт рух автобетонозмішувачів та іншого транспорту по підготовленій основі або шарі, що вирівнюється, не забороняється. 7.3.16 Пінобетонну суміш за допомогою стиснутого повітря вивантажують з установки і розподіляють на підготовлену для бетонування ділянку рівномірним шаром, що відповідає проектній товщині основи. 7.3.17 Ущільнення пінобетонної суміші відбувається під дією власної ваги. Допускається лише незначне штикування в місцях примикання суміші до опалубки або вертикальної поверхні «старого» бетону. При цьому поздовжній і поперечний ухили бетонованої основи не повинні перевищувати 3 %. Після розподілу суміші проводять її профілізацію за допомогою легкого шаблону (металевого або дерев'яного), що переміщується по опалубці. 7.3.18 Якщо поздовжній або поперечний ухили перевищують 3 %, то вирівнювання поверхні необхідно проводити тільки після часткової втрати рухливості сумішей або застосовувати пінобетонні суміші з меншим водоцементним відношенням. 7.3.19 Дефекти поверхні пінобетону, виявлені після профілізації, необхідно ліквідувати за допомогою гладилок. 7.3.20 Деформаційні шви в основі дорожнього одягу не влаштовуються. 7.3.21 Догляд за свіжевкладеним пінобетоном рекомендується здійснювати із застосуванням світлих плівкоутворюючих матеріалів, наприклад типу ПМ або водно-бітумної емульсії, освітленої суспензією алюмінієвої пудри, згідно з ВБН В.2.3-218-008. 7.3.22 Влаштовувати верхній шар можна не раніше трьох діб після влаштування основи. 7.3.23 Технологічна схема влаштування пінобетонної основи дорожнього одягу представлена на рис. 7.4.
Рисунок 7.4 - Технологічна схема влаштування пінобетонної основи
8 Контроль якості 8.1 Контроль якості пінобетонної суміші, пінобетону повинен виконуватися згідно з вимогами ДСТУ Б В.2.7-45 і даних рекомендацій. 8.2 Якість матеріалів для приготування пінобетону повинна відповідати сертифікату якості на матеріал. 8.3 Параметри і методи контролю процесу приготування пінобетонної суміші і готового пінобетону приведені в табл.8.1. Таблиця 8.1 Параметри і методи контролю процесу приготування пінобетонної суміші і готового пінобетону Контрольований параметр
Метод контролю, прилади і інструменти
Частота контролю
Відповідальний
Активність цементу
ДСТУ Б В.2.7-46
У кожній новій партії
Лабораторія
Кратність і стійкість піни
Мікроскоп, скляний мірний циліндр
При зміні виду піноутворювача
Лабораторія
Водопотреба суміші розчину
Віскозиметр Суттарда 5 раз в зміну
Лаборант
Густина свіжо приготовленої пінобетонної суміші
Мірний циліндр, ваги У кожному замісі
Майстер, оператор
Середня густина пінобетону
ГОСТ 27005
2-3 рази в зміну, але не Лаборант менше 6-ти зразків
Міцність на стиск в сухому стані
ГОСТ 10180
2-3 рази в зміну, але не Лаборант менше 6-ти зразків
8.4 В процесі приготування пінобетону в кожному замісі проводять контроль густини свіжоприготовленої пінобетонної суміші. При цьому слід приймати до уваги емпіричну залежність: rсух = 0,93ρп -100, де ρсух - середня густина пінобетону в сухому стані, кг/м3; rп - середня густина свіжоприготовленого пінобетону, кг/м3. 8.5 Характеристики теплопровідності, паропроникності, усадки при висиханні визначають в спеціалізованих лабораторіях. Частота контролю вказується в нормативних документах на матеріал (ДСТУ, ТУ) або при зміні складу пінобетону, технології приготування, матеріалів. 8.6 Перелік фізико-механічних властивостей неавтоклавного пінобетону, що підлягають перевірці: - середня густина в сухому стані; - міцність при стисненні; - міцність на згин; - модуль пружності; - теплопровідність;
