Справочное пособие
к СНиП

     
Производство сборных самонапряженных железобетонных конструкций и изделий

РЕКОМЕНДОВАНО к изданию секцией заводской технологии Научно-исследовательского совета НИИЖБ Госстроя СССР.

РАЗРАБОТАНО к СНиП 3.09.01-85 "Производство сборных железобетонных конструкций и изделий". Содержит рекомендации, отражающие особенности производства железобетонных конструкций и изделий из тяжелого, мелкозернистого и легкого бетонов на напрягающем цементе (НЦ).

Для инженерно-технических работников предприятий сборного  железобетона.

 ПРЕДИСЛОВИЕ

Пособие содержит рекомендации по производству сборных железобетонных конструкций и изделий, изготавливаемых из бетона на напрягающем цементе (НЦ), именуемых самонапряженными. Разработано к СНиП 3.09.01-85 с целью конкретизации требований по заводскому производству сборных самонапряженных конструкций и изделий. В Пособии отражены особенности приготовления бетонных смесей, формования, тепловлажностной обработки, хранения и контроля качества изделий, выполняемых из напрягающего бетона.

Разработано НИИЖБ Госстроя СССР (кандидаты техн. наук Г.М.Мартиросов, С.Л. Литвер - руководители темы, д-р техн. наук В.В.Михайлов, кандидаты техн. наук Л.И.Будагянц, А.И.Звездов, А.С.Зурабян, В.А.Мкртумян, С.А.Селиванова, И.М.Дробященко, инженеры М.И.Бейлина, А.П.Чушкин, В.И.Ницун) с использованием результатов работ инж. А.Г.Ариджаняна (Ереванский ЗКПД ДСК-1), канд. техн. наук В.И.Грозава (МГМИ им. акад. Прянишникова), инж. К.А.Галикян, канд. техн. наук В.А.Загурского (НИИЖБ), канд. техн. наук Д.Ш.Исламова (Ташгипрогор), канд. техн. наук Т.М.Мамедова (АзИСИ), докт. техн. наук Г.А.Айрапетова, кандидатов техн. наук А.И.Панченко, И.Я.Харченко, инж. Г.В.Несветаева (ГНИ им. акад. Миллионщикова), кандидатов техн. наук С.А.Ходжаева, P.P.Юсупова, инж. А.И.Мусурманкулова (ТашЗНИИЭП).

При пользовании Пособием необходимо учитывать утвержденные изменения строительных норм и правил и государственных стандартов, публикуемые в журнале "Бюллетень строительной техники", "Сборнике изменений к строительным нормам и правилам" Госстроя СССР и информационном указателе "Государственные стандарты СССР" Госстандарта.

 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящее Пособие распространяется на производство сборных железобетонных конструкций и изделий из бетона на НЦ, в том числе предварительно напряженных, в условиях производства на полигонах и заводах ЖБИ. Указанные изделия выполняются из бетонов тяжелого, - в том числе мелкозернистого, легкого  марки по плотности не ниже 1400, подвергнутых тепловой обработке при атмосферном давлении и предназначенных для работы при систематическом воздействии температур не выше 50 и не ниже минус 70 °С.

Рекомендуемая номенклатура сборных конструкций и изделий с использованием НЦ приведена в прил.1.

Изготовление самонапряженных железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, мостов, транспортных тоннелей, труб под насыпями, покрытий автомобильных дорог и аэродромов, а также конструкций, выполняемых из особо тяжелого бетона и из бетона на специальных заполнителях, следует производить согласно требованиям соответствующих нормативных документов с учетом настоящего Пособия.

1.2. Применение НЦ для изготовления железобетонных изделий имеет целью обеспечить их водонепроницаемость за счет особо плотной структуры затвердевшего НЦ и бетона на его основе и трещиностойкость за счет создания в конструкции предварительного напряжения (самонапряжения) - растяжения в арматуре и обжатия в бетоне благодаря его расширению в процессе твердения.

1.3. Различают три случая применения НЦ в железобетонных изделиях:

использование НЦ только для придания изделию свойства водонепроницаемости, когда его трещиностойкость обеспечена другими мероприятиями, в том числе предварительным напряжением арматуры механическим или иным способом;

использование НЦ с целью придания изделию свойства водонепроницаемости и для обеспечения трещиностойкости конструкции при проявлении усадки бетона, т.е. для компенсации усадочных деформаций и напряжений в бетоне, когда самонапряжение не учитывается в расчете конструкции и не указано в проекте;

использование НЦ для обеспечения водонепроницаемости, а также трещиностойкости конструкций под действием внешней нагрузки. В этом случае величина самонапряжения вводится в расчет трещиностойкости конструкции и указывается в проекте.

