МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СОЮЗДОРНИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРИМЕНЕНИЮ ОТСЕВОВ ДРОБЛЕНИЯ
ГОРОБЛАГОДАТСКОГО РУДОУПРАВЛЕНИЯ
ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА
ЦЕМЕНТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
И АЭРОДРОМОВ

Утверждены зам. директора Союздорнии

канд. техн. наук В.М. Юмашевым

Одобрены трестом «Свердловскдорстрой»

(письмо № 04/2369 от 22.12.82)

Москва 1985

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ОТСЕВОВ ДРОБЛЕНИЯ ГОРОБЛАГОДАТСКОГО РУДОУПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ЦЕМЕНТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ И АЭРОДРОМОВ. Союздорнии. М., 1985.

Даны рекомендации по применению в бетоне отсевов дробления Гороблагодатского рудоуправления для строительства покрытий автомобильных дорог и аэродромов с использованием высокопроизводительных бетоносмесительных установок гравитационного перемешивания, бетоноукладочных машин со скользящими формами и с рельс-формами. Изложены требования к материалам, бетону и бетонной смеси, особенности подбора состава бетона и технологии производства работ при применении отсевов дробления Гороблагодатского рудоуправления.

Табл. 2.

Предисловие

Одним из путей снижения стоимости строительства автомобильных дорог является применение вторичных и побочных продуктов промышленности, а также местных строительных материалов.

Цементобетонные смеси с применением отсевов дробления Гороблагодатского рудоуправления отличаются пониженным содержанием щебня (особомалощебеночные бетоны) и использованием в качестве мелкого заполнителя смеси отсевов дробления и природного песка. Основная роль щебня в таких бетонах заключается в интенсификации процесса перемешивания бетонной смеси в высокопроизводительных установках гравитационного перемешивания. Полученные результаты могут быть распространены на отсевы дробления других горнообогатительных предприятий.

Экономический эффект от применения особомалощебеночных бетонов с отсевами дробления обусловлен сокращением расхода крупного заполнителя на 40 - 60 %, природного песка - на 30 - 50 %, снижением транспортных расходов и может составить 6 - 7,5 тыс. руб. на 1 км покрытия.

«Методические рекомендации по применению отсевов дробления Гороблагодатского рудоуправления для строительства цементобетонных покрытий автомобильных дорог и аэродромов» разработаны канд. техн. наук А.М. Шейниным, инженерами А.Н. Рвачевым и М.Я. Якобсоном. При составлении настоящих «Методических рекомендаций» использованы результаты исследований, выполненных в Союздорнии инженерами А.И. Поляковой и Т.В. Черноглазкиной.

1. Общие положения

1.1. Настоящие «Методические рекомендации» предназначены для строительных организаций, осуществляющих укладку цементобетонных покрытий автомобильных дорог и аэродромов, с целью максимального использования в качестве заполнителей для бетона местных строительных материалов: отсевов дробления ДОФ-4 Гороблагодатского рудоуправления, а также отсевов дробления других горнообогатительных предприятий с аналогичными характеристиками и свойствами.

1.2. «Методические рекомендации» разработаны на основе экспериментальных исследований, выполненных в Союздорнии, и производственного опыта использования отсевов дробления Гороблагодатского рудоуправления при строительстве цементобетонных покрытий автомобильных дорог на объектах треста «Свердловскдорстрой».

1.3. «Методические рекомендации» составлены с учетом технологии строительства цементобетонных покрытий автомобильных дорог и аэродромов, регламентированной главами СНиП III-46-79 «Аэродромы», СНиП III-40-78 «Автомобильные дороги», а также положениями «Методических рекомендаций по применению малощебеночных бетонов для строительства бетонных покрытий» (Союздорнии. М., 1977), «Методических рекомендаций по строительству бетонных покрытий с использованием дробленых песков взамен крупного заполнителя» (Союздорнии. М., 1973).

1.4. Строительство цементобетонных покрытий из бетонной смеси с использованием отсевов дробления Гороблагодатского рудоуправления может осуществляться высокопроизводительным комплектом машин типов ДС-100, ДС-110, а также комплектом машин на рельсовом ходу.

1.5. В составах бетона с отсевами дробления Гороблагодатского рудоуправления уменьшено содержание щебня (особомалощебеночные бетоны), а в качестве мелкого заполнителя используются смеси отсевов дробления с природным песком. Применение в качестве мелкого заполнителя только отсевов дробления не допускается.

