НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ КОНТРОЛЯ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ПОКРЫТИЙ И ОСНОВАНИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ И АЭРОДРОМОВ

к.т.н. Эккель С.В., АО «ИРМАСТ-ХОЛДИНГ».

 

1. Остаётся актуальным учёт особенностей контроля качества бетонной смеси и бетона при строительстве автомобильных дорог и аэродромов, вызванных особыми требованиями к бетону покрытий и оснований и технологии работ.
2. Контроль качества бетонной смеси и бетона монолитных цементобетонных покрытий и оснований решает две взаимосвязанные задачи: во-первых, подтверждает достижение в процессе строительства заданных проектом значений прочности и морозостойкости бетона и, во-вторых, при необходимости, для безусловного их обеспечения, позволяет оперативно и обоснованно корректировать состав бетона и уточнять технологию работ по данным входного контроля качества поступающих материалов и операционного контроля технологических свойств бетонной смеси.
3. Такие корректировки состава бетона должны скомпенсировать отрицательное влияние неблагоприятных факторов на свойства бетонной смеси и бетона так, чтобы на каждой захватке была обеспечена необходимая ровность и сплошность поверхности свежеуложенного бетона и требуемая прочность и морозостойкость бетона.
4. Строительство покрытий и оснований должно обязательно включать в себя входной, операционный и производственный виды контроля, что должно быть указано в ППР.
5. Технологические свойства бетонной смеси при операционном контроле определяют в течение смены по ГОСТ 7473-2010, ГОСТ 10181-2014. Объём контроля – не менее одной пробы бетонной смеси на цементобетонном заводе (ЦБЗ) и на месте укладки бетона, а также дополнительно, при появлении видимых признаков отклонения подвижности, объёма вовлечённого воздуха, однородности бетонной смеси (её нерасслаиваемости) от требуемых параметров или неудовлетворительной её удобообрабатываемости при укладке.

Прочность бетона и его морозостойкость при производственном контроле определяют с помощью испытания формуемых образцов и выбуриваемых из покрытия или основания кернов, в том числе, в ранние или поздние сроки по сравнению с проектным возрастом, по ГОСТ 10180-2012, ГОСТ 28570-90, ГОСТ 18105-2010, ГОСТ 10060-2012.

Контрольные образцы бетона формуют на ЦБЗ и месте укладки и испытывают ежесменно (ГОСТ 18105-2010, п.5.2), сериями по ГОСТ 10180-2012, которые потом объединяют в партии по ГОСТ 18105-2010, на морозостойкость - не реже, чем раз в квартал (СП 78.13330.2012, п.14.6.4), а также чаще, при внесении корректировок в состав бетона и технологию работ, например, в связи с изменением условий твердения или сроков открытия движения построечного транспорта и пр.

Случаи ведения производственного контроля прочности бетона не по отформованным образцам, а по выбуренным образцам-кернам по нормам ГОСТ 18105-2010, обычно согласовывают с заказчиком и проектировщиком и указывают в ППР (например, такой контроль прочности бетона был принят при устройстве цементобетонного основания методом укатки жёстких бетонных смесей при строительстве МКАД).

6. Производственный контроль прочности бетона покрытий и оснований с помощью кернов имеет свои особенности, связанные, в том числе, с правилом отбора кернов для включения в серии и их дальнейшее объединение в партии по схеме Г ГОСТ 18105-2010.

При этом рекомендуется выбуривать из покрытия или основания керны по дням укладки (по сменным захваткам), не менее, чем по 4 керна на захватку, и не менее, чем по 2 керна из одной плиты покрытия или основания.

Отбор не менее, чем двух кернов из одной плиты покрытия или основания, позволяет объединить их в серию, аналогично серии контрольных образцов бетона из одной пробы бетонной смеси (из одного транспортного средства, например, из одного автосамосвала, бетононасоса или автобетоносмесителя). При этом, отбор не менее, чем четырёх кернов в смену, позволяет объединить указанные серии кернов в партию (с минимальным количеством - две серии в партии) и оценить прочность бетона на каждой захватке по партиям по ГОСТ 18105-2010.

7. При контроле прочности бетона покрытий и оснований с помощью кернов рекомендуется учитывать все результаты испытаний при объединении их в одну серию, не отбрасывая минимальные результаты, как требует ГОСТ 28570-90, ГОСТ 10180-2012.

Каждый керн, в отличие от формуемых образцов, характеризует фактическую плотность и прочность бетона в конкретной плите покрытия или основания, и этот результат при контроле необходимо учитывать и анализировать. Это учитывает ОДМ 218.3.037-2014 «Рекомендации по контролю прочности цементобетона покрытий и оснований автомобильных дорог по образцам».

