Файл: Черкасов, Г. И. Введение в технологию бетона.pdf

Рис. 62. Зависимость водопотребности мелкозернистой бетонной сме­ си от соотношения цемента и песка.

В третьей зоне при соотношениях цемента и песка пример­ но от 1/4 до 1/10 зерна песка, покрытые тонкими пленками теста, взаимодействуют друг с другом; увеличение содержа­ ния песка значительно повышает вязкость смеси. В начале зоны влияние увеличения количества песка и уменьшения количества цемента на вязкость смеси взаимно компенсиру­ ется и кривая водопотребности переходит в участок прямой, параллельный оси абсцисс. Затем влияние песка на вязкость смеси начинает превалировать и увеличение его содержания повышает водопотребность.

Третья зона характеризует область строительных раство­ ров, где цементного теста уже недостаточно для заполнения

189

пустот между зернами песка. Дальнейшему увеличению со­ держания песка в смеси соответствует четвертая зона. В этой зоне цементного теста уже не хватает для смазки зерен песка. Для сохранения удобоукладываемоети приходится увеличивать содержание воды, однако удельная поверхность

водопотребность цементно-песчаные бетонные смеси будут иметь на границе второй и третьей зон при оптимальном це­ ментопесчаном отношении, которое обеспечит наилучшую удобоукладываемость, наибольшую плотность и прочность бетона.

Это оптимальное соотношение Ц/П зависит от качества песка, свойств цемента и водоцементного отношения (или подзижности бетонной смеси).

Мелкозернистая бетонная смесь очень «чувствительна» к ■изменению крупности песка, его гранулометрии, присутствию примесей и качеству поверхности зерен песка. Эта «чувстви­ тельность» увеличивается при переходе от жирных смесей с большим содержанием цемента к более тощим ввиду повы­ шенного влияния песка на структурообразование и изменение реологических параметров смесей.

Ю. М. Баженовым предложены графики, связывающие удобоукладываемость мелкозернистых бетонных смесей для разных Ц/П с водоцементным отношением, пользуясь кото­ рыми можно подбирать составы бетонных смесей требуемой удобоукладываемоети (рис. 63). При построении графиков

значения марочной прочности результаты умножают на пере­ водные коэффициенты от 0 , 8 4 до 0 , 9 1 в зависимости от марки бетона. Из-за разноречивных данных о величине переводных коэффициентов многие исследователи рекомендуют не при­ водить прочность мелкозернистых бетонов к прочности стан­

бетонов от их состава применим закон водоцементного отно

1S0

данную удобоукладываемость цементно-песчаной смеси при опре­ деленном водоцементном отношении.

ностью ниже 7% содержание его увеличивают на 5% на каждый процент уменьшения водопотребности.

191

чественных материалов, 0,6 для материалов среднего качества и 0,5 для низких марок цемента и мелких цесков.

Приведенная формула применима при плотности свежеуложенного бетона более 0,97. Если такая плотность не мо­ жет быть достигнута, то необходимо учитывать возможное снижение прочности примерно на 5% на каждый процент недоуплотнения.

Повышенная чувствительность удобоукладываемости мел­ козернистых бетонных смесей при изменении их состава ска­ зывается и на прочности затвердевших бетонов.

При одном и том же способе уплотнения смеси для каж­ дого цементопесчаного отношения будет свое оптимальное В/Ц, при котором достигается максимальная прочность бето­ на данного состава. У жирных смесей оптимальные В/Ц зна­ чительно ниже, чем у тощих, следовательно, при применении жирных можно получить большую прочность бетонов.

Известно, что цементный камень имеет более высокую прочность, нежели песчаный бетон, при низких значениях водоцементного отношения. Наибольшей прочностью облада­ ет цементный камень, полученный при В/Ц, соответствующем нормальной густоте цементного теста. С увеличением водоце­ ментного отношения их прочности сближаются, и затем проч­ ность песчаного бетона начинает превосходить прочность цементного камня. Это объясняется тем, что при высоких водоцементных отношениях пористость цементного камня более высокая, чем пористость песчаного бетона, а также тем, что силы адгезии цементного камня с заполнителями стано­ вятся больше, чем силы когезии.

Аналогичная картина наблюдается и при сравнении мелко­ зернистых бетонов с обычными на крупных заполнителях; мелкозернистые бетоны могут иметь повышенные прочности при малых значениях В/Ц, что возможно при увеличенных расходах цемента и обеспечении хорошего уплотнения. При практически наиболее широко применяемых водоцементных отношениях от 0,4 до 0,7 прочности обычных бетонов на круп­ ных заполнителях хорошего качества выше прочности мелко­ зернистых бетонов.

192

чем у бетонов с крупным заполнителем.

Как уже упоминалось, отсутствие скелета крупного запол­ нителя и повышенное количество цементного камня у мелко­ зернистых бетонов повышает их деформативные свойства. Модуль упругости мелкозернистых бетонов на 25—35% ниже модуля упругости равнопрочных бетонов с крупными запол­ нителями. Предельные деформации мелкозернистых бетонов, по данным Ю. М. Баженова, находятся в следующих преде­ лах: при сжатии 1,2—4,1 мм/м, при изгибе 0,3—0,45 мм/м, при растяжении 0,17—0,3 мм/м, т. е. превосходят подобные деформации обычного тяжелого бетона. Предельная деформативность бетонов может быть увеличена при замене квар­ цевых песков известковыми и шлаковыми, а также при вве­ дении в состав бетонов поверхностноактивных добавок.

