Файл: Сизов В.П. Проектирование составов тяжелого бетона (подбор состава бетонной смеси).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.07.2024
Просмотров: 123
Скачиваний: 2
и для бетонных смесей |
другой пластичности и на других |
|
заполнителях, только |
конкретные значения |
а, К и г |
другие. |
разных пластичности и |
жестко |
В бетонных смесях |
сти, но при постоянных расходах цемента и разных В/Ц, величины а Д и г также изменяются, уменьшаясь с уменьшением .осадки конуса и увеличением жесткости
бетонной |
смеси. |
Например, |
при |
расходе |
цемента |
||
350 кг/м3 |
бетона и |
осадке |
«ануса |
16 см значения а, К и |
|||
г соответственно равны 1,5; |
1,07 и 36,8; а при жесткости |
||||||
бетонной смеси 76 сек — 0,96; 0,8 и 30,1. В |
пластичных |
||||||
бетонных смесях эти изменения |
больше, |
в |
жестких — |
||||
меньше. Такая же |
закономерность |
сохраняется и при |
других расходах цемента, только числовые значения а, /Сиг другие.
При постоянных В/Ц и разных расходах цемента значения а, К и г в бетонных омесях равных пластично сти и жесткости изменяются. И только при В/Ц = 0,5 значения / Си г остаются постоянными и равными 0,92 и 33,2, но величина а уменьшается с уменьшением пластич
ности и увеличением жесткости бетонной смеси |
(с 1,56 |
при О.‘К. = 15 см до 0,9,6 при Ж —75 сек). Ори |
других |
значениях В/Ц эта закономерность сохраняется |
только |
для а. При В/Ц=0,8>8 а, К и г уменьшаются с уменьше
нием пластичности и увеличением |
жесткости |
бетонной |
||||||
смеси. Например, |
при |
О.К. = 15 см а, |
К и г равны 1,5; |
|||||
1,2 и 39,5, а при Ж —75 сек —0,96; |
1,03 |
и 35,8. |
При |
|||||
В / Ц = 0,38 с уменьшением пластичности и |
увеличением |
|||||||
жесткости значение а |
уменьшается, |
а значения / Сиг |
||||||
увеличиваются. |
Например, |
для |
>OJK.= 15 см а, |
К и |
||||
г соответственно равны |
1,66; |
0,63 |
и |
25, |
а |
при |
Ж — |
|
= 7 6 сек — 0,96; 0,81 и 30,7. |
|
|
|
|
|
|
Можно этот анализ провести и иначе, приняв бетон ную смесь с нулевой осадкой конуса за основу. Для по яснения покажем это на примере. При постоянных рас ходах цемента и разных В/Ц (см. данные табл. 3 по вер тикали) значения а, К и г для пластичных бетонных сме сей увеличиваются, а жестких бетонных смесей — умень шаются и т. д.
Подбор и расчет состава бетона можно нести любым из трех описанных методов. Если же расчет производит ся для получения исходного состава бетона, который за тем должен подвергаться экспериментальной проверке и корректировке, рекомендуется расход песка и щебня оп
26
ределять основным методом с использованием парамет ра а, так как этот способ облегчает и упрощает после дующую корректировку состава по данным экспери мента.
Наряду с описанными выше методами в последнее время отдельные авторы предлагают определять состав бетона и расход щебня и песка на основе их смесей, имеющих наименьшую пустогность (наибольший объ емный вес в уплотненном состоянии), пользуясь так на зываемым коэффициентом заполнения пустот заполни теля цементным тестом ац.т.
Действительно, проведенные нами опыты показали, что только при определенных значениях отношения ЩЩ смесь заполнителей (песок + щебень) имеет наимень шую пустотность и наибольший объемный вес (см. кри вые 1 и 2 на рис. 7).
