Файл: Руководство по проектированию состава гидротехнических бетонов. П 21-74 ВНИИГ.pdf

висимости от требований по: а) водопроницаемости; б) морозо­ стойкости; в) прочности.

Максимальная допустимая величина водоцементного отноше­ ния, определяемая в зависимости от требований к водонепрони­ цаемости и морозостойкости, должна приниматься не выше ука­

■бетонной смеси на мелкозернистом песке оптимального грануло­ метрического состава с различными В/Ц при постоянной задан­ ной жесткости Г0 = 8—10 сек\ б) по результатам испытания ку­ бов на сжатие в возрасте 28 сут строилась кривая зависимости прочности при сжатии бетона от водоцементного отношения; в) по построенной экспериментальной кривой определялось искомое водоцементное отношение, отвечающее заданной марке бетона по прочности «150» без поверхностно-активных добавок, при этом В/Ц оказалось равным 0,65.

Однако, для гидротехнического бетона, как об этом говори­ лось ранее, водоцементное отношение должно устанавливаться, исходя не только из заданной прочности, но также из требований долговечности конструкций (водонепроницаемости и морозостой­ кости гидротехничесокго бетона). Поэтому, учитывая, что к под­ бираемому бетону предъявляются требования но водонепрони­ цаемости В-4 и по морозостойкости Мрз-100, максимальная допу­ стимая величина В/Ц по условиям долговечности гидротехнического бетона должна быть принята согласно табл. 10 настоя­ щего Руководства не выше 0,58.

Из двух величин водоцементного отношения (установленной по таблице 10 и, найденной опытным путем по заданной прочно­ сти) — для проектируемого состава бетона за окончательную принимается наименьшая величина, т. е. в данном случае для подбираемой марки бетона «150» было принято В/Ц = 0,58.

При этом В/Ц = 0,58, принятом из условий долговечности гид­ ротехнического бетона, из бетонной смеси оптимального грануло­ метрического состава на мелкозернистом песке изготовлялись об­ разцы для испытания на морозостойкость, водонепроницаемость и прочность.

По результатам испытания образцов В/Ц=0,58 принято как окончательная величина максимального допустимого водоце­ ментного отношения для подбираемого бетона, так как бетон удовлетворил всем заданным требованиям:

По прочности — «150» По морозостойкости — Мрз-100

По водонепроницаемости — В-4

54-

Определение расхода материалов на 1 м3 бетона

Определение расхода материалов на 1 м3 бетона производи­ лось методом, основанным на определении объемного веса бе­

весу).

При решении этой задачи, прежде всего, делением объемного веса бетонной смеси на сумму l+A f+B /Ц определялось количе­ ство цемента на 1 м3 бетона (Ц), а затем производился расчет количества всех остальных составляющих бетона.

Определение расхода материалов на 1 м3 подбираемой марки бетона по прочности «150» на мелкозернистом песке с Мкр=1,47 производится следующим образом.

• В результате испытания бетонной смеси было установлено, что бетонная смесь (и соответствующий ей бетон) удовлетворяет предъявленным требованиям при следующем ее составе:

марки «150» на мелкозернистом песке, подобранный с использо­ ванием критерия жесткости без поверхностно-активных добавок, приведены в табл. 8—2.

Приложение 9

ПРИМЕР ПОДБОРА СОСТАВА БЕТОНА НА МЕЛКОЗЕРНИСТЫХ ПЕСКАХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ (ВОЗДУХОВОВЛЕКАЮЩИХ И ПЛАСТИФИЦИРУЮЩИХ) ДОБАВОК

Задано. Подобрать на мелкозернистом песке гидротехниче­ ский бетон марки по прочности «150», по водонепроницаемости

55

в возрасте 180 сут В-4, по морозостойкости в возрасте 28 сут Мрз-100. По условиям производства работ задана подвижность бетонной смеси по осадке конуса 6—8 см.

