ГОСТ 26633-2012 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия

какие это, марки и применение

Особо тяжелыми называют бетоны, плотность которых превышает 2500 кг/м³. Их разновидность, для которой характерно высокое содержание химически связанной воды, называется «гидратной». Эти материалы, не применяемые в рядовом гражданском и промышленном строительстве, предназначены для строительства объектов, работа которых сопровождается радиационной опасностью.

Тяжелые гидратные бетоны обладают способностью задерживать рентгеновское излучение, а также другие виды излучения, сопровождающие радиоактивный распад. Это свойство обусловлено значительной плотностью и содержанием химически связанной воды, хорошо задерживающей ионизирующее излучение. Другие характеристики этих строительных материалов: прочность, стойкость в высоким температурам и внешним механическим воздействиям, небольшая усадка, низкое количество макропор.

Состав особо тяжелых бетонов

При производстве этих материалов используют заполнители, отличающиеся от заполнителей традиционного бетона высокой плотностью. Если обычные заполнители имеют плотность примерно 2500 кг/м³, то компоненты, применяемые в особо тяжелых бетонных смесях, имеют плотность 4500-6500 кг/м³. Они подвергаются многоступенчатому контролю на качество, поскольку от них во многом зависят защитные свойства конечного продукта.

Вяжущие в таких смесях – портландцемент, пуццолановый цемент, шлакопортландцемент, цемент глиноземистый и гипсоглиноземистый расширяющийся.

Основные виды заполнителей тяжелых бетонов

Сульфат бария (барит)

Это наиболее распространенный для данного материала компонент, получаемый из горной породы. Его плотность – 4500 кг/м³, максимальная прочность на сжатие – 50 МПа, водопоглощение – 1-2%. Плотность готового продукта, получаемого с использованием барита, составляет 3700 кг/м³, прочность, в зависимости от водоцементного соотношения, колеблется в пределах 24,6-43,0 МПа.

Магнитный железняк, или магнетит

Это железная руда со слабой кислотностью. Плотность компонента – 4500-5000 кг/м³, предел прочности на сжатие – 200 МПа, водопоглощение – 1-2%. Если магнетит в виде крупного или мелкого заполнителя добавляют в бетонную смесь, то удельный вес конечного продукта составит примерно 4000 кг/м³.

Гематитовая руда, содержащая красный железняк

Плотность ее составляет 4300 кг/м³, бетона – 3500 кг/м³. Водопоглощение гематита – 9-10%.

Лимонит (бурый железняк)

Этот заполнитель способен поглощать не только гамма-лучи, но и нейтроны. Лимонитовый компонент имеет плотность 3500 кг/м³, а продукт на его основе – 2800 кг/м³. По удельному весу лимонитовый материал сходен с традиционным тяжелым, но содержит больше химически связанной воды. Водопоглощение лимонита – 9-10%.

Чугунный скрап

Этот заполнитель используется в случаях, если плотность конечного продукта должна быть не менее 5000 кг/м³. Использование чугунного скрапа позволяет снизить толщину стен при сохранении их защитных характеристик от гамма-излучения. Сложность приготовления смеси заключается в большой плотности чугунного заполнителя, его быстром опускании на дно и неоднородности структуры. Есть еще один минус материала – превращение заполнителя из чугуна или стали в источник вторичной радиации. Баритовые заполнители в этом плане никакой опасности не представляют. Еще одна проблема – снижение прочностных характеристик стены из бетона с чугунным ломом под воздействием пучков нейтронов.

Особенности ценообразования тяжелых бетонов

В формировании стоимости традиционных бетонных смесей основную роль играет марка и процентное соотношение цемента. В особо тяжелых бетонах востребованы спецзаполнители, цена на которые может значительно превышать стоимость вяжущего. К тому же, в них присутствуют добавки, повышающие эффективность защиты персонала опасных предприятий, оборудования и экологии от радиационного излучения, также влияющие на ценообразование. Это карбид бора, сернокислый кадмий, хлористый литий.

