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

ментного камня по мере его твердения и положительно влия­ ет на увеличение глубины гидратации зерен цемента.

3.При перемешивании бетонной смеси часть заполнителя дробится и истирается, что увеличивает содержание мелких фракций.

4.Объемный вес заполнителя меньше объемного веса це­ ментного теста и раствора, что может привести к расслоению смеси и поднятию заполнителя вверх.

5.Прочность крупного заполнителя в легких бетонах мо­ жет быть ниже прочности цементного камня и раствора, что иногда приводит к разрушению заполнителей в бетоне без раз­ рушения цементного камня.

6.Легкие заполнители обладают повышенной адгезией с цементным камнем, что обусловлено как наличием пористой, хорошо развитой поверхности, так и химическим взаимодей­

ствием некоторых заполнителей с гидролитической известью в портландцементе.

Перечисленные свойства различны у разных видов запол­ нителей и по-разному влияют на соответствующие свойства легких бетонов. Даже один вид заполнителей ,по-разному влияет на свойства легкого бетона в зависимости от сырья, технологии производства, зернового состава и других факто­ ров.

Все это не дает возможности установить аналитические зависимости свойств легких бетонов от их состава, как это сделано для тяжелых бетонов. Можно определить лишь об­ щие идеи изменения свойств легких бетонов на пористых заполнителях, что было впервые проведено нашими учеными Н. А. Поповым, А. И. Вагановым, М. 3. Симоновым. В настоя­ щее время эти идеи успешно развиваются уже применитель­ но к определенным заполнителям и определенным, видам лег­

Свойства легкобетонной смеси

Как было сказано, бетонные смеси на пористых заполни­ телях отличаются недостаточной удобоукладываемостыо и склонностью к расслаиванию, что связано с особенностями свойств заполнителей.

В легкобетонной смеси все составляющие, в том числе и зерна заполнителей, имеют различные объемные веса, причем

216

бетона. Поэтому объемная доля песка в смеси заполнителей,

так называемый структурный фактор М ~ п+Щ(~Г). является

важнейшей характеристикой легкого бетона.

Значительно ухудшают удобоукладываемость крупные и мелкие заполнители с неокатанной поверхностью.

Изменение наибольшей крупности крупного заполнителя в отличие от обычных бетонных смесей почти не сказывается на удобоукладываемости легкобетонных смесей. Это объясня­ ется тем, что увеличение водопоглощения при увеличении крупности заполнителей компенсируется уменьшением их удельной поверхности. В некоторых случаях уменьшение крупности заполнителя улучшает удобоукладываемость (сни­ жает жесткость смеси).

Лепкобетонную смесь желательно укладывать как можно быстрее после приготовления из-за отсоса воды из цементного теста зернами заполнителя. Отсос воды увеличивается с уве­ личением водоцементного отношения в смеси и при значени­ ях, близких к единице, может составить около 70% полного водонасыщения заполнителей. Из этого количества воды около 50% заполнитель принимает в течение первых 30 ми­ нут, остальное в течение трех-пяти часов после затворения. Предварительное увлажнение заполнителей для ликвидации отсоса и улучшения удобоукладываемости смеси эффекта не дает и вызывает только повышение суммарного водосодержа ния лепкобетонной смеси.

При приготовлении легких бетонов, особенно на заполни­ телях с большой открытой пористостью, весьма эффективным технологическим мероприятием оказалось изменение порядка загрузки материалов в смеситель. Сначала загружают запол­ нители, тонкомолотую добавку (если она применяется) или часть цемента и 2/3 потребного на замес количества воды. Затем, не останавливая бетоносмеситель, вводят цемент с остальным количеством воды. Предполагается, что тонкомо­ лотые частицы закроют часть пор на поверхности заполните­ ля. Кроме того, предварительное перемешивание щебня в ме­ шалках принудительного действия в течение трех-пяти минут способствует некоторому его истиранию и окатыванию, что уменьшает водопоглощение заполнителя в начальные сроки при приготовлении бетонных смесей и улучшает их удобоук­ ладываемость.

Обычные методы повышения удобоукладываемости бетон­ ных смесей за счет увеличения в них количества воды или

218

цементного теста ухудшают технические свойства легких бе­ тонов, поэтому целесообразно использовать более жесткие смеси и применять соответствующее формующее оборудова­ ние для полного их уплотнения (вибрирование с пригрузом, ьибропреесование, виброштампование, вибропрокат).