8. К бетону покрытий и оснований предъявляют требования к прочности и на сжатие (класс прочности В), и на растяжение при изгибе (класс прочности Вtb).

В отличие от бетона других видов, применяемых в других областях строительства, расчётной величиной бетона покрытий и оснований является класс по прочности на растяжение при изгибе Вtb и соответствующая величина требуемой прочности Rtb_т, которые определяют толщину плит, а не В и Rт.

При этом, класс прочности бетона на сжатие В и соответствующая величина Rт, не будучи расчётной характеристикой, также является необходимой прочностной характеристикой бетона покрытий и оснований и определяет:

- стойкость бетона к износу, истиранию, против скалывания на кромках плит или продавливания (смятия),

- время нарезки деформационных швов в затвердевшем бетоне алмазными дисками,

- критическую прочность бетона против раннего замораживания,

- время открытия движения построечного транспорта,

- величину передаточной прочности в преднапряжённых железобетонных плитах типа ПАГ и др.

Сметную стоимость по Федеральным единичным расценкам на строительные работы (например, «ФЕР 31-01-069-01. Аэродромы») и морозостойкость бетона покрытий и оснований по ГОСТ 10060-2012 также оценивают по прочности бетона на сжатие.

Для бетона покрытий и оснований обе характеристики прочности следует определять и оценивать при подборе состава и производственном контроле (ежесменно).

9. В связи с назначением для бетона покрытий и оснований прочности на растяжение при изгибе, обязательным является контроль прочности бетона по образцам (ГОСТ 18105-2010, п.5.10), отформованным из бетонной смеси и/или выбуренным из покрытия, в отличие от других видов строительства, где широко используются неразрушающие методы определения прочности бетона и связанная с их применением схема контроля В ГОСТ 18105-2010.

В свою очередь, необходимость использования образцов, а не косвенных методов, при контроле прочности бетона приводит к выбору схемы Г ГОСТ 18105-2010.

10. Необходимость использовать схему контроля Г ГОСТ 18105-2010 при производственном контроле прочности бетона покрытий и оснований следует учитывать в заказе готовой бетонной смеси на ЦБЗ. При этом рекомендуется ужесточить и конкретизировать проектное требование к прочности бетона, указать не только проектный класс прочности, но и величину требуемой прочности (ГОСТ 7473-2010, п. 4.3).
11. При испытании образцов бетона на прочность на растяжение при изгибе следует учитывать две главные особенности, отличающие его от испытания бетона на прочность на сжатие. Это - необходимость выдерживания контрольных образцов-балок до испытания в нормальных температурно-влажностных условиях (под влажной мешковиной и пр.), а не в лабораторных условиях, ГОСТ 10180-12, п.6.1, и нагружать балку на прессе через цилиндрический (линейный), а не плоский контакт.

Подсушивание образцов-балок перед испытанием, по опыту, снижает величину прочности бетона на растяжение при изгибе на 0,5-1,0МПа. Так же влияет замена цилиндрического контакта между образцом-балкой и передающими усилие частями пресса на плоский.

12. Для образцов-кернов, особенно, бетона оснований, важно их выдерживать после мокрого выбуривания в лабораторных условиях до испытания на прочность не менее 6 суток, до постоянства веса (при температуре воздуха плюс 20±5⁰С и относительной влажности не менее 55%, ГОСТ 22690-90, п.4.1), из-за отрицательного влияния влажности бетона, в том числе, неоднородно распределённой по объёму керна, на величину прочности.
13. Наиболее надёжно испытывать керны на прочность на растяжение при раскалывании Rtt по ГОСТ 10180-2012 и переходить к проектным величинам прочности бетона на сжатие и на растяжение при изгибе по экспериментально определённым по приложению Л указанного стандарта переходным коэффициентам вида К₂=R/Rtt, К₃=Rtb/Rtt.

Для оценки прочности бетона оснований (бетона без вовлечённого воздуха, классов В_tb2,4 В20 и ниже) рекомендуется использовать коэффициенты таблицы Л1 ГОСТ 10180-2012, для бетона покрытий (бетона с вовлечённым воздухом, классов В_tb3,6 В25 и выше) – коэффициенты по таблице ниже.

Переходные коэффициенты прочности бетона.

Таблица.