Высокая стоимость этих строительных материалов с уникальными свойствами – одна из причин их редкого использования.

17.Тяжелые бетоны: разновидности, свойства, применение.

Бетон — искусственный камень, получаемый в результате формования и твердения рационально подобранной смеси вяжущего вещества, воды и заполнителей (песка и щебня или гравия). Смесь этих материалов до затвердения называют бетонной смесью.

Тяжелый бетон, применяемый для изготовления фундаментов, колонн, балок, пролетных строений мостов и других несущих элементов и конструкций промышленных и жилых зданий и инженерных сооружений, должен приобретать определенную прочность в заданный срок твердения, а бетонная смесь должна быть удобной в укладке и экономичной. При использовании в не защищенных от внешней среды конструкциях бетон должен иметь повышенные плотность, морозостойкость и коррозиестойкость. В зависимости от назначения и условий эксплуатации бетона в сооружении предъявляются соответствующие требования к составляющим его материалам, которые предопределяют его состав и свойства, оказывают влияние на технологию производства изделий, их долговечность и экономичность.

Для приготовления тяжелых бетонов применяют портландцемент, пластифицированный портландцемент, портландцемент с гидравлическими добавками, шлакопортландцемент, быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) и др. Цемент выбирают с учетом требований, предъявляемых к бетону (прочности, морозостойкости, химической стойкости, водонепроницаемости и др.), а также технологии изготовления изделий, их назначения и условий эксплуатации.

Марку цемента выбирают в зависимости от проектируемой прочности бетона при сжатии.

Для приготовления бетонной смеси применяется питьевая, а также любая вода, не содержащая вредных примесей (кислот, сульфатов, жиров, растительных масел, сахара), препятствующих нормальному твердению бетона.

В качестве пластифицирующих добавок наибольшее распространение получили поверхностно-активные вещества (ПАВ).

Поверхностно-активные добавки представляют собой особую группу органических веществ, введение которых в бетонные (растворные) смеси позволяет существенно улучшить их удобоукладываемость. Вместе с тем поверхностно-активные добавки позволяют уменьшить водоцементное отношение и соответственно сократить расход цемента без снижения прочности материалов и изделий

Гидрофилизующие добавки при затворении вяжущего водой предотвращают на определенный срок слипание отдельных цементных частиц между собой. В этом случае несколько замедляется коагуляция новообразований, а вместе с тем высвобождается некоторое количество воды, которое обычно как бы застревает в коагуляционных структурах. По этой причине требуемая удобоукладываемость смеси с добавкой достигается при меньшем количестве воды затворения, чем у смеси без добавки.

Суперпластификаторы — новые эффективные разжижители бетонной смеси — в большинстве случаев представляют синтетические полимеры — производные меламиновой смолы или нафталинсульфокислоты.

Воздухововлекающие добавки позволяют получать бетонные (растворные) смеси с некоторым дополнительным количеством воздуха. Чтобы повысить пластичность смеси, обычно увеличивают объем вяжущего теста. Вовлекая воздух, увеличивается объем вяжущего теста без введения лишнего цемента. Поэтому удобоукладываемость такой системы повышается.

Противоморозные добавки — поташ, хлорид натрия, хлорид кальция и др. — понижают точку замерзания воды, чем способствуют твердению бетона при отрицательных температурах.

Пено- и газообразователи применяют для изготовления ячеистых бетонов.

Специальные добавки обеспечивают получение водонепроницаемых растворов или бетонов, регулируют сроки схватывания и др.

В качестве мелкого заполнителя применяют пески повышенной крупности, крупные, средние и мелкие — природные и обогащенные; пески из отсевов дробления и обогащенные из отсевов дробления.

На качество бетона большое влияние оказывают зерновой состав песка и содержание в нем различных примесей: пылевидных, илистых, глинистых частиц, петрографический состав, в том числе содержание вредных примесей, включая органические.

