Обеспечение качества бетонных и растворных смесей - одно из основных составляющих качества строительства в целом


В этой связи Технические рекомендации по обеспечению качества бетонных и растворных смесей и предотвращению коррозии бетона железобетонных конструкций ТР166-04, разработанные ГУЛ «НИИМосстрой» и НИИЖБ, являются востребованными, своевременными и предназначены для специалистов стройиндустрии, производителей товарного бетона и его потребителей, карьероуправлений и цементных заводов.

Москва сегодня - огромная строительная площадка. Только за 2006 год построено свыше 5 млн. м2 жилой площади.

При таких темпах строительства важнейшей задачей является качество выполнения всех видов строительно-монтажных работ - от фундамента до кровли.

Повышение качества строительства, его экологическая безопасность, долговечность зданий и сооружений является общей задачей для поставщиков и потребителей сырьевых материалов как при производстве железобетонных конструкций, так и в монолитном домостроении.

Для улучшения жилищных условий населения российские строители и производители строительных материалов должны решать задачи не только увеличения объемов жилой площади, которые к 2010 г. планируется удвоить до 70-80 млн. м2, но и повышения качества возводимых зданий.

Повышение качества строительства требует решения целого ряда проблем:

    * обеспечение качества сырьевых материалов;
    * улучшение качества бетонных и растворных смесей;
    * повышение качества выполнения  строительно-монтажных работ, особенно исключить размолаживание бетонных смесей на объекте, недоуплотнение бетонных смесей, нарушение правил ухода за бетоном;
    * повышение долговечности зданий и сооружений;
    * организация всех видов контроля в соответствии с требованиями НТД, в том числе соблюдение правил контроля прочности бетона в соответствии с ГОСТ 18105.

В этой связи техническая политика в области производства строительных материалов и изделий должна быть направлена на стимулирование передовых технологий и применение эффективных строительных материалов и изделий.

Наряду с этим большое значение имеют современные технологические приемы, повышающие качество бетонных и ж/бетонных изделий, а именно:

    * увеличение удельной поверхности цементов до оптимальных значений;
    * сокращение сроков схватывания цементов;
    * исключение водоотделения в бетонных смесях;
    * снижение содержания щелочи в цементах (не выше 0,6%);
    * исключение применения заполнителей, содержащих растворимый в щелочах диоксид кремния в количестве более 50 ммоль/л и т.д.

Если исходить из того, что и в стройиндустрии, и при монолитном возведении объектов работают профессионалы своего дела, то есть квалифицированные специалисты, то одним из важнейших факторов и гарантией качества становится качество строительных материалов. Масштабные программы строительства, высокие темпы ввода объектов требуют ускоренных сроков твердения бетона в монолитном домостроении, сокращения сроков тепловлажностной обработки изделий в производстве сборного железобетона. В таких условиях качество может быть достигнуто применением только качественных материалов, особенно цемента. Цемент должен соответствовать условиям обеспечения заданной проектом прочности бетона в конструкциях и быстрого набора отпускной прочности. Большинство выпускаемых по российским нормативам цементов не отвечают требованиям, выдвигаемым условиями застройки таких масштабных строительных площадок, как Москва, Подмосковье, Санкт-Петербург. Для них нужны цементы, отвечающие требованиям евростандартов. Это значит, что удельная поверхность должна быть не ниже 400 м2/кг, что способствует повышению активности цемента, а значит - и ускоренному набору прочности бетона. Такой цемент не будет обладать водоотделением, при котором страдает поверхность изделия - на ней появляются каверны и раковины, требующие больших затрат времени и средств на их устранение и доводку изделия. Однако сегодня в России лишь несколько заводов выпускают цемент в соответствии с требованиями евростандарта.

Наряду с химическим и минералогическим составами цементов, на качество бетонов большое влияние оказывает степень тонкости помола, являющаяся одним из важных факторов увеличения активности, скорости твердения цемента.

