 |
Тема 8:Тяжелые бетоны (Продолжение)
|
|
|
|
План лекции:
8.3 Бетонная смесь
8.4 Физический смысл закона прочности бетона и формулы прочности бетона.
8.5 Классы бетона
8.6 Изготовление бетонных изделий
Бетонная смесь
Свойства бетонной смеси
Прочный и долговечный бетон из материалов даже высокого качества может быть получен только при тщательном уплотнении бетонной смеси при формовании из нее конструкций. Формовочная способность бетонной смеси определяется двумя показателями — подвижностью и пластичностью.
Пластичность характеризует внутреннюю связность смеси, способность ее формоваться, приобретая заданную форму без разрывов и расслаивания на отдельные составляющие.
Подвижность бетонной смеси с максимальной крупностью зерен заполнителя до 70 мм оценивается величиной осадки (в сантиметрах) под собственным весом или при вибрации конуса, отформованного из бетонной смеси. Конфигурация массы получается при загрузке ее в форму — усеченный конус. Осадку конуса смеси определяют следующим образом. Сначала конус смачивают внутри водой, затем форму заполняют бетонной смесью послойно тремя слоями одинаковой высоты и каждый слой уплотняют, штыкуя 25 раз металлическим стержнем; при этом форму прижимают к листу, избыток смеси срезают вровень с краями формы; затем снимают форму и устанавливают ее рядом с отформованной бетонной смесью; образовавшийся конус бетонной смеси под действием собственного веса оседает. Величина осадки конуса служит оценкой подвижности бетонной смеси.
Жесткость бетонной смеси в секундах устанавливается: а) для бетонных смесей с максимальной крупностью зерен заполнителя 40 мм — с помощью технического вискозиметра;
|
|
|
б) для бетонных смесей с максимальной крупностью зерен заполнителя до 70 мм и при жесткости смеси не более 100 сек — упрощенным способом.
Технический вискозиметр (рисунок 22) для определения показателя жесткости бетонной смеси имеет цилиндрический сосуд высотой 200 мм и диаметром 300 мм с плоским дном; цилиндрическое кольцо 2 диаметром 216 мм и высотой 130 мм с тремя опорными планками, при помощи которых кольцо можно помещать в цилиндрический сосуд и удерживать в цилиндре; форму конуса с насадкой; штатив, закрепленный в петлях, приваренных к цилиндрическому сосуду; плоский диск, перемещающийся вертикально на штанге и укрепляемый зажимом. Жесткость бетонной смеси определяют следующим образом. На виброплощадку устанавливают цилиндрический сосуд, в который вставляют и закрепляют цилиндрическое кольцо, а затем в кольцо помещают форму-конус, заполняя ее смесью на полную высоту с насадкой и одновременно уплотняя смесь штыкованием. Окончательно бетонная смесь уплотняется вибрированием до момента, пока на ее поверхности и из-под нижнего основания конуса не начнется заметное выделение цементного клея. Время вибрирования должно быть не менее 5 и не более 30 сек. Затем насадку снимают, избыток смеси срезают вровень с краями конуса и строго вертикально поднимают конус. После этого освобождают зажимной винт штатива с диском и опускают диск на поверхность отформованного конуса бетонной смеси. Включают виброплощадку и секундомер и наблюдают за опусканием штанги; когда риска штанги совпадет с верхней плоскостью направляющей головки штатива, выключают секундомер и вибратор и отмечают время, прошедшее от момента включения вибратора до его выключения. Это время в секундах характеризует жесткость бетонной смеси.
Упрощенным способом жесткость бетонной смеси определяют следующим образом. На виброплощадку устанавливают и закрепляют форму размерен 200X200x200 мм, в нее вставляют полый конус от технического вискозиметра и заполняют его бетонной смесью тремя слоями одинаковой высоты и каждый слой уплотняют штыкованием (25 раз) металлическим стержнем диаметром 16 и длиной 650 мм. Затем конус осторожно снимают и одновременно включают виброплощадку и секундомер. Вибрирование производят до того момента, пока бетонная смесь не заполнит всех углов формы, а поверхность ее не станет горизонтальной. Время (в секундах), необходимое для выравнивания поверхности бетонной смеси в форме, умноженное на коэффициент 1,5, характеризует жесткость бетонной смеси. Литые и подвижные смеси имеют жесткость 0, малоподвижные 15—25, жесткие 30—200 и особо жесткие более 200 сек.
|
|
|
Рисунок 22.Стандартный прибор для определения жесткости бетонной смеси
1 – форма; 2 – упоры для крепления конуса; 3 – конус; 4 – воронка; 5 – штанга; 6 – направляющая втулка; 7 – втулка для крепления диска; 8 – диск с шестью отверстиями; 9 – штатив; 10 – зажим для штатива
На подвижность бетонной смеси влияет ряд факторов: вид цемента, содержание воды, содержание цементного теста, крупность заполнителей и форма их зерен, содержание песка.
