книги из ГПНТБ / Леви С.С. Бетонные и железобетонные работы

Организация цементного хозяйства на стройке долж­ на обеспечивать правильную приемку и хранение различ­ ных сортов цемента, а также минимум перегрузок цемен­ та до употребления его в дело.

Цемент должен храниться строго по маркам и видам. Запрещается смешивать в одном закроме, бункере или силосе цементы разных партий. Разгрузка цемента и по­ дача его в склады, а также подача его со складов к бе­ тоносмесительным установкам должны быть механизи­ рованы. Для облегчения механизации погрузочно-раз­ грузочных работ с цементом применяются инвентарные силосы для цемента емкостью 15 и 25 т (рис. 85). Инвен­ тарный склад из двух силосов по 25 т может обеспечить работу бетонного завода производительностью 150— 200 м3/сутки. Загрузка силосов производится из автоце­ ментовозов емкостью 3,5 м3, перевозящих цемент в гер­ метически закрытой таре, через специальную трубу, вы­ грузка — через шиберный затвор, расположенный у низа силоса.

4. Добавки к вяжущим в бетонах

Добавки вводятся в состав вяжущих при приготовле­ нии растворов и бетонов с целью изменения некоторых из физико-химических свойств (подвижности, удобоукладываемости, скорости твердения и т. п.). Добавки к вя­ жущим веществам в бетонах делятся по назначению на:

добавки активные минеральные, повышающие стой­ кость вяжущих в водной среде;

тонкомолотые наполнители, уменьшающие расход це­ мента;

добавки, ускоряющие или замедляющие схватывание и твердение цемента;

добавки поверхностно-активные, повышающие дли­ тельность хранения цементов, уменьшающие водопотреб­ ность цемента и расход его для бетонов и растворов, а также повышающие водонепроницаемость и морозостой­ кость бетонов и растворов.

180

Добавки вводят непосредственно в бетоносмеситель одновременно с другими составляющими или предвари­ тельно смешивают с цементом сухим или мокрым помо­ лом. Добавки можно вводить как в сухом, порошкооб­ разном состоянии, так и в виде водных растворов. Количество вводимых добавок устанавливается по имею­ щимся указаниям или на основании лабораторных испы­ таний.

Добавки, ускоряющие твердение. Ускоритблями твер­ дения цементов являются водные растворы хлористых солей (хлористого кальция и др.). При твердении бетона в обычных условиях можно вводить от 0,5 до 2% хлорис­ того кальция (считая на безводную соль) от веса цемен­ та. В неармированных бетонах'добавка хлористого каль­ ция может быть повышена до 3%.

Добавки противоморозные. Эти добавки снижают температуру замерзания воды в бетоне и применяются при зимнем бетонировании (подробнее см. гл. V).

Поверхностно-активные добавки (пластификаторы).

Пластифицирующие добавки резко улучшают структуру (строение) цементного теста и увеличивают подвижность свежеприготовленных растворов или бетонной смеси. Введение пластифицирующих добавок в растворы и бе­ тонные смеси позволяет уменьшить количество воды для достижения заданной подвижности и повышает их проч­ ность, плотность и морозостойкость. Пластификаторы по характеру своего действия разделяются на:

пептизаторы, способствующие размельчению и более равномерному распределению частиц цемента в смеси; микропенообразователи, создающие при перемешива­ нии бетонной или растворной смеси мелкие и устойчивые пузырьки воздуха вокруг мелкого заполнителя, выпол­

няя этим как бы роль смазки.