Ряс. |
7. Изменение |
|
|
|
|
|
|
||
параметров смеси |
|
|
|
|
|
|
|||
заполнителей при |
|
|
|
|
|
|
|||
изменении соотно |
|
|
|
|
|
|
|||
шения П : Г. Гра |
|
|
|
|
|
|
|||
вий крупностью до |
|
|
|
|
|
|
|||
80 |
мм, |
песок |
с |
|
|
|
|
|
|
|
'Икр =3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
I — кривая пустотно- |
|
|
|
|
|
|
|||
сти |
заполнителей |
|
|
|
|
|
|
||
(песок+гравий); 2 — |
|
|
|
|
|
|
|||
кривая объемного ве |
|
|
|
|
|
|
|||
са |
заполнителей в |
|
|
|
|
|
|
||
уплотненном состоя |
|
|
|
|
|
|
|||
нии; 3 — расход |
це |
|
|
|
|
|
|
||
ментного |
теста |
на |
|
|
|
|
|
|
|
обволакивание зерен |
|
|
|
|
|
|
|||
заполнителей; |
4 — |
|
|
|
|
|
|
||
результирующая кри |
0,1 |
0,3 |
Oh |
0,5 |
06 |
ОУn/Г |
|||
вая |
(сумма ординат |
||||||||
кривых / и 3) |
|
|
|
|
|
' |
' |
Однако подборами составов бетона при различных значениях П/Щ установлено, что смеси с наименьшей пустотностью не всегда являются рациональными по расходу песка и экономичными по расходу цемента. Ес ли принять отношение П/Щ по наименьшей пустотности их смеси, то для данной пластичности и жесткости бе тонной смеси это отношение независимо от марки бето на и расхода цемента окажется величиной постоянной, что не соответствует действительности. Известно, что величина П/Щ в зависимости от марки бетона и расхода цемента колеблется от 24 до 60%. Для высоких марок бетона с большим расходом цемента отнощ’ение П/Щ
меньше, а для низких — больше. Это положение было подтверждено Всесоюзным совещанием по 'применению мелких песков в бетоне, состоявшемся в Волгограде в
октябре 1959 г. |
* |
Однако некоторые |
авторы вновь предлагают опре |
делять значение П/Щ, основываясь на смесях заполни телей с наименьшей пустотностью, но с корректировкой его по оптимальному значению результирующей кривой 4 на рис. 7. Эта кривая получена суммированием объе ма пустот.заполнителей (кривая 1) и объема цементного теста, минимально необходимого для обволакивания зе рен заполнителей (прямая 3).
Для проверки этого предложения нами были прове дены опыты. Были сопоставлены пять смесей заполните лей при значениях П/Г, равных 0,3; 0,4; 0,5; 0,6 и 0,7, и определены их объемные веса и пустотность в уплот ненном состоянии. Затем определяли расход цементного
■ ?
1 1
5\ ѵ
\ѵ
% si
§ 5Г
11
'Е 1 в* Z1
11
\
&5
a ä |
' |
Рис. 8. Коэффициенты заполнения пустот и раздвижки зерен запол нителя ■(песок-р щебень) цементным тестом ■.(ац.т) в зависимости от
■ВЩ (для 'бетонных смесей с О.К. 2 см)
Ц. |
б, в, 5, $, g — на |
щебне и песке с модулем крупности 3; 2,5; 2; 1,5; |
1 и 0,5; |
|
- |
- |
(Г, б', 8', |
d', e' — jo ще, на гравия |
’ |
29
ШЬ т №-1j&№ Jtë 21 ж tiä
ß 0сек293'263'233 205 173 M 113 83 53 23
12 1k 1ö 18 O.K.dCM
Рис. 9. График для угочнения значения ац.т в зависимости от осадки конуса и жесткости бе тонной смеси
Дац. т |
— изменения |
значе- |
|||
ННЯ |
а,т |
,* |
установленного |
||
по |
д. т |
Здесь и |
на |
рис. |
|
рис. 8. |
|||||
14, |
15, |
19, |
22 значения |
же |
сткости определены по ме тоду Б. Г. Скрамтаева —
цифры над чертой и по техническому вискозимет
ру — цифры под чертой
теста на обволакивание зерен заполнителя при указан ных значениях П/Г по формуле
и и .т |
^ °мин' |
где 5 —суммарная »поверхность заполнителей; Омип—'минимальная толщина прослойки цементного теста.
По полученным данным построены кривые 1, 2 и 5 и результирующая кривая 4 на рис. 7. По минимальному значению результирующей кривой устанавливается ве личина П/Г.
