И. Л. ЦВЕТКОВ, инж. (з-д ЖБИ-5 ГМПСМ), Крупный резерв экономии цемента
Наиболее известный метод определения прочности бетона — испытание контрольных кубов на сжатие. Важными факторами при этом являются геометрические параметры образцов.
ГОСТ 10180—78 регламентирует допуски по отклонению от номинальных размеров кубов до ±1%, от перпендикулярности смежных граней до 1 мм на 100 мм длины, от плоскостности опорных граней до 0,05 мм на 100 мм длины грани.
Отклонения размеров кубов от номинальных учитываются при определении средней площади рабочего сечения образца. Допуск стандарта на отклонение смежных граней от перпендикулярности достижим и, как правило, выполняется. Отклонения же граней кубов от плоскостности не соответствуют требованию стандарта и практически всегда его превышают.
В бетонных кубах происходят процессы, которые приводят к искривлению нх граней; к моменту испытания отклонение от плоскостности может составить около 0,1 мм или даже более того. Наши исследования показывают, что даже при наличии форм с отклонением стенок от плоскостности в пределах требований ГОСТ 22685—77 0,03 мм на 100 мм длины практически невозможно получить грани кубов с отклонением от плоскостности в пределах 0,05 мм. Обеспечить требования стандарта можно только шлифовкой граней или выравниванием их слоем быстротвердеющего материала, что при массовых испытаниях осуществлять затруднительно.
Кроме того, существующие конструкции форм для контрольных кубов не обеспечивают выполнение требований ГОСТ 22685—77 по отклонению стенок форм от плоскостности. Даже у качественно изготовленных форм конструкции ВНИИЖелезобетона отклонения от плоскостности стенок достигают 0,1 мм на 100 мм длины. После небольшого срока эксплуатации отклонения стенок форм от плоскостности возрастают. Грани кубов, изготовленных в этих формах, имеют отклонения от плоскостности, превышающие допуск ГОСТ 10180—78, в основном от 0,1 до 0,5 мм. В формах другой конструкции отклонения от плоскостности стенок н, следовательно, граней кубов еще большие.
Из-за невозможности обеспечить высокие требования стандарта по отклонению граней кубов от плоскостности лаборатории, производящие испытания, перестают контролировать этот параметр, лучшие грани не выбираются в качестве опорных. Не контролируют также состояние стенок при приобретении форм, ни в процессе их эксплуатации. Это приводит к тому, что на практике этот параметр всегда значительно превышает допуск стандарта.
Исследования показывают, что кубы из бетона марки М250 с опорными гранями, имеющими отклонения от плоскостности 0,5 мм, разрушаются при нагрузках на 15... 25 % меньших, чем кубы с опорными гранями с отклонением от плоскостности 0,1 мм. При этом для кубов с более искривленными гранями коэффициент вариации прочности увеличивается в 3 раза.
Контроль прочности бетона осуществляется статистическим методом по ГОСТ 18105.0—80. Требования к прочности назначают с учетом фактической однородности, характеризуемой величиной коэффициента вариации прочности бетона. Поэтому при массовом испытании кубов с искривленными гранями снижение оценки прочности происходит не только вследствие прямого уменьшения предела прочности, но и за счет повышения требований к прочности при снижении однородности при испытании.
Так как в каждой испытательной лаборатории используются формы разных конструкций, состояния и сроков эксплуатации, кубы имеют значительные колебания по отклонениям граней от плоскостности. Это приводит к тому, что оценка прочности бетона одного состава различна при испытании кубов, изготовленных в разных формах.
По нашим данным, отклонения от плоскостности опорных граней контрольных кубов, изготовленных в формах, длительно эксплуатируемых на производстве, как правило превышают 0,5 мм на 100 мм длины, что ведет к снижению оценки прочности на 15... 25 % и соответствующему увеличению расхода цемента на 10... 15 %.
Выводы
Требования ГОСТ 10180—78 по отклонению опорных граней кубов от плоскостности завышены и не могут быть обеспечены без дополнительной обра ботки граней. Эти требования стандарта следует пересмотреть в сторону снижения и установить допуск на отклонение опорных граней кубов от плоскостности 0,1 мм на 100 мм длины.
Требования ГОСТ 22685—77 по отклонению стенок форм от плоскостности обусловлены ГОСТ 10180—78. Необходимо разработать принципиально новую конструкцию формы, которая обеспечивала бы требование стандарта по этому параметру. Вариантом может служить метод оценки потери прочности в кубах, изготовленных в формах любого вида, по сравнению с прочностью кубов, изготовленных в эталонных формах, с отклонением от плоскостности их стенок в пределах допуска стандарта. Такие формы дадут возможность получать эталонные кубы с гранями, имеющими отклонения от плоскостности до 0,1 мм.
Обеспечение указанных мероприятий позволит снизить необоснованное завышение прочности бетона в конструкциях и сэкономить в масштабах страны несколько миллионов тонн цемента в год.
Бетон и железобетон, 1987