Ричард Холл, Великобритания
Долговечность является одним из основных требований, предъявляемых к бетону.
Он дожен противостоять целому ряду внешних воздействий, таким, как замерзание — оттаивание, карбонизация и проникновение хлоридов, при этом сохраняя свои технические характеристики и структурную целостность.
Долговечность
Долговечность является одним из основных требований, предъявляемых к бетону. Он дожен противостоять целому ряду внешних воздействий, таким, как замерзание — оттаивание, карбонизация и проникновение хлоридов, при этом сохраняя свои технические характеристики и структурную целостность.
Инженеры и технологи, занимающиеся бетоном, рассматривают качество верхнего слоя – слоя бетона между стальной арматурой и поверхностью бетона – как важный аспект в обеспечении долговечности материала. На защитный слой бетона, включая этапы строительных технологий, влияют несколько факторов, такие, как укладка, уплотнение и твердение.
Подбор состава смеси и свойства бетона так же оказывают значительное влияние на долговечность.
Характеристка предела прочности при сжатии, снятая через 28 дней после укладки бетона, рассматривается как основа для технических требований.
Однако, для сохранения долговечности инженеры часто включают в спецификацию минимальное содержание цемента и максимальное соотношение воды и цемента. В зависимости от выбранного предельного критерия, содержание цемента в каждом отдельном случае может оказаться различным.
Однако, выбранный способ подбора состава смеси может удовлетворить самый сложный критерий. Для многих смесей расчетная прочность может быть достигнута при минимальном содержании цемента, удовлетворяя параметрам долговечности.
Как правило, спецификации не включают в себя ограничения по обрабатываемости, т.к. это обязанность подрядчика заказывать бетон с обрабатываемостью, соответствующей конкретному случаю, принимая во внимание методы его обработки, укладки и уплотнения.
Влияние добавленной воды
Вода добавляется в бетон для гидратирования цемента. Поскольку минимальное количество воды необходимое для гидратирования слишком мало, чтобы обеспечить достаточную обрабатываемость, дополнительная вода необходима, чтобы “пластифицировать” смесь и сделать возможными её обработку и укладку на месте.
Эта дополнительная вода после испарения увеличивает пустоты и поры в структуре бетона и приводит к увеличению проницаемости бетона для газов, пара и жидкостей особенно в его поверхностном слое. Поэтому важно свести к минимуму содержание воды в смеси таким образом, чтобы это не сказалось на свойствах бетона при его укладке.
Излишек воды в смеси приводит к тому, что качество строительного бетона ухудшается из-за влияния таких воздействий, как замерзание – оттаивание, которое приводит к образованию выступов и сколов на поверхности бетона, а так же карбонизации и проникновения хлоридов, которое, в конечном итоге, приводит к коррозии арматуры. Все эти воздействия могут послужить причиной растрескивания, которое может привести к структурным изменениям бетона и усугубить ситуацию тем, что образуются дополнительные пути для проникновения газа, пара и жидкости вглубь бетона.
Таким образом, избыточная вода ухудшает не только характеристики бетона, но и его внешний вид. Эти проблемы не новы, равно как и причины их возникновения и способы их разрешения.
Причины проникновения воды
В Великобритании при строительстве в основном используется товарный бетон. Это обеспечивает удобный и экономичный способ для подрядчиков и строителей получить бетон, отвечающий определенным требованиям.
В рамках строительной промышленности и стройидустрии уровень прибыли никогда не был высоким, поэтому покупатели стремятся добиться как можно более низких цен на строительные материалы. Покупка бетона обычно находится под контролем специалистов, которые, как правило, не находятся на строительной площадке.
Заказ на бетон оговаривается один раз на начальной стадии проектирования. Таким образом, в обязанность покупателей обычно не входит ежедневный заказ материала.
Также как они не могли бы отвечать за определенные трудовые навыки, которые принимаются работниками, работающими на строительной площадке, в процессе строительства различных элементов конструкции, т.к это зачастую приводит к рассогласованию действий в процессе осуществления проекта.
Вопросы закупок (на тендерном этапе) зачастую сводятся к поиску цен на строительный бетон с подвижностью при осадке конуса равной 50 мм.
Отсутствие других критериев говорит о том, что обычно рассматриваются наиболее дешевые смеси с заданной консистенцией. Следовательно, производители бетона, не зная назначения и способа укладки бетона, предлагают заказчикам бетон с 50 мм осадкой конуса.
Затем работники, работающие на строительной площадке, получают бетон с осадкой конуса 50±25 мм (допустимое отклонение определено в BS 5328: Часть 1: Бетон: руководство по характеристикам бетона).
На практике оказывается невозможным легко уложить бетон с 50 мм осадкой конуса с интервалами, т.к. для нагнетания бетона насосом осадка конуса должна быть минимум 75 мм.
Даже эти величины становятся невозможными, когда отливаются тонкие секции со скученной арматурой или в случае ограниченного доступа к месту уклаки смеси. В результате подрядчик вынужден добавлять в доставленную смесь воду на строительной площадке перед ее разгрузкой, чтобы получить бетон пригодный для работы с ним.
Эта вода является излишком по отношению к тому, что указано в расчетах. Хотя и не существует твердо установленных цифр по поводу того, сколько загрузок понадобится в этом случае, но я полагаю, что потребуется более 20% поставок, в отдельных случаях – до 90%.
Очевидно, что степень контроля, осуществляемого на строительной площадке, оказывает непосредственное влияние на этот показатель.
Решение
Стандарты на бетон меняются.
В декабре выйдет стандарт BS 5328: Часть: 1: 1997. Он будет заменен Европейским Стандартом BS EN 206-1: 2000(2) и дополнительным стандартом BS 8500.
Согласно этим стандартам человек, составляющий спецификацию, определяется, как сторона, заказывающая бетон, т.е. не проектировщик и не какая-либо иная сторона, занимающаяся процессом строительства. Как часто делается сравнение подбора состава смеси, представленной на рассмотрение, и утверждение технологии строительства, необходимое для точного определения соответствия уровня обрабатываемости?
Этот Стандарт вводит понятие консистентности с правом выбора из пяти классов для определения подвижности бетонной смеси по осадке конуса, что является идеальной возможностью для строительной промышленности рассматривать проблему практической обрабатываемости бетона. Все специалисты по бетону считают, что бетон, который разработан, произведен, уложен, обработан, уплотнен и выдержан правильным образом, будет долговечным.
Недостаток практических навыков в какой-либо из выше указанных операций может привести к трудностям, которые проявятся вскоре или через некоторое время. Ответ на этот вопрос заключается в том, что бетон должен покупаться такой, который соответствует тем методам укладки, обработки и уплотнения, которые будут применены.
Я предлагаю для строительного бетона установить минимальную осадку конуса в размере 75мм, выравнивая ее до 100мм. Чем выше обрабатываемость бетона, тем ниже стоимость его укладки.
Долговечность бетона не должна страдать от краткосрочного снижения себестоимости.
Это признанная проблема. Требование к строительной промышленности заключается в правильном определении степени обрабатываемости бетона. Бетон будет долговечным, если степень обрабатываемости определена правильно.