- морозостійкість; - паропроникність; - сорбційна вологість; - усадка при висиханні (для бетонів марки D600-D1200); 8.7 Додатково можуть перевірятися характеристики, вказані в нормативних документах (ГОСТ, ТУ) на матеріал. Наприклад: призматична міцність, рівень радіації. 8.8 Визначення густини, міцності на стиск і вологості за об'ємом проводять згідно з ГОСТ 10180, ГОСТ 12730.1, ГОСТ 12730.2, міцності на згин згідно з ГОСТ 17177. 8.9 Визначення теплопровідності проводять згідно з ГОСТ 7076. 8.10 Пінобетон за середньою густиною і характеристикам міцності, морозостійкості, теплопровідності, паропроникності, повинен відповідати вимогам ДСТУ Б В.2.7.-45. 8.11 При контролі якості влаштування пінобетонних основ дорожніх одягів, згідно ВБН В.2.3218-008, необхідно вибірково (через 100 м) визначати ширину та товщину шару покриття, висотні відмітки, планові положення, рівність в поздовжньому напрямку під триметровою рейкою (не менше 150 вимірів на 1 км), рівність за амплітудами при нівелюванні (1 ділянка 150 м на 1 км). 8.12 Проводять контрольний відбір проб, визначають марку пінобетону, границю міцності на стиск згідно з ГОСТ 18105, границю міцності на розтягання при згині згідно з ГОСТ 10180, середню густину суміші. При невідповідності результатів проектних даних і в інших сумнівних випадках проводять випробування на морозостійкість згідно з ДСТУ Б В.2.7-47, ДСТУ Б В.2.7-49. 8.13 При укладанні суміші контролюють підготовку основи, рівність і висотні відмітки основи, згідно з ВБН В.2.3-218-008. Перевіряють додержання технологічного режиму бетонування, догляд за пінобетоном, стійкість бокових граней, суцільність покриття на закінчених ділянках. 8.14 При будівництві основ з пінобетонних сумішей здійснюють систематичний контроль відповідно до ВБН В.2.3-218-008, з урахуванням нижченаведених вимог. 8.15 При приготуванні і укладанні пінобетону лабораторія зобов'язана здійснювати ведення технічної звітності, а також здійснювати контроль згідно з ДСТУ Б В.2.7-45 та ТУ на матеріали за: - якістю матеріалів; - правильністю зберігання матеріалів; - приготуванням пінобетонної суміші, її однорідністю; - відповідністю міцності пінобетону заданій марці; - транспортуванням і розподілом пінобетонної суміші; - умовами тужавіння. 8.16 Контроль показника водопотреби пінобетонних сумішей на місці укладання слід виконувати не менше ніж 5 разів за зміну віскозиметром Суттарда (Додаток Б) згідно з ГОСТ 30307. 8.17 Контрольні зразки для визначення міцності бетону слід відбирати з пінобетонної суміші на місці укладання. 8.18 Якість виконання робіт оцінюють: а) за матеріалами лабораторного контролю на місці робіт (результати випробування матеріалів і контрольних зразків, склад бетону, журнали виробництва робіт); б) на підставі візуального і інструментального обстеження основи; в) випробуванням пінобетонних зразків кернів, узятих з основи.
На відібрані керни складають акти з вказівкою часу і місця їх відбирання. Керни випробовують згідно з ГОСТ 10180 і ДСТУ Б В.2.6-7.
9 ВИМОГИ безпеки та охорона ДОВКІЛЛЯ 9.1 При роботі з піноутворювачами необхідно дотримуватись правил техніки безпеки згідно з СНиП III-4. 9.2 Рідкі концентрати в своїй більшості при зберіганні не виділяють шкідливих парів і газів, малотоксичні (3 клас небезпеки згідно з ГОСТ 12.1.007). Проте вони викликають подразливу дію на слизову оболонку очей і шкіру. 9.3 Для індивідуального захисту при приготуванні пінобетонних сумішей необхідно використовувати респіратори фільтруючі згідно з ГОСТ 12.4.041, захисні окуляри в шкіряній оправі згідно з ГОСТ 12.4.013, спецодяг, спецвзуття згідно з ГОСТ 12.4.103, а також виконувати правила особистої гігієни. 9.4 До роботи по приготуванню пінобетонних сумішей з комплексними хімічними добавками не слід допускати робітників молодше 18 років. 9.5 При експлуатації бетонозмішувачів необхідно дотримуватись правил техніки безпеки, які викладені в інструкції з їх експлуатації. 9.6 Під час роботи бетонозмішувача забороняється торкатися до рухомих частин, знімати кожухи, знімати і натягувати ланцюги тощо. 9.7 Вивантаження бетонної суміші з бетонозмішувачів слід проводити лише після попередження робочих, які обслуговуючих машину.