1.4. В среде бетона на НЦ арматура не корродирует.

1.5. Конструкции из бетона на НЦ следует проектировать в соответствии со СНиП 2.03.01-84 и Пособием по проектированию самонапряженных железобетонных конструкций (к СНиП 2.03.01-84), М., 1986.

Для бетона на НЦ самонапряженных железобетонных конструкций предусмотрены классы по прочности на сжатие 20-70, классы по прочности на осевое растяжение 1,6-4,8, марки по морозостойкости 100-500, марки по самонапряжению - 0,6 -4, марка по водонепроницаемости обеспечивает не ниже 12.

1.6. Самонапряженные железобетонные конструкции и изделия, указанные в п.1.1., следует изготовлять в соответствии со СНиП 3.09.01-85 с учетом рекомендаций настоящего Пособия.

1.7. Для конструкций, к которым предъявляются требования по самонапряжению, рекомендуется применять напрягающие цементы НЦ-20 и НЦ-40. В остальных случаях экономически целесообразно применять напрягающий цемент НЦ-10.

1.8. Напрягающий цемент НЦ-10 может использоваться для производств сборных железобетонных конструкций наряду или взамен цементов общестроительного назначения (портландцемента, шлакопортландцемента и др.) и специальных цементов (расширяющихся и т.п.) с учетом рекомендаций настоящего Пособия. Как правило, такая замена позволяет экономить металл, цемент, обеспечивая при этом проектные марки по прочности, водонепроницаемости и морозостойкости.

2. МАТЕРИАЛЫ, ИХ СКЛАДИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ

2.1. В качестве вяжущих для производства самонапряженных конструкций и изделий следует применять напрягающие цементы НЦ-10, удовлетворяющие требованиям ТУ 21-20-48-82 или НЦ-20, НЦ-40, удовлетворяющие требованиям ТУ 21-20-18-80.

2.2. В качестве мелких и крупных заполнителей для тяжелого и мелкозернистого бетонов на НЦ следует применять:

щебень, гравий, щебень из гравия и песок по ГОСТ 10268-80;

гранулированный доменный шлак полусухой или мокрой грануляции по ГОСТ 3476-74;

дробленый отвальный или специально отлитый доменный шлак по ГОСТ 5578-76.

В качестве крупных и мелких заполнителей для легких бетонов на НЦ следует применять заполнители по ГОСТ 9757-83, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 25820-83.

После соответствующих испытаний в бетоне и при технико-экономическом обосновании допускается применение мелких песков, искусственных и природных каменных материалов, топливных шлаков, аглопорита и т.п.

2.3. В бетонах на НЦ могут применяться химические добавки (пластификаторы, ускорители твердения, замедлители схватывания в комплексе и в отдельности), улучшающие свойства бетонной смеси и бетона и соответствующие требованиям ГОСТ 24211-80*, стандартам и техническим условиям на конкретные добавки. Выбор добавок следует производить в соответствии с прил.2.

2.4. Складирование, хранение и транспортирование НЦ должно исключать смешивание его с другими видами цементов; в противном случае он теряет свои специфические свойства.

2.5. При приемке НЦ из транспортного средства должна быть в установленном порядке отобрана средняя проба для проведения контрольных и возможных арбитражных испытаний.

2.6. Арматурную сталь и арматурные изделия, крупный и мелкий заполнитель, химические добавки к бетону и другие материалы складировать и хранить согласно указаниям СНиП 3.09.01-85 (п.п.2.6-2.12).

 3. ПРИГОТОВЛЕНИЕ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ

3.1. Бетонные смеси, используемые при производстве самонапряженных конструкций и изделий, должны соответствовать ГОСТ 7473-85, ТУ 67-938-87, а также стандартам предприятия или технологическим картам, разработанным с учетом эксплуатируемого на заводе технологического оборудования и конкретных условий производства, утвержденным в установленном порядке.

3.2. Расчет и подбор состава тяжелого бетона на НЦ следует производить в соответствии с ГОСТ 27006-86, требованиями СНиП 3.09.01-85 (п.п.4.1-4.3) и "Руководства по подбору составов тяжелых бетонов" (М., Стройиздат, 1979).

Подбор и назначение состава легкого бетона на НЦ следует производить в соответствии с "Руководством по подбору составов конструктивных легких бетонов на пористых заполнителях" (М., Стройиздат, 1975).

3.3. Подбор состава бетона на НЦ по прочности производится аналогично бетонам на портландцементе с учетом несколько повышенной водопотребности НЦ.

3.4. Особенности расчета состава бетона с нормируемой величиной самонапряжения на НЦ-20 и НЦ-40 приведены в прил.3.