Зерновой состав песка имеет особое значение для получения качественного бетона. Песок для бетона должен состоять из зерен различной величины (0.16…5 мм), чтобы объем пустот в нем был минимальным; чем меньше объем пустот в песке, тем меньше требуется цемента для получения плотного бетона. Зерновой состав песка определяют просеиванием сухого песка через стандартный набор сит с размерами отверстий (сверху вниз) 10; 5; 2,5; 0,63; 0,315; 0,16 мм. Высушенную до постоянной массы пробу песка просеивают сквозь сита с круглыми отверстиями диаметром 10 и 5 мм. Остатки на этих ситах взвешивают и вычисляют с точностью до 0,1%.

Выбор мелких заполнителей для бетона производят по зерновому составу и модулю крупности, содержанию пылевидных и глинистых частиц, петрографическому составу, в том числе содержанию вредных примесей, включая органические примеси и потенциально реакционноспособные породы и минералы, а при применении дробленых песков — по пределу прочности исходной породы при сжатии в насыщенном водой состоянии.

Для обеспечения качественного зернового состава песка и его постоянства в составе бетонной смеси применяют фракционированный песок, составленный из двух фракций: крупной и мелкой, раздельно дозируемых при приготовлении бетонной смеси Разделение исходного песка на две фракции производят по граничному зерну, соответствующему размеру отверстий контрольных сит 1,25 или 0,63 мм. Допускается применять готовые смеси фракций в требуемом соотношении, а также смеси песков природных или из отсевов дробления.

При несоответствии зернового состава природных песков требованиям ГОСТа следует применять в качестве укрупняющей добавки к мелким пескам крупные фракции природного или дробленого песка, а также крупный песок из отсевов дробления, а для понижения модуля крупности — мелкие пески.

Использование в качестве мелких заполнителей песков из отсевов дробления и их смесей с природными песками допускается при условии обеспечения заданной удобоукладываемости бетонной смеси без перерасхода цемента. В природном песке, предназначенном для бетонов, допускаются зерна гравия или щебня размером более 10 мм — до 0,5% по массе; размером 5… 10 мм — до 10% по массе.

Насыпная плотность кварцевого песка зависит от степени уплотнения, влажности и пустотности. Сухой и рыхло 5 насыпанный кварцевый песок имеет насыпную плотность 1500… 1600 кг/м³. Наименьшая насыпная плотность кварцевых песков соответствует влажности 5…7%. При дозировке песка для изготовления бетона или приемке песка необходимо учитывать содержание в нем воды.

В качестве крупного заполнителя для тяжелого бетона применяют гравий и щебень из горных пород или щебень из гравия размером зерен 5…70 мм. Гравий — зерна окатанной формы и гладкой поверхности размером 5…70 мм, образовавшиеся в результате естественного разрушения горных пород. Качество гравия характеризуется: зерновым составом и формой зерна, прочностью, содержанием зерен слабых пород, наличием пылевидных и глинистых примесей, петрографической характеристикой, плотностью, пористостью, пустотностью и водопоглощением. Для бетона наиболее пригодна малоокатанная (щебневидная) форма зерен, хуже яйцевидная (окатанная), еще хуже пластинчатая и игловатая, понижающие прочность бетона.

Специальные виды тяжелых бетонов

Высокопрочный бетон прочностью 60…100 МПа получают на основе цемента высоких марок, промытого песка и щебня прочностью не ниже 100 МПа. Высокопрочный бетон приготовляют с низким В/Ц = 0,3…0,35 (смеси жесткие или малоподвижные) в бетоносмесителях принудительного действия. Для укладки смесей и формования изделий используют интенсивное уплотнение: вибрирование с пригрузом, двойное вибрирование и др. Значительный эффект в производстве высокопрочных бетонов дают суперпластификаторы.

