Ведомственные строительные нормы ВСН 146-68/Минтрансстрой СССР "Технические указания по возведению монолитно-прессованных бетонных обделок тоннелей при щитовой проходке" (утв. приказом Технического управления Минтрансстроя СССР от 28 августа 1968 г. N 35) стр. 7

Для предварительных расчетов "стандарт" горного давления ориентировочно может быть принят в соответствии с п. 4.23 СНиП II-Д.3-62, как половина разности между расчетной и нормативной нагрузками.
При разработке породы механизированным щитом и обеспечении примыкания бетона обделки к породе .
В тех случаях, когда нагрузкой на обделку в процессе твердения бетона является только его собственный вес,
.
4. Расстояние между двумя кривыми (см. рис. 1) по оси ординат равно . В то же время
.
Вычислив значение правой части равенства (4) и взяв ее величину, например, раствором циркуля, находится отрезок на графике, соответствующий . После этого остается проверить значение r по оси ординат, что соответствует допустимой величине распалубочной прочности.
5. Параллельно оси ординат (r, q) или абсцисс (E) следует построить шкалу времени в соответствии с табл. 2 ГОСТ 10181-62 или по экспериментальным данным. Это дает возможность оперативно определять минимально допустимые сроки выстойки бетона в опалубке.
Установлено также, что прочность бетона при нормальных условиях твердения повышается приблизительно пропорционально логарифму времени
, (6)
где - прочность бетона (предел прочности при сжатии) в любой срок n;
- прочность бетона в возрасте 28 дней;
lg n - десятичный логарифм возраста бетона.
Эта формула применима только для обычного портландцемента средних марок и дает удовлетворительные результаты, начиная с n = 3.
При использовании быстротвердеющих цементов характер нарастания прочности бетона во времени следует устанавливать экспериментальным путем.
Приложение 4

Методика определения подвижности бетонной смеси

1. Подвижность бетонной смеси определяется осадкой стандартного конуса.
2. Для определения подвижности бетонной смеси в соответствии с ГОСТ 10181-62 стандартный конус устанавливается на горизонтальной площадке размером 70x70 см, металлической или деревянной, покрытой гладким линолеумом.
3. Заполнение конуса бетонной смесью производится в три слоя одинаковой высоты, причем каждый слой штыкуется 25 раз металлическим стержнем длиною 50 см, диаметром 15 мм.
4. На верхнее основание конуса накладывается металлическая или деревянная линейка, от нижней поверхности которой до середины верхнего основания бетонного конуса измеряется его осадка (по отвесу) с точностью до 1 см. Среднее арифметическое из 3-х определений, выраженное в см, принимается за характеристику подвижности бетонной смеси данного состава.
5. Испытание подвижности бетонной смеси производится в два приема из одной пробы, взятой из бетономешалки: вначале по выходе бетонной смеси из бетономешалки, затем через промежуток времени, равный затраченному времени на транспортирование и укладку бетонной смеси за опалубку.
6. Показатель подвижности бетонной смеси при втором испытании должен быть в пределах 5-11 см.
Приложение 5