Додаток А (обов’язковий) Розрахунок складу пінобетону А.1 Розрахунок складу проводять за формулами: ρ0= T, (А.1) Т = Ц + Н, (А.2) Ц = n · Т·К, (А.3) Н = Т - Ц, (А.4) В = Т · В/Т, (А.5) де, ρ0 - середня густина пінобетону в сухому стані, кг/м3; Т - сумарний вміст твердих складових в пінобетоні, кг; Ц - витрата цементу, кг; Н - витрата наповнювача, кг; У - витрата води, л; К - коефіцієнт, що враховує кількість хімічно зв'язаної води, К = 0,85-0,9. n - частка цементу в сухих компонентах. А.2 Згідно розрахованому складу пінобетонну суміш готують в наступній послідовності. Сухі складові - цемент і наповнювач зважують на вагах з точністю до 5 гр. Воду дозують за об'ємом в мірному циліндрі, після чого її заливають в лабораторну розчиномішалку. Розчиномішалка є напівциліндричною ємністю з горизонтально розташованим валом, на якому закріплені лопасті. Привід від електродвигуна через редуктор. Швидкість обертання валу 27 об/хв. Одночасно з включенням приводу розчиномішалки починають подавати тверді
складові. Перемішування продовжують до отримання однорідної маси. З приготованого розчину відбирають пробу об'ємом 200 мл і визначають водопотребу суміші розчину за діаметром розпливу розчину по віскозиметру Суттарда (Додаток Б). Величина водопотреби суміші розчину закріплена на постійному рівні від 200 мм до 300 мм з точністю ±10 мм. У разі недотримання цієї умови проводять коректування складу суміші до отримання необхідного діаметру розпливу розчину. А.3 Пінобетон одержують в розчиномішалці, де раніше був приготовлений будівельний розчин. Для цього в нього при включеному приводі подають не великими порціями технічну піну. А.4 Технічну піну одержують в лабораторному піногенераторі механічної дії диспергаційним способом, при русі сітчастої рамки на розчин піноутворювача. Робочий розчин піноутворювача готують шляхом розбавлення концентрованого розчину с=1,1 г/см3 водопроводною водою температурою (20±2) 0С в співвідношенні 1:25. 1 л приготовленого розчину поміщають в піногенератор і включають привід. Швидкість обертання сітчастих лопастей 250 об/хв. Розчин «взбивають» протягом 5 хвилин до отримання стійкої піни щільністю (75±5) кг/м3. А.5 Робочий розчин добавки - прискорювача тверднення цементу - готують таким чином. З добавки беруть компонент і розчиняють в гарячій воді температурою 50 - 60 ºС до повного розчинення. Після охолодження розчину до кімнатної температури за допомогою ареометра визначають густину розчину. У разі потреби розчин розбавляють водою до отримання робочого розчину густиною 1,10 г/см3, що відповідає 20 % концентрації. Витрату розчину добавки підвищеної концентрації А, л, визначають за формулою , (А.6) де Ц - витрата цементу на 1 м3 пінобетону, кг; Д - дозування добавки % від маси цементу; К - концентрація приготованого розчину %; П - густина приготованого розчину, г/см3. Недостатню для замішування 1 м3 бетону кількість води Н, л, визначають по формулі: , (А.7) 3 де В - витрата води на 1 м пінобетону. А.6 Кількість піни, що дозується, контролюють за густиною пінобетонної суміші. Для пінобетону щільністю в сухому стані 1000 кг/м3, пінобетонну суміш готують щільністю 1160±10 кг/м3, для пінобетону щільністю в сухому стані 1200 кг/м3, готують пінобетонну суміш щільністю 1360±10 кг/м3. Після отримання пінобетонної суміші її поміщають в змащені відпрацьованим машинним маслом металеві форми куби 100 мм х 100 мм х 100 мм. Всього