Подбор состава бетона с воздухововлекающими и пластифи­ цирующими добавками заключался в следующем:

а) в качестве исходной использовалась бетонная смесь с оп­ тимальным гранулометрическим составом заполнителей на мел­ козернистом песке с модулем крупности 1,47 без поверхностно­ активных добавок;

б) из этой бетонной смеси на мелкозернистом песке, при ус­ ловии придания смеси заданной жесткости Г0, найденной в при­ ложении 5 при различных водоцементных отношениях, изготав­ ливались образцы-кубы размером 20X20X20 см с поверхностно­ активными добавками (отдельно с воздухововлекающей и от­ дельно с пластифицирующей), для нахождения зависимости прочности бетона с каждой из добавок от водоцементного отно­ шения;

в) по результатам испытания кубов на сжатие в возрасте 28 сут строились кривые зависимости прочности бетона с добав­ кой от водоцементного отношения, по которым затем находилось В/Ц для подбираемой марки бетона по прочности «150». Экспе­ риментальные кривые для бетона с воздухововлекающей добав­ кой (СНВ) и добавкой пластифицирующей (СДБ) легли очень близко, благодаря чему для подбираемой марки по прочности

было принято как максимально допустимое для подбираемой марки «150» с добавками.

При В/Ц = 0,58 из бетонной смеси на мелкозернистом песке оптимального гранулометрического состава с каждой из упомя­ нутых добавок при условии придания смесям жесткости Т0 сек изготавливались образцы для испытания на морозостойкость, во­ донепроницаемость и прочность.

В результате испытания образцов бетона с добавками было установлено, что бетон при В/Ц = 0,58 удовлетворяет предъявляе­ мым требованиям, а именно: по прочности марке «150», по моро­ зостойкости Мрз-100, по водонепроницаемости В-4. Таким обра­ зом, В/Ц = 0,58 может быть принято как относительная величина максимального допустимого водоцементного отношения для под­ бираемой марки бетона «150» с добавками.

Определение расхода материалов на 1 м3 бетона с добавками производилось методом, основанным на определении объемного веса бетонной смеси.

Основные характеристики и окончательный состав бетона марки «150», подобранный на мелкозернистом песке с примене-

56

нйем поверхностно-активных (воздухововлекающих и пластифи­ цирующих) добавок, приведены в таблице.

Приложение 10

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВЯЗНОСТИ БЕТОННОЙ СМЕСИ ПО ВОДООТДЕЛЕНИЮ

В соответствии с ГОСТом 4799—69 «Бетон гидротехнический. Методы испытаний бетонной смеси» связность бетонной смеси характеризуется водоотделением бетонной смеси после отстаи­ вания ее в состоянии покоя в течение определенного промежутка времени в цилиндрических мерных сосудах стандартного раз­ мера. Относительное всдоотделение определяется немедленно после приготовления бетонной смеси. Для проведения испытаний применяется следующая аппаратура:

с закругленными концами диаметром 16 мм и длиной 600 мм. Приготовление бетонной смеси в лаборатории должно произ­

водиться в закрытом помещении, температура воздуха в котором должна быть 20 ±3°С.

Бетонная смесь должна приготовляться из тех материалов и при той наибольшей крупности зерен заполнителя, которые на­ мечены к применению на данном строительстве.

Отбор проб бетонной смеси в производственных условиях дол­ жен производиться на бетонном заводе при выгрузке смеси из бетономешалки. При бетономешалке периодического действия отбор бетонной смеси производится в три приема: в начале, в се­ редине и в конце разгрузки бетономешалки. Отбор проб бетонкой смеси из бетономешалки непрерывного действия производится также в три приема, с промежутками времени в одну минуту.

57

Отбор проб на месте укладки при бадьевой подаче произво­ дится из различных мест разгруженной бетонной смеси после то­ го, как закончена разгрузка.

При непрерывной подаче бетонной смеси ленточными тран­ спортерами, бетононасосами отбор проб на месте укладки произ­ водится из подаваемой в блок бетонной смеси в три приема с про­ межутками времени в одну минуту.

Мерный цилиндр наполняют бетонной смесью в три слоя, при­ мерно равных по объему. Каждый слой бетонной смеси равно­ мерно по всей площади штыкуют стальным стержнем. Число штыкований на один слой для сосудов емкостью 5 и 15 л соответ­ ственно равно 6 и 35.

