Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Иванов И.А. Технология легких бетонов на искусственных пористых заполнителях учеб. пособие

.pdf
Скачиваний:
61
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
18.45 Mб
Скачать

Если же требуемая осадка конуса при расчетном значе­ нии У? не достигается, необходимо увеличить расход це­ мента на величину а. В этом случае объем цементного теста в бетоне изменяется и его пересчитывают по фор­ муле

К; = 1,02Ц (1 + а) — + /С„.г (х - 0,292)

(V.20)

L Тн

 

где а — добавка цемента сверхрасчетной величины в долях единицы.

С изменением объема цементного теста изменяется объем бетона в плотном теле. Поэтому с учетом получен­ ного значения V'r необходимо перерассчитать объем бето­ на в плотном теле и уточнить фактические расходы со­ ставляющих на 1 м3 бетона, а также уточнить водопотребность песка и щебня. Объем бетона в плотном теле определяют по формуле

у. = LW±al + 0 ^ + 0 и , + { В : Ц ) ц ( 1 + а )

УТп Тш

Поскольку полученное значение объема бетона

V6 >

> 1 , то фактические расходы материалов на 1 м3

бетона

будут следующими:

 

 

 

Ц= Ц { ] + а ) ;

П = ^ - ;

Щ(Г) = - ^ ;

 

К

К

К

 

В3

где {ВЩ)п хКп.гЛ —начальное водоцемеитное отношение бе­ тонной смеси, при вычислении которого водопотребность песка и

крупность пористого заполнителя относят к массе цемента.

Аналитическим путем проверяют, соответствует ли прочность запроектированного состава бетона заданной марке:

R 6 = , ^ ,

' ' 3 2 * * ^

,

(V.22)

'+ ; Ь 5 К н - г ( 5 / ф о с т - 1 . 6 5 / С и . , .

Ли . г

*Коэффициент 1,32 дан для цементов, характеризующихся зна­ чениями Кп.г от 0,27 до 0,3. При меньших значениях Я п . г этот ко­ эффициент принимают равным 1,5.

160

где К\ — коэффициент, зависящий от расхода цемента на

1 м3 бетона

(при изменении

расхода цемента от

300 до 600 кг/м3 /(,

изменяется

ст 0,675 до 1,5);

К2 — коэффициент,

учитывающий вид

заполнителя

и его прочность

(/Сг^1).

 

 

Если в процессе приготовления и формования бетон­ ной смеси происходит активизация цементного теста (на­ пример, при высокочастотной вибрации бетонной смеси, виброактивизации и т. п.), что приводит к увеличению прочности цементного камня, то в этом случае расчетные формулы расхода цемента и прочности бетона несколь­ ко изменяются; они имеют следующий вид:

 

( I V -Вад) юоо

lV.23)

 

1,02 J _ +

 

 

/<r„.r (-v-0,396)

 

 

V H

 

 

R6--

1 + 2 f t „ . r

 

(V.24)

 

( В Д о с т - 2 / С н . , .

 

 

1,22/C„.r

 

В случае несоответствия расчетных свойств запроек­ тированного состава бетона заданным принимают дру­ гое значение х или другие соотношения песка и крупного заполнителя по графику (см. рис. V.3) и расчет повторя­ ют в том же порядке.

Расчетно-экспериментальный метод проектирования состава бетона, предложенный PI. Н. Ахвердовым, учи­ тывает специфические свойства заполнителей, цемента и ряд технологических факторов, что позволяет назначать оптимальный состав бетона.

б]

Пример

проектирования состава

бетона

 

 

по

методу

И. Н. Ахвердова

 

 

 

Следует запроектировать состав бетона марки 200

иа

аглопори-

товом

щебне

и песке,

портландцементе

активностью

400

кгс/см2.

Подвижность бетонной

смеси характеризуется осадкой конуса от 1

до 3 см. Уплотнение бетонной смеси при формовании изделий дости­ гается вибрацией..

