Вся библиотека >>>

Содержание книги >>>

 

Строительство и ремонт

 Высокопрочный бетон


Быт. Хозяйство. Техника



 

2. ВЛИЯНИЕ КАЧЕСТВА И ДОЗИРОВКИ СОСТАВЛЯЮЩИХ НА СВОЙСТВА БЕТОНА И БЕТОННОЙ СМЕСИ

 

 

Результаты многочисленных исследований влияния технологических факторов на прочность тяжелого бетона свидетельствуют [51, 80, 821 о том, что ее изменение удовлетворительно описывается эмпирической зависимостью

Естественно, что такая зависимость позволяет предварительно оценивать прочность бетона лишь при условии использования средних значений составляющих формулы (1.1). Фактическая прочность бетона может в большей или меньшей степени отклоняться от расчетной, так как она зависит также от характеристик цемента и заполнителя.

Установлено, что значения коэффициентов Л и а зависят от активности примененного цемента и содержания в нем различного рода добавок [821. Общеизвестно также влияние на прочность бетона петрографии и структуры исходной породы заполнителя [82, 981, формы зерен и гранулометрии крупного заполнителя [82], его максимального размера [127, 203]. Качество мелкого заполнителя отражается на прочности в меньшей степени [41, 98]. Целесообразно поэтому дифференцированно подходить к выбору соответствующих коэффициентов в выражении (1.1). На основании результатов проведенных в последние годы исследований [98] рекомендуется, например, принимать их величину с учетом общей характеристики составляющих бетона. Для материалов высокого качества (портландцемент высокой активности с минимальным количеством добавок, щебень из плотных пород, заполнители с оптимальным гранулометрическим составом) рекомендуются коэффициенты Л = 0,65 и а — 0,5.

Вне зависимости от степени уточнений предварительная оценка прочности бетона по эмпирическому выражению (1.1) дает возможность судить лишь о требуемом качестве цементного теста в бетоне. Решение вопроса о потребном количестве составляющих для бетона неразрывно связано с другой важнейшей характеристикой этого материала — подвижностью (удобоукладываемостью) бетонной смеси.





Прочность и жесткость (подвижность) бетонной смеси являются до некоторой степени независимыми показателями качества материала и вместе с тем находятся в неразрывной связи между собой: прочность обусловлена расчетными предпосылками на стадии проектирования, а жесткость — технологическими возможностями обеспечения проектной прочности бетона в производственных условиях с учетом конструктивных особенностей изготовляемого элемента, средств уплотнения бетонной смеси и т. д.

где Ж — жесткость бетонной смеси, определяемая по техническому вискозиметру в соответствии с ГОСТ 10178— 62; /Сн.г — нормальная густота  цементного теста в долях

Жесткость смеси при данном Ц/В зависит преимущественно от количества цементного теста в бетоне. Закономерности этой связи исследованы в меньшей степени, чем эмпирические зависимости для прочности бетона. Установлено, что определяющим здесь является абсолютный расход воды В (а не цемента) в смеси. В работе [51 ], в частности, предложено оценивать жесткость бетонной смеси по эмпирической формуле единицы; С — эмпирический коэффициент, зависящий от максимальной крупности заполнителя.

Близкая по характеру зависимость ( с показателем степени, равным 9) обнаружена также С. Поповичем [174] при определении жесткости смеси по методу Пауэрса.

Зависимости (1.1) и (1.2) отражают лишь общие экспериментальные закономерности. Фактические же показатели жесткости смеси при заданном расходе воды В могут колебаться   в  сравнительно   широких   пределах.   Помимо водопотребности цемента /Сн.г и максимальной крупности заполнителя, учитываемых формулой (1.2), существенное влияние оказывает форма зерен крупного заполнителя и особенно характеристики песка (крупность, гранулометрический состав и т. д.). Поэтому на практике соответствующие количественные соотношения между расходом воды и жесткостью смеси устанавливают обычно с учетом некоторых общих требований к качеству применяемых материалов для данной категории тяжелых бетонов. В таких сопоставимых условиях рекомендуемые [51,102] значения расхода воды, как правило, мало отличаются друг от друга.

На рис. 1 показано изменение расхода воды Ву необходимое для обеспечения заданной жесткости (подвижности) смесей на портландцементах с нормальной густотой цементного теста /Сн.г = 0,25-^0,26, гранитном щебне максимальной крупности 20 мм и песке средней крупности. Результаты,  получаемые по формуле (1.2), практически  хорошо согласуются с данными, приведенными Б. Г. Скрам-таевым, А. Е. Десовым, В. Г. Довжиком, А. Я. Либманом, О. А. Гершбергом и другими авторами в работе  [51].

