МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

УТВЕРЖДАЮ

Зам. директора института

Г.Я. ХАСХАЧИХ

9 апреля 1985 г.

РУКОВОДСТВО
ПО ПРИМЕНЕНИЮ НОВЫХ ВОЗДУХОВОВЛЕКАЮЩИХ ХИМИЧЕСКИХ ДОБАВОК В БЕТОНАХ ДЛЯ МОСТОВ

Одобрено Главным техническим управлением Минтрансстроя и согласовано НИИЖБ Госстроя СССР

Москва 1985

Содержание

ПРЕДИСЛОВИЕ

Главой СНиП III-43-75, а также "Изменениями и дополнениями главы СНиП III-43-75 "Мосты и трубы", утвержденными постановлением Госстроя СССР № 219 от 31.12.1980 г., предусмотрено применение в бетонах для мостов комплексных химических добавок СНВ+СДБ и ГКЖ-94+СДБ с целью повышения морозостойкости. Наибольшее распространение получила добавка СНВ+СДБ.

Ввиду недостаточного в последние годы объема выпуска промышленностью воздухововлекающей добавки СНВ и ее поставки Минтрансстрою в ЦНИИСе проводятся исследования по изысканию новых видов воздухововлекающих добавок, производство которых освоено промышленностью, для бетонов транспортных сооружений. Установлено, что в бетонах для мостов могут быть использованы добавки ПАЩ-1 и комплексные добавки на основе ПАЩ-1, СНВК, СДО, КТП и СПД. разработанные в НИИЖБе и ЦНИИСе. Применение указанных добавок при изготовлении бетонных и железобетонных конструкций мостов и труб будет предусмотрено главой СНиП III-43-75 "Мосты и трубы" при очередной ее корректировке по плану Госстроя СССР. До этого при применении их следует пользоваться настоящим Руководством.

Руководство разработали кандидаты техн. наук В.С. Гладков, Э.А. Виноградова, Е.Н. Щербаков. В составлении приложения 1 участвовал инж. Е.С. Одинцов.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящее Руководство составлено в развитие главы СНиП III-43-75 "Мосты и трубы. Правила производства и приемки работ", а также "Изменений и дополнений главы СНиП III-43-75".

1.2. Руководство предназначено для использования при возведении и изготовлении конструкций мостов и труб из тяжелого бетона и содержит рекомендации по технологии применения в этом бетоне добавок ПАЩ-1, комплексных добавок на основе ПАЩ-1, СДБ, СНВК, СДО, КТП и СПД. Указанные добавки применяются в бетоне для мостов и труб наряду и взамен предусмотренных главой СНиП III-43-75 добавок СНВ+СДБ и ГКЖ-94+СДБ.

Руководство может быть использовано при изготовлении конструкций из бетонов марок по морозостойкости Мрз100, Мрз 200 и Мрз 300. При требованиях по морозостойкости выше Мрз 300 следует руководствоваться специальными рекомендациями.

1.3. Добавка ПАЩ-1 или комплексные добавки на основе ПАЩ-1, СДБ, СНВ, СНВК, СДО, КТП и СПД вводятся в бетон для повышения его морозостойкости при экономном расходе цемента и для улучшения качества бетонной смеси (снижение водопотребности или пластификация и улучшение удобоукладываемости, повышение связности и нерасслаиваемости).

В качестве комплексных добавок рекомендуются добавки ПАЩ-1+СНВ, ПАЩ-1+СНВК, ПАЩ-1+СПД, ПАЩ-1+СДО, СНВК+СДБ, СДО+СДБ, СПД+СДБ, КТП+СДБ.

1.4. Комплексные добавки на основе ПАЩ-1 применяются в тех случаях, когда введение одной ПАЩ-1 при рекомендованных дозировках не позволяет получить необходимое по условию достижения требуемой морозостойкости воздухосодержание бетонной смеси.

1.5. Механические характеристики тяжелых бетонов с добавками ПАЩ-1 и комплексными на основе ПАЩ-1, СДБ, СНВ, СНВК, СДО, КТП, СПД аналогичны характеристикам тяжелых бетонов тех же марок без добавок, принимаемым по нормативным документам.

