Бетон – это универсальный материал, который широко применяется в дорожном строительстве. Из него можно делать как основание, так и покрытие дорожного пирога. При этом к нему предъявляют достаточно строгие требования.
Ранее в нашей статье мы рассказывали о том:
- Где применяется дорожный бетон
- Чем бетонные дороги отличаются от асфальтовых
- Как на практике обстоят дела с использованием бетона при строительстве дорог
В этой статье мы:
- Рассмотрим основные требования к дорожному бетону
- Предложим один вариант пропорций для его изготовления
Требования к бетону для дорог
Дорожный бетон отличается от конструкционного, который используют при возведении зданий и сооружений общего назначения. И это вполне логично. Ведь дорожное полотно подвергается принципиально иным нагрузкам, нежели стены и перекрытия здания.
Требования к этому материалу описаны в целом ряде разных нормативов. Мы рассматриваем и сравниваем их в статье Дорожный бетон.
Выжимка из них приведена в таблице ниже:
Чтобы лучше понимать, что означают эти цифры, давайте остановимся на каждой из перечисленных характеристик подробнее.
Прочность дорожного бетона
Суровые условия эксплуатации предъявляют особые требования к качеству материала.
Прочность бетона выражается:
- Классом (В)
- Маркой (М)
Первый показатель повсеместно вытесняет второй. В отличие от марки, класс обозначает гарантированную прочность бетона. Поэтому в технической и нормативной документации используется только он. Но в некоторых ситуациях вы еще можете столкнуться с использованием марки по прочности.
Самые высокие требования предъявляют к материалу покрытия. Ведь именно он принимает на себя всю нагрузку от движущегося транспорта.
А вот для основания дорожного пирога прочность не играет такой большой роли. Потому что нагрузка частично гасится вышележащими слоями и до него доходит не в полном объеме.
Морозостойкость дорожного бетона
Нет такого строительного материала, который не боялся бы перепадов температуры от плюса к минусу. Это обусловлено особенностями влаги, которая способна проникать в мельчайшие поры, а там – резко расширяться при замерзании. Поэтому регулярные циклы заморозки и оттаивания приводят к тому, что бетон крошится, трескается и в итоге разрушается.
Морозостойкость обозначается буквой «F» и соответствующей цифрой – количеством таких циклов, которое выдерживает материал.
Подбор конкретной марки зависит от следующих факторов:
- Климатического пояса
- Среднесуточной температуры
- Условий эксплуатации: покрытия дорог, которые часто подвергаются воздействию антигололедных реагентов, должны иметь более высокую морозостойкость
Марка F100-F200 для дорожного покрытия – это абсолютный минимум, ниже которого бетон считается негодным для дорожного строительства. На практике требования обычно выше. Их устанавливает СП 28.13330.2017 «Защита строительных конструкций от коррозии» (Приложение Ж).
Истираемость (износостойкость) заполнителей для дорожного бетона
Покрытия дорог и тротуаров подвергаются особым нагрузкам – истирающим. Шины автотранспорта и ноги пешеходов в прямом смысле изнашивают бетон, стирая его верхний слой. Конечно, происходит это очень медленно. Но ведь и дорога рассчитана на десятки лет эксплуатации.
Этот показатель зависит от:
- Прочности бетона
- Истираемости крупного заполнителя
Поэтому износостойкость самого бетона в стандартах отдельно не нормируют. Но в некоторых случаях проектировщик может и ее внести в техническую документацию.
Водонепроницаемость дорожного бетона
Все мы слышали выражение «вода камень точит». Бетон – это тот же камень, только искусственный, так что он тоже подвержен разрушительному воздействию воды.
Это проявляется в:
- Разрушении бетона при многократном замораживании
- Коррозии бетонного камня и арматуры
- Истирании поверхности бетона
Бетон тем быстрее разрушается под воздействием воды, чем больше в нем воздушных пустот – пор. Именно через них влага попадает в материал.
Способность бетона не пропускать внутрь себя воду называется водонепроницаемостью.
В зависимости от нее материал делится на марки:
- W2 – высокая проницаемость
- W4 – нормальная проницаемость
- W6 – пониженная проницаемость
- W8 – низкая проницаемость
- W10-W20 – особо низкая проницаемость
В зависимости от условий эксплуатации дорожный бетон может иметь нормальную, пониженную или низкую проницаемость. Это зависит от того, насколько часто он подвергается воздействию атмосферных осадков, антигололедных реагентов и перепадов температуры. Чем агрессивнее условия, тем выше должна быть марка материала.
Теперь вы знаете, какие требования предъявляют к бетону для строительства дорог. В следующем разделе мы рассмотрим, из чего он состоит и как его можно приготовить самостоятельно.
Состав дорожного бетона
Понятие «бетон» на самом деле включает в себя широкий спектр материалов. Но не все из них подходят для дорожного строительства.
