Требуемая точность дозирования компонентов бетонной смеси

Требуемая точность дозирования компонентов бетонной смеси — один из ключевых технологических параметров производства, определяющий допускаемые отклонения фактической массы или объема составляющих (цемента, заполнителей, воды и добавок) от значений, заданных рабочим составом. Соблюдение установленных норм точности гарантирует получение бетонной смеси с проектными реологическими и физико-механическими характеристиками, обеспечивает стабильность качества бетона и его соответствие требованиям нормативных документов . Нарушение точности дозирования является основной причиной несоответствия бетона заданному классу по прочности, нарушения удобоукладываемости и снижения долговечности конструкций .

Нормативные требования

В Российской Федерации основным документом, регламентирующим точность дозирования, является ГОСТ 7473-2010, который устанавливает следующие обязательные пределы погрешности для весовых дозаторов цикличного и непрерывного действия при производстве готовых бетонных смесей :

• для цемента, воды, сухих химических и минеральных добавок, а также рабочего раствора жидких химических добавок — ±2 % от заданной массы;
• для плотных заполнителей (щебня, песка) — ±3 % от заданной массы;
• для пористых заполнителей (например, керамзита, аглопорита) при дозировании по объему — ±2 % от заданного объема.

Допускается объемное дозирование сыпучих материалов с теми же нормами погрешности для бетоносмесительных установок производительностью до 5 м³/ч .

В отмененной редакции ГОСТ 7473-94 требования к точности дозирования были выше:

• для цемента, воды, сухих химических добавок, рабочего раствора жидких химических добавок ±1 %
• для заполнителей ±2 %

Более жесткие требования предъявляются к дозированию компонентов для высокопрочных и самоуплотняющихся бетонных смесей. Согласно ГОСТ Р 59714, погрешность дозирования цемента, воды, фибры, химических и органоминеральных модификаторов не должна превышать ±1 %, а для заполнителей — ±2 % . При производстве бетонных смесей для ответственных конструкций, включая гидротехнические сооружения, также применяются нормы, установленные в СП 130.13330.2018 .

Влияние точности дозирования на свойства бетона

Отклонения в дозировании компонентов приводят к изменению структуры и свойств бетонной смеси и затвердевшего бетона.

• Цемент: отклонение его расхода сверх нормы (перерасход) может привести к увеличению усадки и ползучести, а также к перегреву в массивных конструкциях из-за экзотермии. Недостаток цемента (недозировка) напрямую снижает прочность и водонепроницаемость .
• Вода: является наиболее критичным компонентом. Даже незначительное превышение водоцементного отношения (В/Ц) на 0,01—0,02 может снизить прочность бетона на 3—5 МПа. Повышенное содержание воды увеличивает пористость цементного камня, снижает его плотность и морозостойкость . Недостаток воды ухудшает удобоукладываемость, затрудняя укладку и уплотнение.
• Заполнители: погрешность дозирования заполнителей, особенно мелкого, влияет на удобоукладываемость и связность смеси. Отклонение расхода песка может привести к изменению пустотности и, как следствие, к расслоению бетонной смеси.
• Добавки: химические и минеральные добавки дозируются в малых количествах. Их недостаток делает применение добавки неэффективным, а передозировка может вызвать нежелательные последствия — замедление или ускорение схватывания, ложное схватывание, коррозию арматуры или значительное снижение прочности в раннем и позднем возрасте .

Оборудование для дозирования

Для обеспечения требуемой точности используются специальные дозаторы, входящие в состав бетонных заводов и бетоносмесительных узлов. Они подразделяются на дозаторы цикличного (порционного) и непрерывного действия и должны соответствовать требованиям ГОСТ 10223 и ГОСТ Р 53228 .

• Дозаторы для цемента: как правило, это весовые дозаторы дискретного действия, обеспечивающие высокую точность (±1%).
• Дозаторы для заполнителей: могут быть весовыми или объемно-весовыми. Для пористых заполнителей применяется объемно-весовое дозирование, при котором объем корректируется по массе с контролем насыпной плотности .
• Дозаторы для воды и добавок: дозируются по массе или объему. Для добавок часто используются дозаторы с поплавковым или тензометрическим принципом действия.

Современные бетоносмесительные установки оснащаются автоматизированными системами управления, которые в реальном времени контролируют массу компонентов и корректируют процесс дозирования. Наличие компьютерных распечаток фактических составов по каждому замесу является обязательным требованием при производстве бетона заданного качества, особенно для высокопрочных составов .

Операционный контроль дозирования

Контроль точности дозирования является важнейшей частью операционного контроля производства бетонной смеси . Он включает:

• Периодическую поверку весового оборудования в соответствии с инструкциями по эксплуатации и требованиями метрологических служб. Периодичность поверки устанавливается заводом-изготовителем оборудования или нормативными документами (обычно не реже одного раза в 6 месяцев) .
• Контроль влажности заполнителей перед началом каждой смены (в рамках операционного контроля). Данные о влажности необходимы для оперативной корректировки состава, так как содержащаяся в заполнителях вода должна учитываться в общем объеме воды затворения. Неучет влажности заполнителей приводит к непреднамеренному изменению В/Ц.
• Визуальный контроль показаний дозаторов или анализ автоматических распечаток состава для каждого замеса. Это позволяет своевременно выявить систематические отклонения или сбои в работе оборудования.

При обнаружении отклонений, превышающих допустимые нормы, производство работ приостанавливается до выяснения причин, наладки или ремонта дозирующего оборудования и корректировки рабочего состава бетонной смеси.

См. также

• Подбор состава бетонной смеси
• Классификация бетонных заводов
• Водоцементное отношение
• Оборудование для изготовления бетонной смеси
• Системы дозирования компонентов бетонной смеси
• Контроль качества бетонной смеси

Литература

• Баженов Ю.М. Технология бетона. — Изд-во АСВ, 2002. — 500 с. ISBN 5-93093-138-0
• Несветаев Г.В., Корянова Ю.И. Технология и качество бетонных работ. — Инфра-Инженерия, 2022. — 228 с. ISBN 978-5-9729-1028-1
• Дворкин Л.И., Дворкин О.Л. Проектирование составов бетона с заданными свойствами. — Инфра-Инженерия, 2016. — 432 с. ISBN 978-5-9729-0080-0
• Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика. — 1998. — 768 с.
• Рамачандран В.С., Фельдман Р.Ф., Коллепарди М. Добавки в бетон. Справочное пособие. — Стройиздат, 1988. — 575 с. ISBN 5-274-00208-0
• Королев К.М. Производство бетонной смеси и раствора. — Высш. шк., 1973. — 343 с.
• Сизов В.П. Проектирование составов тяжелого бетона (подбор состава бетонной смеси). — Стройиздат, 1974. — 144 с.