Контроль качества и потребительские свойства бетонной смеси

В настоящее время при возведении здания или сооружения практически отсутствует комплексная система управления качеством бетона начиная от изготовления бетонной смеси и кончая контролем прочностных и других характеристик бетона в готовой конструкции. В то время, как такая система управления качеством должна включать тесное взаимодействие проектировщиков, производителей бетонной смеси и подрядчиков (строителей).
Для того, чтобы обеспечить долговечность бетона в монолитной конструкции производителю работ недостаточно иметь в своем распоряжении только показатели бетона, указанные в проекте. Достижимость этих показателей должна быть подкреплена требованиями к технологическим характеристикам бетонной смеси, поставляемой на стройплощадку.
Показатели качества бетонной смеси и бетона должны соответствовать требованиям основных стандартов:
– ГОСТ 26633-91 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия.
– ГОСТ 7473-94 Смеси бетонные. Технические условия.
– ГОСТР 53231-2008 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности.
– Европейский стандарт EN 206-1: 2000 Бетон. Общие технические требования, производство и контроль качества.
В проекте на здание или сооружение указаны требования, в основном, к классу по прочности бетона на сжатие. В зависимости от вида конструкции также могут быть указаны марка бетона по водонепроницаемости и марка по морозостойкости.
Между тем, при назначении проектных требований, должны быть приняты во внимание назначение конструкции, ее размеры (для оценки эффекта тепловыделения в процессе гидратации цемента и сведения к минимуму неблагоприятного влияния температурных деформаций и напряжений), уровень агрессивности среды эксплуатации конструкции, эстетические требования к поверхности готовой конструкции, обеспечение необходимой толщины защитного слоя бетона и обеспечение качественного бетонирования густо армированных участков и тонких сечений конструкции (с указанием максимального размера крупности заполнителя) и т.д.
Для выполнения проектных требований необходимо разработать проект производства работ (ППР) непосредственно для конкретного объекта строительства. В ППР должна быть указана следующая информация:
– класс бетона по прочности ( средняя прочность класса при Vn=13,5%);
– марка по водонепроницаемости (при необходимости);
– марка по морозостойкости (при необходимости);
– требуемая подвижность бетонной смеси на месте строительства в зависимости от способа подачи смеси в опалубку и способа её уплотнения;
– сохраняемость подвижности бетонной смеси в зависимости от вида конструкции, объема бетонной смеси в пределах одной захватки;
– виды конструкций (фундаментная плита колонны, внутренние стены, перекрытия и т.д.);
– время снятия опалубки в зависимости от вида конструкций;
– величина распалубочной прочности или по абсолютной величине в МПа, или в процентах от средней прочности класса при коэффициенте вариации 13,5% (не ниже) для каждого вида конструкции;
При разработке ППР должны быть учтены многие факторы, которые могут повлиять на качество бетона в готовой конструкции – время транспортировки бетонной смеси от поставщика на стройплощадку, способ подачи смеси в опалубку, методы ее уплотнения и последующего ухода за уложенным бетоном. Выполнение проектных требований существенно зависит от качества производства работ. Следует иметь ввиду, что многие характеристики бетона взаимозависимы. Это прежде всего, показатели класса бетона по прочности и марки по водонепроницаемости. Изменение одного показателя влечет за собой изменение и другого. Не может, например, быть получен бетон класса В20 и с маркой по водонепроницаемости W12. Ориентировочно могут быть приняты следующие соотношения:
В20 – W2
B22,5 – W4
B25 – W6
B30 – W8
B35 – W12 B40 – W14 B45 – W 14-16 и т.д.
Эта закономерность подтверждается данными, полученными в лаборатории бетонов НИИЖБ, и подкреплена требованиями СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии» и «Руководства по подбору составов тяжелого бетона» (Москва, Стройиздат, 1979г.).
Производственные составы бетона следует разрабатывать для каждого конкретного вида конструкции.
Так, для фундаментной плиты высотой (толщиной) выше 500 мм может быть рекомендован следующий состав бетона:
– цемент с добавками ПЦ – Д20 или шлакопортландцемент;
– добавки химические – водоредуцирующие /пластифицирующие, замедлители твердения, которые увеличивают время сохраняемости подвижности, также стабилизирующие – снижающие водо-и раствороотделение. Подвижность бетонной смеси рекомендуется марок П4-П5 (16-20 см – 21 см и выше).
Для колонны состав бетона при густом армировании должен разрабатываться на щебне фракции 5-10, при этом обязательны добавки химические водоредуцирующие/пластифицирующие, стабилизирующие. Подвижность бетонной смеси рекомендуется марки П5 (21 см и выше).
Состав бетона для конструкций стен может быть разработан на щебне фракции 5-10 мм (щебня фракции выше 10 мм не более 1-2%).

