Файл: Кропотов В.Н. Строительные материалы учеб. для [архитектур.] вузов.pdf

На рис. 62 представлена кривая, характеризующая линейную связь с цементно-водным отношением.

Нарастание прочности бетона во времени происходит по логариф­ мическому закону. Для определения прочности бетона в какой-либо срок можно пользоваться следующей приближенной формулой:

прочности бетонов на портландцементах средних марок в возрасте более 3 суток. Действительную прочность бетона в конструкции уста­ навливают только испытанием контрольных стандартных образцов, приготовленных из рабочей бетонной смеси.

Свойства бетонной смеси. Бетонная смесь — это рационально со­ ставленная, однородно перемешанная жесткая или пластичная масса из компонентов, входящих в состав бетона (вяжущее, вода, мелкий и крупный заполнитель, добавки).

Впроцессе изготовления бетонную смесь транспортируют, пере­ гружают, после чего укладывают в форму. При этом может быть нарушена однородность смеси и произойти ее расслоение.

Вчисле требований, предъявляемых к бетону, существенную роль играют жесткость и подвижность бетонной смеси.

При правильном изготовлении смеси, обладающей требуемой жесткостью и пластичностью, будет обеспечено ее хорошее уплотне­ ние в форму под действием силы тяжести самой массы или с помощью механического воздействия (трамбование, вибрирование и др.). В зависимости от состава смеси различают подвижные и жесткие смеси.

П о д в и ж н ы е с м е с и представляют собой пластичную массу, обладающую сплошностью строения. Такие смеси заполняют форму под действием силы тяжести или при небольшом механическом воздей­ ствии.

164

Ж е с т к а я с м е с ь имеет вид рыхлой массы, в которой зерна заполнителя связаны между собой густым цементным клеем. Для уклад­ ки в формы и уплотнения таких смесей требуется механическое воз­ действие на них.

Жесткость (удобоукладываемость) подвижных смесей определяется по осадке их под действием силы тяжести после формования в стан­ дартном металлическом конусе (рис. 63). Характеристикой жесткости

100

о О

Оо

ОО

ОО

Оо

200

(удобоукладываемости) пластичных смесей служит величина осадки конуса в см.

Удобоукладываемость жестких смесей определяют путем вибрирования свеж£- сформованного бетонного конуса в специальном приборе — вискозиметре (рис. 64). При этом вискозиметр устанавливают на виброплощадку, а установленную в нем форму конуса заполняют испытываемой смесью.

После снятия формы включают механизм виброплощадки. Под действием вибра­ ции бетонная смесь приобретает свойства тяжелой жидкости: она начинает расте­ каться и проникает из внутреннего кольца в пространство между стенками сосуда и кольца.

Время вибрации в сек, потребное на то, чтобы уровень бетонной смеси в кольце

и в пространстве между кольцом и формой стал одинаковым, служит мерой удобо­ укладываемости (жесткости) бетонной смеси. При этом стандартными характеристи-

165

ками виброплощадки являются частота колебаний 3000+200 кол/мин и амплитуда колебаний 0,35 мм под нагрузкой.

Показатели удобоукладываемости различных видов бетонных смесей приведены в табл. 29. Вискозиметром определяют жесткость смеси тех бетонов, в которых круп­ ность заполнителя не превышает 40 мм.

При решении вопроса о том, какие смеси более целесообразны — подвижные или жесткие, предпочтение следует отдать последним. Их преимущества заключаются в том, что благодаря меньшему содер­ жанию воды при одинаковом расходе цемента (по сравнению с под­ вижными смесями) повышается прочность бетона. Хорошо уплотнен­ ный жесткий бетон более долговечен. Кроме того, сокращаются сроки твердения бетона.

держании имеет различную подвижность. Например, смесь на порт­ ландцементе будет подвижнее, чем на пуццолановом и шлакопортландском цементе, что объясняется различной водопотребностью этих цементов.

С о д е р ж а н и е в о д ы . Увеличение количества воды в бетон­ ной смеси увеличивает подвижность бетона, но снижает прочность бетона. Кроме того, у каждой бетонной смеси есть свой предел водоудерживающей способности, после которого начинается отделение воды и расслаивание смеси.

Водопотребность смеси зависит от водоудерживающей способности цемента и свойств заполнителей. Избыточное количество воды в смеси приводит к уменьшению плотности бетона, его прочности и долговеч­ ности.

З а п о л н и т е л и . При данном объеме воды в бетонной смеси су­ щественное влияние на ее подвижность и удобоукладываемость ока­ зывает заполнитель. Здесь должны быть приняты во внимание зерно­ вой состав, крупность зерен и их форма, пустотность, пористость. С увеличением количества песка сверх оптимального степень подвиж­

теста вокруг их зерен окажутся толще и смесь получит большую под­ вижность. Бетонная смесь на гравии, имеющем гладкую обкатанную

166

поверхность зерен, будет более подвижной, чем из щебня с его шерохо­ ватой поверхностью.

Подвижность бетонной смеси с течением времени постепенно умень­ шается вследствие взаимодействия цемента с водой, потому смесь следует укладывать в формы как можно быстрее.

Удобоукладываемость и подвижность бетонной смеси при том же содержании воды можно повышать введением в нее различных пла­ стифицирующих добавок. Действие этих добавок заключается в том, что, обладая высокой поверхностной активностью, они адсорбируются в виде тонкой пленки на поверхности зерен цемента и мелких фракций песка. При смачивании этих зерен водой изменяются поверхностные явления, в результате которых увеличивается подвижность смеси. Эти добавки (например, сульфитно-спиртовая барда (с. с. б) вводят в

незначительных количествах (порядка десятых и сотых долей процен­ та от веса цемента).

4. ПОДБОР СОСТАВА БЕТОННОЙ СМЕСИ

Оптимальное содержание в бетонной смеси цемента, воды, мелкого и крупного заполнителя можно установить в результате подбора состава бетонной смеси. Подбор имеет целью получить из исходных ма­ териалов бетон заданной прочности, а бетонную смесь, отвечающую установленным технологическим режимам с наименьшими затратами стоимости материалов, т. е. самую экономичную.

Подбор состава бетонной смеси производят на основе следующих предварительных данных: заданной марки бетона, сроков и условий твердения бетона, технологических требований по удобоукладываемости, минимального расхода цемента, качества заполнителей и спе­ циальных требований к бетону (плотность, водонепроницаемость, морозостойкость и др.).

Состав бетонной смеси выражают через весовое (реже объемное) соотношение входящих в нее компонентов: цемента, песка, щебня (гравия). Количество воды, потребное для затворения, ' устанавли­ вают водоцементным отношением.

Состав бетона называют номинальным (лабораторным) в том случае, когда составные компоненты находятся в сухом состоянии, и полевым^ если материалы имеют естественную влажность.

Когда количество цемента принимают за единицу (1), то соотно­ шение между составными частями бетона выражают следующим* образом: 1 : х : у при определенном В/Ц и Ra, например 1 : 1,5 : 3 по весу В/Ц=0,5 и /?ц =350 кГ/см\

Рассчитанный в лаборатории состав бетона корректируют с учетом влажности заполнителей в производственных условиях. Особое вни­ мание при подборе состава бетона следует обращать на оптимальное содержание воды в смеси, а следовательно, и на расход цемента при заданной прочности и рациональный зерновой состав заполнителей.

Одним из способов определения оптимального состава бетона является метод подбора по абсолютным объемам, предложенный проф. Б. Г. Скрамтаевым. Этот метод исходит из условия получения 1 м3

167