В качестве пептизаторов наиболее часто применяют твердые и жидкие концентраты сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ). Концентраты СДБ поступают на строи­ тельство в жидком и твердом виде. Жидкий концентрат СДБ — густая жидкость темно-коричневого цвета, содер­ жащая не менее 50% сухого вещества; твердый концент­ рат С Д Б — темно-коричневая масса с содержанием 75— 80% сухого вещества. Пластификаторы — пептизаторы — целесообразно применять для бетонов марок 100 и вы­ ше, для растворов марок 50 и выше, в которых вяжуще­ го достаточно для образования плотных растворов и бе­

181

тонов. Добавка пластификаторов в этих смесях (обычно в размере 0,15—0,20% веса цемента, считая на сухое ве­ щество) будет увеличивать их подвижность и улучшать удобообрабатываемость при сниженной водопотребности. За счет этого удается уменьшить на 8—10% расход це­ мента. Применять пептизаторы для тощих смесей нецеле­

сообразно.

Эффективность действия добавки различна для раз­ ных цементов. Действие ее следует предварительно про­ верять на каждом предназначенном для применения виде

абиетиновой смолы, омыленный древесный пек (паста), БС (порошок), ОС (отходы соапстока — продукции мы­ ловаренных заводов) и др. Эффективными микропенооб­ разователями являются также кремнийорганические жидкости: ГКЖ-Ю, ГКЖ-П, ГКЖ-94. Применение мик­ ропенообразователей целесообразно для повышения удобоукладываемости бетонов марок 150 и ниже, а также для повышения морозостойкости бетонов указанных ма­ рок.

свойства бетонной смеси и бетона без снижения интен­ сивности твердения бетона. На практике применялись хлористый кальций в сочетании с ССБ (СДБ), сульфат натрия (ускоритель) в сочетании с пептизатором и др.

Добавка хлористого кальция способствует развитию коррозии арматуры, поэтому целесообразно применять ее в сочетании с нитритом натрия, являющимся ингиби­ тором, т. е. веществом, предохраняющим арматуру от коррозии. Обе добавки вводятся примерно в равных количествах.

5. Заполнители для тяжелых бетонов

Заполнители (песок, гравий, щебень и др.) образуют в бетоне и растворе жесткий скелет и уменьшают усадку' при твердении цементного камня.

Зерна мелкого и крупного заполнителей должны быть твердыми и прочными, не содержать вредных примесей

1 8 2

более установленного предела. В целях уменьшения рас­ хода цемента зерновой состав заполнителей необходимо специально подбирать из расчета обеспечения плотной структуры бетона.

Заполнители для тяжелого бетона подразделяются по крупности зерен: на крупные — щебень и гравий с раз­ мерами зерен 5—150 мм, на мелкие — песок с размерами зерен 0,15—5 мм.

Гравий и щебень подразделяются по крупности зерен на фракции: 5—10, 10—20, 20—40 и 40—70 мм. По сог­

40 мм и фракций крупнее 70 мм (70—120 или 70— 150 мм). Допускается также по согласованию сторон по­ ставка гравия (щебня) в виде смеси двух (или более) смежных фракций.

Наибольшая крупность гравия (щебня) в неармированных конструкциях не должна превышать наимень­ шего размера сечения, а в железобетонных —3Д наи­ меньшего расстояния между стержнями арматуры. Наибольшая крупность заполнителя должна также соот­ ветствовать допустимой для применяемого смесителя. Для бетоносмесителей цикличного действия с объемом готового замеса до 165 л допускается заполнитель круп­ ностью 40 мм, 165 л и более — крупностью 70 мм. В гра­ витационных смесителях цикличного действия емкостью свыше 500 л (по готовому замесу) могут применяться заполнители крупностью 120,лш. Крупность заполните­ ля и его зерновой состав определяются в лаборатории просеиванием через стандартный набор сит. Для этого применяется набор сит с разными размерами отверстий в свету в мм:

квадратные отверстия — 0,14; 0,315; 0,63; 1,26; круглые отверстия — 2,5(3); 5; 10(15); 20(25); 40; 70(80).

