|
|
Ориентировочные данные по уменьшению расхода цемента в бетоне за счет введения добавок
Таблица I2 Содержание сульфатно-спиртовой барды в растворах и их плотность
Задание на проектирование состава бетона выдается преподавателем. В нем указываются проектируемая марка бетона, вид бетонного (железобетонного) изделия, условия его формования, характеристики исходных материалов, условия твердения бетона, условия его эксплуатации, а в некоторых случаях – специальные требования к бетону: морозостойкость, водонепроницаемость и т.д. Для сокращения времени проведения экспериментальных работ заданием предусматривается выдача данных по активности цемента. Каждая бригада рассчитывает состав бетонной смеси для последующего определения марки бетона и сравнением с заданием. Состав смеси корректирует по технологическим требованиям и из этой смеси формуют образцы. После 7-28-дневного хранения в стандартных условиях образцы испытывают и определяют окончательные данные по расходу материалов на I м бетонной смеси. Данные всех бригад обобщаются и для конкретных материалов строят зависимость прочности бетона от величины водоцементного (цементно-водного) отношения. Этапы работы: 1- экспериментальное определение расчетных характеристик компонентов бетонной смеси; 2- расчет весового количества составляющих бетонной смеси по методу "абсолютных объемов"; 3- корректированне состава бетонной смеси для обеспечения ее технологических свойств; 4- определение фактической прочности бетона; 5- обобщение материалов. 1й этап. Экспериментальное определение расчетных характеристик компонентов бетонной смеси. Цемент. Учитывая, что методика определения активности (марки) цемента освоена студентом в курсах "Строительные материалы" и "Минеральные вяжущие вещества", а также то обстоятельство, что эти испытания занимают много времени для расчета состава бетонной смеси, марка цемента (активность) выдается в задании. Истинную плотность цемента каждая бригада определяет по методики, изложенной в лабораторном практикуме по курсу "Строительные материалы ". Для испытаний используется объемомер Ле-Шателье. Испытания проводят в инертной по отношению к цементу жидкости - керосине. Щебень. Наибольшую крупность щебня определяют, пропуская через стандартный набор сит навеску щебня, равную 10 кг. За наибольшую крупность принимают тот размер отверстий в сите, где полный остаток составляет 3-5% от выбранной навески. Насыпную плотность щебня ρощ определяют с помощью мерного металлического цилиндра емкостью 5-10 л (в зависимости от крупности щебня). Щебень в этом объеме насыпают без встряхивания с высоты 10 см до полного заполнения сосуда. Насыпную плотность определяют как частное от деления массы щебня па объем полностью заполненного мерного сосуда. Истинную плотность (в куске) ρщ определяют на насыщенных водой зернах щебня по методика, принятой для определения средней плотности тела неправильной формы без мероприятии, предотвращающих попадание воды в поры испытываемого тела, т. е. без покрытия зерна щебня парафином. Навеску щебня 100-200 г засыпают в стеклянный мерный сосуд с делениями, предварительно заполненный водой примерно наполовину. Диаметр мерного сосуда должен быть больше размера зерен щебня, отобранного для испытаний. Навеска щебня назначается такой, чтобы все зерна оказались полностью погруженными в воду. Объем навески определяют как разницу между объемом воды с погруженными в нее зернами и объемом воды, налитой в мерный сосуд до испытаний. Истинную плотность щебня (в куске) определяют по формуле:
ρщ = m/(v
где m - масса пробы щебня, v
Vn = 1 - (ρощ / ρщ),
