Технология и качество бетонных работ


Г. В. Несветаев, Ю. И. Корянова













ТЕХНОЛОГИЯ И КАЧЕСТВО БЕТОННЫХ РАБОТ

Учебное пособие
















Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2022

УДК 693.54
ББК 38.626
     Н55

Рецензенты:
д. т. н., профессор, директор Института архитектуры, строительства и дизайна, заведующий кафедрой строительного производства
Кабардино-Балкарского государственного университета им. X. М. Бербекова Хежев Толя Амирович;
д. т. н., профессор, директор Комплексного научно-исследовательского института РАН, член Президиума Южного научного центра РАН Батаев Дена Карим-Султанович


        Несветаев, Г. В.

Н55 Технология и качество бетонных работ : учебное пособие / Г. В. Несветаев, Ю. И. Корянова. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2022. - 228 с. : ил., табл.
           ISBN978-5-9729-1028-1

     Рассматриваются вопросы обеспечения качества монолитных бетонных и железобетонных конструкции зданий без предварительного напряжения арматуры. Излагаются общие требования к бетонным смесям, опалубкам, арматурным конструкциям, производству и контролю бетонных работ, приемке законченных конструкций.
     Для студентов строительных направлений подготовки. Может быть полезно специалистам в сфере производства и контроля качества монолитных железобетонных конструкций.


УДК 693.54
ББК 38.626











ISBN 978-5-9729-1028-1

     © Несветаев Г. В., Корянова Ю. И., 2022
     © Издательство «Инфра-Инженерия», 2022
                            © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2022

            СОДЕРЖАНИЕ



ВВЕДЕНИЕ..........................................................5

Глава 1. Обозначения, термины и определения.......................7
Глава 2. Конструкции монолитные бетонные и железобетонные и требования к ним...............................................11
Глава 3. Организация и производство работ при возведении монолитных железобетонных конструкций............................17
Глава 4. Общие сведения о бетонных смесях и их производстве......34
  4.1. Свойства бетонных смесей..................................34
  4.2. Общие сведения о производстве бетонных смесей.............46
Глава 5. Материалы для бетонных смесей...........................49
Глава 6. Требования к составам, правилам приемки, методам контроля бетонных смесей.................................75
Глава 7. Транспортирование бетонной смеси........................82
Глава 8. Арматурные работы.......................................83
  8.1. Транспортирование и хранение арматурных изделий...........84
  8.2. Монтаж арматурных конструкций.............................86
  8.3. Контроль качества арматурных работ.......................114
Глава 9. Опалубочные работы.....................................123
Глава 10. Подготовка оснований к бетонированию..................136
Глава 11. Укладка и уплотнение бетонной смеси...................138
Глава 12. Уход затвердеющим бетоном.............................147
Глава 13. Производство бетонных работ в зимних условиях.........152
Глава 14. Производство бетонных работ в сухую жаркую погоду.....167
Глава 15. Специальные методы бетонирования......................171
Глава 16. Контроль выполнения бетонных работ. Приемка монолитных конструкций..................................179
Глава 17. Контроль конструкций...................................183
Глава 18. Требования, предъявляемые к законченным конструкциям...193
Глава 19. Дефекты при изготовлении железобетонных конструкций и причины их возникновения..........................194

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Схема операционного контроля качества арматурных работ................................................204


3

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Схема операционного контроля качества опалубочных работ..........................................210
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Схема операционного контроля качества на укладку бетонных смесей.................................214

БИБЛИОГРАФИЯ...............................................218

4

            ВВЕДЕНИЕ



     В настоящем пособии рассматриваются вопросы обеспечения качества монолитных бетонных и железобетонных конструкции зданий без предварительного напряжения арматуры, излагаются общие требования к бетонным смесям, опалубкам, арматурным конструкциям, производству и контролю бетонных работ, приемке законченных конструкций. Настоящее пособие разработано с учетом требований «Градостроительного кодекса Российской Федерации», Федерального закона от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании» (с изм. от 2.07.2021 г.), Федерального закона от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» (с изм. от 2.07.2013 г.), Федерального закона от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» (с изм. от 11.06.2021 г.), приказа Министерства регионального развития Российской Федерации от 30 декабря 2009 г. № 624 «Об утверждении Перечня видов работ по инженерным изысканиям, по подготовке проектной документации, по строительству, реконструкции, капитальному ремонту объектов капитального строительства, которые оказывают влияние на безопасность объектов капитального строительства» (с изм. от 14.11.2011 г.).
     При разработке пособия использованы нормативные документы: ГОСТ 4.212 Система показателей качества продукции. Строительство. Бетоны. Номенклатура показателей; ГОСТ 7473 Смеси бетонные. Технические условия; ГОСТ 10060 Бетоны. Методы определения морозостойкости; ГОСТ 10180 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам; ГОСТ 10181 Смеси бетонные. Методы испытаний; ГОСТ 12730.3 Бетоны. Метод определения водопоглощения; ГОСТ 12730.5 Бетоны. Методы определения водонепроницаемости; ГОСТ 14098 Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы, конструкции и размеры; ГОСТ 18105 Бетоны. Правила контроля прочности; ГОСТ 22690 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля; ГОСТ 24211 Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия; ГОСТ 26633 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия; ГОСТ 27006 Бетоны. Правила подбора состава; ГОСТ 28570 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций; ГОСТ 30459 Добавки для бетонов и строительных растворов. Определение и оценка эффективности; ГОСТ 31108 Цементы общестроительные. Технические условия; ГОСТ 31384