М а т е р и а л ы :

1) портландцемент марки 400; /Сп .г = 0,27; у = 3,1;

2) аглопоритовын щебень и песок со следующей характери­ стикой:

П И. А. Иванов

161

Процентное содержание фракций крупностью d м м

- я

 

 

I

I

 

 

 

 

 

 

 

Щ е б е н ь

 

1390

860 0,38

15,4 I 84,6 I

 

 

П е с о к

 

1450

1040 0,28

— I

22

1 25,5 I 15,5 I 12,4 I 15,6 I 9

П р и м е ч а н и е .

Приводятся объемная

масса и пустотпость впброуплот-

ненных

щебня н песка.

 

 

 

Общая водопотребность и удельная поверхность фракций аглопорита следующие:

Заполнитель

Общаяводо­

потребность

 

 

Щебень . . . 9 Песок . . . 14,6

Удельная поверхность в см'/г каждой фракции

о

 

1

2,5—1,25

1,25—0,63

0,63—0,315

о"

 

о

 

Ю

 

 

 

 

 

т

1

CN

 

 

 

го

О*

сч

О

Ю

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

4

7

 

 

 

 

 

 

 

 

32

66

102

220

375

530

Р а с ч е т с о с т а в а б е т о н а

1. Определим минимальную пустотпость смеси заполнителей:

макс, у™ = 1040-0,38 + 860-1 = 1255 кг/м3;

 

1450

860

1390

 

0,38-1040

макс. т>с м = •

 

860

1410 кг/м3;

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

0,38-1040

 

мин.

пуст

1410—1255 • = 0,106 или 10,6%.

 

 

1410

 

2. По полученной минимальной пустотности смеси заполнителей строим график изменения пустотности их смеси (см. рис. V.3).

3. Примем по графику расчетную У П у С Т = 0 , 1 3 и соответственно Уп и Ущ: V„ = 0,48 м3; У щ = 0,84 м*.

162

По этим объемам вычислим массу и суммарную поверхность за­

полнителей:

 

 

 

 

 

 

 

Qn

= 1040• 0,48 = 500 кг; Qm = 860 • 0,84 =

722 кг;

 

5см =

5„ + 51 1 [

=

0,5 (22 - 32+ 25,5-66 + 15,5-102 + 12,4Х

 

Х220 + 15,6-375 +

9-530) +

0,722 (15,4-4,0 + 84,6-7) = 9130

м2.

4. Определим объем цементного теста и выход

бетона в

плот­

ном теле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V6

=

1 +0,000013-9130 =

1,119

м3;

 

 

 

К т =

0,13 + 0,000013-9130

0,222

м3.

 

 

 

-

!

=

 

 

 

 

 

 

1,119

 

 

 

 

5. Корректируем

расход

заполнителей

по выходу бетона:

 

 

 

 

 

500

 

 

 

 

 

 

 

Q n ^ Т + й э = 4

к г ;

 

 

 

 

 

 

 

722

 

 

 

 

6. Рассчитаем общую водопотребность заполнителей:

В3 = 450-0,146 + 645-0,09 = 65,7 + 58 = 123,7 л.

Как показывает опыт, количество воды, адсорбированной на по­ верхности зерен аглопорита, составляет примерно 50% общей его водопотребности, следовательно:

£ а д = 123,7-0,5 = 61,7 л.

7. Расход цемента

на

1 м3 бетона вычислим, приняв х=1,2:

Ц —

(0,222 — 0,062)1000

 

= 250 кг.

1,02 [ —

+ 0,27 (1,2 —0,292)

I

2,62

 

8. Определим остаточное структурное водоцементное отношение, которое устанавливается в бетоне после его уплотнения

 

 

W Z / ) 0 C T =

1,2-0,27 + ^

^

=

0,437.