Считается, что ухудшение прочностные показателей затвердевшего цемента происходит при показателях его удельной поверхности свыше 500-600 м2/кг, а морозостойкость снижается при удельной поверхности свыше 450-500 м2/кг.

У российских цементов удельная поверхность в среднем составляет 280-320 м2/кг, а по евростандарту -400 м2/кг.

Результаты промышленного применения цементов с удельной поверхностью 280-320 м2/кг на предприятиях строительного комплекса города Москвы показали:

    * замедленные сроки схватывания (начало - свыше 3,0 час, конец - 4,0-4,5, что не дает возможности при ускоренных циклах тепловлажностной обработки получить отпускную и проектную прочность;
    * значительное водоотделение, что приводит к ослаблению конструкции и трудозатратам на доводку бетонной поверхности шлифованием.

Величину водоотделения регламентирует ГОСТ, однако эти требования не отвечают фактической величине водоотделения в бетонных смесях, что создает трудности и недопонимание специалистами цементной промышленности проблем стройиндустрии. Поэтому для улучшения качества цемента необходимо тесное взаимодействие обеих сторон.

В связи с вышеуказанным, первым цементным заводом, освоившим изготовление ПЦ 400ДО с удельной поверхностью 380 м2/кг является Михайловский цементный завод. Потребовалось примерно 8 месяцев совместной работы специалистов ОАО «ДСК-1» (Ростокинский завод ЖБК) и ОАО «Михайловцемент» для наладки технологии вышеуказанного цемента. Более 5 лет на московских предприятиях успешно применяют этот цемент с высокой активностью, укороченными сроками схватывания и отсутствием водоотделения (ОАО «ДСК-2»).

Вторым цементным заводом, где проведены работы по улучшению потребительских свойств цемента ПЦ 400ДО применительно к условиям стройиндустрии и монолитного возведения зданий, является ОАО «Щуровский цемент».

Примерно 6 месяцев совместной работы специалистов ОАО «ДСК-1» (Ростокинский завод ЖБК) и ОАО «Щуровский цемент» потребовалось для наладки технологии производства вышеуказанного цемента.

Промышленное применение ПЦ 400ДО Щуровского завода на Ростокинском заводе ЖБК ОАО «ДСК-1» в течение более 5 лет осуществлялось без каких-либо негативных явлений.

В результате были отработаны оптимальные показатели цемента, соответствующие требованиям технологических процессов, а именно:

    * удельная поверхность - 380 м2/ кг;
    * отсутствие водоотделения в бетонных смесях;
    * начало схватывания - 2 часа 20 мин., конец - 3,0-3,5 часа.

С 2004 г. портландцемент ПЦ 400ДО с вышеуказанными характеристиками успешно применялся на ОАО «ЖБИ-6» и других предприятиях города Москвы, а в 2005 г. на Щуровском цементном заводе был отработан портландцемент с содержанием шлака 6-8% - ПЦ 400 Д20Б со следующими показателями:

    * удельная поверхность - 390 м2/кг;
    * начало схватывания - до 2,20 час;
    * конец схватывания - до 3,5 час.

Цемент отвечает требованиям сегодняшнего времени: замена части цементного клинкера на минеральные добавки с совместным помолом до удельной поверхности 390 м2/кг является одним из мероприятий экономии цемента.

Лабораторные и промышленные испытания вышеуказанного цемента осуществлялись на нескольких московских предприятиях: Ростокинский и Тушинский заводы ЖБК ОАО «ДСК-1», ОАО «ЖБИ-6», ОАО «ЖБИ-23» ОАО «КЖБК-2», ОАО «ДСК-2», Наро-Фоминский ДСК и т.д.

