Файл: Лысенко Е.Ф. Армоцементные конструкции учеб. пособие.pdf

Глава I

МАТЕРИАЛЫ АРМОЦЕМЕНТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ИИХ ОСНОВНЫЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

§1. МЕЛКОЗЕРНИСТЫЙ БЕТОН

1. Состав и структура бетона

Для армоцементных конструкций применяют мелкозернистый тя­ желый бетон составов 1 : 1,5 — 1:3 марок 300, 400, 500 и 600. Круп­ ность зерен заполнителя выбирается в зависимости от толщины сече­ ния, частоты армирования и способа укладки бетона, но не должна превышать 5 мм. Мелкозернистый бетон качественно отличается от обычных бетонов. Это обусловлено повышенным расходом цемента, отсутствием крупного заполнителя и более низким водоцементным отношением. Для изготовления армоцементных конструкций следует применять бетоны высокого качества.

Долговечность бетона зависит, в основном, от его морозостойкости

икоррозиеустойчивости, которые определяются плотностью структуры

ипрочностью бетона. Отсутствие крупного заполнителя в мелкозер­ нистом бетоне обусловливает более однородную его структуру и рав­ номерное сопротивление бетона напряжениям.

Мелкозернистый бетон армоцементных конструкций, подверженных

давлению жидкостей, должен отвечать требованиям морозостойкости и водонепроницаемости1. Между морозостойкостью и водопоглощением существует прямая зависимость, выраженная плотностью бетона, водоцементным отношением, расходом цемента и способом уплотнения.

Суменьшением водопоглощения повышается морозостойкость. Водопоглощение мелкозернистого бетона должно составлять не

более 8% и определяется специальными требованиями2.

Расчетные и нормативные характеристики мелкозернистого бетона приведены в табл. 1 и 2. Соответственно коэффициенты однородности бетона марки > 200 в зависимости от вида напряженного состояния:

9

стого бетона зависят от его структуры, которая в значительной степени обусловливается структурой цементного камня. Соединением цемента с водой образуется клей, скрепляющий зерна песка в плотный и прочный монолит.

Связующие свойства цементного камня объясняются химическими реакциями, протекающими при затворении цемента водой. Длитель­ ность этих реакций во времени значительная, они требуют определенной температуры и влажности. Как всякие химические реакции, они управ­ ляемы технологическими приемами. При этом, согласно работам Института коллоидной химии и химии воды АН УССР, можно регули­ ровать скорость реакции и структуру цементного камня, т. е. влиять на свойства последнего, меняя таким образом качество мелкозерни­ стого бетона. На свойства бетона влияют: вид, активность и расход цемента, качество и гранулометрический состав песка, количество воды, технология приготовления, укладки и условия твердения бетона.

Для приготовления мелкозернистого бетона используют портланд­ цемент марки не ниже 500, соответствующий требованиям, предъяв­ ляемым при маркировке по испытаниям в жестких растворах1 и при маркировке по испытаниям в пластических растворах23и удовлетво­ ряющий требованиям норм8. Расход цемента при этом зависит от це­ лого ряда факторов: от марки цемента, от требуемой подвижности бетонной смеси и связанного с этим водоцементного отношения, от спо­ соба приготовления и использования бетонной смеси. Обычно рас­ ход цемента составляет от 500 до 800 кг/м8. Мелкозернистые бетоны жирных составов 1 :1 — 1 : 1,5 (с расходом цемента 800 кг/м8) не рациональны ни по экономическим, ни по технологическим сообра­ жениям. Пористость такого бетона на 6% выше, чем бетона с расходом цемента 600 кг/м8. Чрезмерный расход цемента увеличивает де­ формации усадки и ползучести бетона и снижает его трещиностой­ кость и долговечность. Оптимальным будет расход цемента 600— 700 кг/м8, соответствующий составу примерно 1 : 1,75. Повысить марку бетона можно использованием высокомарочных цементов, соответ­ ствующим подбором состава бетона и гранулометрического состава песка, рациональной технологией приготовления и уплотнения бетона с учетом виброактивации бетонной смеси, введением пластифицирую­ щих добавок, которые позволяют повысить подвижность смеси и сни­ зить водоцементное отношение.

В табл. 3 приведены рекомендации по нормированию расхода це­ мента в зависимости от способа формования конструкции.

На свойства мелкозернистого бетона заметно влияет качество песка. Прочность и плотность укладки зерен песка в бетоне и сцеп­ ление его с цементным камнем зависят от крупности зерен, грануло­ метрического состава, прочности, качества поверхности и водопоглощения. Песок должен быть чистым, кварцевым с содержанием отмучи-

1 ГОСТ 970—61.

2 ГОСТ 10178—62.

3 СНиП І-А. 6-72.

11

ваемых примесей не более 2% от общего веса1. Верхний предел и круп­ ность верхней фракции песка зависят от размера ячейки сеток, их количества, от технологии приготовления бетонной смеси и изготов­ ления конструкции. При изготовлении армоцементных конструкций способами виброштампования или виброгнутья максимальная круп­ ность зерен d песка не должна превышать 1/2 размера ячейки сетки и 1/2 наименьшей толщины изделия. В случае вибролитья нужно, чтобы фракция зерна не превосходила проектное расстояние в свету между сетками. Она составляет не более 1/2 размера ячейки сетки. При 2—3 слоях сетки с ячейкой 10 мм требуемый размер зерен — не более 5 мм, при большем количестве сеток — не более 3 мм. Подбор состава бетонов следует вести, исходя из условий оптимального зерно­ вого состава песка, состоящего из крупных и мелких зерен. Такое сочетание позволит получить наиболее плотную и прочную струк­ туру бетона. Применение мелких песков снижает прочность бетона, требует повышенного расхода цемента и увеличивает деформации усадки и ползучести бетона. Модуль крупности песка должен быть не менее 2.

Ниже приводится рекомендуемый гранулометрический состав песка.

Ю. М. Баженов отмечает, что количество воды, добавляемой в це­ ментно-песчаную смесь, определяется качеством цемента и песка, составом бетона, удобоукладываемостью, наличием или отсутствием специальных добавок. Эти факторы влияют на количество избыточ­ ной воды, т. е. на качество цементного камня, структуру и свойства бетона. Обычно водоцементное отношение находится в пределах 0,28—0,4. При изготовлении армоцементных конструкций способом виброгнутья используют жесткие бетонные смеси с В/Ц «= 0,28-1-0,35. В случае виброштампования В/Ц = 0,31ч-0,37. Для вибролитья применяют более подвижные бетонные смеси с В/Ц = 0,35-1-0,4, а иногда и 0,45.

На качество бетона существенно влияют поверхностно-активные добавки, которые способствуют подвижности бетонной смеси, улуч­ шают удобоукладываемость ее, снижают на 8— 12% расход цемента,

1 ГОСТ 10268—62.

12