9. Поскольку

 

при расходе

цемента

Д = 2 5 0

кг/м3

заданную те­

кучесть

бетонной

 

смеси обеспечить нельзя, увеличим расход цемента

на а = 0 , 5

и пересчитаем

К т :

 

 

 

 

 

V'

=

1,02-0,250-1,5

 

~ +

0,27 (1,2 — 0,292) =

0,391 ма.

 

 

 

 

 

 

2,62

 

 

 

 

 

10.

Уточним выход

бетона:

 

 

 

 

 

, 0 , 2 5 ( 1 + 0 , 5 )

 

М 5

0,645

 

 

 

 

6

 

3,1

Т

1,39 ^

1,45

^

.

\

-г , j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.163

11. Уточним расход материалов па 1 мъ бетонной смеси:

 

 

цемента =

250 ( 1 + 0 , 5 )=

360_кг;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,054

 

 

 

 

 

 

 

 

 

песка =

450

=

428 кг;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,054

 

 

 

 

 

 

 

 

 

щебня =

645

=

614 кг;

 

 

 

 

 

 

1,054

 

 

 

 

 

250

(1 -1-0,5) /

 

 

123,7 \

 

 

 

воды =

 

 

 

242 л .

 

5

!

1',2-0,27 +

=

 

 

 

1,054

\

'

 

^

360

/

 

 

Объемная масса бетонной смеси равна

1644

кг/м3.

 

12.

Проверим

прочность

запроектированного

состава бетона:

 

Яб = —

1,32-0,82-0,9-400

 

= 202

кгс/см".

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1+1,65 - 0,27

 

 

 

 

 

 

 

'

 

 

0,27

!

—0,437— 1,65-0,27

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13.

Вычислим

величину

осадки

стандартного

конуса бетонной

смеси:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

428

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОК = 20

 

1040

 

 

 

1,2 — 0,876

=

2 см.

 

428

 

1,64-0,391 —•

 

 

 

 

614

 

 

 

0,774

 

 

 

 

 

1040 +

 

860

 

 

 

 

 

 

 

 

На

запроектированном

составе

бетона

приготовля­

ют легкобетонные смеси и формуют контрольные образ­ цы-кубы. Результаты испытания контрольных образцов бетонной смеси и бетона служат основанием для назна­ чения окончательного (рабочего) состава легкого бе­ тона.

3. Подбор состава поризованных легких бетонов

Состав поризованных легких бетонов подбирают по такому же принципу, как и легких бетонов плотного (слитного) строения, т. е. с использованием количест­ венных зависимостей по таблицам и расчетным форму­ лам. Если расходы составляющих вычисляют по методу абсолютных объемов, то учитывают объем вовлеченного воздуха.

При подборе поризованного легкого бетона требуется знать объемную массу и марку бетона, характеристику исходных материалов, условия приготовления, укладки и уплотнения бетонной смеси, а также условия твердения бетона.

164

Подобранный состав поризованного бетона должен обеспечить заданные объемную массу, прочность и моро­ зостойкость бетона, а также показатель подвижности (жесткости) смеси при минимально возможном расходе цемента.

В начале

подбора

определяют,

можно

ли получить

поризованный

легкий

бетон заданной объемной

массы

на имеющемся крупном заполнителе. Для

этого

можно

использовать данные табл. V.9. Предварительный

рас­

ход цемента для приготовления пробного

замеса

бес­

песчаного и песчаного поризованных бетонов принимают

также по табл. V.9. Для опытных

замесов

принимают

не менее трех расходов цемента: один в

соответствии с

данными табл. V.9 и два других с отклонением на

+15%.

В зависимости от заданной объемной

массы

поризо­

ванного легкого бетона и принятого

расхода

крупного

и мелкого заполнителей можно определить

максималь­

ный расход цемента Дмакс на 1 м3

бетона:

 

для беспесчаных поризованных

бетонов

 

# м а к с = Т б

Т ~

Щ

;

(V.25)

 

1, 1о

 

 

 

для песчаных поризованных

бетонов

 

 

^ • ^ - ( f +

где Ямоко — м а к с и м а л ь н ый расход цемента ная объемная масса поризованного легкого нии в кг/м*.