Взвесив остатки на каждом сите, определяют в про­ центах частные и полные остатки. Под полным остатком для данного сита понимается сумма частных остатков на всех более крупных ситах плюс частный остаток на дан­ ном сите. По величинам полных остатков (в процентах) судят о соответствии материала требованиям ГОСТа. Так,

183

например, полный остаток гравия на сите наибольшего размера, соответствующего данной крупности его (на­ пример, 40 мм), не должен быть более 5%, а на сите на­ именьшего размера — на менее 95%. В тех случаях когда имеется сито среднего размера, полный остаток на нем должен быть в пределах 40—70%.

Характеристикой механической прочности крупного заполнителя служит его «дробимость» при сжатии (раз­ давливании) в цилиндре, характеризуемая потерей в ве­

требуется, чтобы кривая просеивания песка находилась в пределах заштрихованной площади. Для бетонов ма­ рок ниже 150 в конструкциях, не подвергающихся насы­ щению водой, допускается, чтобы кривая просеивания находилась между верхней и нижней ломаными линиями.

Применение мелких песков приводит к повышению расхода цемента. Для уменьшения перерасхода цемента рекомендуется уменьшить долю песка в смеси заполни­ телей за счет лучшего зернового состава крупных запол­ нителей, а также добавить высевки от дробления камня.

Важной характеристикой зернового состава заполни­ телей является объем пустот: в песке он должен быть не более 40%, в гравии — 45% и в щебне — 50%. Объем пустот приближенно легко определить, наполняя мерную

кружку с высушенным заполнителем водой: объем пустот равен объему влитой воды.

184

Количество глинистых примесей должно составлять в песке не более 2%, в гравии и щебне—не более 1% по весу. Содержание глинистых и пылевидных примесей в песке определяется отмучиванием в стеклянном цилин­ дрическом сосуде с водой, в результате чего песок осаж­ дается внизу, а пыль и глина — хорошо заметным слоем сверху. Измерив толщину слоя примесей и осевшего пе­ ска, подсчитывают процентное содержание глинистых ча­ стиц.

Для улучінения свойств заполнителей производится обработка (обогащение) их, которая, как правило, дол­ жна осуществляться на карьере. Зерновой состав песка может быть улучшен смешением местного мелкого песка

сболее крупным (привозным) или с высевками от дроб­ ления щебня. Для улучшения зернового состава крупно­ го заполнителя можно добавить к щебню зерна мелких фракций, например мелкого гравия.

Наилучшие результаты дает смешение отдельных фракций щебня (гравия). Пропорция смешения опреде­ ляется при подборе бетона из условия получения смеси

снаибольшей объемной массой. Хорошая смесь получа­ ется из крупных и мелких зерен, взятых в отношении при­ мерно 1,5:1—2:1 (в зависимости от гранулометрии зе­ рен).

Обогащение крупных заполнителей, загрязненных илом и глиной, может быть достигнуто промывкой, кото­ рую следует производить в карьере, или сухим спосо­ бом — грохочением после подсушивания в сушильном барабане. Промывка песка для освобождения его от гли­ нистых примесей практикуется редко, так как обычно она оказывается экономически невыгодной.

В качестве крупного заполнителя могут использовать­ ся металлургические шлаки, предварительно подвергну­ тые лабораторному испытанию, без чего их применение недопустимо.

Заполнители принимают по объему с обмером в шта­ белях или транспортных средствах. При приемкепеска следует учитывать его способность несколько увеличи­ ваться в объеме по мере увеличения влажности. При влажности песка 1—3% объем его увеличивается до 10%, а при влажности 3—10% — до 15%. Песок имеет наибольший объем (наименьшую объемную массу) при 5—7% его влажности.

185

6. Заполнители для легких бетонов

Пористыми неорганическими заполнителями для легких бетонов называются сыпучие материалы с насыпной объемной массой не свыше 1200 кг/м3 при крупности зе­ рен до 5 мм (песок) и не свыше 1000 кг/м3 при крупнооти зерен 5—40 мм (щебень, гравий). По происхождению за­ полнители бывают природные и искусственные. Наиболь­ шее распространение получили искусственные заполните­ ли, наилучшим образом отвечающие предъявляемым к ним требованиям: керамзит, аглопорит, перлит, шлако­ вая пемза, гранулированный шлак.