Нормативные значения деформаций ползучести и усадки тяжелых бетонов с воздухововлекающими добавками, необходимые для расчетов железобетонных конструкций по СН 365-67, определяют по приложению 1 с учетом влияния вовлеченного воздуха, содержащегося в уплотненной бетонной смеси.

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

2.1. Пластификатор адипиновый щелочной (ПАЩ-1) является побочным продуктом окисления циклогексана кислородом при производстве капролактама и представляет собой натриевую соль адипиновой кислоты. Это негорючая жидкость коричневого цвета со слабым эфирным запахом, обладающая щелочными свойствами.

Добавка ПАЩ-1, соответствующая ТУ-6-03-26-77 Минхимпрома, выпускается химическими комбинатами в виде 20-24 %-ного водного раствора адипата натрия. Такой раствор не замерзает при температуре выше минус 20 °С. Добавка ПАЩ-1 поставляется потребителю в цистернах или в металлических бочках. Стоимость поставляемого жидкого продукта 5 руб. за тонну.

2.2. Смола нейтрализованная воздухововлекающая (СНВ) представляет собой абиетиновую смолу, омыленную каустической содой. Выпускается в виде твердого продукта лесохимическими заводами по ТУ-81-05-7-74 Минбумпрома. СНВ поставляется в деревянных бочках. Стоимость добавки 1600 руб. за тонну.

Смола нейтрализованная воздухововлекающая кедровая (СНВК) - разновидность СНВ, получаемая на основе кедрового сырья; соответствует ТУ ОП-34-75 Минлесбумпрома. По своим свойствам, условиям поставки и стоимости она аналогична СНВ.

2.3. Смола древесная омыленная (СДО) является продуктом омыления древесной смолы, получаемой при пиролизе древесины. По своим физико-химическим свойствам СДО должна соответствовать ТУ-13-05-02-83 Минлесбумпрома.

Добавка СДО выпускается лесохимическими комбинатами и поставляется в твердом виде (в бумажных мешках или деревянных бочках) либо в виде 50 %-ного жидкого концентрата (в бочках или железнодорожных цистернах). Стоимость добавки СДО 230 руб. за тонну.

2.4. Клей таловый пековый (КТП) - продукт омылений теплового пека, содержащего не менее 16 % смоляных кислот и являющегося кубовым остатком от ректификации или дистилляции теплового масла. Физико-химические свойства КТП должны соответствовать ОСТ 81-12-77 Министерства целлюлозно-бумажной промышленности.

Добавка выпускается лесопромышленными предприятиями и отгружается в фанерных, картонных, стальных барабанах или в деревянных бочках. Стоимость добавки КТП 40 руб. за тонну.

2.5. Синтетическая поверхностно-активная добавка (СПД) представляет собой водный раствор смеси натриевых солей высших жирных и алкилнафтеновых кислот, водорастворимых кислот и неомыленных веществ с содержанием сухих веществ не менее 40 %. Выпускается нефтехимическим комбинатом по ТУ 38-101-253-77 Миннефтехимпрома и поставляется в виде раствора в железнодорожных цистернах. Такой раствор не замерзает при температуре выше минус 15 °С. Стоимость СПД 220 руб. за тонну (в пересчете на сухое вещество).

2.6. Сульфитно-дрожжевая бражка (СДБ) - отход целлюлозно-бумажного производства; поставляется в виде жидких (КБЖ), твердых (КБТ) или порошкообразных (КБП) концентратов. По своим свойствами составу эти концентраты должны соответствовать требованиям ОСТ 81-79-74.

КБЖ поставляется в железнодорожных цистернах, КБТ и КБП - в бумажных мешках. Стоимость добавки 45-65 руб. за тонну (в пересчете на сухое вещество). Взамен СДБ можно использовать ЛСТ марки В по ОСТ 13-185-83.

3. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ПОДБОРА СОСТАВА БЕТОНА С ДОБАВКАМИ

3.1. Состав бетона с добавками подбирается путем корректировки состава бетона без добавок, подобранного любым способом по показателям заданной прочности, подвижности или жесткости бетонной смеси при минимальном расходе цемента. При корректировке должны учитываться требования п.п. 4.28-4.31 главы СНиП III-43-75 и пп. 3.2-3.5 настоящего Руководства, а также действие добавок на бетонную смесь и рекомендуемые их дозировки.

3.2. Воздухосодержание уплотненной бетонной смеси с химическими добавками для бетонов марок Мрз 100 - Мрз 300 должно быть в пределах 2-6 % и соответствовать требованиям п. 4.30 главы СНиП III-43-75.

Минимальное воздухосодержание морозостойких бетонов, насыщаемых в период эксплуатации пресной водой, принимается по табл. 1 в зависимости от марки бетона по морозостойкости и водоцементного отношения.

Таблица 1

3.3. Подвижность бетонной смеси с добавками ПАЩ-1, СНВ, СНВК, СДО, СПД, КТП может быть уменьшена по сравнению с бетонами без добавок в соответствии с табл. 2 (при сохранении удобоукладываемости смеси).

3.4. Воздухововлекающие добавки СНВ, СНВК, СДО, СПД, КТП следует применять только совместно с пластифицирующей добавкой СДБ или пластифицирующей воздухововлекающей добавкой ПАЩ-1 (см. п. 1.3).

Дозировки добавок (в пересчете на сухое вещество) рекомендуется принимать в следующих пределах (% от массы цемента): СДБ - 0,07-0,25; ПАЩ-1 - 0,25-0,35; СДО - 0,01-0,05; СПД - 0,005-0,02; КТП - 0, 003-0,01; СНВК (СНВ) - 0,005-0,02.

Таблица 2

Изменением дозировки воздухововлекающих добавок регулируется воздухосодержание бетонной смеси.

3.5. Выбор конкретной дозировки воздухововлекающих компонентов комплексных добавок (СНВ, СНВК, СДО, СПД, КТП) производят в зависимости от назначенного воздухосодержания бетонной смеси при приготовлении смеси в производственном смесителе.

3.6. Расход воды и цемента в бетонах с добавками корректируют при подборе состава с учетом влияния добавок на водопотребность бетонной смеси, воздухосодержания смеси после уплотнения, марки цемента и бетона. При этом может быть использована линейная зависимость прочности бетона от соотношения количества цемента и суммы объемов воды и воздуха, установленная для конкретных материалов заранее, в том числе для бетонов с разными В/Ц, не содержащих химических добавок.

Ориентировочно расход цемента в смесях с добавками ПАЩ-1 и комплексными добавками по п. 1.3 может быть уменьшен на 3-8 % по сравнению со смесями без добавок.

Максимальный расход цемента не должен превышать значений, установленных п. 4.29 главы СНиП III-43-75 и п. 12 "Изменений и дополнений главы СНиП III-43-75".

3.7. Проверка соответствия подобранного состава бетона с химическими добавками требованиям проекта осуществляется путем испытания изготовленных образцов бетона на прочность, водонепроницаемость и морозостойкость в соответствии с действующими государственными стандартами.

4. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ

4.1. Хранить жидкие продукты добавок ПАЩ-1, СПД, СДБ, СДО рекомендуется в подземных или надземных резервуарах, оборудованных системой трубопроводов для подогрева жидких добавок паром, а также для перемешивания их сжатым воздухом.

4.2. Хранить добавки СДО, КТП, СНВК, СНВ, СДБ в виде твердых концентратов рекомендуется в проветриваемых складских помещениях или под навесом, исключающим возможность увлажнения.

Бумажные мешки, картонные барабаны с добавками следует располагать вертикально в один ряд.

4.3. Добавки вводят в бетонную смесь при ее приготовлении в виде водных растворов определенной концентрации вместе с водой затворения при подаче ее в бетоносмеситель.

При использовании комплексных добавок приготовление водных растворов компонентов комплексных добавок производят раздельно. Растворы добавок дозируют через специальные жидкостные дозаторы добавок.

