30) Материалы для тяжелого бетона: мелкий и крупный заполнители. Методы испытаний Заполнители для тяжелого бетона

Заполнители для тяжелых и мелкозернистых бетонов должны соответствовать требованиям ГОСТ 26333.

В качестве крупных заполнителей для тяжелых бетонов используют щебень и гравий из плотных горных пород по ГОСТ 8267, а также щебень из попутно добываемых пород и отходов горнообогатительных предприятий по ГОСТ 23254.

В качестве мелких заполнителей для бетонов используют природный песок и песок из отсевов дробления пород на щебень и их смеси, соответствующие требованиям ГОСТ 8736.

В случае вынужденного применения заполнителей с показателями качества ниже требований предварительно должно быть проведено их исследование в бетонах в специализированных центрах для подтверждения возможности и технико-экономической целесообразности получения бетонов с нормируемыми показателями качества. Крупный заполнитель в зависимости от предъявляемых к бетону требований выбирается по следующим показателям: зерновому составу и наибольшей крупности, содержанию пылевидных и глинистых частиц, вредных примесей, форме зерен, прочности, содержанию зерен слабых пород, петрографическому составу и радиационно-гигиенической характеристике. При подборе состава бетона учитываются плотность, пористость, водопоглощение, пустотность заполнителей. Крупные заполнители должны иметь среднюю плотность зерна от 2000 до 2800 кг/м3.

При приготовлении бетонной смеси их следует применять в виде раздельно дозируемых фракций. Наибольшая крупность заполнителя должна устанавливаться в стандартах, технических условиях или рабочих чертежах бетонных и железобетонных конструкций.

Содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне из изверженных и метаморфических пород, щебне из гравия и в гравии не должно превышать для бетонов всех классов по прочности 1% по массе. Содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне из осадочных пород не должно превышать для бетонов класса В22.5 и выше - 2% по массе; класса В20 и ниже — 3% по массе.

Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в крупном заполнителе не должно превышать 35% по массе.

 Марка по дробимости щебня из изверженных пород должна быть не ниже 600, из метаморфических и осадочных - не ниже 200, гравия и щебня из гравия - не ниже 400.

Марка по дробимости щебня из природного камня должна быть не ниже: 300 - для бетона класса В15 и ниже; 400 - для бетона класса В20; 600 - для бетона класса В22.5; 800 - для бетона класса В25, ВЗО; 1000 - для бетона класса В40; 1200 - для бетона класса В45 и выше. Допускается применять щебень из осадочных карбонатных пород марки 400 для бетона класса В22,5, если содержание в нем зерен слабых пород не превышает 5%.

Марки гравия и щебня из гравия должны быть не ниже: 600 - для бетона класса В22.5 и ниже; 800 - для бетона класса В25; 1000 -для бетона класса ВЗО и выше.

Содержание зерен слабых пород в щебне из природного камня не должно превышать в процентах по массе: 5 - для бетона классов В40 и В45, 10 - для бетона классов В20, В22.5, В25 и ВЗО, 15 - для бетона класса В15 и ниже.

Содержание зерен слабых пород в гравии и щебне из гравия не должно превышать 10% по массе для бетонов всех классов.

Морозостойкость крупных заполнителей должна быть не ниже нормированной марки бетона по морозостойкости.

Мелкий заполнитель для бетона различается по зерновому, петрографическому составу, содержанию пылевидных и глинистых частиц. При подборе состава бетона учитываются плотность, водопоглощение (для песков из отсевов дробления), пустотность, а также прочность исходной горной породы на сжатие в насыщенном водой состоянии (для песков из отсевов дробления). Мелкие заполнители, как и крупные, должны иметь среднюю плотность зерна от 2000 до 2800 кг/м3.

В зависимости от зернового состава песок подразделяется на группы по крупности, характеризуемой значением модуля крупности, указанным в табл. 1. 34.

ИСПЫТАНИЕ ЗАПОЛНИТЕЛЯ В БЕТОНЕ

 

Для определения водопотребности песка готовят цемент-но-песчаный раствор состава 1 : 2 (по массе) и добавляют воду до тех пор, пока расплыв конуса на встряхивающем столике по ГОСТ 310.4—81  не окажется таким же, как расплыв цементного теста нормальной густоты без песка.

В ГОСТ 9758—86 эта методика включена с небольшими изменениями для определения водопотребности пористого песка.