Высокопрочные бетоны бывают, как правило, и быстротвердеющими, однако для достижения отпускной прочности изделий в короткие сроки применяют тепловую обработку по сокращенному режиму. Новые особо быстротвердеющие цементы позволяют получать изделия из бетона без тепловой обработки. Тяжелый бетон имеет высокую прочность на растяжение, износ и морозостойкость.

Для приготовления высокопрочного бетона используют все средства, как-то: принимают предельно низкое водоцементное отношение, суперпластификаторы, высокопрочный цемент, тщательное перемешивание и уплотнение бетонной смеси и строгий уход за бетоном.

Мелкозернистый бетон отличается большим содержанием цементного камня, поэтому его усадка и ползучесть несколько выше. Применяют его при изготовлении тонкостенных, в том числе армоцементных конструкций, а также в тех случаях, когда отсутствует крупный заполнитель. Свойства мелкозернистого бетона характеризуются такими же факторами, как и обычного бетона. Однако отсутствие крупного заполнителя влечет за собой увеличение водопотребности бетонной смеси, а для получения равнопрочного бетона и равноподвижной смеси возрастает расход цемента на 20…40% Для сокращения расхода цемента необходимо применять высококачественные пески, пластифицирующие добавки, суперпластификаторы, производить хорошее уплотнение смеси. Мелкозернистый бетон обладает повышенной прочностью на изгиб, хорошей водонепроницаемостью и морозостойкостью.

Кислотоупорный бетон получают на кислотоупорном цементе и кислотоупорных заполнителях. Затворяют бетонную смесь растворимым стеклом в количестве, обеспечивающем необходимую подвижность бетонной смеси. Для изготовления кислотоупорного бетона, обладающего стойкостью при действии неорганических кислот (кроме плавиковой), применяют смесь растворимого стекла (силиката натрия) с 15% кремнефтористого натрия Na₂SiF₆, а также песок кварцевый, щебень из бештаунита, андезита или кварцита и пылевидную фракцию (мельче 0,15 мм), приготовляемую из кислотостойких материалов.

Бетон должен приобрести проектную прочность к определенному сроку и обладать другими качествами, соответствующими назначению изготовляемой конструкции (водостойкостью, морозостойкостью, плотностью и т. д.).

ГОСТ 26633-91 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия

Виды и характеристики тяжелых бетонов, основные виды бетона

В строительных работах широко применяется тяжелый бетон плотностью от 1800 до 2500 кг/м3. Главными составляющими, отвечающими за его вес, являются песок и крупные заполнители. Чаще всего при его производстве используются такие горные породы как гравийный щебень, диабаз, известняк, доломит и гранит.

Тяжелые бетоны существуют в массе вариаций, каждый из них предназначен для применения в определенных условиях, будь то климатические зоны или определенные особенности условий эксплуатации возводимой конструкции. Существуют следующие виды тяжелых бетонов:

Высокопрочный бетон создается на основе высокомарочных цементов, щебня высокой прочности и промытого песка. При укладке смеси и формировании изделий применяют интенсивное уплотнение двойным вибрированием или вибрированием с пригрузом.

Для создания такого бетона используют разные методы повышения качества смеси и активности цемента (виброактивация и домол, использование суперпластификаторов, виброперемешивание) и используют достаточно большое количество вяжущего с малой водопотребностью. Такие смеси получают методом совместного помола суперпластификаторов и высокомарочных цементов.

В процессе бетонирования монолитных сооружений целесообразно применение цементов с низким содержанием алита и целлита (трехкальциевого силиката и трехкальциевого алюмината). Предпочтительно использование белитовых вяжущих.

В качестве крупного заполнителя целесообразно использовать щебень из прочных и твердых горных пород. Песок для создания такого бетона должен обладать пустотностью не выше 40%.