Сегодня цемент успешно применяется при изготовлении железобетонных изделий по различным технологическим схемам, при различных ускоренных режимах тепловлажностной обработки. Результаты внедрения показали, что качественные характеристики бетона примеров одинаковы при применении ПЦ 400ДО и ПЦ 400 Д20Б, а стоимость тонны цемента 400 Д20Б на 50-60 руб. меньше, чем ПЦ 400ДО. При этом водоотделения в бетонных смесях также не наблюдалось, что позволило многим предприятиям перейти на стабильное применение вышеуказанного цемента для различных технологических схем производства железобетонных изделий.

На ОАО «ЖБИ-6» требуемая прочность бетона достигается за 6-7 час. ТВО при изготовлении изделий на 2- и 3-ярусных станах при применении ПЦ 400 Д20Б. Применение укороченных циклов тепловой обработки (6-7 час) является основной предпосылкой для использования вышеуказанного цемента на этом заводе. Для получения более плотной структуры бетона и уменьшения раковин по рекомендациям ГУЛ «НИИМосстрой» увеличена доля песка в смеси заполнителей до 45-50% в бетонных смесях с удобоукладываемостью Ж1 и П1.

Для уменьшения отрицательного теплового воздействия на бетон по рекомендациям «НИИМосстрой» внедрен более мягкий режим тепловлажностной обработки.

Требуемое качество бетона и отпускная прочность (90% от проектной) в зимнее время на ОАО «ЖБИ-23» достигается применением ПЦ 400 Д20Б при 13-часовой тепловлажностной обработке. Завод работает на вышеуказанном цементе стабильно.

В ГУЛ «НИИМосстрой» проведена работа по улучшению потребительских свойств цементов, изготавливаемых на заводе ОАО «Мальцовский портландцемент» применительно к условиям строительной индустрии и монолитного возведения зданий в Москве.

Причиной совместной работы ГУП «НИИМосстрой» и компании «Евроцемент-групп» послужили сигналы от фирмы ООО «Ингеокомпром», поставляющей бетонные смеси на строительство делового центра «Москва-Сити», на нестабильность прочностных показателей и водоотделение. Работа была выполнена для ПЦ 500ДО и ПЦ 500ДО-Н. Тем более что ОАО «Мальцовский портландцемент» занимает лидирующее место в компании «Евроцемент-групп».

Четкая организация технологического процесса, наличие необходимого производственного и лабораторного оборудования позволили производить цемент высокого качества. Было бы желание.

При анализе применения цементов Мальцовского завода с удельной поверхностью 330-350 м2/кг по паспорту на вышеуказанных предприятиях выявлен ряд повторяющихся негативных явлений:

    * нестабильность качественных характеристик цемента (каждая партия цемента отличается от следующей);
    * замедленные темпы твердения;
    * частые случаи отсутствия отпускной прочности бетона на отдельных партиях цемента;
    * значительное водоотделение в бетонных смесях подвижностью П4-П5.

Это явилось одной из предпосылок к улучшению качества выпускаемого цемента.

ГУП «НИИМосстрой» были разработаны рекомендации по производству Мальцовского ПЦ 500ДО повышенного качества с удельной поверхностью 400 м2/кг, сроками схватывания 2,20 час. (начало) и 3,5 час. (конец).

Цемент испытан в пяти организациях города Москвы - ОАО «ДСК-1», Бескудниковский комбинат строительных материалов, ОАО «КЖБК-2», ОАО «Спецингеокомпром», ОАО «Перовский кем».

Теперь цемент с удельной поверхностью 400 м2/кг применяется как в стройиндустрии, так и при монолитном возведении зданий.

Воскресенский цементный завод успешно работает над повышением качества выпускаемых цементов. Почти все виды цементов изготавливаются по евростандарту. Отрицательных отзывов от московских предприятий не поступает.

Даже ПЦ 400Д20 изготавливается с удельной поверхностью 410 м2/кг.

В настоящее время отрабатывается технология изготовления цемента строго по евростандарту (СЕМ 1-52,5 N).