При укладке жестких легкобетонных смесей весьма эффек­ тивно применение поверхностноактивных гидрофобных до­ бавок (асидол, мылонафт, кремнийорганические жидкости и др.), принципы действия которых разобраны ранее (см. пер­ вую часть).

Гидрофильные поверхностноактивные добавки, успешно' применяемые в подвижных смесях обычного бетона, в легко­ бетонных подвижных смесях эффекта не дают, что, очевидно, объясняется миграцией влаги между пористыми заполнителя­ ми и цементным тестом.

Как уже упоминалось, легкобетонные смеси имеют боль­ шую склонность к расслоению. Для уменьшения расслаивае­ мое™ легкобетонных смесей необходимо повысить структур­ ную прочность и вязкость их растворной части, что может быть достигнуто увеличением содержания цемента, дисперс­ ных добавок или мелкого заполнителя в смеси, а также введе­ нием поверхностноактивных добавок-микропенообразовате-

лей.

По данным Л. П. Орентлихер, введение в керамзитобетон­ ную смесь добавки ГКЖ-Ю в количестве 0,2% от веса цемен­ та позволило расширить границы оптимального водосодержания смеси на +24 л. Таким образом, добавка ГКЖ -служит хорошим средством против расслоения смеси и в то же время эффективным пластификатором.

Объемный вес легких бетонов

Объемный вес затвердевшего легкого бетона является определяющим показателем для теплоизоляционных бетонов, имеет одинаковую значимость с прочностью прй проектиротании теплоизоляционно-конструктивных бетонов и важное, но несколько меньшее значение, чем прочность, для конструк­

тивных бетонов.

Объемный вес затвердевшего сухого бетона может быть выражен формулой

Yo= i3+1,15 (1,20) Ц,

где 3 — вес заполнителей в 1 м3 бетона в кг; Ц — вес цемента в 1 м3 бетона в кг;

219

5

я — пористый щебень; б — пористый гравий,

1,15(1,20) — коэффициенты, учитывающие увеличение ве­ са цемента при его гидратации.

В легких бетонах объемные веса заполнителей в куске меньше объемного веса цементного камня, поэтому увеличе­ нию количества цемента в бетоне соответствует увеличение объемного веса бетона, и, наоборот, увеличение содержания заполнителей уменьшает его.

Наиболее легкий бетон на данных материалах можно по­ лучить при предельном насыщении его объема заполнителем, подобрав определенным образом соотношение различных фракций заполнителя.

По подбору наиболее плотного скелета из рыхлых камен­ ных материалов проведены многочисленные исследования, в результате которых установлены как теоретические зависи­ мости, так и эмпирические, полученные обобщением опытных данных.

В. В. Охотиным доказано, что наименьшая пустотность смеси песчано-гравийных материалов наблюдается в том слу­ чае, когда средние размеры взятых фракций последовательно различаются в 16 раз, а весовое содержание каждой меньшей фракции составляет 0,43% предыдущей. Однако такие смеси плохоудобоукладываемы и малоприемлемы в производстве.

При принятом у нас разделении сыпучих материалов на фракции последовательным уменьшением средних размеров в два раза наибольшая плотность смеси получается при весо­ вом отношении последующей фракции к предыдущей, рав­ ном 0,7—0,85 (при материалах с одинаковым объемным весом

в куске).

Я. Ш. Штейном определены зерновые составы пористых заполнителей, дающие, наиболее полное заполнение объема в бетоне (максимальное насыщение заполнителем), которые обычно выражаются в виде графиков, подобных .представлен­

ным на рис. 67 и 68.

На рис. 67 приведены графики непрерывной грануломет­ рии для подвижных бетонных смесей, а на рис. 68 графики прерывистой гранулометрии для Шестких смесей (без фрак­ ции 1,2—-5 мм), обеспечивающих большую плотность скелета заполнителей, ,но ухудшающих показатели удобоукладываемости и нерасслаиваемости смесей.

Как видно из графиков, при применении щебня количество песчаной фракции в смеси повышается, что вызвано необхо­ димостью заполнения большого объема пустот и раздвижки щебенок для улучшения удобоукладываемости смеси.

222