4.4. Для повышения точности дозирования рекомендуется приготавливать растворы добавок следующих концентраций: ПАЩ-1 и СДБ - 5-10 %; СНВ, СНВК, СДО, КТП - 2-5 %; СПД - 3-5 %.

Добавку КТП рекомендуется приготовлять с начала в виде раствора концентрацией 7-15 %, после чего путем смешивания с пресной водой в определенном соотношении приготовлять раствор концентрацией 2-5 %. Такой путь обусловлен низкими значениями плотности раствора КТП при концентрации 5-15 % (1,001-1,008) и невозможностью контролировать плотность растворов меньшей концентрации.

4.5. Для приготовления водных растворов добавок твердые концентраты (СДБ, СНВК, СНВ, КТП, СДО) растворяют в специальной емкости с пресной водой при температуре 40 – 70 °С, перемешивая раствор механической мешалкой или сжатым воздухом. Процеженный через фильтр раствор добавки выдерживают для остывания в другой емкости, после чего лаборант проверяет его плотность. Путем подачи дополнительного количества воды раствор доводят до заданной рабочей концентрации.

Жидкие продукты добавок СДБ, ПАЩ-1, СПД, СДО доводят до рабочих концентраций (см. п. 4.4) путем перемешивания с дополнительным количеством воды в специальной емкости. При приготовлении рабочего раствора добавки из жидкого продукта необходимое количество последнего для заправки емкости определяют по формуле

                                                                                                                               (1)

где Q₁ - количество, л, исходного продукта концентрацией в₁, %, необходимое для приготовления Q, л, рабочего раствора добавки концентрацией δ %.

Необходимое количество воды Q₂, л, для разбавления исходного продукта вычисляют по формуле

Q₂ = Q - Q₁,                                                                                              (2)

4.6. Значения плотности растворов добавок ПАЩ-1, СДО, СПД, СДБ, КТП, СНВ, СНВК при температуре плюс 20 °С в зависимости от концентрации приведены в приложении 2.

4.7. Объем водного раствора добавки на замес V, л, определяют по формуле

                                                                                                (3)

где Ц - расход цемента на замес, кг;

а - дозировка добавки, % от массы цемента;

d - плотность приготовленного раствора, г/см³;

в - концентрация приготовленного раствора добавки, %.

4.8. Приготовление, транспортирование и уплотнение бетонных смесей с добавками осуществляют по обычной технологии. Рекомендуется применять смесители периодического действия.

Не допускается при уплотнении бетонной смеси с добавками производить вакуумирование.

4.9. Тепловая обработка сборных конструкций для мостов должна осуществляться по мягким режимам в соответствии с требованиями главы СНиП III-43-75, а также "Изменений и дополнений главы СНиП III-43-75".

5. КОНТРОЛЬ ПРОИЗВОДСТВА И КАЧЕСТВА БЕТОНА

5.1. Контроль, качества осуществляют в соответствии с указаниями главы СНиП III-43-75, "Изменений и дополнений главы СНиП III-43-75" и пп. 5.2-5.5 настоящего Руководства.

5.2. Воздухосодержание уплотненной бетонной смеси с добавками проверяют у места ее укладки не реже двух раз в смену по ГОСТ 10181.3-81.

5.3. В процессе приготовления бетонной смеси следует систематически проверять правильность дозирования водных растворов добавок.

5.4. Контроль качества водных растворов добавок заключается в проверке их плотности ареометром не реже 1 раза в сутки, и после приготовления каждой новой партии водного раствора добавки.

5.5. Новые поступающие партии добавок подлежат проверке в лабораторных условиях путем пробных замесов бетона с контролем, подвижности и воздухосодержания смеси, а также прочности бетона. В случае необходимости корректируются дозировка добавок и состав бетона.

6. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНА ТРУДА

6.1. При работе с добавками ПАЩ-1, СДО, КТП, СПД, СНВ, СНВК, СДБ и комплексными добавками на их основе необходимо строго соблюдать правила техники безопасности согласно требованиям главы СНиП III-4-80 "Техника безопасности в строительстве", "Руководства по применению химических добавок в бетоне" (М., Стройиздат, 1981) и пп. 6.2 - 6.7 настоящего Руководства.

