3.2 Приготування розчинів добавок

Хімічні добавки вводились в цементне тісто у вигляді водного розчину. Для розрахунків необхідної кількості розчинів визначалась їх густина і вміст твердої речовини. Густина вимірювалася за допомогою ареометра.

Ареометр ( грец. Αραιος – рідкий і μετρον – міра) – прилад (статичний густиномір) для вимірювання густини рідин за виштовхувальною силою, яка діє на тіло, що частково або повністю занурене в рідину, і яка зрівноважена вагою тіла. Ареометр оснований на законі Архімеда. Виготовляють цей прилад із скляної трубки, в нижню частину якої кладуть баласт (ртуть, свинцевий дріб) для надання стійкого вертикального положення. Такий ареометр занурюється тим глибше, чим менша густина рідини. На трубці нанесена шкала, проградуйована при певній темперутурі в г/см³ або в градусах Боме (°Be).

Вміст твердої речовини знаходився за табличними даними стосовно кожного виду добавки [10]. Витрати матеріалів для проведення експерименту наведені в таблиці 3.2.

В процесі розрахунків користувались наступними даними:

CaCl₂ ; ;

Na₂SO₄ ; ;

NaNO₂ ; .

3.3 Розрахунок кількості хімічних добавок і води

Кількість води замішування визначаємо з урахуванням вмісту води в розчинах хімічних добавок і СРН:

,

де – об’єм води, ;

– об’єм розчину, ;

– густина розчину добавки, ;

– маса добавки, в перерахунку на суху речовину, г.

1) CaCl₂

Вміст CaCl₂ 0,5% від маси цементу (350 г), тобто 1,75 г.

Якщо:

234 г/л – 1000 мл

1,75 г – x;

то

Отже, необхідно 8 мл розчину CaCl₂.

Визначаємо масу розчину:

Кількість CaCl₂:

_{Кількість води}:

2) NaNO₂

Вміст NaNO₂ 0,5% від маси цементу (350 г), тобто 1,75 г.

Якщо:

226 г/л – 1000 мл

1,75 г – x;

то

Отже, необхідно 8 мл розчину NaNO₂.

Визначаємо масу розчину:

Кількість NaNO₂:

_{Кількість води}:

3) Na₂SO₄

Вміст Na₂SO₄ 0,5% від маси цементу (350 г), тобто 1,75 г.

Якщо:

145,5 г/л – 1000 мл

1,75 г – x;

то

Отже, необхідно 12 мл розчину Na₂SO₄.

Визначаємо масу розчину:

Кількість Na₂SO₄:

_{Кількість води}:

Вміст води в суспензії СРН визначаємо за формулою:

,

де – вміст мінеральної добавки, г;

– вологість мінеральної добавки, %.

Вологість СРН при помелі на протязі 2 год становить 67,7%; 4 год – 38,5%, 6 год – 38,3%. Вологість СРН встановлювалась дослідним шляхом.

Щоб знайти необхідну кількість добавочної води, для кожного досліду окремо, потрібно від нормальної густини (НГ) 25,4% (89 мл на 350 г цементу) відняти кількість води, що знаходиться у розчинах хімічних добавок і СРН.

3.4 Розрахунок компонентів бетонної суміші

Дозування компонентів відповідає вимогам ДСТУ Б.В. 2.7-69 «Добавки для бетонів. Методи визначення ефективності». Розрахунок ведеться на 26 кг бетонної суміші (10 літрів). За розрахунками компонентів бетонної суміші відомо що:

маса цементу – 3,5 кг;

маса піску – 8 кг;

маса щебеня – 12 кг.

За попередніми розрахунками кількості добавок та води, маємо таку їх кількість на один заміс ( за приклад взято дослід №1):

CaCl₂ – 83 мл;

Na₂SO₄ - 174 мл;

NaNO₂ - 38 мл;

СРН - 101,5 г;

НNO₃ - 117 мл;

вода – 1850 мл.

Інші варіанти розраховуються аналогічно (наведені в таблиці 2.2).

Таблиця 2.2 – Розрахунок компонентів на 26кг бетонної суміші.