В особомалощебеночных бетонах с содержанием щебня 300 - 700 м³ на 1 м³ бетона основная роль щебня заключается в интенсификации процесса перемешивания бетонной смеси. По своим свойствам особомалощебеночные бетоны приближаются к дорожным мелкозернистым бетонам на основе природного песка и отсевов дробления.

Бетонные смеси указанных составов характеризуются высокой удобообрабатываемостью, повышенной устойчивостью кромок и боковых граней свежеотформованной бетонной плиты к прохождению скользящей опалубки, высокой воздухоудерживающей способностью. По сравнению с обычными особомалощебеночные бетоны с отсевами дробления обладают повышенной прочностью на растяжение при изгибе. Использование отсевов дробления в составе бетона повышает фрикционные свойства дорожных покрытий: увеличиваются шероховатость покрытий и коэффициент сцепления с ним колеса автомобиля.

1.6. В отличие от нормативных документов рекомендуется в качестве крупного заполнителя использовать щебень только фракции 20 - 40 мм; допускается применять отсевы дробления с содержанием пылевидных и глинистых частиц до 10 % массы. Положениями настоящих «Методических рекомендаций» следует руководствоваться при опытном строительстве цементобетонных покрытий по согласованию с Союздорнии и проектной организацией.

1.7. Экономическая эффективность применения отсевов дробления Гороблагодатского рудоуправления обусловливается использованием в составе бетона минимально допустимого количества крупного заполнителя и природного песка и максимально возможного использования отсевов дробления, являющихся в ряде случаев местным строительным материалом.

1.8. Целесообразность применения особомалощебеночных бетонов с использованием отсевов дробления определяют на стадии технико-экономического обоснования проекта или при проектировании состава бетона путем сравнения вариантов с учетом конкретных условий строительства.

2. Требования к материалам для приготовления бетонной смеси

2.1. Отсевы дробления Гороблагодатского рудоуправления представляют собой дробленый отход сухой магнитной сепарации железистых кварцитовых руд. В состав отсевов дробления входят обломки изверженных пород (около 60 %), мраморизованных, окварцованных и окремненных известняков (около 25 %), а также обломки рудных пород типа магнетита. Насыпная плотность - 1,93 - 2,04 г/см³; средняя плотность - 3,03 - 3,15 г/см³.

2.2. Отсевы дробления Гороблагодатского рудоуправления представляют собой смесь, содержащую 30 - 35% щебня фракции 5 - 10 мм и 65 - 70 % дробленого песка из отсевов фракции 0 - 5 мм. Средний модуль крупности дробленого песка из отсевов - 3,6; коэффициент вариации - 10 %.

2.3. Отсевы дробления Гороблагодатского рудоуправления должны отвечать следующим требованиям.

Зерновой состав, % массы, не менее

мельче 20 мм....................................................................... 100

мельче 5 мм......................................................................... 65

крупнее 0,14 мм.................................................................. 85

Содержание пылевидных, илистых и глинистых

частиц, определяемых отмучиванием, %, не более..................... 10

Содержание глины в комках, %,

не более............................................................................................. 0,5

Прочность исходной горной породы по

дробимости, не менее...................................................................... Др.800

Содержание металлических примесей, поддающихся

ручной сортировке, % массы, не более......................................... 5

Содержание сернокислых и сернистых соединений

в пересчете на SO₃ % массы, не более........................................... 1

2.4. Отсевы дробления должны иметь структуру, устойчивую против распада по ГОСТ 25607-83.

2.5. В качестве крупного заполнителя следует применять щебень из природного камня по ГОСТ 8267-82, щебень из попутно добываемых пород и отходов горно-обогатительных предприятий по ГОСТ 23254-78.

Зерновой состав щебня должен соответствовать щебню фракции 20 - 40 мм по ГОСТ 8267-82.

2.6. Природный песок для приготовления цементобетонных смесей с отсевами дробления должен соответствовать требованиям ГОСТ 8736-77 и ГОСТ 10268-80.

2.7. Для приготовления бетонной смеси следует применять портладцемент согласно ТУ 21-20-51-83 Минпромстройматериалов.