Необходимо отметить, что увеличение удельной поверхности цементов до 380-400 м2/кг приводит к исключению водоотделения в бетонных смесях. Применение же цементов обычного качества с удельной поверхностью 280-330 м2/кг часто приводит к водоотделению при подвижности бетонной смеси ПЗ-П5. В процессе ТВО испарение воды приводит к шелушению бетонной поверхности и ослаблению конструкции, кроме того, необходимо последующее выравнивание бетонной поверхности шлифованием, что связано с увеличением трудозатрат.

Таким образом, применение цементов с удельной поверхностью 380-400 м2/кг позволяет:

    * уменьшить расход цемента на 1 м3 бетона;
    * увеличить производительность выпуска продукции за счет применения укороченных циклов тепловлажностной обработки;
    * исключить водоотделение в бетонных смесях, избавиться от шелушения бетонной поверхности, исключить трудозатраты по выравниванию бетонной поверхности шлифованием. Наряду с этим для повышения качества продукции необходимо применять не более двух постоянных поставщиков цементов вместо трех-четырех, что исключит трещинообразование, сколы, околы, вырывы и другие нарушения структуры бетона.

В 2007 году на московские строительные организации поступает цемент со следующих заводов:

    * Белгородский, Воскресенский, Жигулевский, Липецкий, Мальцовский, Михайловский, «Мордовцемент», Оскольский, Подгоренский, Савинский, Себряковский, Ульяновский.
    * По многолетнему опыту применения цементов вышеуказанных заводов в строительных организациях города Москвы можно сделать следующие выводы:
    * цементы Белгородского, Старооскольского заводов обладают стабильными прочностными показателями, но за счет грубого помола имеется значительное водоотделение в бетонных смесях;
    * цементы Жигулевского, Ульяновского заводов   в последнее время не стабильны по прочностным показателям, бетонные смеси имеют значительное водоотделение;
    * цемент Себряковского завода крайне не стабилен по активности, водоотделение большое, заметные колебания прочностных характеристик от партии к партии;
    * цемент Подгоринского завода - низкой активности, требуется дополнительный расход цемента и удлинение сроков тепловлажностной обработки;
    * цемент ОАО «Мордовцемент» стабильно среднего качества, требует удлиненного  цикла тепловой обработки;
    * цемент Липецкого завода при температуре ТВО выше 80°С вызывает в бетонных конструкциях трещинообразование.

К сожалению, цементы, особенно в летние месяцы, в России являются дефицитом. Поэтому многие цементные заводы в целях экономии цементного клинкера увеличивают долю цемента с минеральными добавками ПЦ 400Д20 без увеличения его прочностных характеристик и удельной поверхности, что приводит к удлинению продолжительности твердения бетонных смесей до 40-50%.

Таким образом, равнозначной замены п/цемента 500ДО или 400ДО на 500Д20 и 400Д20 не может быть, а к перерасходу цемента или удлинению тепловлажностной обработки применение низкоактивных цементов приведет.

Вывод: эффект от применения цементов с минеральными добавками может быть только при увеличении их удельной поверхности в соответствии с евростандартом до 400 м2/кг.

Большое значение имеет влияние режимов тепловлажностной обработки на повышение качества бетонных и растворных смесей.

Известно, что поведение цементов при тепловой обработке зависит от многих факторов: минералогического состава, микроструктуры клинкера, тонкости помола, В/Ц и др. Для каждого цемента целесообразно экспериментально определять режимы ТВО (температуру, длительность). При этом имеют значение все этапы:

    * время предварительного выдерживания для достижения критической прочности, чтобы последующее тепловое воздействие на бетон не сказалось отрицательно на его структуре;
    * температура изотермического прогрева должна быть определена для каждого вида цемента, но лучше не выше 80°С для получения гарантированного качества продукции.