№ досл.	Кіл-ть CaCl2, мл	Кіл-ть Na2SO4, мл	Кіл-ть NaNO2, мл	СРН, г	НNO3, мл	Вода, мл	Цемент, кг	Пісок, кг	Щебінь, кг
1	83	174	38	101,5	117	1850	3,5	8	12
2	83	174	38	101,5	117	1150	3,5	8	12
3	0	0	0	0	0	2275	3,5	8	12
4	0	0	0	0	0	1575	3,5	8	12
5	83	174	38	101,5	117	1850	3,5	8	12
6	83	174	38	101,5	117	1150	3,5	8	12
7	0	0	0	0	0	2275	3,5	8	12
8	0	0	0	0	0	1575	3,5	8	12
9	41,5	87	19	50,75	58,5	2062	3,5	8	12
10	41,5	87	19	50,75	58,5	1362	3,5	8	12
11	83	174	38	101,5	117	1500	3,5	8	12
12	0	0	0	0	0	1925	3,5	8	12
13	41,5	87	19	50,75	58,5	1561	3,5	8	12
14	41,5	87	19	50,75	58,5	1650	3,5	8	12
15	41,5	87	19	50,75	58,5	1250	3,5	8	12
16	41,5	87	19	50,75	58,5	1150	3,5	8	12
17	41,5	87	19	50,75	58,5	1180	3,5	8	12

3.5 Приготування формувальної суміші

Необхідна кількість цементу та піску перемішуються у посудині. До суміші додається потрібна кількість щебеню і знову перемішується. Після, додається розрахована кількість води з комплексною добавкою – перемішується до набуття однорідності.

3.6 Формування зразків

Для проведення експерименту виготовлялися зразки у вигляді кубиків розмірами 10х10х10 см у стандартних формах.

3.7 Вібрування зразків

Після формування форми зі зразками було встановлено на віброплощадку (ω=50Гц) та поровібровано протягом 60 с.

3.8 Повторне вібрування зразків

Зразки повторно провібрували через інтервал визначений матрицею експерименту, протягом часу в залежності від В/Ц:

В/Ц=0,45 – 45с;

В/Ц=0,55 – 30с;

В/Ц=0,65 – 15с.

3.9 Розопалублення зразків

Розопалублення зразків відбулося після їх добової витримки при температурі 25* С. Надалі зразки зберігалися при кімнатній температурі 18 – 20* С.

РОЗДІЛ 4 ХАРАКТЕРИСТИКА ВИХІДНИХ МАТЕРІАЛІВ

4.1 Портландцемент

Для проведення експериментів застосовувався портландцемент марки ПЦ I-500-Н ВАТ “Евроцемент-Україна”, м. Балаклія згідно ДСТУ Б В.2.7-46-96 Строительные материалы. Цементы общестроительного назначения. Технические условия і ДСТУ Б В.2.7-112-2002 Строительные материалы. Цементы. Общие технические условия.

4.2 Пісок кварцовий

Для виробництва бетону пісок повинен відповідати вимогам ДСТУ Б.В. 2.7 - 32 - 95 «Будівельні матеріали. Пісок щільний природний для будівельних матеріалів, виробів, конструкцій і робіт. Технічні умови» [21].

Піски повинні мати густину зерен більше 2,0 г/см³ до 2,8 г/см³. Насипна густина піску повинна бути не менше 1100 кг/м³. Для силікатних каменів, цегли та інших пресованих виробів модуль крупності в межах М_кр= 0,50 - 2,75. Вміст органічних домішок повинен бути низьким або середнім. Вміст зерен більше 5 мм не більше 10%.

В даній роботі використовувався чистий відмитий кварцовий пісок з модулем крупності М_кр=1,18 та насипною густиною 1420 кг/м³.

4.3 Щебінь

Вимоги до крупного заповнювача ДСТУ Б В.2.7-34. «Будівельні матеріали. Щебінь для будівельних робіт із скельних гірських порід та відходів сухого магнітного збагачення залізистих кварцитів гірничозбагачувальних комбінатів і шахт України. Технічні умови».

 Даний стандарт поширюється на щебінь з середньою густиною зерен понад 2,8 г/см³ до  3,2 г/см³, який одержують із скельних гірських порід, що попутно добувають разом із залізною рудою у кар’єрах  гірничо-збагачувальних комбінатів (ГЗКів) і шахт, а також з відходів сухого магнітного збагачення залізистих кварцитів ГЗКів України

Щебінь за даним стандартом випускають у вигляді таких основних фрак­цій: понад 5 до 10 мм вкл.; понад 10 до 20 мм вкл.; понад 20 до 40 мм вкл.;понад 40 до 80 (70)мм.

В даній роботі використовувався щебінь фракцій понад 10 до 20 мм з насипною густиною 1360 кг/м³.