Мелкозернистые бетоны обладают гораздо большей усад­ кой и ползучестью, чем бетоны с крупным заполнителем. По данным И. И. Улицкого, предельные относительные дефор­ мации усадки мелкозернистых бетонов в 2—4 раза, а значе­ ния характеристики ползучести на 20—100% выше, чем у обычных бетонов. Изменения же величин усадки и ползучести от различных факторов подчиняются тем же закономернос­ тям, что и у обычных бетонов.

Подбор состава мелкозернистых бетонов производят рас­ четно-экспериментальным методом, разработанным Ю. М. Ба­ женовым.

Порядок подбора следующий.

1. Определяют водоцементное отношение, необходимое для получения заданной марки бетона, пользуясь формулой

R6=ARu( ^ - 0 ,8 ) .

2.По графикам (рис. 63) определяют соотношение между цементом и песком, обеспечивающее заданную удобоукладываемость смеси при установленном Ц/>В.

3.Пользуясь формулой абсолютных объемов, определяют расходы цемента, песка и воды, учитывая, что песчаный бетон при вибрировании вовлекает значительное количество воздуха

(от 2 до 8% по объему):

- ^ + В + — = 1000-ВВ,

где ВВ — объем вовлеченного воздуха в л (для подвижных смесей ВВ = 20—30 л, для жестких В:В=60—70 л).

4. Производят экспериментальную проверку подобранно­ го состава и при необходимости его корректировку.

При больших объемах бетонных работ и необходимости использования бетонов различных марок с разными значения­ ми удобоукладываемости смесей целесообразно построение графиков по данным, полученным в результате эксперимен­ тального подбора состава, как это делается и для обычных бетонов.

Мелкозернистые бетоны вследствие особенности своей структуры, как правило, являются менее долговечным мате­ риалом, чем равнопрочные и равноподвижные с ними обыч­ ные бетоны. Однако, применяя некоторые технологические мероприятия по увеличению плотности и уменьшению макро­ пористости цементного камня, можно получить бетоны высо­ кой долговечности. Многие исследователи считают, что высо­ кая однородность мелкозернистых бетонов, пониженные ве­ личины «собственных» напряжений, хемосорбционное взаимо­ действие зерен кварца с цементом и другие факторы при условии обеспечения повышенной плотности цементного кам­ ня позволяют получить даже большую долговечность мелко­ зернистых бетонов, чем обычных.

Рациональная область применения мелкозернистых бето­ нов для тонких ажурных железобетонных конструкций не подлежит сомнению. В то же время технология мелкозернис­ тых бетонов требует большей культуры производства, нежели обычных крупнозернистых. Применяя материалы хорошего качества и прогрессивные технологические мероприятия при приготовлении бетонных смесей, их укладке и последующем твердении, можно значительно уменьшить влияние отрица­ тельных и увеличить значение положительных свойств мелко­ зернистых бетонов.

Декоративный бетон

Декоративные бетоны предназначаются для облицовки крупных блоков и панелей наружных стен зданий, внутрен­ ней их отделки, а также для изготовления различных архи­ тектурных деталей. При изготовлении изделий из декоратив­ ных бетонов применяются цветные цементы, прочные запол­ нители с красивой расцветкой и производится соответствую­ щая обработка поверхности (насечка, шлифовка и т. д.).

194

В качестве вяжущего для декоративных бетонов исполь­ зуют белый цемент марки 400 или полученные на его основе цветные цементы. Обычный портландцемент с добавлением цветных пигментов применяют лишь для бетонов темных то­ нов. В качестве пигментов используют гцелоче- и светостойкие природные вещества минерального происхождения (охра,, умбра, железный сурик, окислы марганца и хрома). Мине­ ральные пигменты не должны заметно снижать прочность бетона или существенно изменять сроки схватывания цемен­ та. Так как большинство пигментов представляет собой гли­ нистый минерал, их следует добавлять не более 8—10% от веса цемента. Для получения равномерной и более интенсив­ ной окраски пигменты тщательно перемешивают с цементом в шаровых и вибрационных мельницах.

Применение красителей органического происхождения (анилиновых), повышающих интенсивность окраски, не раз­ решается вследствие их недостаточной щелочестойкоети.

Заполнителями для декоративных бетонов служат мра­ морная крошка, белые и цветные пески, дробленый щебень из мрамора, гранита, порфиров и других горных пород раз­ личной окраски.

•Имитацию природных пород камня с грубооколотой, буг­ ристой или шероховатой поверхностью получают при исполь­ зовании мелкозернистых песчаных составов бетона с добав­ кой каменной крошки с дальнейшеи'Ъбработкой поверхности обкалыванием. Террацевую, или мелкомозаичную, фактуру получают очисткой, шлифовкой и ' лощением поверхности бетона, приготовленного на крупной каменной крошке из твердых и плотных горных пород.

Из-за интенсивного воздействия атмосферных факторов декоративный бетон должен удовлетворять определенным требованиям в отношении прочности, плотности и долговеч­

ности (марка не ниже 160 и морозостойкость не менее 25— 50 циклов).

Составы декоративных бетонов подбирают по методам, принятым для обычных бетонов.

Полимерцементные бетоны

К полимерцементным относят бетоны, в которых вяжу­ щими являются цементы с добавками полимерных материа­ лов. Они могут приготовляться на плотных и пористых запол­ нителях. Наиболее распространены в настоящее время поли­