ОДМ 218.2.035-2013

     
ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

Рекомендации по применению золы-уноса в бетоне оснований автомобильных дорог

ОКС 91.100.30

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН обществом с ограниченной ответственностью "БИОТЕХ"

2 ВНЕСЕН Управлением научно-технических исследований и информационного обеспечения и Управлением проектирования и строительства автомобильных дорог Федерального дорожного агентства

3 ИЗДАН на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 22.07.2013 г. N 1046-р

4 ВВЕДЁН ВПЕРВЫЕ

5 ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР

1 Общие положения

1.1 Настоящий отраслевой дорожный методический документ (далее - ОДМ) распространяется на тяжёлые бетоны, получаемые из жёстких бетонных смесей методом укатки, содержащие в своем составе золу-уноса (далее - золу) тепловых электростанций.

1.2 Положения настоящего ОДМ рекомендуется использовать при строительстве цементобетонных оснований автомобильных дорог (далее - оснований), а также аэродромов или аналогичных конструкций (дорог промышленных предприятий, контейнерных терминалов и др.)

1.3 Настоящий ОДМ разработан в соответствии с положениями [1], [2] и имеет рекомендательный характер.

1.4 ОДМ следует применять совместно с действующими нормативными документами. Перечень основных действующих нормативно-технических документов, регламентирующих использование тяжелых бетонов в дорожном строительстве, приведен в приложении А.

1.5 Рекомендации настоящего ОДМ направлены на повышение технико-экономической эффективности и долговечности бетона оснований автомобильных дорог за счёт использования побочных продуктов деятельности тепловых электростанций и, соответственно, на защиту окружающей среды.

2 Нормативные ссылки

В настоящем методическом документе использованы ссылки на следующие документы:

ГОСТ 7473-2010 Смеси бетонные. Технические условия

ГОСТ 10178-85 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия

ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

ГОСТ 10181-2000 Смеси бетонные. Методы испытаний.

ГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности

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

ГОСТ 25818-91 Золы-уноса тепловых электростанций для бетонов. Технические условия

ГОСТ 26633-91 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия

ГОСТ 27006-86 Бетоны. Правила подбора состава

ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций

ГОСТ 30515-97 Цементы. Общие технические условия

ГОСТ 31108-2003 Цементы общестроительные. Технические условия

3 Рекомендуемые требования к бетону оснований

3.1 Для устройства цементобетонных оснований методом укатки рекомендуется использовать жёсткие бетонные смеси марки по жесткости Ж4 по ГОСТ 7473 (на месте укладки бетона).

3.2 Бетоны из жёстких бетонных смесей для устройства оснований должны иметь заданные проектом показатели прочности на растяжение при изгибе и на сжатие.

Подбор состава бетона должен обеспечить достижение бетоном обеих прочностных характеристик.

Обычно в основании применяют бетон классов по прочности на растяжение при изгибе от 1,2 до 2,4 и на сжатие от B7,5 до В15.

3.3 Марку по морозостойкости бетона оснований назначают не ниже приведенной в таблице 3.1 [3].

Таблица 3.1 - Минимальные проектные марки бетона оснований по морозостойкости

4 Рекомендации по выбору материалов для бетона оснований

4.1 Для приготовления жёстких бетонных смесей рекомендуется использовать цемент, соответствующий требованиям [4], ГОСТ 10178, ГОСТ 30515 и ГОСТ 31108.

Начало схватывания цемента не должно наступать ранее 2 часов.

Для приготовления жёсткой бетонной смеси для бетона оснований не допускается использовать цемент, обладающий признаками ложного схватывания или горячий (с температурой выше плюс 40 °С).

4.2 При выборе цементов для приготовления жёсткой бетонной смеси для бетона оснований предпочтение следует отдавать цементам классов - ЦЕМ I/II22,5, ЦЕМ I/II 32,5 по прочности.

Эта рекомендация обусловлена соответствующим увеличением расхода цемента в бетоне и сопутствующим повышением однородности и удобообрабатываемости жёсткой бетонной смеси.

Под термином удобообрабатываемость бетонной смеси для бетона покрытий и оснований автомобильных дорог понимается её способность создавать поверхность свежеуложенного бетона требуемой сплошности и ровности, без технологических трещин.

4.3 Для изготовления жёстких бетонных смесей следует использовать заполнители, химические добавки и воду, соответствующие требованиям ГОСТ 26633, а также стандартам и техническим условиям на материалы конкретных видов.

4.4 Рекомендуется, при соответствующем технико-экономическом обосновании, использовать химические добавки по ГОСТ 24211.

Выбор пластифицирующей добавки зависит от конкретных условий строительства и определяется на стадии подбора состава бетона и пробного бетонирования.

При выборе пластифицирующей добавки необходимо учитывать возможное её влияние на сохраняемость удобоукладываемости и удобообрабатываемости жёсткой бетонной смеси во время транспортирования и технологических перерывов и кинетику твердения бетона.

4.5 Для жёстких бетонных смесей рекомендуется использовать золы IV вида по ГОСТ 25818.