/7 ) ,

вкг/м2;

бетона

(V.26)

уо-.сух—задан­ в сухом состоя­

Расход крупного пористого заполнителя на 1 м3 по­ ризованного легкого бетона обычно принимают от 800 до 1000 л. Поэтому при подборе беспесчаных поризован­ ных бетонов для приготовления пробных замесов, как правило, назначают три расхода крупного заполнителя: 800, 950 и 1100 л при поризации газом и 900, 1000 и

1100 л при поризации пеной. При подборе песчаных бе­

тонов, поризованных воздухововлекающими

добавками,

принимают один расход крупного заполнителя в преде­

лах от 950 до 1100 л на 1 м3 бетона. Пористый заполни­

тель используют одной или двух фракций от 5 до 40 мм.

Зная объемное содержание крупного заполнителя в со­

ставе бетона и объемную насыпную массу

заполнителя,

можно выразить его расход в кг/м3 по формуле (V.2).

Расход песка (в кг/м3)

для каждого пробного

заме­

са определяют по объемной

массе поризованного

бетона

165

Т а б л и ц а V.9. Ориентировочные

расходы цемента

марки 400

в поризованных легких бетонах, приготовленных

из

малоподвижных

смесей с жесткостью 20—30 сек

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расход

цемента

и минимальная объемная масса

 

Марка

порнзованного

бетона в кг/м3

в

зависимости

 

 

 

 

от

вида

песка

 

Проектная

крупного по ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

марка бетона

ристого за ­

 

 

 

 

 

 

 

 

D возрасте

полнителя по

полученный

от

 

кварцевый

 

28 суток

объемной на­

дробления по ­

 

 

 

сыпной

массе

ристого

крупно­

или

 

б е з песка

 

 

 

го заполнителя

 

шлаковый

 

 

 

На лкерамзитовом

epiгвии

 

 

 

35

150—200

220/700

 

 

240/800

340/700

 

250

200/750

 

 

220/850

320/750

 

300

190/800

 

 

200/900

280/800

 

350—400

180/900

 

 

190/1000

240/900

50

300 и

менее

200/800

 

 

220/900

320/800

 

350—400

190/850

 

 

200/950

280/850

 

450—500

180/900

 

 

190/1000

240/900

 

550—600

170/1000

 

180/1000

210/1000

75

300 и менее

220/850

 

 

250/950

 

 

350—400

200/900

 

 

220/1000

320/900

 

450—500

190/950

 

 

200/1050

280/950

 

550—600

180/1050

 

190/1150

240/1000

 

700

170/1100

 

180/1200

220/1100

100

350—400

230/1000

 

250/1100

 

 

450—500

200/1050

 

220/1150

320/1050

 

550—600

190/1100

 

200/1200

280/1100

 

700

180/1150

 

190/1250

240/1150

 

 

Н а пористом

щебне

 

 

 

 

35

400

230/900

 

 

 

 

 

290/900

 

500

210/1000

 

 

 

 

2-с0/1000

 

600

190/1100

 

 

 

 

230/1100

50

500

230/1050

 

 

 

 

290/1050

 

600

210/1150

 

 

 

 

250/1150

 

700—800

190/1250

 

 

 

 

230/1250

75

500

250/1100

 

 

 

330/1100

 

600

230/1200

 

 

 

290/1200

 

700—800

210/1350

 

 

 

 

 

250/1350

 

1000

190/1450

 

 

 

 

230/1450

100

600

250/1250

 

 

 

330/1250

 

700—800

230/1450

 

 

 

 

290/1450

 

1000

210/1550

 

 

 

 

250/1550

П р и м е ч а н и я :

I. Данные рассчитаны

при условии,

что

воздухововле-

чение легкого песчаного бетона составляет до 12%

и беспесчаного — д о 25% п

расход крупного пористого заполнителя выражается

в мЧм3

бетона.