Бетонные смеси одного и того же состава, но на разных цементах обладают неодинаковой подвижностью. Это объясняется различной водопотребностью цемента: чем она выше, тем меньше подвижность или больше жесткость смеси. Подвижность бетонных смесей на портландцементах с гидравлическими добавками меньше, чем смесей на портландцементе при одном и том же количестве воды, взятой для приготовления смеси. С увеличением содержания воды при неизменном расходе цемента подвижность бетонной смеси возрастает, но прочность бетона уменьшается. С увеличением содержания цементного теста подвижность бетонной смеси также повышается при сохранении практически той же прочности после затвердения. Это объясняется тем, что при более высоком содержаний цементного теста оно не только заполняет пустоты и обволакивает зерна заполнителей, но и раздвигает их, создавая между ними обильные прослойки, уменьшающие трение между зернами, а это повышает подвижность смеси. При более крупных заполнителях суммарная поверхность зерен меньше, следовательно, при том же количестве цементного теста прослойки его между зернами заполнителей оказываются толще, что увеличивает подвижность бетонной смеси.
|
|
|
Увеличение количества песка сверх оптимального, установленного опытом, уменьшает подвижность бетонной смеси вследствие возрастания суммарной поверхности заполнителей.
Форма зерен проявляет свое влияние в том, что при округлой и гладкой поверхности суммарная поверхность зерен и трение между ними меньше, чем при острогранной форме и шероховатой поверхности. Поэтому бетонная смесь с гравием и обкатанным песком подвижнее, чем смесь со щебнем и горным песком.
Выбор степени подвижности бетонной смеси
Наиболее экономичными являются жесткие бетонные смеси, так как они требуют меньшего расхода цемента, чем подвижные. Подвижность смеси следует выбирать более низкую, однако она должна обеспечить удобную и качественную укладку. При выборе подвижности бетонной смеси учитывают размеры и характер конструкции, густоту армирования и способы укладки смеси. Ориентировочно выбирать подвижность бетонной смеси для бетонирования различных конструкций можно по данным табл.
Неточность, допущенную в расчете, исправляют на основе уточнения опытным путем состава бетона по фактическому объемному весу дробного замеса.
Если гравий или щебень составляют из нескольких фракций, то необходимо заранее установить оптимальное соотношение между ними, пользуясь графиком наилучшего зернового состава или подбирая смесь с минимальным количеством пустот.
Проверка подвижности бетонной смеси. После предварительного расчета состава бетона делают пробный замес и определяют осадку конуса или жесткость. Если бетонная смесь получилась менее подвижной, чем требуется, то увеличивают количество цемента и воды без изменения цементоводного отношения. Если подвижность будет больше требуемой, то добавляют небольшими порциями песок и крупный заполнитель, сохраняя отношение их постоянным. Таким путем добиваются заданной подвижности бетонной смеси.
|
|
|
Уточнение расчетного состава бетона. Расчетный состав бетона уточняют на пробных замесах. Для этого производят опытные затворения бетона при трех значениях водоцементных отношений, из которых одно принимается расчетным, а два других соответственно больше и меньше на 10—20%. Количество цемента, воды, песка и щебня (или гравия) для бетона с водоцементным отношением, не равным расчетному, определяется по описанному выше методу. Из каждого замеса бетонной смеси готовят по три образца-куба размером 20x20x20 см, которые выдерживают в нормальных условиях и испытывают в возрасте 28 сут. при определении марки бетона (или в другие сроки). По результатам испытаний строят график зависимости прочности бетона от цементоводного отношения, с помощью которого выбирают величину Ц/В, обеспечивающую получение бетона заданной марки. При пробных замесах проверяют также подвижность или жесткость бетонной смеси (она должна удовлетворять проектной), определяют ее объемный вес и по результатам испытания пробных замесов вносят соответствующие коррективы в рассчитанный состав бетона, песка и щебня (гравия). При этом учитывается влажность заполнителей. Количество влажных заполнителей изменяется настолько, чтобы содержание в них сухого материала равнялось расчетному, а количество вводимой в замес воды уменьшалось на величину, равную содержанию воды в заполнителях.
При перемешивании бетонной смеси мелкие зерна компонентов ее располагаются в пустотах между более крупными зернами, песок располагается в пустотах между щебнем или гравием, а пустоты в песке заполняются цементным тестом. Объем бетонной смеси Vo.c поэтому будет всегда меньше, чем сумма насыпных объемов составляющих его сухих материалов. В связи с этим вводят понятие «коэффициент выхода бетона».
|
|
|