Подобным образом определяют водопотребность крупного заполнителя. В этом случае подвижность бетонной смеси подбирают такую же, как подвижность растворной смеси.

Если заполнители характеризуются высоким водопоглощением, то рекомендуется подвижность смесей определять дважды: сразу после приготовления замеса и через 30 мин. Во втором случае при необходимости добавляют воду, компенсируя поглощенную заполнителем. Таким образом определяют водопотребность заполнителя, включая его водопоглощение в бетонной смеси за 30 мин.

Методика определения водопотребности пористых заполнителей, основанная, как и вышеописанные, на сопоставлении смесей одинаковой подвижности, была разработана А. А. Аракеляном.

С точки зрения формирования структуры цементного камня в бетоне наибольший интерес представляет водопоглощение заполнителя за время от момента затворения водой бетонной смеси до конца схватывания. От того, сколько воды останется в цементном тесте к концу периода формирования структуры, зависят прочность и другие важнейшие свойства бетона.

31) . Подбор состава тяжелого бетона. Последовательность расчета.

§ 10.3. Порядок расчета состава бетона

 

Состав бетонной смеси выражают двумя способами: 1. Соотношением по массе между цементом, песком и гравием (или щебнем) с обязательным указанием водоцементного отношения и активности цемента. Количество цемента принимают за 1, поэтому соотношение между составными частями бетона записывают в виде 1 :х:у с указанием В/Ц (например, 1:2:4 по массе при В/Ц=0,6). 2. Расходом материалов по массе (кг) на 1 м3 уложенной и уплотненной бетонной смеси, например: цемента —280; песка — 700; щебня — 1250; воды — 17С; итого — 2400. Различают лабораторный состав бетона, устанавливаемый для сухих материалов, и производственный (полевой)—для материалов в естественно-влажном состоянии. Лабораторный состав бетона определяют расчетно-экспериментальным путем. Состав бетона предварительно рассчитывают по абсолютным объемам, используя формулы для определения расхода воды, цемента, песка и щебня (гравия), выведенные на основании рассмотренных выше зависимостей, а затем уточняют пробными затворениями. Порядок расчета состава бетона следующий: 1. Определяют В/Ц (или Ц/В) в зависимости от требуемой прочности, срока и условий твердения бетона. Водоцементное или цементно-водное отношение находят путем предварительных опытов устанавливающих зависимость прочности бетона от этого фактора и активности цемента (с применением местных заполнителей) или ориентировочно по формулам При расчете состава бетона иногда необходимо учитывать требования к нему по морозостойкости, водонепроницаемости, прочности на растяжение при изгибе и пр. В этом случае для назначения Е/Ц используют соответствующие зависимости, примеры которых приведены далее, но способ определения состава бетона в принципе сохраняется.  2. Определяют расход воды в зависимости от требуемой подвижности бетонной смеси на основании результатов предварительных испытаний или ориентировочно по графикам на рис. 3 32. При этом необходимо учитывать водопоглощение крупного заполнителя, если оно более 0,5% по массе. Графики на рис. 3,32 составлены для расхода цемента до 400 кг/м3 с применением гравия и песка средней крупности с водопотребностью 7%. В случае использования других заполнителей необходимо вносить соответствующие поправки, указанные в примечании к графикам.

3          Определяют расход цемента:

Ц = ВВ/Ц.      

Если расход цемента на 1 мя бетона окажется ниже допускаемого по СНиПу то следует увеличить его до требуемой нормы или ввести тонкомолотую добавку. Последнюю пои- меняют в случае, если активность цемента слишком высока для бетона данной марки.

4          Устанавливают коэффициент раздвижки а для пластичных бетонных смесей по графику в зависимости от количества цементного теста и крупности песка

5.         Определяют расход щебня или гравия по формуле.

6.         Определяют расход песка по формуле.

7.         Проверяют на пробных замесах подвижность (осадку конуса) или жесткость бетонной смеси, при необходимости вносят поправки в расчет состава бетона. Если применяют воздухововлекающие добавки, то количество вовлеченного воздуха учитывают при подсчете расхода песка.

Современная технология отличается большим разнообразием требований к бетону, материалов для бетона и технологических приемов приготовления и укладки бетонной смеси. Однако нет необходимости создавать для каждого случая свой метод расчета.

Расчет состава обычного тяжелого бетона должен выполняться по рассмотренной методике. Специфические требования к бетону и материалам для него надо учитывать путем введения соответствующих поправок.