Бетон для сборных железобетонных конструкций предназначенный для производства готовых ЖБИ и ЖБК должен иметь ускоренные темпы затвердевания. Для этого используется тепловая обработка, а сопутствующее увеличение прочности состава при этом определяется его активностью и минералогическим составом вяжущего. Имеет значение также режим тепловой обработки, состав и консистенция смеси и некоторые иные факторы.

Бетон с тонкомолотыми добавками благодаря использованию тонкомолотых наполнителей-добавок может быть необходимым в тех случаях, когда условием прочности допускается большее количество В/Ц, чем требуют условия долговечности бетона, а также в случае, когда физическая прочность материала может быть обеспечена при меньшем расходе вяжущего, чем необходимо по условиям плотности.

Быстротвердеющий бетон отличается высокой прочностью на ранних стадиях твердения, что чаще всего достигается за счет использования в качестве вяжущего быстротвердеющего цемента, а также и различными методами стимуляции твердения (хлористый водород, хлористый кальций, глиноземистый цемент), домалыванием цемента с добавлением гипса (сухим или мокрым методом, доля гипса – 2-5% от общей массы) либо с использованием специальных комплексных добавок. Для получения быстротвердеющего бетона высокого качества применяют алюминатный цемент М500.

Бетон на мелком песке — это особые виды смесей. Мелкие пески характеризуются большей удельной поверхностью и повышенной пустотностью по сравнению с крупными и средними песками. Также они имеют худший зерновой состав, что понижает подвижность бетонной смеси и уменьшает прочность бетона. Для компенсации этого эффекта и получения равноподвижных и равнопрочных бетонов необходимо увеличивать расход цемента. Замена мелким песком крупного оказывает влияние на осадку конуса и на удобоукладываемость смеси. При этом мелкий песок в малой степени раздвигает зерна заполнителя и имеет лучшую способность к удержанию влаги, что приводит к уменьшению оптимального соотношения песка в растворе, и, соответственно, меньше влияет на потребность смеси во влаге.

Гидротехнический бетон применяется при заливке конструкций, работающих в достаточно сложных условиях. Одни постоянно находятся в воде (подводные), другие расположены над водой, подвергаясь ее воздействию лишь эпизодически (надводные). Также различают и дополнительные подвиды, такие как: немассивный и массивный. Также подразделяются бетонные смеси, предназначенные для изготовления безнапорных или напорных конструкций. Классификация по напорно-безнапорным свойствам напрямую связана с коэффициентом водонепроницаемости бетона.

Бетон для гидротехнических сооружений должен быть рассчитан на долгий срок эксплуатации в условиях постоянного или эпизодического омывания водой. В зависимости от предполагаемых условий к такому составу предъявляются не только требования прочности, но также морозостойкости и водонепроницаемости. Конкретные условия могут варьироваться в зависимости от типа и условий работы конструкции.

Бетонные смеси для дорожных и аэродромных покрытий обязаны обеспечить устойчивость к воздействию колоссальных нагрузок от воздействия самолетов, тяжёлой техники и т.д. Для дорожных плит, из которых создаются покрытия аэродромов и дорог, основным расчетным напряжением является сопротивление на изгиб. При расчете состава таких смесей требуется установить пропорции, при которых нужная прочность на растяжение будет сочетаться с достаточной прочностью на сжатие. Зачастую дополнительным требованием является морозоустойчивость конструкции. В качестве покрытий для аэродромов и дорог используют асфальтобетон, который производится на основе битумов и фракционных тонкодисперсных минеральных порошков.

Литой бетон Такие бетоны изготавливаются при большом расходе воды. Данный процесс требует особых мер по предупреждению расслаивания смеси. Для его предотвращения применяют меры, повышающие водоудерживающие свойства смеси: используют водоудерживающие добавки или суперпластификаторы, используют цементы с высокой способностью к водоудержанию, увеличивают содержание в смеси песка. В качестве связующего обычно используют быстротвердеющий цемент и обычный портландцемент.