После штыкования каждого слоя сосуд примерно 15 раз по­ стукивают дном о пол или лабораторный стол. Штыкование нижнего слоя производят на всю его толщину.

При штыковании следующих слоев стержень должен прони­ кать в нижеследующий слой на глубину не более 2—3 см.

После заполнения цилиндра и окончания штыкования верх­ него слоя, поверхность бетонной смеси срезают и выравнивают кельмой вровень с краями цилиндра. Цилиндр устанавливают на выверенную горизонтальную площадку и оставляют в покое в те­ чение 1,5 ч. Для предупреждения сильного испарения отделив­ шейся воды (особенно в летнее время) рекомендуется покрывать мерный сосуд опрокинутым металлическим или увлажненным деревянным ящиком.

По истечении 1,5 ч стальной линейкой производят измерение высоты отделившегося с поверхности слоя воды. Измерение про­ изводят погружением линейки в воду до поверхности бетонной смеси. Длину смоченного водой конца линейки измеряют с точ­ ностью до 1 мм. Для каждой пробы бетонной смеси производят два отдельных определения, из которых вычисляют среднюю ве­ личину.

Относительное водоотделение В, характеризующее связность, определяют по формуле:

где h — высота слоя воды, отделившегося с поверхности бетонной смеси, мм\ И — высота цилиндрического мерного сосуда, мм.

Для малоподвижных бетонных смесей с осадкой нормального конуса до 3 см водоотделения не должно быть. Наличие водоотделения указывает на недостаточную связность бетонной смеси.

58

Приложение 11

ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЕ ПРИ ТВЕРДЕНИИ БЕТОНА И ЕГО ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ

1.Основной причиной повышения температуры при тверде­ нии больших масс свежеуложенного бетона являются химиче­ ские процессы в результате взаимодействия (гидратации) цемен­ та и воды. Эти экзотермические реакции могут повести к зна­ чительному разогреву массивного бетона до 40° С и выше. С про­ изводственной точки зрения необходимо учитывать как абсолют­ ное количество выделяющегося тепла, так и ход процесса тепло­ выделения во времени.

2.Удельное тепловыделение в бетоне зависит в относительно небольших пределах от величины водоцементного отношения и, отчасти, от водопогребности. Увеличение водоцементного отноше­ ния и подвижности бетонной смеси несколько повышает величину тепловыделения в бетоне, примерно на 10—15% при увеличении значений В/Ц от 0,40 до 0,90 и осадки конуса от 2 до 5 см.

3.Температура окружающей среды оказывает влияние на ве­ личину тепловыделения в бетоне, которое интенсифицируется при повышении температуры окружающей среды. В связи с этим ве­ личина тепловыделения, измеренная в адиабатических условиях, имеет несколько более высокое значение, чем величина тепловы­ деления, определенная термосным методом.

4.Если тепло выделяется медленно, то для массивных гид­ ротехнических бетонных сооружений это является, как правило, ценным свойством вяжущего.

Если же процесс тепловыделения протекает сравнительно бы­ стро, то температура в кладке сильно повышается, и применение такого цемента для массивных сооружений может встретить из­ вестные затруднения. В этом случае из-за сравнительно неболь­ шой теплопроводности бетона отдача накопленного тепла проте­ кает медленно, что вызывает неравномерное распределение тем­ пературы по объему массива (температура внутренних слоев будет больше температуры наружных слоев бетона, которые окажутся в растянутом состоянии). В результате в бетоне возни­ кают термические напряжения, которые часто приводят к обра­ зованию трещин.

Появлению в массивном бетоне подобных трещин способст­ вует также усадка при твердении бетона на воздухе и темпера­ турные изменения внешней среды-атмосферы.

5. Благодаря сравнительно малой теплопроводности бетона, суточные колебания температуры распространяются в бетонной кладке медленно и для массивного бетона заметны лишь у погра­ ничных ее поверхностей. Натурные наблюдения за величиной ко­ лебания температуры показывают, что суточные изменения внеш­ ней температуры, окружающей бетонный массив, уже на расстоя­

59