12. Пути получения высокопрочных бетонов

При изготовлении конструкций из высокопрочных бетонов необходимо:

1)         применять высококачественные цементы, чистый фрак

ционированный щебень и  классифицированный песок со

стабильным гранулометрическим составом;

2)         использовать бетонную смесь с оптимальными соот

ношениями  между  количествами  цемента,   песка,  щебня

и воды;

3)         составляющие бетонной смеси дозировать   по весу;

4)         приготовлять бетонную смесь в смесителях принуди

тельного перемешивания или вибросмесителях;

5)         применять наиболее эффективные методы уплотне

ния, при которых обеспечивается коэффициент уплотнения не ниже 0,98;

6) выбирать наиболее мягкие температурные режимы твердения бетона в конструкциях.

О влиянии некоторых факторов на технологические параметры уже говорилось. Здесь же рассмотрим методы приготовления и уплотнения бетонной смеси, тепловлаж-ностной обработки и создания оптимального влажностного режима, исключающего потери влаги из бетона после изготовления   конструкции  в   производственных   условиях.

С целью экономии цемента бетонную смесь готовят с наибольшей возможной жесткостью.

Однородность бетонной смеси и равномерное обволакивание цементным тестом поверхности заполнителей достигается в цикличных смесителях принудительного перемешивания. Подвижные бетонные смеси можно готовить в смесителях свободного падения.

Продолжительность смешивания в цикличных смесителях устанавливают опытным путем. По данным ЦНИИС, время перемешивания бетонной смеси в смесителях принудительного действия не менее 5 мин, а в вибросмесителе не менее 3 мин.

Режим работы бетоносмесительного узла должен соответствовать темпу укладки и уплотнения бетона конструкции. Продолжительность цикла от момента приготовления бетонной смеси до окончания уплотнения заданного объема в конструкцию не должна превышать сроки начала схватывания цемента с учетом фактической температуры бетонной смеси. Выбор режима виброуплотнения (амплитуда, частота, продолжительность уплотнения) имеет существенное значение для формования бетонной смеси.

Получить продукцию с высокими эксплуатационными показателями можно при выполнении ряда условий, вытекающих из физических основ структурообразования материала:

1) применением специального сырья и заполнителей;  2) предельно низким водоцементным отношением;  3) высоким предельно допустимым расходом цемента;  4) особо тщательным перемешиванием и уплотнением смеси; 5) созданием наиболее благопри¬ятных условий твердения высокопрочного бетона.

Для этой продукции следует принять цементы с низкими значениями нормальной густоты. В зависимости от назначения материала для его приготовления целесообразно использовать сырье определенного минералогического состава. При изготовлении сборных изделий из высокопрочного бетона небольших и средних размеров применяют тонкомолотые портландцементы с повышенным содержанием С3S и С3А и быстротвердеющие цементы. Для массивных изделий и конструкций рекомендуется применять сырье с пониженным содержанием С3А и ограниченным содержанием С3S (менее 50%), лучше всего белитовые. Оно твердеет в течение длительного срока, обеспечивая высокую конечную прочность продукции. В первые сутки твердения тепловыделение и усадка цемента, небольшие и соответственно объемные деформации и вредные собственные напряжения также невелики.

Заполнители для высокопрочного бетона должны быть чистыми и обладать хорошим зерновым составом и малой пустотностью, не содержать по возможности слабых зерен. Предел прочности должен быть на 20 % выше заданной прочности продукции. С ее повышением проявляется негативное влияние заполнителя на структуру материала.

Для каждого заполнителя имеется предельное значение прочности продукции, выше которого на данном заполнителе получить ее трудно и экономически невыгодно, так как незначительное повышение прочности сопровождается значительным увеличением расхода цемента. Обычно этот предел наступает, когда прочность на растяжение материала приближается к прочности заполнителя. Для особо высокопрочных бетонов применяют сырье повышенной прочности из диабаза и базальта. Высокая плотность и прочность продукции достигаются применением предельно низкого водоцементного отношения. Однако с уменьшением В/Ц повышается вязкость цементного теста, ухудшаются условия приготовления и уплотнения смеси, увеличивается воздухововлечение. В результате нарушается прямолинейная зависимость прочности от цементно-водного отношения, и после достижения определенных значений В/Ц дальнейшее его снижение практически мало способствует повышению прочности продукции. В обычных условиях это наблюдается при В/Ц<0,4

Для получения высокопрочных бетонов необходимо применять более низкие В/Ц. Это требует использования приемов, позволяющих плотно укладывать смеси в этом случае. При этом необходимо применение специальных видов сырья. В результате достигается высокая плотность и прочность материала.

Существенное значение для технологии имеет тот факт, что при низких В/Ц нарушается закон постоянства водопотребности смеси. Соответственно возрастает расход сырья, что приводит к ухудшению структуры продукции, увеличению тепловыделения и усадки, к росту вредных внутренних напряжений и деструктивных явлений. При этом заметно снижается эксплуатационная эффективность использования цемента. Для гарантированного получения плотной и прочной структуры расход его в высокопрочном бетоне ограничивают. Особо уделять внимание снижению расхода цемента, так как при прочих равных условиях это способствует получению более плотной и менее дефектной структуры и повышению его прочности.