Материалы для тяжелого бетона (страница 3 из 3)

Вода

Используют водопроводную и природную воду (естественные водоемы). Нельзя использовать болотные, сточные бытовые и промышленные воды. Требования к воде приведена в таблице 7.1.

Таблица 7.1

Требования к воде для бетонов

(ГОСТ 23732–2011. Вода для бетонов и строительных растворов)

Показатель	Бетон с ненапрягаемой арматурой	Бетон с напрягаемой арматурой
Содержание растворимых солей, мг/л, не более	5000	2000
SO₄^2–, мг/л, не более	2700	600
Cl^–, мг/л, не более	1200	500
Na⁺ + Ka⁺, мг/л, не более	1,5
pH	4…12,5

Бетонная смесь и её основные свойства

(ГОСТ 7473-2010. Смеси бетонные. Технические условия)

Бетонная смесь – рационально составленная и тщательно перемешанная смесь компонентов бетона до начала процессов схватывания и твердения (до момента укладки бетона в опалубку).

По типу бетонные смеси подразделяют на:

 Бетонные смеси тяжелого бетона (БСТ);

 Бетонные смеси мелкозернистого бетона (БСМ);

 Бетонные смеси легкого бетона (БСЛ).

Основные технологические показатели бетонной смеси:

 Удобоукладываемость;

 Средняя плотность;

 Расслаиваемость;

 Сохраняемость свойств во времени – учитывается при транспортировании бетонной смеси на дальние расстояния. Сохраняемость повышают путем использования химических добавок;

 Пористость (объем вовлеченного воздуха, объем межзерновых пустот);

 Температура.

Удобоукладываемость – свойство бетонной смеси заполнять форму при данном способе уплотнения, а также транспортироваться по различного рода наклонным плоскостям, желобам и т.д., сохраняя при этом свою однородность.

Тиксотропия – свойство бетонной смеси разжижаться при механических воздействиях и вновь загустевать в спокойном состоянии.

В зависимости от показателя удобоукладываемости бетонные смеси подразделяют на 3 группы:

 Ж – жесткие;

 П – подвижные;

 Р – растекающиеся.

Показателем подвижности бетонной смеси является осадка конуса, измеряемая в сантиметрах при помощи конуса Абрамса. На основании осадки конуса устанавливается марка бетонной смеси по подвижности (таблица 7.2).

Таблица 7.2

Марки бетонной смеси по осадке конуса

Марка	Осадка конуса, см
П1	1–4
П2	5–9
П3	10–15
П4	16–20
П5	Более 20

Для определения подвижности бетонной смеси с зернами заполнителя наибольшей крупностью до 40 мм включительно применяют нормальный конус (рисунок 7.5, б), а с зернами наибольшей крупностью более 40 мм – увеличенный (нижним диаметром 330 мм, верхним – 150 мм и высотой 450 мм). Конус устанавливают на гладкий лист и заполняют его бетонной смесью марок П1, П2 или П3 через воронку в три слоя одинаковой высоты. Каждый слой на его высоту уплотняют штыкованием металлическим стержнем в нормальном конусе 25 раз, в увеличенном – 56 раз. Бетонной смесью марок П4 и П5 конус заполняют в один прием и штыкуют 10 раз в нормальном конусе и 20 раз – в увеличенном. После уплотнения бетонной смеси воронку снимают, избыток смеси срезают кельмой вровень с верхними краями конуса, и заглаживают поверхность бетонной смеси. Время от начала заполнения конуса до его снятия не должно превышать 3 мин.


а)	б)

Рис. 7.5. Определение подвижности бетонной смеси по осадке конуса:

а) – оборудование; б) – схема испытания

Далее конус плавно снимают с отформованной бетонной смеси в строго вертикальном направлении и устанавливают рядом с ней. Время, затраченное на подъем конуса, должно составлять 5–7 с. Осадку конуса бетонной смеси определяют, укладывая гладкий стержень на верх формы и измеряя расстояние от нижней поверхности стержня до верха бетонной смеси с погрешностью не более 0,5 см. Осадку конуса бетонной смеси, определенную в увеличенном конусе, приводят к осадке нормального конуса умножением осадки увеличенного конуса на коэффициент 0,67.

Жесткость бетонной смеси характеризуют временем вибрации в секундах, необходимым для уплотнения бетонной смеси (таблица 7.3).

Таблица 7.3

Марки бетонной смеси по жёсткости

Марка	Жесткость, с
Ж1	5–10
Ж2	11–20
Ж3	21–30
Ж4	31–50
Ж5	Более 50

Для определения жёсткости бетонной смеси применяют следующие методы:

 Вебе;

 Красного;

 Скрамтаева.

