Экономия цемента за счет совершенствования испытания бетона
Проверка и конструкциях соответствия прочности тяжелого требованиям проекта выполнятся испытанием контрольных образцов па сжатие при если требуется, на изгиб по ГОСТ 101 SO—67 «Бетон тяжелый. Методы определения прочности».
Соответствие прочности бетона проектной марке на сжатие устанавливается по результатам испытания с ребром при этом ГОСТом принимается, что эталоном является прочность кубика с ребром 20 при других допускаемых ГОСТом размерах ребра «а» прочность кубиков R и должна помножаться па переводной коэффициент с, являющийся Функцией прочности бетона.
Переводные коэффициенты от прочности образцов-кубов разных размеров к кубиковой прочности бетона, определенной на образцах размером 20X20X20 см
В ГОСТе указано, что величина переводного коэффициента устанавливается опытным путем или принимается по таблице.
Ввиду удобства пользования кубиками с ребром 10 см на заводах ЖБИ и строительных площадках прочность бетона контролируется именно такими кубиками, и лишь когда крупность заполнителя превышает 25 мм, применяют кубики с ребром более 10 см. Полученную прочность помножают на коэффициент о., который меньше единицы, если а<20 см (см. табл.).
Всякое значение а, установленное опытным путем, и оказавшееся больше, чем указано в табл. 1 для образцов с ребром п<20 см. позволит повысить водоцементное отношение в бетоне заданной марки и соответственно уменьшить расход цемента бетона.
Например, если о. для образцов с ребром JO см окажется равным 1 вместо 0,87 для бетона прочностью 140 кг с./см2 и вместо 0,81 для бетона прочностью 400 кгс/см2, то наибольшая экономия цемента достигает соответственно 9 и 16%. При испытании па сжатие, которое проиодится мо ГОСТ IО ISO—67, а прессовое оборудование полностью удовлетворяет ГОСТ 8005—67, между верхнем и гранями испытываемого кубика и опорными плоскостями подушек пресса позвякают напряжения трения, обусловленные стеснением подушками пресса поперечных деформаций испытываемого образца. Этот получивший название «эффекта обоймы», упрочняет испытываемый образец. Очевидно с увеличением «о» влияние трения падает, так как увеличивается расстояние между «обоймами».
Упрочняющая роль трепня зависит от величины напряжения сжатия. При одном п том же напряжении трепне различно для бетонов с разным содержанием цемента при одних и тех же заполнителях, и может изменяться от вида и количества заполнителей.
Кроме описанных выше причин, на прочность бетона в образце оказывают влияние дефекты структуры. Легко но пять, что с увеличением объема образца возрастает и вероятность того, что число дефектов структуры в образце увеличивается.
Как роль трепня, так и дефекты структуры заранее оценить невозможно, п учет этих двух факторов произведен статистическим путем. Результат статистической обработки, выполненной комиссией СЭВ, и дается в таблице.
Величины а в таблице предусматривают достаточную надежность результатов. получаемых с ее применением п предполагают, что заложенные в расчет конструкции запасы прочности операциями перерасчета прочности кубика с ребром «о» к прочности кубика с ребром 20 см не снижаются.
Однако в отдельных случаях при массовых испытаниях кубиков с разными но размеру ребрами может оказаться, что
ГОСТ 10180—67 предусматривает такую возможность, и пунктом 2.4 разрешает пользоваться другими значениями а при испытаниях на прессе, на котором эти другие значения а были получены. Но только в соответствии с пунктом 1.4.1 при испытании именно на этом прессе.
Во всех случаях, когда обнаружится значение а больше предусмотренного ГОСТом, можно и должно экономить цемент за счет устранения излишних запасов прочности.
Строители обращались в Госстрой СССР с предложением экономить цемент за счет обнаруженных при испытаниях значений а, превышающих указанные в табл. С подобным предложением ВЫСТУПИЛ зам. главного инженера Братск-ГЭСстроя А. В. Алексеев . По его данным, величины переводных коэффициентов для кубиков 10х10х10 см колеблются пт 1,0 (бетоны прочностью 100 кгс/см2 и менее) до 0,91 (бетоны прочностью 300—500 кгс/см2). Канд. техн. наук В. 11. Сизин также считает, что величины коэффициента указанные и ГОСТ, должны быть пересмотрены и приняты близкими к единице. Оба предлагают распространить полученные ими значения « па всю страну или на некоторые.
Можно возразить обоим авторам, что пока недопустимо обобщать результаты отдельных исследований на нею практику контроля прочности бетона, по, бесспорно, правильно применение больших коэффициентом а при испытаниях бетонов и тех местах, где эти большие значения п были получены для бетона, приготовленного на одних и тех же материалах.
Поскольку с увеличением коэффициентов « может быть получена реальная экономия цемента, целесообразно установить величину п для каждого испытательного пресса п каждой группы материалов для бетона, но для этого необходимо уточнить регламентированный ГОСТом порядок проведения опытных работ по установлению этого коэффициента.
Авторы в настоящей статьи предлагают следующий порядок проведения таких работ (с учетом указаний пп. 1.4.1 — 1.4.3 ГОСТ 10180—67):
1. Для проведения опытов заготавливают цемент и заполнители в количествах, определяемых расчетом.
2. Намечают составы смесей, из которых к нужному сроку при заданном режиме будут получены прочности 70, 100, 140, 200, 300, 400 п 500 кгс/см2.
3. Единым замесом в смесителе требуемого объема приготовляют бетонную смесь, из которой для получения каждой из намеченных прочностей заготовляют не менее чем по 12 шт. кубиков с ребром 10 и 20 см. Смесь уплотняют принятым на строительстве или на заводе ЖБИ способом.
4. В случае, когда изделия и конструкции подвергают тепловой обработке, изготовленные образцы также подвергают тепловой обработке в формах по принятому режиму. После тепловой обработки образцы распалубливают, дают им остыть в течение суток, после чего испытывают на сжатие.
5. Если изделия и конструкции твердеют в естественных условиях, изготовленные образцы после суточного хранения освобождают из форм и помещают па 27 сут. хранения о стандартных условиях. Эти образцы испытывают через 28 дней с момента изготовления.
6. Испытания проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 10180—67.
7. По результатам испытания для образцов каждого размера подсчитывают:
Если С7, более 5%, опыт повторяют с удвоенным количеством образцов.
В случае, если в повторном опыте показатель изменчивости превысит 5%, ’Придется пользоваться переводными коэффициентами но табл. 1 ГОСТ 10180— 67.
Такие опиты по определению величины переводных коэффициентов а должны повторяться ежегодно.
О проведении работы составляют акт, по утверждении которого в порядке, предусмотренном ГОСТ 10180—67, установленные коэффициенты узакониваются для применения па данном прессе при материалах, использованных для опыта.
Подобные работы проведены некоторыми организациями. Так, Энсрготехпром (Москва) получил следующие величины о — для бетона прочностью 200 кгс/см2 — 0,96; для бетона прочностью 300 кгс/см2 — 0,9-1; для бетона прочностью 400 кг/см2 — 0,92. В ЦЛСМ треста Тагплстрой получены экспериментальным путем переводные коэффициенты для бетона с прочностью 100— 400 кгс/см2 для кубов 10X10x10 см и 15X15X15 см, близкие к единице.
Также должны уточняться переводные коэффициенты при испытании об- разцов-балочек для определения прочности на растяжение при изгибе и осевое растяжение. В этом случае, согласно ГОСТ 10180—67, эталоном является балочка размером 15X15X60 т.н. Допускается применение балочек размером 20Х Х20Х80 и 10X10X40 см.
При испытании па сжатие легких бетонов на пористых заполнителях переводные коэффициенты для приведения результатов испытания к прочности образна эталонного размера не применяются. Согласно ГОСТ 11050—64 в этом случае допускается применение только образцов размером 15x15X15 см, прочность которых считается равной прочности эталонного образна размером 20Х Х20Х20 см.
Для обобщения опыта определения переводных коэффициентов по предлагаемой методике полученные данные необходимо направлять в НИИЖБ (Москва, Ж-389, 2-я Институтская, 6).
При проведении экспериментальных работ по исследованию бетонных и железобетонных конструкций в тех случаях, когда применение переводных коэффициентов может оказать влияние на точность результатом опыта, целесообразно применять образцы-кубики нормального размера 20X20X20 с.и.