5

Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии; ГОСТ 31914 Бетоны высокопрочные тяжелые и мелкозернистые для монолитных конструкций. Правила контроля и оценки качества; ГОСТ 34028 Сталь арматурная термомеханически, упрочненная для железобетонных конструкций. Технические условия; ГОСТ 34329 Опалубка. Общие технические условия; ГОСТ Р 52086 Опалубка. Термины и определения; ГОСТ Р 55224 Цементы для транспортного строительства. Технические условия; ГОСТ Р 57997 Арматурные и закладные изделия, их сварные, вязаные и механические соединения для железобетонных конструкций. Общие технические условия; ГОСТ Р 58938 Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Основные положения; ГОСТ Р 58941 Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Правила выполнения измерений. Общие положения; ГОСТ Р 58943 Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Контроль точности; ГОСТ Р 58945 Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Правила выполнения измерений параметров зданий и сооружений; СП 28.13330 Защита строительных конструкций от коррозии; СП 63.13330 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения; СП 70.13330 Несущие и ограждающие конструкции; СП 435.1325800 Конструкции бетонные и железобетонные монолитные. Правила производства и приемки работ; ГОСТ Р 57811-2017/EN 12350-4:2009 Испытания бетонной смеси. Часть 4. Степень уплотняемости и ГОСТ Р 57812-2017/EN 12350-5:2009 Испытания бетонной смеси. Часть 5. Испытание на расплыв, содержащие методики испытаний бетонной смеси на расплыв и степень уплотняемости.
     Пособие предназначено для студентов, магистрантов и аспирантов, обучающихся по направлению «Строительство», может быть полезно специалистам в сфере производства и контроля качества монолитных железобетонных конструкций.

6

        ГЛАВА 1. ОБОЗНАЧЕНИЯ, ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ



      В настоящем пособии приняты обозначения, представленные в табл. 1.1.


Таблица 1.1

Символ Размерность                       Сущность                      
  1         2                               3                          
 RTm       МПа     Минимальная требуемая прочность бетона              
  l         м      Пролет                                              
Мп         м-1     Модуль поверхности                                  
Вф         МПа     Фактический класс бетона в партии (группе)          
                   монолитных конструкций                              
                   Средняя фактическая прочность бетона в партии       
Rm         МПа     (группе) конструкций по данным испытаний            
                   контрольных образцов                                
                   Коэффициент, принимаемый по таблице 3 ГОСТ 18105    
ta          -      в зависимости от числа единичных значений прочности 
                   бетона                                              
                   Текущий коэффициент вариации прочности бетона       
Vm          -      в партии конструкций по данным испытаний            
                   контрольных образцов                                
Ri         МПа     Прочность бетона в участке конструкции              
Pi         кН      Показание прибора - усилие вырыва анкерного         
                   устройства                                          
mi          -      Коэффициент, учитывающий максимальный размер        
                   крупного заполнителя                                
m2          -      Коэффициент пропорциональности для перехода от      
                   усилия вырыва Pi к прочности бетона в конструкции Ri
к           -      Коэффициент, учитывающий разницу прочности          
                   бетона на поверхности и в глубине конструкции       
Rф         МПа     Фактическая прочность бетона в конструкции          
  n         -      Число участков испытаний                            
                   Прочность бетона в участке, заглубленном от35 мм    
  Ra       МПа     до 50 мм от поверхности конструкции, определенная   
                   неразрушающим методом отрыва со скалыванием         
                   Прочность бетона в поверхностном слое конструкции,  
Rnoe       МПа     определенная неразрушающим методом отрыва           
                   со скалыванием                                      
R          МПа     Прочность бетона в испытываемом образце,            
                   приведенная к образцу базового размера              