для одного складу пінобетонної суміші виготовляють 24 зразки. Половину з цих зразків піддають, після попередньої витримки (4 годин і 8 годин), тепловій обробці. Теплову обробку проводять в середовищі сухої пари за температури (70±2) 0С по режиму: 2 години в середовищі сухої пари, потім 8 годин в нормальних умовах і ще 2 години в умовах сухої пари. Після їх охолодження 6 зразків випробовують, інші витримують в лабораторії і в природних умовах, після чого також піддають випробуванням через 28 діб зберігання. А.7 Другу половину зразків через одну добу витримки розпалублюють і поміщають: 6 штук в камеру нормального тверднення, яка забезпечує на поверхні зразків нормальні умови, тобто
температуру (20±3) °С і відносну вологість повітря (95±5) %, інші 6 штук залишють в лабораторії і зберігають в природних умовах протягом 28 діб. А.8 Після закінчення термінів зберігання зразки вимірюють за допогою штангенциркуля з точністю до 0,01 мм і зважують на торгових вагах. Зважені зразки поміщють в сушильну шафу і висушують до постійної маси при температурі (105±5) 0С. Після цього зразки випробовують на міцність при стисненні на гідравлічному пресі. А.9 В результаті випробувань визначають наступні показники: водопотребу суміші (по В/Т) розчину, середню густину пінобетону у вологому і сухому стані, вологість, міцність пінобетону при стисненні безпосередньо після теплової обробки, а також на 28-у добу витримки: у нормально- вологих умовах, в природних увах, в природних і нормально вологих умовах заздалегідь підданих тепловій обробці. Всі випробування проводять згідно з [1, 7, 8, 9]. Примітка: технологічний процес приготування пінобетонної суміші прив’язаний до лабораторного обладнання, на якому виконувалися дослідження. На іншому обладнанні, при інших об’ємах виготовляємої суміші об’єми ємностей і час перемішування будуть інші і їх необхідно встановити дослідним шляхом.
Додаток Б (обов’язковий) ВИЗНАЧЕННЯ ВОДОПОТРЕБИ пінобетону віскозиметром Суттарда Б.1 Засоби випробувань і допоміжні пристрої Віскозиметр Суттарда "ВС" згідно ГОСТ 30307* Секундомір 2-го класу точності. Етилацетат згідно з ГОСТ 8981. Спирт етиловий згідно з ГОСТ 18300. Б.2 Підготовка до проведення випробування Захисне скло і циліндр віскозиметра очищають і знежирюють етилацетатом або спиртом. Циліндр встановлюють на захисне скло в центрі концентричних кіл шкали, поміщеної під скло. Б.3 Проведення випробування Циліндр доверху заповнюють пінобетонною сумішшю, вирівнюють поверхню пінобетону з краями циліндру. Потім різким і точним рухом циліндр піднімають вгору, при цьому тісто розливається на склі в конусоподібний коржик, величина якого залежить від консистенції суміші. Через 30 с. по концентричним кругам визначають діаметр розпливу в мм. Необхідною густиною володіє суміш, яка дає коржик діаметром 200 мм 300 мм. Б.4 Обробка результатів За результат випробування приймають середнє арифметичне значення розпливу. Результат округляють до 10 мм. Умовну в'язкість, мм, обчислюють як середнє арифметичне значення двох паралельних визначень, розбіжність, що допускається, між якими не повинна перевищувати ±5 %. * - Прилад Суттарда складається з латунного або мідного циліндра, що має внутрішній діаметр 50 мм і висоту 100 мм, і квадратного листового скла, розмір сторін якого 400 мм. На
скло або папір, що підкладається під скло, наносять концентричні кола діаметром від 60 до 300 мм через 10 мм.
