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

Таблица 3.

Строительно-технические свойства цементов

Характеристика бетонов на

АСвойства бетонов

18

вечной работы — одно из важнейших условий проектирования

бетона.

Характеристика усредненных строительно-технических свойств различных цементов, выпускаемых нашей промыш­ ленностью, приведена в табл. 3 (по С. В. Шестоперову).

При использовании специальных видов цементов свойства их могут быть изменены: например, применение сульфатостой­ ких портландцементов резко улучшает стойкость в агрессив­ ной среде и морозостойкость бетонов, портландцементы с большим содержанием белита могут применяться для массив­ ных бетонных конструкций и т. д.

Изменения свойств цементов можно добиться введением в

них соответствующих химических добавок.

При использовании цементов необходимо помнить, что их характеристики, регламентируемые ГОСТ, не могут охватить всего разнообразия технических свойств. Поэтому наиболее правильно определять эти свойства непосредственными испы­ таниями в бетонах.

Заполнители. Заполнители в бетоне занимают 70—80% объема, позволяя экономить дорогостоящий цемент, препят­ ствуют усадке цементного камня при твердении, воспринима­ ют совместно е цементным камнем различные напряжения при твердении бетона и работе конструкции. От качества запол­ нителей зависят удобоукладываемость, прочность, долговеч­ ность и экономичность бетонов.

Требования к заполнителям регламентированы ГОСТ 10268-62. Они могут быть разделены на следующие основные

чению примесей, г) дополнительные требования, устанавли­ ваемые для специальных видов бетонов.

Методы испытаний заполнителей изложены в ГОСТ 8269-64 и 8735-65 (описаны методы определения как норми­ руемых, так и ненормируемых, но важных для технологии бетона физико-механических свойств).

Прочность и морозостойкость следует определять только у крупного заполнителя. Прочность щебня может быть уста­ новлена по прочности исходной горной породы. Если таких данных нет, то прочность определяют для щебня так же, как и для гравия, испытанием материалов на дробнмость в ци­ линдре.

Необходимо, чтобы прочность заполнителей была в 1,5 ра-

за, а для высокомарочных бетонов ,в 2 раза больше прочности бетона. Это требование связано с тем, что упругость заполни­ теля выше упругости цементного камня, вследствие чего при совместной работе и одинаковых деформациях заполнители испытывают повышенные напряжения.

Морозостойкость крупных заполнителей определяют либо замораживанием и оттаиванием, либо испытанием на «сохран­ ность» в растворе сернокислого натрия.

Оценка прочности и морозостойкости песков производится косвенным способом по их минералогическому составу. Жела­ тельно преобладание в песке кварцевых зерен.

Зерновой состав заполнителей, косвенно характеризующий плотность их скелета и удельную поверхность, устанавлива­ ют рассевом через стандартные сита с размером отверстий

70, 40, 20, 10, 5 мм для крупного заполнителя и 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14 мм для песка.

Рекомендуемые для использования в бетоне заполнители должны иметь определенные зерновые составы, не выходящие из установленных ГОСТ пределов (рис. 3 и 4).

Наибольшая крупность щебня (гравия)—Днаиб иЛиНК— определяется диаметром отверстий сита, где .полный остаток составляет 0—5%, наименьшая крупность—Днаим—диаметром отверстий сита с полным остатком 95—100%. Показатель на­ ибольшей крупности используется в технологических расче-

Рис. 3. График рекомендуемого зернового состава песка.

20

£

<o

■5»

5<

C5 ca

’5

Рис. 4. График рекомендуемого зернового состава гравия и щебня.

тах, при определении удобоукладываемости смесей, назначе­ нии размеров контрольных образцов, для определения проч­ ности бетона и регламентирует возможность применения щебня для той или иной конструкции. Наибольшая крупность заполнителя не должна превышать '/з минимального размера сечения бетонного изделия и 3/^ расстояния между стержнями арматуры. Крупность песка характеризуется условным пока­ зателем — модулем крупности, который определяется деле­ нием суммы полных остатков на стандартных ситах с отверс­ тиями от 0,14 до 2,5 мм на вес исходной навески. При выра­ жении полных остатков в процентах их сумма делится на 100:

где Ах — полные остатки на ситах с размерами отверстий х, выраженные в процентах.

В зависимости от значений Мк пески относятся к той или иной труппе крупности. Дополнительным показателем, опре­

21

деляющим крупность песка, .является полный остаток на сите

0,063 (табл. 4).

Желательно, чтобы зерна заполнителей имели изодиаметрическую форму, близкую .к форме шара и куба. Зерна плас­ тинчатой и игловатой формы ухудшают удобоукладываемость и понижают прочность бетона, содержание их в крупном за­ полнителе не должно быть более 15%.