В Технических рекомендациях, разработанных ГУП «НИИМосстрой» и НИИЖБ по обеспечению качества бетонных и растворных смесей и предотвращению коррозии бетона железобетонных конструкций ТР166-04, приведены рекомендуемые режимы тепловлажностной обработки для различных технологических схем производства и видов цемента. С учетом вышеуказанных рекомендаций подобрана и температура изотермического прогрева для применения цемента.

Необходимо при этом учитывать, что каждый цемент требует свою оптимальную температуру изотермического прогрева.

Одним из важнейших вопросов в технологии производства изделий является выбор оптимальных режимов тепловлажностной обработки. Известно, что тепловлажностная обработка бетонных конструкций вызывает ускорение процессов твердения, изменения в химическом составе и структуре новообразований. В то же время тепловлажностная обработка, ускоряя процесс твердения, может приводить к некоторому недоиспользованию потенциальных возможностей цементов, полнее проявляющихся при обычном твердении. Это приводит к необходимости применять оптимальные режимы тепловлажностной обработки для каждой технологической схемы производства железобетонных изделий, для каждого вида пропарочных камер, для каждого вида портландцемента.

Влияние температуры на интенсивность роста прочности бетонов на цементах разного минералогического состава, кристаллической структуры и степени измельчения проявляется по-разному.

Из опыта исследований и промышленного внедрения следует:

    * Оптимальной температурой для твердения бетона без негативных явлений (трещин, сколов, околов) является 50-60°С, однако, требуемые сроки твердения и режиму тепловой обработки изделий обуславливают применение более высокой температуры.
    * Бетоны, изготовленные на цементе с повышенным содержанием щелочей (0,85-1,0 %), будут иметь хорошее качество при температуре изотермического прогрева не выше 70°С (Приложение № 7 ТР 166-04).
    * Бетоны, изготовляемые на цементах с содержанием щелочей в пределах СНиП 2.03.11-85 до 0,6 %, могут твердеть при температуре не выше 80°С.

Особенно необходимо обратить внимание на достаточно сложную кассетную технологию. Чтобы избежать трещинообразования, температура изотермического прогрева в верхней зоне для бетонов на цементах с повышенным содержанием щелочей не должна превышать 45-50°С, а для цементов с умеренным содержанием щелочей - 50-55°С.

Тепловлажностная обработка в туннельных, ямных, напольных камерах в зависимости от вида цемента осуществляется либо при 70°С, либо при 80°С, но не выше. И обязательно с предварительным выдерживанием до пуска пара в пределах 2-5 час.

Образование трещин на бетонных и железобетонных конструкциях отрицательно отражается на их долговечности, несущей способности и внешнем виде.

Отсюда вывод: даже при ускоренных темпах строительства необходимо, чтобы каждый режим тепловой обработки имел три стадии: предварительное выдерживание до пуска пара, изотермический прогрев при температуре, не превышающей 80 градусов, и остывание.

Качество бетонных смесей и готовой продукции зависит от технологических схем производства ж/бетонных изделий.

В кассетной технологии для исключения расслоения бетонной смеси, повышения плотности структуры бетона рекомендуется увеличение доли песка в смеси заполнителей до 50-55% (Имеется опыт ДСК-1, ЖБИ-21, ДСК-3, «Стройиндустрия»).

При изготовлении изделий с повышенными требованиями к качеству поверхности (ЛМ и др.) рекомендуется увеличение содержания песка до 50-52%, что позволит исключить или уменьшить трудозатраты на дополнительную доводку изделий.

Одной из проблем в последнее время стали участившиеся явления вырывов кусков бетона из бетонных конструкций, так называемые «отстрелы» кусков бетона.