2.8. Химические добавки должны удовлетворять требованиям соответствующих нормативно-технических документов: СДБ - ОСТ 13-183-83; суперпластификатор С-3 - ТУ 6-14-625-80 Минхимпрома; СНВ - ТУ 81-05-7-74 Минбумпрома.

2.9. Вода для приготовления бетонной смеси должна соответствовать требованиям ГОСТ 23732-79.

3. Требования к бетону и бетонной смеси

3.1. Бетоны, в составе которых используются отсевы дробления Гороблагодатского рудоуправления, по прочности и морозостойкости должны отвечать требованиям ГОСТ 8424-72.

3.2. Удобоукладываемость бетонной смеси с использованием отсевов дробления характеризуется, как правило, показателем жесткости. Показатель жесткости бетонной смеси на месте бетонирования должен находиться в пределах 10 - 15 с по техническому вискозиметру. Допускается оценивать удобоукладываемость бетонной смеси и по осадке конуса. Величина допустимой осадки конуса устанавливается при подборе состава бетона и пробном бетонировании и должна соответствовать указанному выше показателю жесткости.

3.3. Объем вовлеченного воздуха в бетонной смеси должен соответствовать требованиям ГОСТ 8424-72.

4. Особенности подбора состава бетона

4.1. Подбор состава бетона следует производить в соответствии с указаниями «Инструкции по строительству цементобетонных покрытий автомобильных дорог» ВСН 139-80 (Минтрансстрой. М., 1980), «Руководства по организации и технологии строительства аэродромных цементобетонных покрытий» (Союздорнии. М., 1982) и настоящих «Методических рекомендаций».

4.2. Особенности подбора состава бетона с использованием щебня и отсевов дробления Гороблагодатского рудоуправления заключаются в определении рационального состава заполнителя, т.е. соотношения щебня, природного песка и отсевов дробления в составе заполнителя бетонной смеси.

4.3. При выборе состава заполнителя следует исходить из условия обеспечения минимальных затрат наиболее дорогостоящих и дефицитных компонентов заполнителя (щебня и природного песка) без снижения требуемых свойств бетонной смеси и бетона.

4.4. Содержание отсевов дробления в мелком заполнителе бетонной смеси устанавливают в процессе подбора его состава.

Минимальное количество отсевов дробления в смеси с природным песком назначают из условия получения смешанного песка с модулем крупности не ниже 2,25 и полным остатком на сите с отверстиями 1,25 мм не менее 20 %, на сите с отверстиями 0,63 мм - не менее 35 % и определяют соответственно по формулам:

                                                      (1)

где n₁ - содержание отсевов дробления в смеси с природным песком, доли единицы, на сите с отверстиями 1,25 мм;

  - полные остатки на сите с отверстиями 1,25 мм соответственно в дробленом песке из отсевов и природном песке, %;

С_дп - содержание дробленого песка из отсевов в отсевах дробления, доли единицы;

                                                          (2)

где n₂ - содержание отсевов дробления в смеси с природным песком, доли единицы, на сите с отверстиями 0,63 мм;

  - остатки на сите с отверстиями 0,63 мм соответственно в дробленом песке из отсевов и природном песке, %.

Минимально необходимая доля отсевов дробления в смеси принимается по наибольшему абсолютному значению n.

4.5. Максимальное количество отсевов дробления в смеси с природным песком не должно превышать 80 % массы. Окончательное соотношение между отсевами дробления и природным песком n следует устанавливать при подборе состава бетона. Оно должно соответствовать минимальной водопотребности бетонной смеси.

Если значения водопотребности бетонных смесей окажутся близкими, то следует выбрать состав с большим содержанием отсевов дробления.

4.6. Зерновой состав смеси дробленого песка из отсевов и природного песка должен соответствовать регламентируемому ГОСТ 10268-80.

4.7. Минимальное содержание крупного заполнителя следует принимать по табл. 1.

Таблица 1

Примечание. Меньшее значение содержания крупного заполнителя следует принимать для смешанных песков с большим модулем крупности.

4.8. Водоцементное отношение принимается, исходя из обеспечения заданной марки бетона по ВСН 139-80 или исходя из состава бетона, принятого на строительстве данного объекта.

4.9. Водосодержание следует назначать в зависимости от содержания в отсевах дробления пылевидных, илистых и глинистых частиц, определяемых отмучиванием: до 5 % - не более 160 кг/м³, 5 - 10 % - не более 170 кг/м³.