Керамзитовый гравий получается обжигом легкоплав­ ких глин до вспучивания, происходящего в интервале температур между их размягчением и спеканием. Объем­ ная масса керамзита для конструктивных бетонов 400— 800 кг/м3, для теплоизоляционных бетонов 300—500 кг/м3.

Аглопоритовый щебень получается при дроблении по­ ристых кусков, образующихся в процессе спекания на агломерационных решетках смеси глин (или суглинков) с отходами топлива, содержащими свыше 10% несгорев­ шего угля. Объемная масса щебня 400—800 кг/м3. Ке­ рамзитовый и аглопоритовый песок — результат дроб­ ления щебня (гравия) с измельчением до фракций менее б мм.

Перлит (щебень и песок) с объемной массой 250— 400 кг/м3 является результатом процесса вспучивания вулканических пород с увеличением их в объеме в 6— 12 раз при нагреве до 1100°С.

Шлаковая пемза, перерабатываемая на щебень и пе­ сок, получается вследствие поризации расплавленных до­ менных шлаков при охлаждении их паром, а гранулиро­ ванный шлак — вследствие поризации тех же шлаков при быстром охлаждении их водой. Объемная масса шлаковой пемзы 500—1200 кг/м3, гранулированного шла­ ка 800—1200 кг/м3.

Природными пористыми материалами являются вул­ канические породы — пемза и туфы, дроблением кото­ рых получают щебень и песок. Эти материалы применя­ ются преимущественно там, где они являются местными

186

хом состоянии (в кг/мъ) пористые заполнители делятся на марки: 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600, 800, 1000 для щебня (гравия) и песка и 1200 только для пе­ ска.

При проверке качества пористых заполнителей в со­ ответствии с ГОСТом материал подвергается различным испытаниям. В частности, производится определение плотности, объемной насыпной массы, объема межзер­ новых пустот, объемной массы в куске, пористости кус­ ков, влажности и водопоглощения материала. Определя­ ются прочность заполнителя, его морозостойкость, а так­ же зерновой состав заполнителя.

II. ПРИГОТОВЛЕНИЕ, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ПОДАЧА БЕТОННОЙ СМЕСИ

1. Приготовление бетонной смеси

Приготовление бетонной смеси производится в насто­ ящее время только механизированным способом — в бе­ тоносмесителях. В современной технике применяются по­ чти исключительно бетоносмесители цикличного дейст­ вия; бетонная смесь в них приготовляется отдельными порциями — замесами, величина которых определяется полезной емкостью смесительного барабана (или чаши) смесителя. Полезная емкость барабана (чаши) характе­ ризуется либо объемом приготовленной за один замес бетонной смеси, либо суммой объемов загружаемых на замес сухих материалов (цемента, песка, гравия или щеб­ ня). Соотношение между объемами готовой бетонной смеси и загружаемых в смеситель материалов называют коэффициентом выхода бетона. Величина его составляет в среднем 0,65—0,67. В СССР выпускаются смесители цикличного действия с полезной емкостью барабана (чаши)1 (в л ) :

В последние годы у нас начали выпускать в неболь­ ших количествах бетоносмесители непрерывного дейст­ вия производительностью 5, 15, 30, 60 и 120 мъ/ч.

1 Полезную емкость барабана или чаши не следует смешивать с их геометрическим объемом, превышающим полезный объем в 2,5—■ 3,5раза.

1 8 7

По принципу действия бетоносмесители разделяются

вокруг горизонтальной (или слегка наклонной) оси ком­ поненты смеси поднимаются вверх и под действием силы тяжести падают вниз. Размещенные на стенках барабана лопасти способствуют интенсификации процесса смеше­ ния компонентов и получения однородной бетонной сме­ си. В машинах с принудительным смешением последнее выполняют лопасти, насаженные на вертикальный вал, расположенный в центре чаши смесителя. При вращении вала смесительные лопасти подгребают выгруженные на дно чаши компоненты смеси и принудительно перелопа­ чивают ее, обеспечивая хорошее перемешивание не толь­ ко подвижных, но и малоподвижных и жестких бетонных смесей.