Оценивая водопотребность разных бетонных смесей, используемых для получений бетона заданной жесткости (см. рис. 1), следует иметь в виду, что даже при применении одних  и тех же материалов  водопотребность зависит от

соотношений фракций в смеси заполнителей и,  в частности,

П от мелкого  и крупного   заполнителя г = JJJ.

При одинаковом качестве и количестве цементного теста в   бетоне  существует   оптимальное   соотношение   r=jnr

обеспечивающее наибольшую возможную удобоуклады-ваемость смеси на заданных материалах. Как из-за увеличения количества взаимных контактов крупного заполнителя (при недостатке песка в смеси), так и из-за увеличения удельной поверхности смеси заполнителя (при избытке песка) удобоукладываемость обычно снижается. Поэтому при предварительном назначении расхода воды в смеси (например, по рис. 1) следует предусматривать помимо всего прочего использование смесей с оптимальным гранулометрическим  составом  заполнителей.

Положение прямой на рис. 2 существенно зависит от свойств заполнителя, особенно песка. С увеличением (уменьшением) модуля крупности песка на единицу   коэффициент а при том же значении Уц.т необходимо, на-лример, увеличивать или уменьшать на 0,10—0,15 [82]. Окончательные выводы могут быть сделаны лишь путем проверки и корректировки расчетных величин на пробных замесах (см. раздел 3).

Удобоукладываемость бетонной смеси можно оценивать по г или а независимо от прочности тяжелого бетона на крупном заполнителе. Наряду с этим при подборе состава высокопрочного   бетона,   отличающегося,   как    правило, низким В/Ц и повышенным расходом цемента, необходимо принимать во внимание, что зависимости (1.1) и (1.2), достаточно приемлемые для обычных значений В/Ц, при низких значениях В/Ц нарушаются [51, 82]. При некотором превышении Ц/В = z0 (рис. 3) особенно заметно проявляются закономерности, не учитываемые выражениями (1.1) и (1.2): изменяются зависимости R = f(z) и нарушается постоянство водопотребности равноподвижных смесей (Ж = const).

Значения zQi соответствующие начальной водопотребности смесей, находятся в пределах z0 = 2,0-i-2,5 и, по некоторым данным, зависят от качества цемента [511. Как

показано в работе [127], величина Ъ может изменяться от 0,04 до 0,13 л/кг для заполнителей, максимальная крупность которых возрастает соответственно с 10 до 70 мм. На основе тех же данных, в работе [110] было принято Ъ = = 0,08 л/кг для наиболее распространенных заполнителей с максимальной крупностью 20 мм и предложено использовать формулу (1.5) при г0 = 2 в виде:

Из сравнения формулы (1.6) и более сложных зависимостей такого рода [51, 174] видно, что водопотребность оценивается практически одинаково (рис. 4). Изменение водопотребности смеси при высоких значениях z может быть весьма заметным даже при прочих одинаковых условиях  (Ж =  const).

Таким образом, для бетонов, приготовленных на одинаковых материалах и из смесей определенной жесткости, повышение марочной прочности R сверх некоторого предела достигается значительным увеличением расходов цемента Ц = Bz (см. рис. 3). Учитывая эти соображения, верхний предел расхода цемента для получения высокопрочного бетона не должен превышать 550—600 кг/м3 [41, 82].

Наиболее радикальный способ снижения расхода цемента в высокопрочном бетоне — использование возможно более жестких смесей с пониженными расходами воды. Однако применейие этого способа лимитируется особенностями изготовляемой конструкции и эффективностью средств уплотнения смеси.

Не менее важно соблюдать требования к качеству составляющих для высокопрочного бетона, тщательно подбирать гранулометрический состав заполнителей и в особенности устанавливать правильное соотношение между песком и щебнем (см. стр. 6). Помимо прочего, здесь следует избегать применения загрязненных заполнителей, приводящего к повышению расходов воды для получения заданной жесткости смеси  [41].

    

 «Высокопрочный бетон»       Следующая страница >>>

 

Смотрите также: Бетон и строительные растворы  Исходные материалы  1.1. Минеральные вяжущие вещества  1.2. Заполнители  1.3. Вода  1.4. Определение потребного количества материалов  Строительные растворы  2.1. Свойства строительных растворов  2.2. Виды строительных растворов  2.3. Приготовление строительных растворов  2.4. Составы  Бетоны  3.1. Виды бетона  3.2. Свойства бетона  3.3. Приготовление бетонного раствора  3.4. Составы  3.5. Шлакобетон  3.6. Опилкобетон






Rambler's Top100