6.2. Концентрированные растворы добавок ПАЩ-1 и СПД являются слабогорючими продуктами, поэтому в местах работы и хранения их запрещается курить и применять открытый огонь. Добавки СДО, КТП, СНВ, СНВК и СДБ неопасны в пожарном отношении.

6.3. Добавки СДО, КТП, СНВ, СНВК и СДБ нетоксичны. Добавка ПАЩ-1 относится к умереннотоксичным веществам. При попадании добавки на кожу необходимо смыть ее теплой водой, а при попадании в глаза - промыть слабым раствором борной кислоты.

В производственных помещениях, где работают с добавкой ПАЩ-1, предельно допустимая концентрация веществ в воздухе не должна превышать: циклогексана - 80, циклогексанона - 10 и циклогексанола - 10 мг/м³.

Добавка СПД по степени воздействия на организм человека относится к 3-му классу умеренно опасных веществ. Предельно допустимая концентрация паров в воздухе рабочей зоны составляет 10 мг/м³ (по высшим жирным кислотам C₆ - C₁₀). При проливании СПД ее следует засыпать песком и вынести из помещения в специально отведенное место.

Работающие с добавкой СПД должны пользоваться фильтрующим противогазом марки А.

6.4. Вентиляция помещений, в которых производятся работы с добавками, должна соответствовать требованиям главы СНиП II-33-75 "Орошение, вентиляция и кондиционирование воздуха" и СН 245-71 "Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий".

6.5. Перед допуском к работе с добавками рабочие должны пройти инструктаж по технике безопасности.

К работе с добавками могут допускаться рабочие, прошедшие медицинское освидетельствование и обученные безопасным методам работы с химикатами. К работе с добавками ПАЩ-1 и СПД не следует допускать лиц моложе 18 лет и лиц с поврежденным кожным покровом (ссадинами, ожогами, царапинами, раздражением кожи), с поражением глаз и век.

6.6. Рабочие, занятые приготовлением растворов добавок, должны работать в спецодежде из водоотталкивающей ткани, защитных очках, резиновых сапогах и перчатках.

6.7. В помещениях, где хранятся добавки или приготавливаются их водные растворы, запрещается принимать пищу.

Приложение 1

РАСЧЕТНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕФОРМАЦИЙ ПОЛЗУЧЕСТИ И УСАДКИ БЕТОНА С ВОЗДУХОВОВЛЕКАЮЩИМИ ДОБАВКАМИ

1. Деформации ползучести и усадки бетона с воздухововлекающими добавками определяют по методике, аналогичной методике приложения 3 "Указаний по проектированию железнодорожных, автодорожных и городских мостов и труб" (СН 365-67), с учетом влияния воздухововлечения в бетонной смеси.

Нормативные значения деформаций ползучести С_н и усадки ε_ун вычисляют по формулам:

                                                                                                            (1)

ε_ун = К_у(В + α_уV)^3/2,                                                                                   (2)

где К_н = 16·10^-7; α_н = 0,3;

К_у = 0,14·10^-6; α_у = 0,7;

R - кубиковая прочность бетона в возрасте 28 суток, МПа;

В - количество воды затворения, литры на 1000 л уплотненной бетонной смеси;

V - объем вовлеченного воздуха, литры на 1000 л уплотненной бетонной смеси. Для бетонов, подвергнутых тепловлажностной обработке, значения С_н и ε_ун, вычисленные по формулам (1) и (2), снижают на 10 %.

2. Расчетные предельные значения удельных деформаций ползучести С_τ и деформаций усадки ε_у, отвечающие фактическим условиям эксплуатации конструкции вычисляют в полном соответствии с СН 365-67, исходя из нормативных величин, найденных по формулам (1) и (2).

Приложение 2

КОНЦЕНТРАЦИИ И ПЛОТНОСТЬ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ХИМИЧЕСКИХ ДОБАВОК