2. Слева от черты приведен

расход

цемента в кг,

справа — минимальная

объемная масса

бетона

в сухом

состоянии.

 

 

 

 

 

 

166

Т а б л и ц а

V.10. Ориентировочный

расход воды при подборе

состава

поризованных легких бетонов

 

 

 

 

 

 

Р а с х о д

воды в л/м3

бетона при

П о р н з о -

Пористый

подвижности

жесткости

ванный

заполнитель

смеси в см i

смеси в

сек

бетон

 

 

 

 

 

 

5—10

До 5

д о 30

30—60

Без

песка

Керамзитовый

 

гравий

 

160—190

130—160

Пористый

ще­

 

бень

(аглопори-

 

товый,

шлакопем-

 

зовый и т. д.)

. . 190—220

160—190

Керамзитовый

 

гравий

п дробле­

 

ный керамзитовый

 

песок

 

240—260 210—240 200—230 170- -200

То же, шлаковый

 

песок

 

220—240 190—220 180—210 150- -170

Пористый

ще­

 

бень

(аглопорито-

 

вый,

шлакопемзо-

 

вый и т. д.) и дроб­

 

леный

пористый

250—280 230—270 200-

песок

 

280—310

П р и м е ч а н и е . Данные рассчитаны

при условии, что в 1 м3 бетона

со­

держится 0,9—1 м3 крупного заполнителя и

д о 300 л песка (для песчных

бе­

тонов), полученного дроблением крупного заполнителя. Если расход крупного

заполнителя

меньше, то расход воды уменьшают

в пределах д о 10%,

если

ж е

этот расход больше, то расход воды увеличивают

в пределах д о 10%. При

рас­

ходе пористого песка

более 300 л!м3 расход

воды

повышают в пределах д о 10%,

при

меньшем

расходе

песка — уменьшают в пределах до

15%. Если

использу­

ют

плотный

песок, расход воды, принятый

по

таблице,

уменьшают на

20—

30 л/м3.

в высушенном состоянии с учетом принятых расходов цемента и крупного заполнителя по формуле (V.3), а расход воды — по табл. V.10 в зависимости от заданной формуемости бетонной смеси и вида пористых заполни­ телей. Принятый по табл. V.10 предварительный расход воды уточняют при проведении опытных замесов.

Расход порообразующих добавок при подборе соста­ ва поризованных легких бетонов зависит от способа поризации, вида добавки и других факторов, а также от необходимого объема вовлеченного воздуха VB, который рассчитывают по абсолютным объемам:

 

 

+ —

+ —

+ В],

(V.27)

 

VB = 1000 •

Vu

Тп

Ущ

/

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

где

-объем вовлеченного воздуха в %; Ц, П, Щ и В — фактиче-

 

 

 

 

 

 

167

екая масса соответственно цемента, сухого песка, сухого крупного заполпртсля п воды в кг/мъ уплотненной бетонной смеси; у ч — плот­ ность цемента, определяемая по ГОСТ 310—60 или принимаемая равной 3,1 кг/л; уп и ущ—объемная масса в кг/л соответственно мелкого п крупного пористого заполнителя, определяемая в цемент­ ном тесте по ГОСТ 9758—68.

Т а б л и ц а V.11. Ориентировочные

расходы пенообразователя

для приготовления поризованных легких бетонов

 

 

Ориентировочный

 

 

расход пено ­

Состав водного

Пенообразователь

образователя

раствора

 

на

1 3 готового

(рабочий состав)

 

 

бетона п л

 

Клеекаиифольный . . . .

 

1,2—2,2

1:25

Смолосапониновый . . .