7

Окончание таблицы 1.1

  1    2   3                                              
  F    Н   Разрушающая нагрузка                           
       2                                                  
  А   мм2  Площадь рабочего сечения образца               
 Ц1    -   Коэффициент, учитывающий отношение высоты      
           образца к его диаметру                         
  а    -   Масштабный коэффициент                         
Внорм МПа  Класс бетона по проекту                        
  V   км/с Скорость ультразвука при сквозном прозвучивании

      В настоящем пособии также используются термины в соответствии с [1], ГОСТ 5781, ГОСТ 7473, ГОСТ 13015, ГОСТ 18105, ГОСТ 24211, ГОСТ 26633, ГОСТ 27552, ГОСТ 27555, ГОСТ 31108 и ГОСТ Р 52086, а также следующие термины с соответствующими определениями:
      бетонная смесь (смесь) - однородно перемешанная смесь вяжущего, заполнителей, воды, наполнителей и добавок (при необходимости), взятых в соотношении, определенном составом бетона;
      бетонная смесь, приготовленная на стройплощадке - бетонная смесь, производимая в месте строительства производителем работ для собственного использования;
      бетонная смесь заданного качества - бетонная смесь, требуемые свойства которой и свойства бетона задаются производителю, который несет ответственность в соответствии с требованиями ГОСТ 7473 за обеспечение этих требуемых свойств;
      бетонная смесь заданного состава - бетонная смесь, состав которой и используемые при приготовлении составляющие задаются производителю заказчиком;
      дробное введение пластификатора -технологический прием, предусматривающий введение пластифицирующей добавки в состав бетонной смеси двумя частями: первая часть общей дозы добавки вводится при приготовлении бетонной смеси у производителя. Оставшаяся часть пластификатора вводится на объекте в бетоносмеситель с последующим перемешиванием и разгрузкой. В случае необходимости оставшаяся часть пластификатора может вводиться несколькими порциями под контролем лаборатории;
      марка бетонной смеси по удобоукладываемости - один из основных показателей удобообрабатываемости бетонной смеси при укладке в форму или опалубку и при ее уплотнении, представлены в ГОСТ 7473;
      модуль поверхности - отношение площади поверхности конструкции к ее объему;

8

     монолитная бетонная конструкция - элемент здания или сооружения, выполняемый из бетонной смеси непосредственно в проектном положении без рабочей арматуры;
     монолитная железобетонная конструкция - элемент здания или сооружения, выполняемый из бетонной смеси непосредственно в проектном положении с установкой рабочей арматуры;
     сохраняемость бетонной смеси - показатель, характеризующий способность бетонной смеси сохранять марку по удобоукладываемости в течение требуемого времени с момента приготовления бетонной смеси;
     расслаиваемость бетонной смеси - показатель, характеризующий способность бетонной смеси сохранять однородность при транспортировании, перегрузке, укладке и уплотнении;
     однородность бетонной смеси - показатель, характеризующий равномерность распределения компонентов бетонной смеси в ее объеме, характеризует качество ее перемешивания;
     связность бетонной смеси - показатель, характеризующий способность бетонной смеси сохранять сплошность при деформировании (течении), связность бетонной смеси характеризует ее свойство заполнять формы, например, опалубку, без разрывов;
     перекачиваемость бетонной смеси - показатель, характеризующий пригодность бетонной смеси к перекачиванию по бетоноводам бетононасосами или пневмонагнетателями;
     воздухововлечение - показатель, характеризующий содержание в составе бетонной смеси организованного вовлеченного воздуха в виде равномерно распределенных воздушных пузырьков;
     рабочая арматура - арматура, устанавливаемая в конструкции по результатам расчета;
     степень уплотнения - показатель, характеризующий качество уплотнения бетонной смеси, численно равный соотношению фактической средней плотности бетонной смеси к расчетной средней плотности при отсутствии межзерновых пустот по ГОСТ 10181;
     товарный бетон - (товарная) бетонная смесь, поставляемая потребителю ее изготовителем (товарная бетонная смесь является полуфабрикатом, используемым для изготовления монолитных бетонных и железобетонных конструкций);
     надлежащая степень надежности - установленная нормативно вероятность конструкции выполнять заданные функции в течение требуемого промежутка времени;

9

     удобообрабатываемость бетонной смеси - интегральный качественный показатель, характеризующий переработку бетонной смеси при перекачивании, переукладке, укладке и уплотнении с минимальными трудо и энергозатратами.