Бетонная смесь с поверхностно — активными добавками Сегодня достаточно широко распространено применение поверхностно-активных добавок при изготовлении бетонных растворов. Такие добавки призваны улучшить его свойства при одновременной экономии цемента. Подразделяются добавки на гидрофобизирующие (вызывают вовлечение в смесь пузырьков воздуха, что повышает морозостойкость состава) и пластифицирующие с пептизирующим действием (способствуют диспергированию теста и улучшают его текучесть).

В этой статье мы не стали упоминать узкоспециализированные бетонные смеси, которые малоприменимы и используются в редких случаях. Как правило подобные виды тяжелых бетонов изготавливаются по специфическим рецептам, заточенным под конкретные условия дальнейшей эксплуатации железобетонной конструкции. Такие рецепты разрабатываются под конкретные объекты, с обязательным использованием данных геологоразведки, проектных требований и т.п.

Александр Станевский www.avtobeton.ru  Предлагаем ознакомиться с нашими ценами на тяжелый бетон >>>

Лучшие заполнители для особо тяжелых бетонов

Сфера применения гидратных или особо тяжелых бетонов достаточно ограничена.

Им используют при строительстве АЭС, гидроэлектростанций и других объектов, работа на которых связана с повышенной опасностью для персонала.

Компоненты состава гидратного бетона должны подбираться очень тщательно, ведь основная его функция – предотвращение риска появления вторичного излучения, провоцируемого ядерной реакцией.

Основными его видами являются альфа-, бета — и гамма — излучения. Создать преграду для распространения  первых двух видов может даже тонкий лист металла, но чтобы остановить гамма-лучи, потребуется очень толстая бетонная стена или более прочный лист металла.

Первый вариант используется чаще, потому что искусственный камень такого типа не является источником вторичного излучения. Высокие защитные характеристики материалу гарантируют правильно подобранные заполнители для особо тяжелых бетонов.

К плотности этих компонентов предъявляются очень строгие требования, соответствовать которым могут следующие виды заполнителей: магнетит, барит и гематит. Каждый из них будет подробно рассмотрен ниже:

1) Магнетит (Fe2O3) представляет собой железную руду, имеет серовато-черный цвет и впечатляющую плотность —  от  5.4 г/см3, и довольно часто встречается в природе. По форме представлен в виде ромбододекаэдрических или октаэдрических кристаллов. В состав магнетитовой руды входят Ti и V.

Плотность искусственного камня, созданного на таком заполнителе, более 4000 кг/м3, а прочность на сжатие —  200 Мпа.

2) Гематит в природе встречается в виде желтой розы, железной слюды или красной стеклянной головы. Такие необычные названия его типы  получили из-за разнообразия цветовой гаммы кристаллов.

В этом материале впечатляет не только цвет, но и плотность —  4.9 г/см3, а также удельный вес бетона, в состав  которого он входит  — 3500 кг.

3) Барит имеет формулу BaSO4 и представлен в природе в виде прозрачных кристаллов. Этот компонент, являющийся одним из минералов бария, демонстрирует хорошую устойчивость к воздействию серной кислоты и отличается плотностью в 4.4 г/см3.

Качественные заполнители для особо тяжелых бетонов имеют такое же значение, как цемент для классических смесей. Поэтому в составе таких смесей они являются самым дорогим компонентом, который полностью окупает все затраты.

ГОСТ 26633-2015 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия / 26633 2015

БЕТОНЫ ТЯЖЕЛЫЕ И МЕЛКОЗЕРНИСТЫЕ

Технические условия

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона им. А.А. Гвоздева (НИИЖБ) — структурным подразделением ОАО «НИЦ «Строительство»

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 10 декабря 2015 г. № 48)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 17 марта 2016 г. № 165-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 26633-2015 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 сентября 2016 г.

5 ВЗАМЕН ГОСТ 26633-2012

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Апрель 2017 г.

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальны