Файл: Слободяник И.Я. Строительные материалы и изделия учебник.pdf

Одним из основных требований, предъявляемых к качеству песка, является его чистота. В песке не должно быть пылевидных и илистых частиц более 3%.

Химические добавки, особенно ускорители твердения, вводят при изготовлении бетонных смесей. Ускорители в цементных бето­ нах применяют для сокращения периода твердения бетона, а так­ же при работе в зимнее время.

В качестве ускорителя твердения чаще других используется хлорид кальция; реже — хлориды, сульфаты и карбонаты натрия или калия. Можно применять также добавки из смеси СаС12 и

Na2S 04.

В качестве ускорителя в цементных бетонах применяют также соляную кислоту, образующую с гидратом окиси кальция хлорис­ тый кальций:

Са (ОН)2 + 2НС1 = СаС12 + 2Н20.

Соляной кислоты допускается вводить не более 2% от веса цемента. Большее количество хлористых солей может вызвать коррозию арматуры в бетоне, сопровождающуюся увеличением объема окислов железа, образующихся в результате интенсивного взаимодействия стали и кислорода. Это приводит к появлению в бетоне трещин, ускоряющих коррозию, так как открывается сво­ бодный доступ кислорода воздуха к арматуре. Ускорителями твер­ дения являются также хлорное железо, хлористый аммоний, фер­ рит и алюминат натрия, повышающие одновременно плотность бетона. Эти добавки влияют на структуру и физико-механические

химически взаимодействующие с вяжущим и образующие труд­ норастворимые соединения;

центры кристаллизации.

Исследованиями установлено, что хлористый кальций оказы­ вает двоякое действие на цемент: он влияет на гидратацию сили­ катов кальция как катализатор и реагирует с алюминатами и фер­ ритами, образуя тройную соль, содержащую хлористый кальций.

В первом случае добавка СаС12 опасна тем, что она вызывает коррозию арматуры, так как в этом случае СаС12 остается несвя­ занным. Во втором случае СаС12 не опасен для армированных бетонов, если добавка его не превышает 2%' от веса цемента. Увеличение прочности в ранние сроки и ускорение твердения бетона при добавке СаС12 объясняется повышением степени гидратации силикатов кальция. Трехкальциевый алюминат реаги­ рует с СаСІ2, образуя С3А • СаС12 • ЮН20, где СаС12 находится в связанной, некорродирующей форме. Добавка хлористого кальция эффективна для портландцементов, шлакопортландцементов, пуццолановых цементов. Хлористый кальций также оказывает поло­

жительное влияние на активизацию лежалых цементов. Введение ускорителей в бетон повышает подвижность бетонной' смеси. При добавке хлористого кальция происходит интенсивное твердение бетона в первые сутки. В 28-суточном возрасте прочность нормаль­ но твердеющего бетона с добавкой хлористого кальция незначи­ тельно превышает прочность бетона без хлористого кальция.

Применение хлористого кальция не допускается в конструк­ циях: железобетонных, подвергаемых термообработке; железобе­ тонных, находящихся в непосредственной близости к источникам тока высокого напряжения; работающих в воздушной среде с по­

добавка хлористого кальция в бетон для фасадных конструкций жилых зданий, так как на поверхности бетона могут появиться высолы.

Для повышения пластичности в бетонные смеси вводят поверх­ ностно-активные вещества — пластификаторы. В качестве пласти­ фикатора используют главным образом сульфитно-дрожжевую бражку. Введение небольших количеств поверхностно-активных веществ улучшает свойства бетонной смеси при ее затворении, повышает ее пластичность. Незначительное снижение прочности бетона при добавке пластификаторов за счет повышения его по­ ристости может быть компенсировано уменьшением количества воды затворения. Особенно важным следствием введения поверх­ ностно-активных веществ является повышение морозостойкости бетона.

Среднее количество сульфитно-дрожжевой бражки на 1 мг бето­ на составляет 0,8—1,2 кг.

Вода служит для затворения бетонной смеси. Применяют обыч­ ную питьевую (речную или озерную) воду в том случае, если при определении реакции кислой среды лакмусовая бумажка не будет окрашиваться в розовый цвет. Водородный показатель pH такой воды должен быть не менее 4, а содержание сульфатов не более 1% от ее веса. Общее содержание солей не должно превышать 5000 мг(л.

Морскую воду используют при изготовлении бетона, не пред­ назначенного для жилых зданий, так как на его поверхности могут появляться высолы.

Для изготовления бетонов на глиноземистом цементе нельзя применять воду, содержащую более 1000 мг/л солей.

Промышленные и болотные воды для затворения и поливки бетона применять не допускается. Вода, обработанная в маг­ нитном поле, как показали исследования, повышает подвижность бетонной смеси, снижает ее влагосодержакие, благоприятно влияет на основные физико-механические свойства смеси и затвердевшего бетона.

Основной эффект применения воды, подвергшейся магнитной обработке,— пластификация бетонной смеси. Увеличение пластич­

ности смеси позволяет при необходимости либо снизить расход цемента, либо повысить его прочность, не снижая расхода цемента.

Технологические свойства бетонных смесей. Бетонная смесь в зависимости от назначения и метода укладки должна обладать определенной подвижностью и жесткостью, которые характеризу­ ют ее удобоукладываемость.

