Файл: Яковлев, И. А. Экспериментальный метод определения составов бетона и раствора.pdf

Песок (и для бетонов на щебне, и для бетонов на гра­ вии) с модулем крупности Мкр =2,0—2,4 из Камской песчано-гравийной смеси. Замесы производились для нахождения составов бетона по экспериментальному методу в лаборатории Чебоксарского завода ЖБК № 9 с мая 1965 года по февраль 1971 года (см. рис. 2).

Рис. 2. Усредненные водопотребности бетона; 1 — на щебне крупностью до 25 мм; 2 — на гравии

марок; «90», «100», «140». Для таких бетонов правило приблизительно верно, но для бетонов высоких марок — нет. Чтобы проверить правило постоянства водопотребно­ сти автор проделал и такой опыт. Четыре состава бето­

были рассчитаны так, что во всех четырех замесах рас­ ход воды и выход бетонной смеси были одинаковы, т. е. все четыре смеси обладали одной и той же водопотребностью. В каждом замесе после одинакового времени перемешивания замерялась консистенция. Если бы пра­ вило постоянства водопотребности было верно, то кон­ систенция всех замесов должна бы быть одинаковой, на графике зависимости осадки конуса от состава линия значений ОК должна быть прямой, параллельной оси составов. Фактически мы имеем кривую, у которой толь­ ко часть приближается к прямой (см. рис. 3).

9

Рис. 3. Зависимость консистенции бетона от состава при постоянном расходе воды: В = const.

Таким образом, для одних и тех же материалов — цемента и заполнителей, для разных составов бетона водопотребность бетонных смесей разная и не может быть принята какая-то одна по графикам или таблицам. По этой же причине нельзя находить водопотребность по одному опытному замесу, сделанному для одного ка­ кого-либо состава и распространять ее на другие, как это рекомендуют некоторые авторы. Более того, при од­ них и тех же заполнителях высота расположения кри­ вой водопотребности над осью составов, как правило, зависит от нормальной густоты теста цемента: чем боль­ ше нормальная густота, тем выше расположена кривая, и наоборот. Наиболее высоко она располагается при пуццолановых цементах, имеющих, как известно, наибо­ лее высокую нормальную густоту. Для иллюстрации этого факта на рис. 4 приведены кривые водопотребно­ сти бетонных смесей на песке и гравии на пуццолановом цементе «400» Алексеевского завода с нормальной густотой НГ = 37,75% и портландцементе с умеренной

сти водопотребности от нормальной густоты цементов для различных составов бетона, построенные по 82 се­ риям опытных замесов бетона, проделанных в лаборато-

10

Рис. 4. Водопотребность бетонных смесей на цементах с различной НГ: 1— портландцемент УЭ с НГ = 21,50%;

2 — пуццолановый портландцемент с НГ = 37,75%.

рии Чебоксарского завода ЖБК № 9 на различных цементах, песке и гравии из Камской песчано-гравийной

по трем составам. Они с очевидностью показывают на­ личие прямой зависимости водопотребности бетонных смесей от нормальной густоты цементов. В. И. Сорокер и В. Г. Довжик в работе «Жесткие бетонные смеси» (1964 г.) также отмечают, что «...как правило, увеличе­ ние нормальной густоты цемента на 1% повышает водо­ потребность бетонной смеси на 1,5—3%», хотя несколь­ кими строками выше утверждают, что «прямая связь между водопотребностью бетонной смеси и нормальной густотой отсутствует».

Итак, высокая нормальная густота* цемента является причиной больших водопотребностей бетонных смесей. В бетонных смесях с малыми значениями В/Ц, т. е. бе­ тонах высоких марок, увеличение нормальной густоты цемента на увеличении водопотребности сказывается в большей степени, чем в бетонах низких марок. Наклон линии на графике водопотребность — нормальная густо­ та для состава 1 : 3 (график 5) больше, чем, напри-

11

ю

Рис. 5. Зависимость водопотребности от НГ цемента, бетонной смеси состава 1 : 3,0 (1 : 0,72 : 2,28) на гравии.

мер, для состава 1 : 7,3 (график 7). Очевидно, этим можно объяснить тот факт, что таблицы и графики для нахождения водопотребности бетонных смесей при опре­ делении составов бетона, составленные еще тогда, когда применялся бетон низких марок, не учитывают влияния на водопотребность нормальной густоты цементов за ис­ ключением случаев применения пуццолановых цементов. Кроме поправки на пуццолановый цемент, к графикам водопотребности даются поправки на случай применения мелкого песка, гравия вместо щебня и на случай расхо­ да цемента более 400 кг/м3. Однако все они дают средние, ориентировочные величины изменения водопот­ ребности, а следовательно, далеко не точны. Например, поправка на пуццолановый цемент рекомендует увеличе­ ние водопотребности, найденной по графику на 15—20 л.

13

Но известно, что нормальная густота даже внутри одного вида цемента колеблется в достаточно широких пределах. Например, НГ портландцементов колеблется от 22,00% (портландцемент УЭ Алексеевского завода) до 32,00% (портландцемент того же завода), а НГ пуццолановых цементов от 32,00% (пуццолановый порт­ ландцемент завода «Коммунар») до 36,75% (пуццола­ новый портландцемент Алексеевского завода). Поэтому поправка на пуццолановый цемент не увеличивает точ­ ности определения водопотребности. Не исправляют положения и другие поправки. Большое разнообразие свойств крупных и мелких заполнителей (крупность, пустотность, величина удельной поверхности, степень угловатости или окатанности, водопоглощения, загряз­ ненности), широкое разнообразие нормальной густоты применяемых цементов и их сочетаний с заполнителями, зависимость водопотребности от состава и консистенции бетонных смесей—все это делает необходимым определе­ ние водопотребности бетонных смесей для каждого кон­ кретного цемента и заполнителей, каждого состава бетона только опытным путем. Только в опытном замесе все свойства применяемых цементов и заполнителей автоматически и полностью учитываются.

3.Определение расхода цемента, щебня (гравия) и песка

По водоцементному отношению и водопотребности определяется расход цемента по формуле

из равенства: 1 м3 бетонной смеси в уплотненном состо­

14

П— расход песка кг/м3;

7уд. п .— удельный вес песка г/см3;

Щ— расход щебня или гравия кг/м3;

Тоб. щ. — объемный вес щебня или гравия в г/см3.

Вэтом равенстве расходы цемента и воды известны,

асумма абсолютных объемов цемента, песка и воды

7н. щ. — насыпной вес щебня кг/л.

Таким образом, равенство (3) можно написать так:

трудно определить, зная его насыпной и объемный веса. Коэффициент раздвижки зерен приводится в таблицах, например, в вышеупомянутой работе Скрамтаева, Шубенкина и Баженова (таблица № 18, стр. 62). Из нее видно, что а зависит от В/Ц и расхода цемента в бетоне. Составлена она для песка средней крупности. Для мел­ ких и крупных песков вводятся соответствующие по­ правки. Критерием средней крупности песка принята его водопотребность, равная 7%, поэтому требуется предва­

мелким и крупным заполнителем в бетонной смеси. Пра­ вильный выбор этого соотношения определяет эконо­ мичность бетонной смеси. Для каждого состава бетона на данных заполнителях есть оптимальное соотношение между мелким и крупным заполнителями, при котором водопотребность смеси наименьшая, прочность наиболь­

15