Экспериментально-графический метод назначения составов прессованного бетона

1. Состав бетона, т.е. соотношение образующих его материалов и количество каждого из них в единице объема или веса бетона назначается в зависимости от заданных марок бетона и требуемой удобоукладываемости смеси.
2. Длительные сроки выдерживания образцов для определения марочной прочности бетона создают большое неудобство при подборе состава. Подобрать в один прием наиболее экономичный бетон, полностью отвечающий технологическим и конструктивным требованиям, как правило, не удается. Провести оценку качества применяемых материалов и их влияния на получаемые свойства бетона в каждом отдельном случае возможно лишь ориентировочно. Поэтому предварительный состав бетона, подобранный по формулам и справочным табличным данным, может не соответствовать проектным предположениям. Оптимальное решение поставленной задачи достигается экспериментально-графическим методом. Он основан на том, что состав бетона исследуется, а затем, применительно к конкретным условиям строительства, выбирается наиболее целесообразный состав путем интерполяции. Для этого предел прочности бетона на сжатие выражается в виде зависимостей, отражающих свойства бетона в функции ряда основных факторов.
3. Для бетонных смесей, формуемых прессованием, объем цементно-песчаного раствора принимается примерно в два раза больше объема пустот в щебне, т.е. коэффициент пропорциональности или коэффициент раздвижки f = 2,0.
4. Пример назначения состава прессованного бетона.
а) В соответствии с основными параметрами, приведенными в главе II настоящих "Технических указаний", требуется подобрать состав бетона, имеющего прочность при сжатии через 28 суток 200 , а подвижность - через 40 мин после затворения 9 см осадки конуса.
Материалы:
цемент марки 300;
щебень гранитных фракций 5-10 и 10-20 мм;
песок с модулем крупности 2,19.
б) Разрабатывается 12 составов бетона с различным содержанием цемента и заполнителя (см. таблицу).
Таблица
Соотношение между мелкой и крупной фракциями щебня
Расход цемента,
350
400
Соотношение между песком и щебнем (П/Щ)
2/3
2/2
3/2
2/3
2/2
3/2
Прочность бетона на сжатие в возрасте 28 суток,
3/2
171
173
148
190
196
165
1/3
208
217
182
245
270
231
Проектная прочность бетона каждого состава выбирается близкой к заданной. Количество воды для каждого состава устанавливается с учетом требуемой подвижности смеси. Из каждого состава изготовляется прессованием 5 кубов. Режим прессования (давление и время) соответствует режиму при возведении обделки.
в) В возрасте 28 суток кубы испытываются на сжатие. Средние значения предела прочности в по каждому составу приведены в таблице.
г) В прямоугольной системе координат строится график для бетонов с расходом цемента 350 и соотношением между мелкой и крупной функциями щебня 60%/40% (3/2) (рис. 1). В результате получена ломаная линия, на которой представляется возможным выбрать прочность бетона в зависимости от П/Щ в пределах от 2/3 до 3/2 при прочих равных условиях.
д) В тех же координатах, но сдвинутых вправо, строится аналогичный график для бетонов с расходом цемента 400 (рис. 2). Прямыми линиями равных отношений П/Щ соединены точки , , . В результате получена номограмма в виде плоскости а, б, , и , на которой представляется возможным путем интерполяции выбрать наиболее целесообразный расход цемента в пределах от 350 до 400 и правильное соотношение между мелким и крупным заполнителем (П/Щ) от 2/3 до 3/2, применительно к заданной прочности бетона и прочим равным условиям.
е) В этих же координатах строится аналогичная номографическая плоскость г, д, е, , , (рис. 3), но с соотношением между мелкой и крупной фракциями щебня 25%-75% (1/3). Прямыми линиями равных соотношений П/Щ и расхода цемента соединяются точки д - б, о - в, , и т.д. В результате получается объемная фигура, каждая точка которой соответствует определенному составу бетона. Противолежащие ребра объемной номограммы (например, , , и е - е) делятся на равное количество одинаковых отрезков и через них проводятся вспомогательные плоскости (например, 1, 2, 3 и 4), которые помогают интерполировать.
ж) Для определения состава бетона проводится линия 5-6, параллельная оси абсцисс до пересечения с любой линией, соединяющей две номографические плоскости (например, 7-8). Затем точка 6 проектируется на одну из плоскостей в точку 7 или 8, а оттуда на грани номограммы в точки K и 4.
Путем интерполяции отрезка 7-8 представляется возможным установить соотношение между мелкой и крупной фракциями щебня: фракции 5-10 должно содержаться 52%, а фракции 10-20 - 48% по весу.
Соотношение между песком и щебнем равно 2 1/3:2. Расход цемента равен 370 . Отсюда нетрудно установить, что состав бетона (по весу) может быть принят 1:2, 58:2,22. Из номограммы видно, что марочная прочность на сжатие может быть достигнута и при меньшем расходе цемента. Однако эти составы имеют больше крупного заполнителя, а это требует большого количества воды затворения, вследствие чего они не выдерживают проверки на расслаиваемость в соответствии с п. 2.8 настоящих "Технических указаний".
з) Построенная номограмма позволяет оперативно изменять состав бетона в случае изменения фракционного состава щебня и давления прессования. В действительности бывает так, что наиболее резким колебаниям подвергаются зерновой состав песка и "марка" цемента. В этом случае их крайние значения могут быть приняты за основные переменные при изготовлении образцов для построения аналогичной номограммы.
Приложение 6