Мостовой бетон: состав, характеристики и требования к материалу

Мостовой бетон — тяжёлый бетон на гранитном щебне для пролётных строений, опор, устоев и плит проезжей части мостов, путепроводов и эстакад. Отдельного ГОСТа на «мостовой бетон» нет: это бетон по ГОСТ 26633-2015 с повышенными требованиями, которые задаёт СП 35.13330.2011 «Мосты и трубы». Мост работает под динамической нагрузкой, в зоне переменного увлажнения и под действием противогололёдных солей, поэтому требования к прочности, морозостойкости и плотности здесь выше, чем в гражданском строительстве.

Условия работы и нормативная база

Главные факторы разрушения — циклы замораживания и оттаивания в водонасыщенном состоянии, хлориды из реагентов, истирание и удар от транспорта, усталость от переменной нагрузки, карбонизация и коррозия арматуры. При этом мосты проектируют на срок службы до 100 лет, поэтому каждый параметр бетона закладывают с запасом.

Таблица 1. Нормативные документы для мостового бетона

Состав мостового бетона

Цемент. Применяют портландцемент без минеральных добавок — ЦЕМ I 42,5Н по ГОСТ 31108-2020 или ПЦ 500-Д0-Н по ГОСТ 10178-85. Индекс «Н» означает нормированный состав клинкера: содержание трёхкальциевого алюмината C3A не более 8 %, что повышает морозо- и сульфатостойкость. Для опор в агрессивной воде используют сульфатостойкие цементы по ГОСТ 22266-2013.

Крупный заполнитель. Гранитный щебень фракций 5–20 и 20–40 мм с маркой по дробимости не ниже 1200, морозостойкостью не ниже F300 и содержанием пылевидных и глинистых частиц не более 1 %. Прочность исходной породы — 150–250 МПа при водопоглощении менее 0,5 %, что в несколько раз выше прочности самого бетона и исключает разрушение по заполнителю. Гравий и известняковый щебень в ответственных элементах не применяют. Свойства такого заполнителя разобраны в обзоре гранитного бетона.

Песок и вода. Кварцевый песок I класса по ГОСТ 8736-2014 с модулем крупности не ниже 2,0, вода — по ГОСТ 23732-2011.

Добавки. Обязательны суперпластификатор для снижения В/Ц и воздухововлекающая добавка для морозостойкости, по необходимости — ингибиторы коррозии и замедлители схватывания при долгой доставке. Подробнее — в статье «Пластификаторы и суперпластификаторы».

Таблица 2. Составы мостового бетона «Русь Строй» на 1 м³

Рисунок 1. Расход цемента и воды и водоцементное отношение в мостовых бетонах «Русь Строй»

Характеристики и требования

Прочность. Для мостов применяют бетон классов B30–B35 и выше; бетонные массивные опоры допускают от B20–B25. Предварительно напряжённые пролётные строения требуют B35–B45. Ориентировочные требования к элементам приведены в таблице 3, окончательные значения задаёт проект.

Таблица 3. Требования к бетону по элементам моста (ориентировочно, по СП 35.13330)

Рисунок 2. Схема моста с зонами и типовыми требованиями к бетону

Морозостойкость. ГОСТ 10060-2012 предусматривает два базовых метода: F1 — замораживание в воде, F2 — насыщение и замораживание в растворе хлорида натрия. Метод F2 жёстче и моделирует противогололёдные реагенты, поэтому марка F2 300 означает 300 циклов в солевом растворе. Именно так маркированы мостовые смеси в каталоге «Русь Строй». Для Подмосковья наружные элементы мостов проектируют на F300 и выше — см. раздел «морозостойкий бетон».

Водонепроницаемость. Плотный бетон не пропускает воду и хлориды к арматуре. Для мостов требуют W8–W12, в зоне переменного уровня воды — не ниже W10. Это достигается при В/Ц не выше 0,40–0,45 и применении суперпластификатора. Испытания проводят по ГОСТ 12730.5-2018. Смеси с высокой маркой — бетон W12 и водонепроницаемый бетон.

Рисунок 3. Зависимость достижимой марки W от водоцементного отношения (типовые значения для бетонов с суперпластификатором)

Кроме того, проект нормирует объём вовлечённого воздуха (обычно 4–6 %), истираемость покрытий тротуаров и проезжей части, усадку и ползучесть для предварительно напряжённых пролётов.

Таблица 4. Мостовой бетон и обычный товарный бетон

Требования к бетонной смеси

Свойства смеси регламентирует ГОСТ 7473-2010. Для мостовых конструкций обычно заказывают подвижность П3–П4 (осадка конуса 10–20 см), а для густоармированных пролётов и подачи насосом на высоту — П4–П5 с поликарбоксилатным суперпластификатором. Сохраняемость подвижности должна перекрывать время доставки и укладки, поэтому летом в смесь вводят замедлитель схватывания. Водоотделение и расслаиваемость ограничивают, чтобы на поверхности плиты не образовывался слабый слой цементного молока: именно он первым разрушается от соли и мороза. Температуру смеси контролируют при отгрузке на заводе и при приёмке на объекте.

Укладка и контроль качества

Мостовые конструкции бетонируют непрерывно, без холодных швов. Смесь подают бетононасосом, уплотняют глубинными вибраторами, а открытую поверхность защищают от высыхания плёнкой или плёнкообразующими составами и сохраняют влажной не менее 7 суток. В массивных опорах контролируют перепад температур между ядром и поверхностью, чтобы не допустить трещин. Зимой применяют противоморозные добавки и прогрев бетона по СП 70.13330.2012 и СП 46.13330.2012. О сроках твердения — в статье «Набор прочности бетона».

Таблица 5. Контроль качества мостового бетона

Как выбрать и заказать мостовой бетон

Класс и марки задаёт проект, а производитель должен подтвердить их испытаниями. «Русь Строй» выпускает мостовой бетон четырёх рецептур: М350 B25 F300 W8, М400 B30 F300 W10, М450 B35 F300 W12 и М550 B35 F300 W12. Каждая партия сопровождается паспортом качества и декларацией о соответствии. Доставка — собственными миксерами объёмом 6–12 м³. Для дорог и опор в воде подойдут также дорожный и гидротехнический бетон. Стоимость — в прайс-листе.