При разработке производственных составов следует учитывать величину необходимой распалубочной прочности. При одном и том же классе бетона, но при различной величине распалубочной прочности составы будут разные.
Проектирование производственных составов бетона для конкретных зданий и сооружений должна выполняться на БСУ заблаговременно, до начала поставок основных объемов бетона.
Следует заключить договор на поставку бетонной смеси после необходимых контрольных испытаний в соответствии с требованиями ППР для конкретного бетона.
Все вышеперечисленные требования ППР должны быть занесены в договор между БСУ и Заказчиком-строителем. В договоре следует указать стандарты, на соответствие требованиям которых следует изготавливать бетон. Прежде всего, ГОСТ 26633, ГОСТ 7473, ГОСТ 18105. Договор должен быть дополнен требованием, что бетон следует поставлять со средней прочностью класса при коэффициенте вариации 13,5%. Необходимость этого требования продиктована тем обстоятельством, что БСУ при получении Vn ниже 13%, делает поставки бетонной смеси с проектной прочностью бетона приближающуюся к показателю класса, например, для В25 средняя прочность 327 кгс/см2 при Vn = 13,5%, а при Vn = 7% – средняя прочность бетона составит 270 кгс/см2. При таких поставках бетона в конструкции будет заведомо отсутствовать заданная проектная прочность 327 кгс/см2.
ГОСТ 18105 «Правила контроля прочности» разрабатывался в тот период времени, когда основная задача заключалась в экономии цемента, поэтому основная запись этого стандарта звучит так: «если фактический средний уровень прочности выше минимально допустимого значения фактической прочности бетона в партии (при определенной однородности), то должны быть приняты меры по снижению прочности бетона и сокращению расхода цемента».
В ГОСТ 18105 редакции 2008 г. остались те же требования к назначению фактической прочности. Мы предполагаем, что этот стандарт следует применять сегодня для того, чтобы следить, как работает производство по выпуску готовых бетонных смесей или производство сборного железобетона и корректировать составы бетона для стабильного обеспечения средней прочности при Vn=13,5 %.
 В отдельных случаях по требованию заказчика контроль качества или отдельные пункты Технических требований следует выполнять по евростандарту EN 206-1:2000.
Для обеспечения требуемого качества бетона в готовой конструкции на стадии приготовления бетонной смеси, т.е. на заводе товарного бетона или БСУ необходимо систематически контролировать следующие показатели:
– подвижность бетонной смеси;
– плотность бетонной смеси;
– промежуточную (распалубочную) прочность – желательно в 3х суточном возрасте по образцам, твердеющим в камере нормального твердения;
– проектную прочность в 28 суточном возрасте по образцам, твердеющим в камере нормального твердения, поскольку в проекте задана именно эта прочность.
На строительной площадке представители приобъектной лаборатории должны осуществлять приемку поставляемой бетонной смеси. При этом необходимо контролировать следующие показатели:
– подвижность бетонной смеси на месте строительства ( если этот показатель ниже требуемого на 4-5 см следует данную поставку отправлять обратно на завод).
– прочности бетона в конструкции в промежуточном возрасте неразрушающими методами – склерометром, с помощью ультразвука или по температурным кривым (зависимость температуры бетона и его прочности). Температура в теле бетона обычно измеряется при помощи термопар.
Проектная прочность бетона в возрасте 28 суток может оцениваться по контрольным образцам (разрушающий метод) или неразрушающим методом с помощью склерометра, ультразвука и испытанием на отрыв со скалыванием.
Важное условие обеспечения качества бетона – это уход за бетоном после его укладки в опалубку и уплотнения. В любое время года необходимо укрывать бетон конструкции тепло– и гидроизоляцией. Для определения вида и толщины теплоизоляции предварительно должен быть выполнен расчет.
При постоянном взаимодействии проектировщика, производителя бетонной смеси и строителя-подрядчика качество и долговечность бетона в монолитных конструкциях будут обеспечены.
Иными словами, долговечность бетона определяется тремя составляющими: качеством проекта, качеством бетонной смеси и качеством производства работ.

С.А. Подмазова, к.т.н,
вед. научный сотрудник НИИЖБ, эксперт НП
«Союз производителей бетона»