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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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

 

 

 

 

 

 

 

кр =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