В составе дорожного бетона содержатся такие компоненты:
- Вяжущее
Это то самое вещество, которое склеивает компоненты бетона в единый монолит. Вообще, набор вяжущих в строительстве очень широк: от топливных шлаков и золы до синтетических полимерных смол. Но в дорожном строительстве используется только чистый портландцемент или шлакопортландцемент. Именно он сочетает в себе высокую прочность, водо- и морозостойкость при относительно небольшой стоимости. - Крупный заполнитель
Это сыпучий материал с размером зерен от 5 до 20 (иногда до 40) мм, который образует жесткий скелет бетона. Его функцию чаще всего выполняет прочный щебень. Но если его нет в наличии или он стоит слишком дорого, то можно использовать и другие материалы: гравий или даже бой бетона.
Возможно, вам будет интересно прочитать нашу статью по теме, которая называется Щебень для бетона. - Мелкий заполнитель
Обычно это песок или отсев, которые заполняют собой пустоты между крупными зернами. За счет этого бетон становится более плотным, а значит – более прочным, устойчивым к воздействию динамических нагрузок, водонепроницаемым и морозостойким.
Возможно, вам также будет интересно прочитать наши статьи по теме: Песок для бетона и Отсев для бетона. - Добавки
Добиться идеальных характеристик бетона, используя только три основных компонента, практически невозможно. Поэтому в него вводят дополнительные химические присадки. Как правило, это воздухововлекающие и пластифицирующие добавки. Иногда также добавляют фиброволокно для повышения технических характеристик.
Больше узнать о требованиях к каждому компоненту вы можете в статье Дорожный бетон.
Это была теория. А теперь давайте перейдем к практике.
Мы подробнее рассмотрим:
- Пропорции дорожного бетона
- Способы улучшить свойства дорожного бетона
Остановимся на каждом пункте по порядку.
Пропорции дорожного бетона
При устройстве дорожных оснований и покрытий используется тощая разновидность тяжелого бетона. То есть это такая смесь, в которой содержание цемента понижено по сравнению с обычной. За счет этого снижаются расходы на материал.
Тощая бетонная смесь очень жесткая, ее нельзя качественно уложить вручную.
Поэтому ее уплотняют при помощи:
- Виброрейки
- Виброплиты
- Дорожного катка
К первым двум вариантам можно прибегнуть в частном строительстве, где не нужно идеальное дорожное покрытие. При строительстве дорог общего пользования к делу привлекают тяжелые катки.
При изготовлении дорожного бетона можно использовать такие пропорции (в частях по объему):
Таким образом, для изготовления 1 м3 смеси вам понадобится около 10 ведер (по 10 л каждое) цемента, 50 ведер щебня, 20 ведер песка, а также несколько ведер затворителя – обычной воды.
Оптимальное содержание затворителя подбирается в зависимости от количества цемента. Отношение массы воды к массе цемента называется водоцементным отношением (сокращенно – В/Ц). О том, как его подобрать, мы поговорим в следующем разделе.
Способы улучшить свойства дорожного бетона
Проектирование состава бетона – вопрос очень сложный. Именно поэтому для ответственных работ бетон лучше заказывать на заводе, где его рецептуру подбирают специалисты с профильным образованием.
Но если вы решили замешать бетон самостоятельно, то учитывайте такие основные правила:
- Класс по прочности цемента должен быть не ниже 32,5 (марка М400). Начало его схватывания должно быть не ранее 1-2 часов после изготовления. В противном случае вы просто не успеете качественно уплотнить бетонную смесь.
- Лучший вариант крупного заполнителя – это прочный (марки не ниже М1000-М1200) щебень из магматических или метаморфических пород (гранита, базальта, диорита, амфиболита, серпентинита). Если такого нет в наличии, можно взять щебень из осадочных пород, но с маркой по дробимости не ниже М800. Вторичный щебень (бой бетона) можно использовать только для заливки малопрочного основания.
- Мелкий заполнитель должен быть чистым, с содержанием пылевидных и глинистых частиц не выше 1,5-2%. Лучше всего подойдет намывной карьерный песок или отсев прочного щебня.
- Все компоненты бетона должны быть сухими. Если щебень и песок лежали под дождем или снегом, их нужно предварительно просушить.
- Содержание воды рассчитывается по массе цемента. Чтобы посчитать ее, умножьте плотность цемента (1440 кг/м3) на его объем в м3. Например, одно 10-тилитривое ведро цемента (0,01 м3) будет весить 14,4 кг.
- Водоцементное отношение подбирается по такому принципу:
- Чем выше В/Ц, тем ниже будет прочность бетона.
- Смесь с низким В/Ц получается жесткой, с ней сложно работать. Решить эту проблему без увеличения В/Ц помогают специальные добавки – пластификаторы.
- Чтобы увеличить морозостойкость бетона, в него добавляют воздухововлекающую добавку. Объем вовлеченного воздуха должен быть не менее 4%, но не более 6%.
- Чтобы увеличить водонепроницаемость и трещиностойкость покрытия, в смесь можно добавить стальную, базальтовую или стеклянную фибру.
- Общее содержание химических добавок должно быть не более 5% от массы цемента. Иначе они могут вызвать коррозию стальной арматуры.
Как видите, нюансов довольно много. Но если вы будете придерживаться этих правил, то сможете получить действительно качественный материал.
Полную версию данной статьи вы найдете на этой странице.
Также мы рекомендуем ознакомиться с другими полезными статьями на нашем сайте.