3.5. Приготовление бетонной смеси на НЦ как правило производится на бетоносмесительных установках гравитационного или принудительного действия. Использование бетоносмесительных установок непрерывного действия (шнековых) с продолжительностью перемешивания 0,5 мин и менее допускается только после проверки однородности получаемой смеси.

3.6. В случае необходимости увеличения сроков схватывания бетонной смеси можно производить замедление схватывания с помощью пластифицирующих добавок (одной из наиболее эффективных является декстрин, см. прил.2), а также методами предварительной частичной гидратации или двухстадийного перемешивания, приведенными в прил.5.

3.7. Способы подачи, дозирования материалов, порядок их загрузки в бетоносмесительные установки, продолжительность перемешивания бетонной смеси и способы ее транспортирования к месту укладки, а также время от выгрузки бетонной смеси из смесителя до формования изделий должны соответствовать указаниям СНиП 3.09.01-85 (п.п.4.8-4.15).

4. ФОРМОВАНИЕ ИЗДЕЛИЙ И КОНСТРУКЦИЙ

4.1. Формование изделий из бетонов на НЦ производится по тем же технологическим переделам, что и изготовление железобетонных изделий из обычных бетонов: чистка и смазка форм, установка и фиксация арматурных элементов, закладных деталей, вкладышей, натяжение арматуры предварительно напряженных конструкций, укладка и уплотнение бетонной смеси, отделка в процессе формования, распалубка изделия (при необходимости) до тепловой обработки.

4.2. Формование изделий из бетонных смесей на НЦ в зависимости от принятой технологии осуществляется вибрационным способом, центрифугированием, радиальным прессованием или другими известными методами.

4.3. Для формования самонапряженных железобетонных конструкций и изделий преимущественно применяют стальную формооснастку.

При изготовлении малосерийных изделий допускается применение неметаллических форм

4.4. Формы, матрицы и стенды должны соответствовать ГОСТ 25781-83 и стандартам на конкретные формы и обеспечивать получение изделий с размерами в пределах допускаемых отклонений.

4.5. Эксплуатацию форм следует производить в соответствии с действующей нормативно-технической документацией. Чистка, смазка и сборка форм производятся как при изготовлении обычных железобетонных конструкций с применением таких же смазочных материалов, кроме специально оговариваемых случаев.

4.6. Установку арматурных каркасов, сеток, закладных деталей, вкладышей и натяжение арматуры преднапряженных конструкций следует производить в соответствии с требованиями стандартов и проектной документации на изделия и в последовательности, указанной в технологических картах.

4.7. Не следует производить укладку бетонной смеси в условиях открытых полигонов без специальных мер, предохраняющих бетонную смесь и свежеотформованные изделия от вредного влияния атмосферных воздействий.

4.8. Формовочные свойства бетонных смесей на НЦ должны строго соответствовать технологическим параметрам оборудования. Не допускается повышение подвижности или уменьшение жесткости смесей для облегчения обслуживания формовочного оборудования добавлением воды.

 5. ТЕПЛОВАЯ ОБРАБОТКА ИЗДЕЛИЙ

5.1. Тепловую обработку самонапряженных конструкций и изделий можно производить любым известным способом с применением режимов, обеспечивающих минимальный расход топливно-энергетических ресурсов и достижение бетоном на НЦ заданных распалубочной, передаточной и отпускной прочности, получение проектных марок по самонапряжению при минимальных расходах НЦ, а также сокращение общего цикла оборота форм и другого оборудования.

5.2. При производстве сборных самонапряженных железобетонных конструкций и изделий следует учитывать, что напрягающий цемент относится к цементам I и II групп по эффективности при пропаривании (по ГОСТ 22236-86).

5.3. Режимы тепловой обработки бетонов на НЦ следует назначать, руководствуясь прил.6 настоящего Пособия. Основными критериями выбора режима тепловой обработки служат требуемая прочность, величина самонапряжения (если таковая нормируется проектом), предельная продолжительность цикла изготовления изделия (от формования до распалубки) и возможность обеспечения температуры в тепловом агрегате.

5.4. Оптимальной температурой для развития процессов самонапряжения является 50-60 °С при относительной влажности более 90%. По мере увеличения температуры прогрева сверх оптимальной (до 100 °С) скорость развития самонапряжения (его возрастание в единицу времени) увеличивается, но затухает оно в более короткие сроки, достигнув меньших значений.

5.5. Относительную влажность среды в период изотермического прогрева изделий необходимо поддерживать на уровне 90-100%.

5.6. Не рекомендуется изотермический прогрев тяжелого бетона на НЦ свыше 5-6 ч при относительной влажности среды менее 90% и температуре 80-85 °С, а также свыше 4-5 ч при температуре 85-100 °С, так как это приводит к снижению прочности и самонапряжения бетона после тепловой обработки.