Додаток В (довідковий)
Рекомендовані склади пінобетону В.1 У таблиці В.1 приведені результати лабораторного підбору складів пінобетону, які рекомендуються для застосування в дорожньому будівництві. Таблиця В.1 - Рекомендовані склади пінобетону кг/м3 Найменування матеріалів
Середня густина в сухому стан
Середня густина суміші, кг/м3
400
500
600
800
900
Середня густина суміші, кг/м3
560±10
660±10
760±10
960±10
1060±10
Цемент, кг
400-550
500-550
600-650
500-550
500-550
-
-
-
260-300
280-300
Вода, л
200-250
225-275
240-295
280-330
320-370
В/Т*
0,5±0,1
0,45±0,1
0,4±0,1
0,35±0,1
0,32±0,1
Діаметр розпливу розчину (водопотреба) по віскозиметру Суттарда, мм
300-320
280-300
260-280
220-240
200-220
Наповнювач, кг
*) Водотверде відношення
В.2 Орієнтовна витрата піни для отримання пінобетону, необхідної середньої густини в сухому стані приведена в таблиці В.2. Таблиця В.2 Орієнтовна витрата піни Середня густина пінобетону в сухому стані, кг/м3 Об'єм піни, м3/м3
400
500
600
800
900
1000
1100
1200
1
0,8
0,7
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
Додаток Г (довідковий) ПРИКЛАД ПОРІВНЯННЯ КОНСТРУКЦІЙ ДОРОЖНЬОГО ОДЯГУ Г.1 В порівнянні з іншими конструктивними матеріалами, пінобетон має невелику питому вагу.
Г.2 На рис.Г.1 представлено порівняння варіанту А з традиційним виконанням основи і варіанту В із застосуванням пінобетону під бетонне або асфальтове покриття. Закладено відмітку поверхні дороги на 10см вище за поверхню землі для зручного відведення дощової води. Для порівняння очікуваного осідання пораховано (для 1м2) вагу конструкції з наведеного прикладу. Для розрахунку прийнято наступну питому вагу матеріалів: Таблиця Г.1 Органічний грунт
1200 кг/м3
Щебінь
2000 кг/м3
Пінобетон
800 кг/м3
Бетон
2400 кг/м3
Асфальт
2400 кг/м3
Варіант A (асфальт + щебінь - грунт): 0,10×2400+0,40×2000-0,40×1200=560кг/м2 Варіант В (бетон + пінобетон - грунт): 0,10×2400+0,40×800-0,40×1200=80кг/м2 В наведеному прикладі навантаження на ґрунтову основу зменшились на 85%. Мала питома вага пінобетону дає більше забезпечення стійкості основи перед наслідками осідання грунтів.
Рисунок Г.1 - Альтернативні конструкції основи на грунтах з малою несучою здатністю.
Додаток Д (довідковий) БІБЛІОГРАФІЯ 1 Инструкция по изготовлению изделий из ячеистого бетона СН 277-80 - Стройиздат, 1981. 43 с. 2 Сборник научных трудов “Теория и практика производства и применения ячеистого бетона в строительстве” / Віпуск 1 - Днепропетровск, 2005. - 150 с. 3 Пособие по применению химических добавок при производстве сборных железобетонных конструкций и изделий (к СниП 3.09.01-85) / НИИЖБ.-М.:Стройиздат, 1989. - 39 с. 4 Руководство по применению бетонов с противоморозными добавками / НИИЖБ Госстроя СССР, - М.: Стройиздат, 1978. - 81с.
5 Производство сборных железобетонных изделий: Справочник / Г.И. Бердичевский, А.П. Васильев, Л.А. Малинина и др.; Под ред. К.В. Михайлова, К.М. Корольова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат,1989. - 449 с. 6 Пособие по проектированию защиты от корозии бетонных и железобетонных конструкций (к СниП 2.03.11-85) / НИИЖБ.-М.:Стройиздат, 1989. - 175 с. 7 ГОСТ 10180-90. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам. Введен. 01.01.1991. - 45 с. 8 ГОСТ 21520-89. Блоки ячеистых бетонов стеновые мелкие. Технические условия. Введен. 01.01.1990. - 10 с. 9 ДСТУ Б В.2.7-45-96. Бетони ніздрюваті. Технічні умови. К.: Держком містобудування України. - 1997. - 21 с. 10 Закон України “Про автомобільні дороги” №2862-IV від 8 вересня 2005 року