Выявлено, что основная причина «отстрелов» - изготовление бетонов на цементах и заполнителях, перевозимых в загрязненных инородными веществами вагонах. Анализ каждого случая «отстрелов» институтами НИИЖБ и ГУП «НИИМосстрой» свидетельствует о том, что качество поставляемых цементов и заполнителей  отвечает требованиям ГОСТ. Однако в каждом случае обнаруживается наличие вредных и опасных примесей, таких, как магнезиальная известь, обожженный доломит, угольная пыль, которые пагубно влияют на структурообразование, прочностные показатели и долговечность бетона. При взаимодействии с водой в процессе твердения бетона эти вещества увеличиваются в объеме, и через разные промежутки времени в бетонной конструкции накапливаемые внутренние напряжения вызывают отрыв кусков бетона - «отстрелы». К сожалению, ремонт не дает гарантий, что «отстрелы» не появятся вновь, в результате трудовые и материальные затраты почти бесполезны.

От количества и вида попавших в бетонную конструкцию вредных примесей зависит длительность процесса «отстрела». Он может продолжаться от 1 месяца до нескольких лет (пример -3-годичные «отстрелы» на Кусковской ул.).

Решение этого вопроса поставлено на контроль Департамента строительства и отражено в распоряжении № 100 руководителя строительного комплекса В.И. Ресина, а также решение совещания поставщиков и потребителей сырьевых материалов в Департаменте строительства.

Необходимо отметить, что в целях выполнения распоряжения № 100 для исключения попадания в цемент вредных веществ, вызывающих «отстрелы» кусков бетона в конструкциях, на Щуровском заводе создана бригада по контролю и очистке вагонов. Кроме того, на отдельные предприятия цемент поступает только в цементовозах, что исключает загрязнение цемента вредными примесями. На Воскресенском заводе создано несколько бригад по очистке вагонов. Вольский завод имеет свои цистерны.

Нельзя забывать, что качество строительства во многом зависит от соответствия испытательной лаборатории установленным требованиям, ее оснащенности метрологическим оборудованием и средствами измерений, профессиональной подготовленности персонала, организации всех видов лабораторного контроля, наличия необходимой нормативно-технической документации. Именно специалисты лабораторий производят технически и экономически обоснованные подборы составов раствора и бетона, предлагают наиболее качественные сырьевые материалы, выдают обоснованные рекомендации по оптимальному совмещению строительных материалов между собой.

Распоряжение руководителя Комплекса В.И. Ресина № 1 от 06.01.04 г. «О Реестре испытательных лабораторий организаций, участвующих в реализации городских строительных программ» повысило значимость роли строительных лабораторий.

Одним из первых шагов в борьбе за повышение качества строительства в Москве, предпринятых ГУЛ «НИИМосстрой», стала проверка испытательных лабораторий - квалификации и численности штата, оснащенности приборами и испытательным оборудованием, состояния записей в лабораторных журналах по всем видам контроля.

Эта работа ведется до сих пор в содружестве с Мосгосстройнадзором, Мосстройсертификацией. Выяснилось: очень многие лаборатории, особенно в организациях, ведущих монолитные работы, просто не соответствуют требованиям стандарта лабораторий. Результаты работы стали основой Положения о Реестре испытательных лабораторий организаций, поставляющих продукцию для строек городского заказа, и распоряжения руководителя Департамента градостроительства Москвы В.И. Ресина № 1 от 06.01.2004 года. Только те производители стройматериалов допускаются к поставкам своей продукции для городских строек, испытательные лаборатории которых отвечают требованиям Положения и включены в Реестр. На сегодняшний день уже около 180 лабораторий предприятий стройиндустрии и строительных организаций включены в Реестр - это значит, что они технически оснащены и профессионально ведут все виды лабораторного контроля. Кстати, если у какой-либо строительной организации нет возможности иметь в своей структуре испытательную сертифицированную лабораторию, она может воспользоваться услугами включенной в Реестр лаборатории, соответствующей своему виду производственных работ. Многим лабораториям пришлось устранить недочеты в ведении журналов, дооснастить необходимым испытательным и метрологическим оборудованием.


Журнал СКС (Столичное Качество Строительства) №1, 2008

Copyright 2006 ЗЖБИ-500     Карта сайта
Реклама на сайте
|