 

1,5—2

1:20

Гпдролизованная кровь

 

2—3

1:15

П р и м е ч а н и е . Меньший расход пенообразователя принимается для бе­ тонов с о б ъ е м о м вовлеченного воздуха 10—15%, а больший — при воздухововле - ченни более 15%.

Т а б л и ц а V.12. Ориентировочные расходы алюминиевой

пудры

(ПАК-3) для приготовления

беспесчаных

поризованных

 

 

легких бетонов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ориентировочный

расход

алюминиевой

 

 

 

пудры

(ПАК - 3) в кг дл я приготовления

Крупный

пористый

1 мЛ порнзоваиного

бетона

при объеме

 

заполнитель

вовлеченного

воздуха в %

 

 

 

5_10

|

11—15

16—20

|

21—25

Гравий

керамзитовый

0,3—0,5

 

0,5 - 0,7

0,7—0,9

0,9 - 1, 1

Щебень

(из

аглопорита,

0,4—0,6

 

 

 

 

 

шлаковой

пемзы и т. д.)

 

0,6—0,8

0,8—1,1

1,1—1,3

П р и м е ч а й и е. При приготовлении песчаных поризованных легких бе­ тонов расходы алюминиевой пудры, приведенные в табл. V.12, увеличивают на 10-15%.

Определив по формуле (V.27) необходимый объем воздухововлечеиия на i ма легко бетонной смеси и приняв тот или иной тип порообразователя, по табл. V.ll—V.13 находят расход порообразующей добавки. Обычно для каждого рассчитанного состава назначают три расхода порообразующей добавки в пределах, указанных в табл. V.ll—V.13.

Таким образом, для определения оптимального соста­ ва поризованного легкого бетона следует рассчитать не менее девяти составов, отличающихся расходом це-

168

Т а б л и ц а V.13. Ориентировочные расходы воздухововлекающих

добавок для приготовления поризованных

легких бетонов

 

 

 

 

 

Ориентировочный расход

добавки

 

 

 

 

в % от массы цемента

 

 

Требуемый

при использовании песка

 

 

 

 

 

Добавки

объем вовле­

 

 

 

 

ченного

дробленого

аглопорито-

 

 

 

воздуха в %

вого, термо -

 

 

 

 

 

керамзито ­

зптового НЛП

шлакового

 

 

 

 

вого

кварцевого

 

 

 

 

 

 

 

ЦНИПС-1

 

4 - 8

0,02—0,12

0,05—0,17

0,07—0,2

 

 

 

8—12

0,07—0,17

0,12—0,25

 

Смола СНВ

 

4—8

0,02—0,1

0,04—0,15

0,05—0,15

 

 

 

8—12

0,05—0,15

0,1—0,2

 

Гидролнзо-

 

4—8

0,3—1

0,5—1,5

0,5—1,5

ваиная

кровь

 

8—12

0,5—1,5

1—2,5

 

марки ПО-6

 

 

 

 

 

мента,

крупного

заполнителя и поризующей

добавки

(для беспесчаных бетонов) и расходом цемента, песка и

поризующей добавки

(для песчаных бетонов).

При изготовлении контрольных образцов-кубиков

определяют объемную массу

уплотненной поризован-

ной легкобетонной

смеси, по

которой пересчитывают

фактический расход материалов на 1 м3 бетона.

После твердения в соответствии с заданным режимом

контрольные образцы испытывают в установленный срок для определения объемной массы бетона (в сухом состо­ янии) и прочности на сжатие. На основании полученных данных строят графические зависимости прочности пори­

сованного

бетона от расхода цемента и объемной

массы,

от расхода

поризующей добавки и по указанным

зави­

симостям назначают такие расходы цемента и добавки, при которых достигается требуемая объемная масса и прочность поризованного легкого бетона при «условно слитной» (псевдоплотиой) его структуре и заданной удобоукладываемости смеси. Затем уточняют расходы крупного заполнителя и песка и назначают рабочий со­ став поризованного легкого бетона.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