где ρощ и ρщ – насыпная плотность щебня и истинная плотность щебня, определенные в предыдущих испытаниях. Влажность щебня определяют путем высушивания предварительно взвешенной навески щебня 500-1000 г с последующим взвешиванием высушенной навески щебня. Влажность щебня определяют как отношение потерянной массы к массе высушенной навески. Высушивание производят либо прокаливанием, либо обработкой инфракрасными лучами влагомера. Песок. Истинную плотность песка ρп определяют по методике, описанной в лабораторном практикуме по курсу "Строительные материалы". Модуль крупности песка Мк определяют путем просева навески песка 1-2 кг через сито с отверстиями диаметром 0,63 мм с определением полного остатка на этом сите в процентах от навески. Модуль крупности можно в первом приближении определить, пользуясь данными таблицы 13. Таблица 13 Классификация песка
Стандарты разрешают применять для бетонов крупные и средние пески с Мк = 2,0-2,35. Влажность песка Wn определяют по той же методике, по которой определяют влажность щебня. Величина отобранной навески может быть уменьшена до 300 -500 грамм. 2й этап. Предварительный расчет весового количества составляющих бетонной смеси. Предварительный расчет состава бетонной смеси выполняют в следующем порядке. По заданным значениям Rб и Rц по формуле вычисляют значение В/Ц (Ц/В). Выбор величины коэффициента А (см табл. 4) зависит от вида и качества крупного заполнителя и является функцией Vn. Если полученное значение В/Ц оказывается меньшим 0,4, то его пересчитывают по формуле. Исходя из данных задания по виду бетонного изделия и способу его формования, по таблице назначают технологические свойства бетонной смеси (удобоукладываемость), характеризуемые марками по жесткости или подвижности. По таблице выбирают необходимое количество воды (В) для получения смеси заданной подвижности В случае применения мелкого песка (Мк = 1,5 - 2,0) расход вода на I м Используя результаты экспериментальных данных по определению Vn, ρщ, ρц, ρn, и HHРР ρощ, по формулам рассчитывают соответственно расход щебня Щ и песка П на I м Количество цементного теста вычисляют по формуле:
Vцт = (Ц/ρц)+В (7)
Результатом предварительного расчета состава бетонной смеси являются данные по расходу на 1 м Для того чтобы перейти от лабораторного состава к полевому (производственному), рассчитанный состав несколько видоизменяется с учетом естественной влажности материалов:
Цn = Цл (8) Вп = Вл-(Wщ*Щ+Wn*П) (9) Пп = Пл(1+Wn) (10) Щn = Щл(1+Wщ), (11)
где Wщ и Wn - соответственно влажность песка и щебня, выраженная в долях единицы. 3й этап. Корректирование состава бетонной смеси. Выбранное водосодержание бетонной смеси опирается на данные табл.5, полученные в результате обработки многочисленных экспериментов на усредненных материалах, и может не соответствовать данным конкретных материалов. Для установления правомерности использования данных табл.5 необходимо провести проверку удобоукладываемости бетонной смеси на пробном замесе. Величина пробного замеса устанавливается в 15 литрах. Количество исходных компонентов бетонной смеси на 15 литров вычисляется
Ц15 = (Цn*15)/1000, (12) В15 = (Вn*15)/1000, (13) П15 = (Пn*15)/1000, (14) Щ15 = (Щn*15)/1000. (15)
Компоненты бетонной смеси взвешивают c точностью ±1% для воды и цемента и ± 2% - для песка и щебня. Взвешенные компоненты загружают в бетономешалку гравитационного действия емкостью 25 л (по выходу) и перемешивают в течение 180 с. После окончания перемешивания смесь выгружают в металлический поддон, откуда берут пробу в 6 - 8 литров из разных мест для определения фактической удобоукладываемости смеси. Удобоукладываемость смеси определяют измерением либо осадки стандартного конуса, либо жесткости на техническом вискозиметре. Если удобоукладывавмость смеси не соответствует заданной, необходимо выполнить корректировку состава бетонной смеси. В случае получения более жесткой смеси, чем предполагалось, необходимо разжижать ее введением некоторого количества воды dВ. Одновременно в целях сохранения водоцементного отношения вводится соответствующее количество цемента dЦ, обеспечивающее сохранение рассчитанного по формулам водоцементного отношения.
ΔП/ΔЩ = П15/Щ15.