10

        ГЛАВА 2. КОНСТРУКЦИИ МОНОЛИТНЫЕ БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ И ТРЕБОВАНИЯ К НИМ

     Конструкции монолитные бетонные и железобетонные (далее также -конструкции) в промышленном и гражданском строительстве используются при возведении фундаментов, подземных частей зданий и сооружений, стен, колонн, перекрытий и ядер жесткости зданий, в т.ч. повышенной этажности. При приемке законченных железобетонных конструкций, в т.ч. монолитных, к ним предъявляются требования по прочности, жесткости, трещиностойкости и долговечности. Качество монолитной железобетонной конструкции зависит от: - качества производства работ; - качества материалов;
  - качества проектных решений;
  - качества нормативной документации;
  - квалификации исполнителей.
     Согласно СП 70.13330 при приемке законченных бетонных и железобетонных конструкций следует проверять качество бетона по всем нормируемым проектным показателям качества бетона. Особого внимания требуют массивные монолитные железобетонные конструкции, при возведении которых вследствие температурно-усадочных деформаций возможно формирование собственного поля напряжений, превышающих на стадии формирования структуры бетона его прочностные показатели, следствием чего может быть раннее трещинообразование с последующим развитием трещин, что не только негативно отразится на эксплуатационных свойствах конструкции, но в принципе может поставить вопрос о невозможности ее эксплуатации. Обеспечение регулирования температурного режима выдерживания бетона для предотвращения трещинообразования вследствие температурных градиентов и усадочных деформаций является одним из ключевых моментов при возведении массивных монолитных железобетонных конструкций. В качестве основных методов регулирования температурного режима выдерживания при бетонировании массивных монолитных конструкций рассматриваются сочетание технологических и рецептурных методов регулирования тепловыделения бетона. Наиболее опасным периодом обычно является время от 2 до 4 сут. выдерживания, когда с началом остывания совпадают температурные и усадочные деформации. Согласно СП 70.13330, п. 5.4.2 «в бетоне в процессе твердения следует поддерживать расчетный температурно-влажностный режим», при этом согласно СП 435.1325800, п. 10.11 «скорость остывания бетона в массивных кон

11

струкциях не должна превышать значения, определяемого расчетом и обеспечивающего отсутствие трещин в поверхностных слоях бетона», а согласно п. 10.23.4 «число точек, в которых измеряется температура бетона, должно составлять не менее одной ... на 30 м² площади фундаментной плиты». Согласно СП 70.13330, п. 5.4.2 предписываются «в массивных монолитных конструкциях ... мероприятия по уменьшению влияния температурно-влажностных полей напряжений», при этом сами мероприятия не оговариваются. Согласно СТО НОСТРОЙ 2.6.54, п. 16.3 «технологические мероприятия по регулированию температурного режима твердения должны предусматривать подогрев периферийной части в период разогрева бетонного массива за счет экзотермии цемента (ориентировочно от 1,5 до 3,0 сут.) для выравнивания температурного градиента и поддержание скорости остывания бетона в конструкции не более 5 °С/ч после достижения его максимальной температуры». В качестве основных методов регулирования температурного режима выдерживания при бетонировании массивных монолитных конструкций можно рассматривать сочетание рецептурных (применение цементов с низкой экзотермией, ограничение расхода цемента в составе бетонной смеси, применение добавок-замедлителей твердения) и технологических (отвод тепла из массива, периферийный обогрев для снижения температурных градиентов) [109-111]. Следует отметить, что понятие «массивная конструкция» в нормах определяется неоднозначно. Так, согласно СП 63.13330 к массивным железобетонным относится «конструкция, для которой отношение поверхности, открытой для ее высыхания, м², к ее объему, м³, равно или меньше 2». Поскольку конструкция в принципе может быть защищена от высыхания, несколько более точное определение дано в Р НОСТРОЙ 2.6.17 «модуль поверхности конструкции: характеристика массивности конструкции, равная отношению площади охлаждаемой поверхности конструкции к ее объему» (подобное определение содержится и в СП 435.1325800), хотя и от охлаждения конструкция в принципе может быть защищена. На наш взгляд, рассматривая «массивность» только как геометрическую характеристику конструкции, без учета технологических факторов (темп бетонирования, условия массообмена с внешней средой, параметры внешней среды и т.п.) следует говорить просто об отношении площади поверхности к объему конструкции (СТО НОСТРОЙ 2.6.54), и согласно п. 16.2 к массивным относятся конструкции с модулем поверхности менее 3.
     Согласно СП 435.1325800 понятие «массивность конструкции» никак не связывается с модулем поверхности. По п. 3.12 к массивным относятся конструкции, «минимальный геометрический размер которых составляет 0,8 м и более». Это не логично. Куб с ребром 1 м имеет модуль поверхности 6 м⁻¹, т.е. по СП 435.1325800 является массивной конструкцией, а по всем вышеуказан

12