При соответствующем технико-экономическом обосновании возможности получения смесей и бетонов требуемого качества, допускается использование других видов зол.

При проведении таких обосновывающих исследований возможности использования других видов и типов зол в бетоне оснований рекомендуется, помимо обеспечения проектных требований к бетонной смеси и бетону, проведение сравнительных испытаний, в том числе, на морозостойкость при доведении сравниваемых бетонов до разрушения по критериям ГОСТ 10060.0 (по п.5.5 настоящего ОДМ).

Помимо проведения сравнительных испытаний бетона на морозостойкость, обосновывающие исследования должны включать в себя также анализ эффективности конструкций оснований из бетона с золой и всей дорожной одежды с таким основанием.

В приложении Б приведены характеристики физико-химических свойств зол, получаемых при сжигании углей различных видов и месторождений [5].

5 Рекомендации по подбору состава бетона оснований

5.1 Состав бетона рекомендуется подбирать из условия обеспечения требуемых значений прочности на растяжение при изгибе и на сжатие, обеспечивающих достижение соответствующих классов бетона при среднем коэффициенте вариации 13% (со значением коэффициента требуемой прочности 1,28 по ГОСТ 18105).

Корректировку рабочих составов производят по ГОСТ 27006.

5.2 Рекомендуемое количество вводимой в бетонную смесь золы составляет от 50 до 100 кг/мбетона.

При таком количестве введённой в бетон основания золы, увеличение прочности бетона на сжатие при неизменном расходе цемента может достигать, ориентировочно, от 40% до 50%, а на растяжение при изгибе - от 20% до 30%, а снижение количества цемента в равнопрочном и равноморозостойком бетоне оснований - от 5% до 20%.

Окончательно возможность снижения расхода цемента в равнопрочном бетоне c золой и без золы или повышения прочности бетона при неизменном расходе цемента при использовании в бетоне золы определяют сравнением между собой зависимостей прочности бетона от цементно-водного отношения (далее - ).

5.3 Расход цемента в бетоне оснований из жёстких бетонных смесей не должен быть менее 150 кг/м (ГОСТ 26633), а водоцементное отношение (далее ) не должно быть более 0,90.

5.4 Ограничения в составе бетона с золой вызваны необходимостью обеспечить не только равную прочность бетона (с золой и без золы) на сжатие, но также - равные величины прочности бетона на растяжение при изгибе и морозостойкость сравниваемых бетонов.

5.5 Применение золы в бетоне оснований оказывает отрицательное влияние на его морозостойкость, что вызвано особенностями гранулометрического, химико-минералогического, вещественного состава и пуццолановым действием золы.

Здесь под морозостойкостью бетона имеется в виду не только его марка по морозостойкости ( - минимальный проверочный, выбраковочный критерий), но также её оценка как свойства бетона (оценка максимального числа циклов замораживания и оттаивания, при котором физико-механические характеристики бетона и масса образцов остаются в нормированных пределах, а также отсутствуют другие признаки морозного разрушения бетона).

При этом, испытания бетона на морозостойкость (по ГОСТ 10060.0-10060.2) продолжают до появления критического снижения прочности и/или массы образцов, а также трещин, шелушения или отколов.

Такие испытания бетона на морозостойкость проводят при подборе состава бетона и при проведении обосновывающих исследований.

5.6 Для компенсации отрицательного влияния золы на морозостойкость бетона оснований, рекомендуется снижать , применять воздухововлекающие или газообразующие добавки.

При этом необходимое снижение , как правило,составляет от 0,05 до 0,15.

При использовании воздухововлекающих добавок в бетоне оснований рекомендуется добиваться получения от 3,5% до 5% вовлечённого воздуха в бетонной смеси (как для бетона нижнего слоя покрытия автомобильных дорог).

При недостаточной эффективности воздухововлекающих добавок в жёстких бетонных смесях, уплотняемых укаткой, рекомендуется применять газообразующие добавки (типа КЭ 30-04) в количестве от 0,1% до 0,2% массы цемента (в расчёте на товарный продукт - эмульсию 50% концентрации).

5.7 Подобранный состав бетона с золой должен характеризоваться не меньшей морозостойкостью (с учётом п.5.5), чем соответствующий проекту бетон основания из жёсткой бетонной смеси без золы (на этих же материалах для бетона).

5.8 При подборе состава бетона с золой следует учитывать её некоторый пластифицирующий эффект: снижение расхода воды в равножёсткой бетонной смеси с золой может составить от 10 до 20 кг/м.

5.9 Подбор состава бетона оснований рекомендуется осуществлять по ГОСТ 27006 методом абсолютных объёмов.

При подборе состава бетона оснований следует определить экспериментально для конкретных используемых материалов зависимость прочности бетона на сжатие и на растяжение при изгибе от для разного количества золы.

При этом рекомендуется выбирать три значения : 0,90, 0,75 и 0,60.

Для дальнейшего использования в составе бетона оснований выбирают экспериментальное значение , обеспечивающее достижение прочности и на сжатие, и на растяжение при изгибе.