Источник	К1=R/Rtb	К2=R/Rtt	К3=Rtb/Rtt
Табл.Л1 ГОСТ 10180-2012	8,33	12,5	1,50
ВСН 139-80 для бетона покрытий	7,00	11,9	1,70
ОДМ 218.3.037-2014, для бетона оснований	6,67	10,0	1,50

 

14. При испытании кернов бетона на растяжение при раскалывании важно обратить внимание на ровность образующей цилиндрической поверхности, к которой прикладывается нагрузка и которая должна быть без бороздок после выбуривания или каких-либо выступов. Это позволяет при испытании исключить смятие, раскалывание образца не на две приблизительно равные части, а на несколько частей и пр., что искажает результат.

Для выравнивания поверхности используют фанерные (картонные) подкладки или специальные кондукторы для нанесения выравнивающего слоя из цементного теста или иного быстротвердеющего материала.

15. Испытание образцов-кернов на сжатие, помимо высокой чувствительности результата к ровности торцевых поверхностей и их перпендикулярности к образующей, имеет дополнительные особенности. При испытании следует учитывать изменение базовой формы образца (цилиндр вместо куба) и базовой схемы испытания (изменяется направление приложения нагрузки относительно слоёв укладки бетона цилиндра или керна по сравнению с испытанием образцов-кубов). Разница между испытанием на сжатие кубов и цилиндров может достигать 30% и более. Поэтому, при испытании кернов бетона на прочность на сжатие Rц необходимо определить экспериментально переходной коэффициент к прочности на сжатие кубов бетона, базового размера и формы Rк, К₄=Rц/Rк, по ГОСТ 10180-2012, приложение Л.
16. Марку морозостойкости бетона покрытий определяют при подборе состава и в процессе строительства, не реже, чем раз в квартал, СП 78.13330.2012, п.14.6.4.

Именно испытание бетона покрытий на морозостойкость определяет, чаще всего, возможность использования тех или иных материалов для бетона (цемента, песка, щебня, воды), особенно тех, показатели качества которых не полностью соответствуют предъявляемым требованиям: ГОСТ 26633-2015, п.4.5.3, п.3.6, допускает такие материалы применять в бетоне при обеспечении его проектной марки по морозостойкости.

При этом, ГОСТ 10060-2012, п.3.9, ГОСТ 26633-2015, п.А.2.16 ужесточают эти требования для бетона покрытий, предписывая обосновывающие исследования для выбора материалов или технологий бетонирования (при возможности выбора) проводить не только до подтверждения проектной марки бетона по морозостойкости, но также с помощью сравнительных испытаний соответствующих составов бетона на морозостойкость, при доведении образцов до разрушения на основе большего количества циклов замораживания и оттаивания, чем при испытании на марку.

17. При испытании бетона покрытий на морозостойкость важной особенностью является необходимость добиться достижения нормируемой температуры замораживания и оттаивания именно образцами, для чего следует контролировать температуру не только воздуха в камере, но и раствора хлорида натрия, в котором находятся образцы. Эти показатели могут существенно отличаться между собой, особенно в первые часы испытаний.

Например, при работе с камерой КТХ-18 в построечных условиях, чтобы выдерживать заданный стандартом температурный режим, можно рекомендовать, по опыту, режим испытания 1 цикл замораживания-оттаивания в сутки (днём образцы замораживали, ночью – оттаивали, или наоборот).

18. ГОСТ 10060-2012 допускает определённый разброс (диапазон) параметров испытания бетона на морозостойкость, например:

- нечётко определено место измерения температуры в камере;

- в таблице 1 стандарта, в заголовке не указано, что температура – это температура не воздуха в камере, а среды замораживания или оттаивания, температура образцов бетона;

-  допустимое число циклов замораживания-оттаивания в сутки может быть различным, но менее одного, п.4.13;

-  может отличаться время замораживания и оттаивания в разных лабораториях, таблица 5 стандарта определяет только минимальный срок выдерживания образцов при достигнутой при испытании температуре (не менее);

- при испытании можно использовать различные по размерам образцы бетона (таблица 2);

- в серию можно объединять различное количество образцов, ограничено только минимальное их число (таблица 3).

Такое допустимое стандартом разнообразие фактических условий испытания бетона на морозостойкость объясняет, в частности, наблюдаемый разброс получаемых результатов в различных лабораториях и получение, в ряде случаев, недостоверных данных, в том числе, опровергающих существующие нормы.

Можно рекомендовать в сомнительных, спорных случаях проводить испытание бетона на морозостойкость при доведении образцов до разрушения (по критериям ГОСТ 10060-2012), в сравнении с проверенными составами бетона, материалами и технологиями.