4.10. Содержание цемента следует определять по формуле

Ц = В : В/Ц.                                                                    (3)

4.11. Содержание отсевов дробления и природного песка следует определять в такой последовательности.

Находят суммарное содержание мелкого заполнителя

                                      (4)

где МЗ - суммарное содержание мелкого заполнителя в 1 м³ бетонной смеси, кг;

Щ - принятое содержание щебня (см. табл. 1), кг;

Ц и В - содержание соответственно цемента и воды в 1 м³ бетонной смеси, кг;

    - плотность соответственно цемента, воды, щебня и мелкого заполнителя, кг/л,

                                                     (5)

где   - плотность соответственно отсевов дробления и природного песка, кг/л;

n - принятое содержание отсевов дробления в смеси с природным песком, доли единицы;

V_ВВ - объем вовлеченного воздуха, л/м³.

Затем определяют содержание отсевов дробления Д и природного песка П по формулам:

                                                           (6)

                                                               (7)

4.12. В качестве поверхностно-активных веществ следует применять комплексную (пластифицирующую и воздухововлекающую) добавку. Содержание пластифицирующего компонента следует уточнять в следующих пределах: СДБ - 0,15 ÷ 0,5, С-3 - 0,6 ÷ 1 % массы цемента.

При работе с суперпластификатором С-3 следует руководствоваться «Временными рекомендациями по применению суперпластификатора С-3 в бетонах для транспортного строительства» (Минтрансстрой. М., 1985).

4.13. Количество воздухововлекающей добавки следует назначать исходя из требуемого объема вовлеченного воздуха в бетонной смеси. Как правило, в бетонных смесях с отсевами дробления требуется увеличивать содержание воздухововлекающей добавки в 1,5 - 2 раза по сравнению с обычными бетонными смесями.

Таблица 2

Примечания: 1. Бетонные смеси содержат добавки СДБ + СНВ в количестве 0,3 + 0,02 % массы цемента соответственно.

2. Бетонные смеси указанных составов характеризуются жесткостью 10 - 15 с (по техническому вискозиметру) и содержанием вовлеченного воздуха 5 - 6 % через 30 мин после окончания перемешивания.

4.14. При подборе состава бетона следует проводить качественную оценку удобообрабатываемости, контрольные испытания бетона на прочность и морозостойкость, а также давать оценку качества перемешивания бетонной смеси путем контроля однородности показателей испытания бетона.

4.15. Ориентировочные составы бетона приведены в табл. 2.

5. Особенности технологии производства работ

5.1. При производстве работ с бетоном на отсевах дробления следует руководствоваться положениями «Типовой технологической карты. Устройство цементобетонных покрытий из бетонов, приготовленных на отсевах дробления горных пород» (ВПТИтрансстрой. М., 1984).

5.2. Приготовление бетонной смеси следует осуществлять в бетоносмесительных установках цикличного или непрерывного действия, обеспечивающих получение смеси, удовлетворяющей требованиям ГОСТ 8424-72.

5.3. Для обеспечения необходимого объема вовлеченного воздуха в бетонной смеси следует руководствоваться «Методическими рекомендациями по обеспечению воздухововлечения в бетонную смесь при строительстве цементобетонных покрытий автомобильных дорог и аэродромов» (Союздорнии. М., 1983).

5.4. При приготовлении бетонных смесей в смесительных установках с дозированием заполнителей на ленту сборного транспортера следует установить такой порядок: вначале поступают отсевы дробления, затем природный песок и после этого щебень фракции 20 - 40 мм.

5.5. При укладке бетонной смеси в покрытие комплектом машин со скользящими формами скорость движения бетоноукладчика не должна превышать 2 м/мин.

5.6. При приготовлении бетонной смеси с отсевами дробления следует определять плотность материалов в каждой вновь прибывшей партии щебня, природного песка и отсевов дробления. При изменении плотности заполнителей более чем на 0,05 кг/л следует производить корректировку состава бетона.

5.7. Перед началом работ по устройству цементобетонного покрытия проводят пробное бетонирование. В процессе пробного бетонирования оценивают качество удобообрабатываемости (отделываемости) смеси. Если удобообрабатываемость смеси оказывается неудовлетворительной, то следует произвести корректировку состава бетона в сторону увеличения содержания природного песка.

СОДЕРЖАНИЕ