Резко отрицательно сказывается на качестве бетона при­ сутствие в заполнителях пылеватых, иловатых и глинистых частиц, ухудшающих удобоукладываемость смесей и вызы­ вающих перерасход цемента. Содержание этих частиц, опре­ деляемое отмучиванием, может быть не больше 1 % в круп­ ном заполнителе и 3% в песке.

Органические примеси в заполнителях замедляют твер­ дение бетона, а некоторые из них разрушают цементный камень. Эти примеси обнаруживают при выдерживании за­ полнителей в растворе едкого натра: растворяясь в нем и вступая с ним в реакцию, они вызывают потемнение раство­ ра. Количество примесей определяется цветом раствора, который должен быть не темнее установленного эталона.

Вода. Для затворения бетонных смесей необходимо при­ менять чистую воду из природных источников или систем водоснабжения. Нельзя использовать воды кислые, имеющие pH менее 4, сильно засоленные (более 5 г солей в 1 л), суль­ фатные, а также сточные воды промышленных предприятий.

III. ЗАВИСИМОСТИ СВОЙСТВ БЕТОНА ОТ ЕГО СОСТАВА

Состав бетона выражают в весовых количествах материа­ лов на 1 л*3 свежеуложенного бетона. Содержание материа­

22

ч

лов на 1 м3 бетона обычно обозначают первой буквой назва­ ния: В — количество воды в 1 , Ц — количество цемента в кс, П — количество песка в кг, Щ(Г) — количество щебня или

гравия в кг.

Часто состав бетона выражают в виде весовых отношений Ц : П : Щ и В/Ц, принимая количество цемента за единицу. Весовое содержание материалов подсчитывают исходя из тре­ бования плотности свежеуложенного бетона, выражаемого формулой

В+ -У -+Л f Л = 1000,

1ц ■ Тп 7щ

где уц — удельный вес цемента; уп — удельный вес песка;

Уш — кажущийся удельный вес щебня (гравия). Количество цемента в кг на 1 м3 бетона может быть опре­

делено как

Определив содержание цемента, вычисляют по заданному соотношению количество остальных материалов.

Зависимость, вцраженная приведенной формулой, назы­ вается «уравнением абсолютных объемов» и широко исполь­ зуется в расчетах состава бетона.

Необходимо отметить, что это уравнение не является абсо­ лютно точным, так как не учитывает содержание воздуха в свежеуложенном бетоне, которое в зависимости от технологии уплотнения может достигать 2—5%. Однако в предваритель­ ных расчетах бетонов из наиболее распространенных подвиж­ ных смесей этим пренебрегают.

Подвижные бетонные смеси и бетоны из них

Подвижные и малоподвижные бетонные смеси применяют наиболее широко из-за сравнительной легкости приготовления и укладки, обеспечивающей получение плотного свежеуложепного бетона. Подвижные смеси приготовляют в бетоносмеси­ телях свободного или принудительного перемешивания, про­

23

должительность которого зависит от подвижности смесей и типа смесителя и обычно составляет одну-три минуты.

Удобоукладываемость бетонных смесей зависит от их соста­ ва, свойств применяемых заполнителей и цемента и всегда повышается с увеличением в них содержания воды. Однако увеличивать количество воды можно только до определенного предела во избежание расслоения смеси. Количество воды, взятое для приготовления 1 мг бетонной смеси, называется ее водосодержанием. Водосодержание, обеспечивающее опре­ деленную удобоукладываемость смеси, называется водопо­ требностыо.

Увеличение содержания цемента в пределах наиболее ши­ роко применяемых количеств — от 200 до 400 кг/м3 — почти не изменяет удобоукладываемости бетонной смеси. Это свой­ ство, установленное В. И. Сорокером, получило в технологии бетона название «.правило постоянства водосодержания» и имеет большое практическое значение для расчетов удобо­ укладываемости бетонных смесей. Связано оно с тем, что уве­ личение вязкости цементного теста при введении дополнитель­ ного количества цемента компенсируется утолщением пленок цементного теста на зернах заполнителей, и в результате удобоукладываемость бетонной смеси не изменяется. При расходе цемента свыше 400 кг/м3 эта компенсация становится

укладываемой. Увеличение содержания песка резко увеличи­ вает вязкость раствора, а уменьшение сближает между собой частицы крупного заполнителя; и .в том и в другом случае удобоукладываемость бетонной смеси ухудшается.

Оптимальную долю песка обычно определяют от общего веса заполнителей*1 и обозначают буквой г:

П

Г _ П+Щ'

Значение г для подвижных бетонных смесей находится в пределах 0,3—0,4.

1 Ранее оптимальная доля песка в смеси заполнителей г определялась отношением абсолютных объемов материалов

П

I п

П__!_ Щ-

7 п 1 7щ

24