Определение жёсткости бетонной смеси на приборе Вебе. Заполнение конуса прибора бетонной смесью, уплотнение смеси и снятие с отформованной смеси конуса производят так же, как при определении подвижности бетонных смесей марок П1–П3. Диск прибора с 6-ю отверстиями массой (2750±50) г устанавливают над отформованным конусом бетонной смеси и плавно опускают его до соприкосновения с поверхностью бетонной смеси. Включают виброплощадку и секундомер и наблюдают за выравниванием бетонной смеси. Виброплощадка должна обеспечивать вертикально направленные колебания с частотой (2900±100) в минуту и амплитудой (0,5±0,05) мм. Смесь вибрируют до тех пор, пока не начнется выделение цементного теста из любых двух отверстий диска. В этот момент выключают секундомер и виброплощадку. Время, измеренное в секундах, характеризует жесткость бетонной смеси.


	до	после
а)	б) 1 – виброплощадка; 2 – цилиндр с фланцем в основании; 3 – конус для бетонной смеси; 4 – диск с 6-ю отверстиями; 5 – направляющая втулка; 6 – штанга; 7 – штатив.

в)

Рис. 7.6. Определение жесткости бетонной смеси:

а) – установка типа Вебе; б) – схема определения жесткости бетонной смеси на приборе Вебе; в) – прибор Красного

Определение жесткости бетонной смеси по методу Красного. При наибольшей крупности зерен заполнителя до 40 мм включительно используют форму ФК–150, свыше 40 мм – форму ФК–200. Форму закрепляют на виброплощадке и заполняют бетонной смесью доверху с помощью штыкования без виброуплотнения. Избыток смеси срезают кельмой вровень с верхними краями формы. Прибор Красного представляет собой диск диаметром 95 мм, массой (435±15) г, снабженный 3 ножками и 6 отверстиями диаметром 10 мм (рисунок 7.6, в). Прибор Красного погружают в бетонную смесь ножками вниз до соприкосновения нижней поверхности диска с поверхностью бетонной смеси. Включают одновременно виброплощадку и секундомер и вибрируют смесь до тех пор, пока не начнется выделение цементного молока их любых двух отверстий диска. В этот момент выключают секундомер и виброплощадку. Время, измеренное в секундах, характеризует жесткость бетонной смеси.

Определение жесткости бетонной смеси по методу Скрамтаева. Для испытания берут форму ФК–200. В закреплённую на виброплощадке форму устанавливают конус Скрамтаева и заполняют его бетонной смесью, аналогично смесям марок П1–П3. Конус Скрамтаева имеет верхний диаметр 100 мм, нижний – 194 мм, высоту – 300 мм. Затем конус плавно снимают и одновременно включают виброплощадку и секундомер. Смесь вибрируют до тех пор, полка поверхность бетонной смеси не станет горизонтальной. Время в секундах, необходимое для выравнивания поверхности бетонной смеси в форме, характеризует жесткость бетонной смеси. Переходный коэффициент от метода Скрамтаева к методу Вебе устанавливают экспериментально по прил. Л ГОСТ 10180–2014. Допускается принимать переходный коэффициент равным 0,7.

Расплыв бетонной смеси определяют путем измерения величины расплыва на встряхивающем столе. На основании полученного результата устанавливают марку бетонной смеси по расплыву конуса (таблица 7.4).

Таблица 7.4

Марки бетонной смеси по расплыву конуса

Марка	Расплыв конуса, см
Р1	Более 35
Р2	35–41
Р3	42–48
Р4	49–55
Р5	56–62
Р6	Более 62

Для определения расплыва бетонной смеси применяют встряхивающий стол (рисунок 7.7), состоящий из верхней металлической подвижной плиты размерами в плане 700×700 мм, толщиной не менее 2 мм, шарнирно прикрепленной к нижней плите-основанию, на которую верхняя плита может падать с фиксированной высоты (40±1) мм. Подъем верхней плиты стола производят вручную. В середине верхней подвижной плиты стола устанавливается форма-конус, имеющая нижний внутренний диаметр 200 мм, верхний – 130 мм, высоту 200 мм. Уплотнение бетонной смеси в конусе осуществляется при помощи уплотняющего бруса из твердого материала с рабочей частью квадратного сечения со стороной 40 мм и длиной 200 мм.

Рис. 7.7. Оборудование для определения расплыва бетонной смеси: встряхивающий слот, форма-конус, уплотняющий брус

Встряхивающий стол устанавливают на плоскую горизонтальную поверхность. Стол и конус очищают и увлажняют до испытания. Форму помещают в центре стола. Далее форму заполняют бетонной смесью при помощи совка двумя равными по высоте слоями. Каждый слой уплотняют 10 легкими ударами уплотняющего бруса. После заполнения формы излишек бетонной смеси срезают с помощью уплотняющего бруса вровень с краями формы. Затем форму поднимают за ручки вертикально вверх за время. 3…6 с. Верхнюю плиту стола плавно поднимают за ручку до упора и дают ей свободно упасть. Повторяют цикл 15 раз, проводя каждый цикл за 2…5 с. По окончании испытания линейкой измеряют максимальные размеры расплыва бетонной смеси с точностью 10 мм в двух направлениях, параллельных краям стола. За величину расплыва принимают среднее значение двух результатов измерения. Визуально проверяют расплывшуюся смесь на расслоение. Если образовалось расслоение, результат считают неудовлетворительным.

В таблице 7.5 приведены требования к расслаиваемости бетонных смесей.