Смесь после введения добавок перемешивают вручную в течение 3-5 минут и снова измеряют ее удобоукладываемость. Эта работа выполняется до тех пор, пока удобоукладываемость бетонной смеси не станет равной заданной. Материалы для изготовления бетона до перемешивания занимают объем, равный сумме их объемов в отдельности. При перемешивании происходит уплотнение бетонной смеси, так как пустоты в щебне будут заполнены, в основном, песком, пустоты в песке – цементным тестом. Объем бетонной смеси Vб.см будет всегда меньше суммы объемов составляющих его сухих материалов, что можно выразить неравенством: 1000 ≠ Vц+Vп+Vщ. Это неравенство можно заменить равенством, введя коэффициент: 1000= где Учитывая, что после введения добавок объем приготовленной бетонной смеси изменяется, необходимо установить фактическую величину замеса. Для этого, измеряют плотность бетонной смеси ρсм в мерном сосуде объемом 1-2 литра путем загружения его смесью и уплотнения смеси на стандартной виброплощадке до появления на поверхности смеси цементного молока. Объем замеса вычисляют по формуле:
Vб см=ΣР/ρсм=(Ц+ΔЦ+В+ΔВ+П+ΔП+Щ+ΔЩ)/ ρсм (16)
Подсчитывают коэффициент выхода бетонной смеси:
Расход цемента, вода, песка и щебня на 1 м3 бетонной смеси: Ц=((Ц15+ΔЦ)/Vб см)*1000
В=((В15+ΔВ)/Vб см)*1000
П=((П15+ΔП)/Vб см)*1000
Щ=((Щ15+ΔЩ)/Vб см)*1000.
Учитывая изменяемость влажности материалов во времени, расход материалов для получения бетона с заранее заданными свойствами рекомендуется устанавливать в предположении, что влажность их равна нулю, т.е.
Ц=Цп В=Вп+(Wщ*Щ+Wп*П) П=Пп/(1+Wп) Щ=Щп/(1+Wщ).
4 этап. Определение фактической прочности бетона (ГОСТ 10180-90) Основное назначение тяжелого бетона – воспринимать без разрушения определенные сжимающие нагрузки, которые действуют на конструкцию в процессе эксплуатации сооружения. Предел прочности является интегральным показателем и зависит в, основном, от прочности цементного камня, водоцементного отношения, заполнителя и контактного слоя. Округленное значение прочности на сжатие в кгс/см Предел прочности при сжатии бетона R R где F – разрушающая нагрузка, А – площадь поперечного сечения образца. Из приготовленного замеса формуют серию образцов - кубов с ребрами, равными 10 см, в количестве не менее трех. Формование осуществляют на стандартной лабораторной виброплощадке с частотой колебаний 3000 в минуту и амплитудой, равной 0,3-0,5 мм. Время формования устанавливают в зависимости от степени подвижности бетонной смеси. Критерием достаточного уплотнения является появление на поверхности уплотняемого бетона равномерного слоя цементного молока. Отформованные изделия не менее трех суток хранятся в формах при температуре 20 ± 2 Перед испытаниями образцы обтирают, осматривают, измеряют и взвешивают. Испытания проводят до разрушения на гидравлическом прессе. Нагрузка при испытании должна возрастать непрерывно и равномерно со скоростью 2-3 кг/см Предел прочности при сжатии бетона вычисляют с точностью до 1 кг/см Переход от прочности образцов размером 10 х 10 х 10 см, хранившихся до испытаний n-дней, осуществляется с учетом поправочного коэффициента, равного 0,91 и формулы (I). Результаты испытаний записывают в таблицу 14. 5 этап. Обобщение материалов. Результатом этого этапа является обобщение результатов всех бригад, подбирающих составы бетонных смесей для бетонов разных марок при одинаковых технологических свойствах бетона. Таблица 14. Результаты испытаний
На основании этих результатов строится график Rб = f(В/Ц)при ОК(Ж)=сonst, а также график Rб = f(Ц). Все материалы по всем бригадам обобщаются в таблице 15.
Таблица 15. Сводная таблица результатов испытаний
По результатам испытаний и по таблице 16 определяют марку, класс, вид бетона и делают вывод о рациональной области его использования. Таблица 16.   Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...  Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...  ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...  Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
- v 
), г/ см 
(жесткости) на выбранном крупном заполнителе.
(Vц+Vп+Vщ),
бетона, твердевшего в нормальных условиях (температура 20+2 
С, влажность 95-98%), является его маркой. Марка бетона по прочности – показатель необходимый при расчете состава бетона, им пользуются в лабораториях на заводах по изготовлению сборных бетонных и железобетонных конструкций.
в МПа рассчитывают по формуле:
, кг/м3