Из рассмотренного примера следует, что значение П/Г и в этом случае независимо от марки бетона оста ется постоянным. Так, П/Г, определенное на основе сме сей с наименьшей пустотностью (кривая 1), равно 43%, а скорректированное по результирующей кривой 4 — равно 40%. Как 'было уже показано ранее, это не соот ветствует действительности. Поэтому подбор бетона по коэффициенту заполнения пустот и раздвижки зерен за полнителя цементным тестом при определении П/Щ на основе плотных смесей не может быть рекомендован-к использованию. Но из сказанного вовсе не следует,-что подобрать состав бетона на уплотненных смесях запол
29
нителя по Оц.т. вообще нельзя. Безусловно, можно, но только подбирать состав бетона надо не на смесях за полнителя с наименьшим объемным весом и достоянных г и К, а на смесях заполнителя 'при значениях г и К в за
висимости от расхода цемента или |
цементного теста. |
|
■В этом случае ац.т рекомендуется определять |
в соответ |
|
ствии с данными, приведенными на |
рис. 8, |
и уточнять |
его значения по рис. 9, а величины г и К — по соответ ствующим таблицам и номограммам, приведенным в главе III.
Из изложенного видно, что при определении расхода песка и щебня нужно иметь данные для назначения ац.т. г или К■Но если г и К известны, то лучше состав бетона подбирать по их величинам.
В. Общая схема и особенности метода
Предлагаемый метод подбора состава бетона являет ся расчетно-экспериментальным: исходный состав опре деляется расчетно-теоретическим путем и уточняется и корректируется экспериментально.
Технологические зависимости, служащие основанием для назначения исходного состава бетона, представлены в виде графиков и номограмм с таблицами поправоч ных коэффициентов, учитывающих разнообразие факто ров, влияющих іна состав бетона.
Расчет состава, т. е. расчет удельного весового коли чества материалов на 1 м3 уплотненного бетона, произ водится с использованием общеизвестного метода абсо лютных объемов, выражаемого уравнением
^ |
+ — + — + £ = 1000 л. |
(5) |
|
Уц |
Уш |
Уп |
w |
Последовательность работ по проектированию и под бору состава бетона с заданными свойствами на выбран ных или заданных материалах с известными качествен ными характеристиками такова.
Первоначально на основе проектной документации, технических условий и действующих нормативов уста навливается весь комплекс свойств, которые должны быть обеспечены бетону сооружений или конструкций. Затем с учетом условий производства устанавливаются требования к бетонной смеси, которые также должны быть обеспечены в процессе подбора состава бетона,
Далее выбираются необходимые материалы, отвечающие предъявляемым к бетону требованиям, и оцениваются их свойства или определяются испытанием качественные характеристики материалов, имеющихся в распоряже нии производства, пригодных для изготовления данного бетона. Таким образом, устанавливаются все предпо сылки, необходимые для подбора состава, после чего приступают к расчету исходного состава бетона с за данными свойствами и далее к его экспериментальной проверке и корректировке. Окончательно подобранный и проверенный состав бетона, выраженный в весовых еди ницах каждого вида материалов (в сухом состоянии) на 1 лг3 уплотненной бетонной смеси, передается на произ водство.
Расчет исходного состава детально описан в главе III и ведется в такой последовательности. Вначале по за данной марке бетона, срокам его твердения и принятой активности цемента определяют по предлагаемым фор мулам необходимое водоцементное отношение, которое затем уточняют сопоставлением с действующими нор мативами 'ОНиП, ТУ или ГОСТов исходя из заданных тре бований морозостойкости, водонепроницаемости и долго вечности бетона конструкций или сооружений. После это го, в зависимости от требуемой подвижности или жест кости бетонной смеси, по соответствующим графикам с уточнением по таблице устанавливается расход воды на 1 лг3 бетона с учетом свойств заполнителей, цемента и его расхода на 1 лі3 бетона. По найденному расходу во ды и В/Ц определяют расход цемента Ц и сопоставляют его с требованиями ГОСТов, СНиП и других норматив ных документов и, если необходимо, корректируют. Зная расход воды и цемента, определяют объем цементного теста и соответственно абсолютный объем заполнителей в составе бетонной смеси. Далее, пользуясь разработан ной автором методикой, номограммами и графиками, на ходят коэффициент раздвижки зерен и заполнения меж зерновых пустот крупного заполнителя раствором — ко эффициент а, обеспечивающий требуемую удобоуклады- - ваемоеть бетонной смеси. Если этот параметр известен, известны пустотность щебня, объем цементного теста и суммарный абсолютный объем заполнителей, то можно, пользуясь разработанными формулами, определить аб солютные объемы песка и щебня в отдельности в 1 м3 бетонной смеси.
31