Таблица 7.5

Требования к расслаиваемости бетонной смеси

Марка по удобоукладываемости	Расслаиваемость бетонной смеси, %, не более
	Водоотделение	Раствороотделение
	Водоотделение	Тяжелых и МЗБ	Легких бетонов
Ж1–Ж5	0,2	3	4
П1–П2	0,4	3	4
П3–П5 и Р1–Р6	0,8	4	6

Условное обозначение бетонной смеси состоит из: сокращенного обозначения бетонной смеси, класса бетона по прочности, марки по удобоукладываемости, и, при необходимости, других нормируемых показателей качества – морозостойкости, водонепроницаемости, средней плотности (для легкого бетона) и обозначения стандарта.

Пример условного обозначения бетонной смеси тяжелого бетона класса по прочности на сжатие В25, марок по удобоукладываемости П1, морозостойкости F200 и водонепроницаемости W4:

БСТ В25 П1 F200 W4 ГОСТ 7473-2010

Основные факторы удобоукладываемости бетонной смеси:

1) Количественные:

 Расход воды – основной фактор. Количество воды затворения должно быть сведено к минимуму. Цемент связывает 25…28 % воды от своей массы, фактически за 28 суток ≈ 15…18%. С учетом получения равнопрочных бетонов В/Ц = const , т.е. чем больше в бетоне воды, тем больше требуется цемента, бетон становится дороже. Влияние количества воды затворения на подвижность и жесткость бетонных смесей приведено на рисунке 7.8. Снизить количество воды затворения, снизить расход цемента или повысить прочность бетона можно за счет применения пластифицирующих (водоредуцирующих) добавок.

Рис. 7.8. Водопотребность бетонной смеси, приготовленной с применением портландцемента, песка средней крупности и гравия наибольшей крупности:

а) – подвижные смеси; б) – жесткие смеси;

1 – 70 мм; 2 – 40 мм, 3 – 20 мм; 4 – 10 мм.

 Объем цементного теста.

 Объем цементного раствора. На рисунке 7.9 приведены типичные структуры плотной бетонной смеси. Если в бетонной смеси заполнить только пустоты между зернами крупного заполнителя, то получится очень жесткая бетонная смесь (рисунок 7.9, а). Для придания бетонной смеси подвижности необходимо раздвинуть зерна крупного заполнителя и окружить их оболочкой из растворной смеси (рисунок 7.9, б).

Рис. 7.9. Структура бетонной смеси:

а) – жесткой; б) – подвижной.

2) Качественные факторы:

 Вид цемента, его водопотребность.

 Вид крупного заполнителя (щебень или гравий). Бетон на гравии обладает лучшей удобоукладываемостью.

Закон прочности бетона

Качество (прочность) бетона зависит от качества составляющих его материалов и пористости бетона.

Основные факторы прочности бетона:

 Качество цемента (марка R_Ц);

 Качество заполнителей, прочность сцепления заполнителей с цементным раствором (учитывается эмпирическим коэффициентом);

 Пористость, которая косвенно определяется величиной В/Ц (или Ц/В).

Зависимость прочности от В/Ц является, по сути, зависимостью прочности от объема пор, образованных водой, не вступающей в химическое взаимодействие с цементом.

Пористость бетона плотной структуры вычисляют по формуле:

где: В и Ц – расходы воды и цемента, кг, на 1 м³ бетона (1000 л);

w – количество химически связанной воды, в долях от расхода цемента.

Кривая зависимости прочности бетона от количества воды затворения (при постоянном расходе цемента и способе уплотнения) характеризует физический смысл закона прочности. Левая ветвь кривой принадлежит недоуплотненным смесям, много воздушных пор, прочность бетона снижается. При возрастании количества воды затворения, т.е. В/Ц, эти смеси укладываются плотнее и прочность бетона повышается. При оптимальном количестве воды бетон имеет наибольшую плотность и прочность. При превышении количества воды сверх оптимального, цементная матрица будет характеризоваться повышенной пористостью (лишняя вода – это поры), прочность бетона снижается.

Рис. 7.10. Общая кривая зависимости прочности бетона от количества воды затворения (при определенном расходе цемента и способе уплотнения):

а) – область неуплотнённых жестких бетонных смесей; б) – область наибольшей плотности и прочности бетона; в) – область подвижных бетонных смесей; г) – область литых бетонных смесей.

Вода в бетоне – это поры. Это выражение определяет функциональный смысл основного закона прочности бетона, т.е. лишняя вода – это лишние поры в бетоне, отсюда – снижение прочности.

Обычно основной закон прочности бетона выражают формулой И.Боломея – Б.Г. Скрамтаева:

Для Ц/В<2,5:

А=0,65 – заполнители повышенного качества;

А=0,60 – заполнители рядового качества;

А=0,55 – заполнители пониженного качества.

Для Ц/В>2,5:

А=0,43 – заполнители повышенного качества;

А=0,40 – заполнители рядового качества;

А=0,37 – заполнители пониженного качества.

Рис. 7.11. Графическая интерпретация закона прочности бетона

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 608; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 24 25 26 27 282930 31 32 33 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!