Удобоукладываемость— это способность бетонной смеси запол­ нять форму под действием собственной силы тяжести и уплотнения при помощи вибрационных воздействий. Бетонные смеси должны сохранять это свойство до укладки их в конструкцию.

В зависимости от свойств приготовленные бетонные смеси условно можно разделить на две основные группы:

жесткие смеси, характеризуемые наличием больших сил внут­ реннего сцепления и предельного напряжения сдвига;

подвижные смеси, легко заполняющие формы без дополнитель­ ного механического воздействия; смеси этой группы по степени под­ вижности могут быть малоподвижными и текучими.

Жесткость бетонной смеси определяют при помощи техничес­ кого вискозиметра — прибора, состоящего из металлического цилиндра и внутреннего кольца, не доходящего до дна цилиндра. В кольцо вставляют металлический конус, заполненный бетонной смесью. Затем конус вынимают и на вибростоле с частотой коле­ баний 2800 в мин и амплитудой колебаний 0,35 мм производят вибрирование смеси до тех пор, пока смесь не примет форму цилиндра. Показателем жесткости является время (в секундах), необходимое для того, чтобы смесь приняла форму цилиндра.

Жесткость бетонной смеси можно определить и по упрощенному способу Б. Г. Скрамтаева на виброплощадке в форме размером 200 X 200 X 200 мм, куда вставляют полый конус с бетонной сме­ сью. Сняв осторожно конус, приводят в действие вибратор. Вибри­ рование производят до тех пор, пока бетонная смесь не заполнит углы формы, а поверхность ее не станет горизонтальной. Время (в секундах), необходимое для вибрирования, умноженное на ко­ эффициент 1,5, является показателем жесткости.

Для определения подвижности пластичных смесей применяют форму из листовой стали в виде усеченного конуса высотой 30 см, диаметром верхнего основания 10, нижнего 20 см (рис. 49). Конус устанавливают на горизонтальной площадке, оббитой жестью, и за­ полняют тремя слоями бетона одинаковой высоты. Каждый слой штыкуют 25 раз металлическим стержнем диаметром 15 мм. После укладки бетона конус снимают и устанавливают рядом.

Удобоукладываемость бетонной смеси не должна повышаться за счет добавки воды без одновременной добавки цемента, т. е.

нитель, тем менее подвижна бетонная смесь). Округлая форма песка или гравия повышает подвижность бетонной смеси, однако уменьшает сцепляемость с цементным камнем;

добавок к смеси поверхностно-активных веществ, увеличиваю­ щих подвижность смеси. .. | Определение состава бетонной смеси на тяжелых заполнителях. Задачей определения состава бетона является выбор материалов для бетона и установление такого расхода их на 1 мг бетона, при котором надежно и наиболее экономично обеспечивается получение бетона заданной прочности из смеси заданной подвижности и удобоукладываемости и, если это требуется, бетона заданной моро­ зостойкости, водонепроницаемости и т. д. Этому условию будет удовлетворять плотно уложенный бетон с правильно подобранным

гранулометрическим составом заполнителей.

Для правильного подбора состава бетона предварительно долж­ ны быть исследованы составляющие бетона: цемент, щебень, песок, вода в соответствии с требованиями ГОСТов. На основании полу­ ченных данных рассчитывают состав бетона. Затем его уточняют опытным путем.

Для подбора состава бетона вначале определяют водоцементное отношение или цементно-водное, после чего устанавливают водо­ потребность бетонной смеси.

Водопотребность бетона находят в зависимости от требуемой удобоукладываемости бетонной смеси по графикам или таблицам

С.А. Миронова.

Вслучае применения крупных заполнителей, водопоглощение

которых превышает 0,5% по весу (например, известняков), при определении расхода воды следует учитывать их водопоглощение.

Расход цемента определяют по формуле

Количество щебня или гравия устанавливают по формуле

1000

Щ =

V — + —

Ш _ . ч п

' V*O.U П„

где Ущ — пустотность щебня или гравия в естественном рыхлом состоянии;

а— коэффициент раздвижки зерен щебня (для жестких бе­ тонных смесей а = 1,05-^—1,1, для пластичных а = = 1,25 -т-1,4 в зависимости от расхода цемента, водо­ цементного отношения и крупности песка);

То.щ— объемная масса щебня или гравия, кг/л; Пщ — плотность щебня или гравия, г/см3.

Расход песка находим, пользуясь формулой

расчет. Из откорректированного состава бетонной смеси изготов­ ляют вибрированные на стандартной виброплощадке (амплитуда 0,35 мм, частота 3000 кол/мин) контрольные образцы, по которым проверяют прочность бетона в заданные сроки, морозостойкость, водонепроницаемость и т. д.

Прочность бетона определяют на образцах-кубах с размером стороны от 100 до 300 мм в зависимости от наибольшей крупности заполнителя.

На каждый срок испытания готовят не менее трех образцов. Предел прочности бетона при сжатии каждого образца-куба вычисляют как частное от деления величины разрушающей нагруз­ ки на рабочую площадь сечения образца. Полученный результат умножают на коэффициент k, зависящий от размера образцов

(табл. 20) и кубиковой прочности бетона.

Предел прочности на растяжение при изгибе Ra3T определяют испытанием балочек и рассчитывают по формулам:

для балочек длиной 400 мм, сечением 100 X 100 мм

Я„зг= 1,05^;

для балочек длиной 550 мм, сечением 150 X 150 мм

R

А нзг --- дет »