Загрузка смесителей сухими составляющими произво­ дится в большинстве случаев через сборный бункер или воронку, куда попадают отдозированные (взвешенные) порции материалов. Бетоносмесители небольшой произ­ водительности оборудуются подъемным загрузочным ковшом (скипом), позволяющим загружать отдозирован­ ные компоненты смеси на уровне земли. Загруженный ковш поднимается по направляющим и, опрокидываясь, выгружает содержимое в барабан смесителя. Вода и раз­ личные добавки в растворенном виде дозируются по весу (иногда по объему) в автоматических дозаторах и пода­ ются в смеситель по трубе.

Состав бетонной смеси (количество всех составляю­ щих по весу на 1 мг бетона в деле и на один замес бето­ носмесителя) обычно подбирается строительной лабора­ торией на высушенных материалах. Это так называемый «номинальный состав» бетона. Практически при приго­ товлении бетонной смеси руководствуются «рабочим со­ ставом» смеси, в котором величина дозировки воды скорректирована с учетом влаги, имеющейся в заполни­ телях (в целях сохранения величины водоцементного от­ ношения). При значительных колебаниях влажности за­ полнителей приходится корректировать также дозировку песка. Допускаемая СНиП погрешность дозирования со­ ставляет: для цемента, воды и добавок -—2%, для запол­ нителей — 3%.

, Продолжительность перемешивания смесей для обыч­ ных бетонов (при отсутствии специальных указаний ла­

1 8 8

боратории по этому вопросу) должна быть не менее: в смесителях принудительного перемешивания — 60 с; в гравитационных смесителях емкостью барабана 330

6 см. В гравитационных смесителях литражом свыше

330 (500) л длительность перемешивания должна быть не менее 75 и 120 с соответственно. Для жестких и ма­ лоподвижных смесей, приготовляемых в гравитационных смесителях, сроки перемешивания следует увеличить на 30%. Наиболее целесообразно приготовлять такие смеси в машинах принудительного перемешивания.

При приготовлении легкобетонных смесей с объемной массой 1800 кг/м3 длительность перемешивания должна быть не менее 120 с в смесителях емкостью до 330 (500) .л, 150 с в смесителях емкостью 330—660 л и 180 с в смесителях емкостью свыше 660 л. При объем­ ной массе бетона ниже 1800 кг/м3 приведенные сроки увеличиваются в 1,5 раза.

При приготовлении бетонной смеси в автобетоносме­ сителях, загружаемых сухой смесью, заливку воды и пе­ ремешивание следует начинать не позднее чем через 30 мин после загрузки, а общее число оборотов бараба­ на должно быть при этом не менее 70 (но не более 300).

2. Общие правила транспортирования бетонной смеси

Бетонная смесь, доставленная к месту укладки, долж­ на быть такой же однородной и удобообрабатываемой, какой она была при выгрузке из бетоносмесителя. Нель­ зя допускать, чтобы при погрузке, перевозке и выгрузке происходило расслаивание бетонной смеси, при котором находящиеся во взвешенном состоянии частицы щебня (или гравия) как более тяжелые начинают оседать вниз, а цементное молоко и вода скопляются на поверхности. Осевшая вниз часть смеси представляет собой жесткую неудобообрабатываемую массу, в которой зерна щебня (гравия) недостаточно перемешаны с цементным рас­ твором, а скопившееся наверху цементное молоко яв­ ляется смесью очень мелких частиц цемента и песка с большим количеством воды и поэтому обладает нич­ тожной прочностью.

Поэтому расслоившуюся почему-либо бетонную смесь ни в коем случае нельзя укладывать в дело, а необходи­

189