Значения δz и δh реакций гидратации [4]

В особом положении находятся соединения γ-С₂S, β-СS и СаSO₄. Как видно из табл. 1, величины средних энергий связи Са-О в них таковы, что имеется выигрыш в энергии по сравнению с гидратированными формами, однако величина ΔZ этих процессов (табл. 3) близка к нулю или положительна, из чего можно сделать вывод, что энергия активации процессов гидратации для них весьма значительна. Поэтому самопроизвольно в присутствии воды эти процессы в обычных условиях идти не могут.

По величине отрицательного значения ΔZ₂₉₈ реакции гидратации клинкерных минералов можно расположить в следующий ряд: С₃А>С₄АF>C₃S>C₂S что хорошо коррелирует наблюдаемую в экспериментах разницу в их гидравлической активности.

В процессе твердения вяжущего должно обеспечиваться образование не только гидратной формы соединений, устойчивых в воде, но и прочного сростка из этих гидратов; поэтому создание пересыщений в водных растворах является необходимым условием твердения данного соединения. Величина пересыщения в этом случае будет определять величину неравновесности процесса.

Процесс твердения вяжущего можно условно разделить на этап взаимодействия его с водой (гидролиз и гидратация соединений и создание пересыщения) и этап образования кристаллического сростка (кристаллизация, перекристаллизация, образование контактов).

3. Что такое класс бетона и его марка по прочности на сжатие? Каково соотношение между ними и от чего это соотношение зависит?

Рассмотрим подробнее, что же такое класс бетона и марка. Это основные показатели качества бетонной смеси, которые напрямую связаны с её прочностью.

Марки бетона по прочности бывают в диапазоне от м 50 до 1000. Этот показатель зависит от количества цемента в объеме бетонной смеси. Как правило, расшифровка марки бетона означает усреднённый предел прочности на сжатие, измеряющийся в кгс/кв.см. Если вас интересует, как проверить марку бетона, то сделать это можно в лабораторных условиях путем сжатия специальным прессом опытных образцов бетона.

Такой замер прочности называется неразрушающим методом исследования. Также определение марки бетона может осуществляться методом ударного импульса, ультразвуковым методом и другими.

Несмотря на четко выверенную пропорцию всех компонентов бетона, прочность готовой смеси в конструкции зависит и от других факторов. Это отклонения в технологии приготовления смеси, качество воды и песка, условия укладки бетонного состава и особенности его схватывания. Поэтому смесь одной и той же марки может иметь разную прочность.

Как же понять какую прочность имеет бетон? Именно для этих целей и существует классификация по классу. Класс бетона — это показатель, учитывающий допустимую погрешность качества бетонной смеси при условии, что в 95 процентах случаев его прочность будет соответствовать нормативной. То есть класс бетонного состава подразумевает фактическую прочность бетона. Перевод марки в класс бетона особенно необходим при проведении расчетов конструкций.

Прочность бетона выражает следующее соотношение марки и класса бетона:

• бетон марки 75 соответствует классу В 5 (прочность 65 кгс/кв.см.);

• бетон марки 100 — В 7,5 (98 кгс/кв.см.);

• бетон марки 150 — В 10 (131 кгс/кв.см.);

• бетон марки 200 — В 15 (196 кгс/кв.см.);

• бетон марки 250 — В 20 (262 кгс/кв.см.);

• бетон марки 300 — В 22,5 (294 кгс/кв.см.);

• бетон марки 350 — В 25 (327 кгс/кв.см.);

• бетон марки 400 — В 30 (393 кгс/кв.см.).

Соотношение между классами и марками бетона неоднозначно и зависит от однородности бетона, оцениваемой с помощью коэффициента вариации. Чем меньше коэффициент вариации, тем однороднее бетон. Класс бетона одной и той же марки существенно увеличивается, если снижают коэффициент вариации. Например, при марке по прочности на сжатие М300 и коэффициенте вариации 18 % получают бетон класса В15, а при коэффициенте вариации 5 % - класса В20, т. е. на целую ступень выше. Это подчеркивает необходимость тщательного выполнения всех технологических рекомендаций, повышения технического уровня и культуры производства бетонных работ.

ВТОРОЕ КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

ЗАДАЧА 1.  При рассеве песка на стандартном наборе сит получились следующие остатки (см. табл.1). Необходимо вычислить частные, полные остатки, построить график зернового состава песка, определить модуль крупности песка и дать заключение о пригодности песка как мелкого заполнителя для тяжелого бетона.

Таблица 1

№Варианта	Частные остатки (в г.) на ситах с размерами отв., мм										Прошло через сито 0,14
	2,5	1,25		0,63	0,315		0,14
17	35	145	275			350		290		5

Частным остатком называют отношение массы не прошедших сквозь сито зерен к общей массе пробы заполнителя, выраженного в процентах (а). Полным остатком называют сумму частных остатков на данном сите и на всех ситах с отверстиями большего размера (А).  Частные остатки, %:

a_i= (m_i/m)·100, где a_i – частный остаток, %; m_i – масса остатка на данном сите, г; m – масса просеиваемой навески, г. По известным значениям частных остатков рассчитываем полные остатки, %, на каждом сите:

А_i= а_2,5 +…+ a_i ,  где а_2,5 +…+ a_i – частные остатки на всех ситах с большими размерами отверстий плюс остаток на данном сите, %. Результаты записывают в таблицу 2.

Таблица 2

Остаток на сите	Размеры отверстий сит, мм							Прошло через сито 0,14
	2,5	1,25	0,63	0,315	0,14
Частный, кг	35	145	275	350	290		5
%	3,50	14,50	27,50	35,00	29,00	0,50
Полный, %	3,50	18,00	45,50	80,50	109,50	110,00

Для оценки зернового состава песка и его пригодности для приготовления бетона результаты просеивания (по полным остаткам) наносим на график (рис. 1). Если кривая, характеризующая зерновой состав испытуемого песка, располагается в заштрихованной части графика, то такой песок признают годным для приготовления бетона. Если кривая располагается выше заштрихованной части, то песок считается мелким, а если ниже – крупным. В песке для бетонов и растворов не допускается наличие зерен размером более 10 мм. Зерен размером от 5 до 10 мм не должно быть более 5 % по массе. Количество мелких частиц, прошедших через сито № 016, не должно превышать 10 %.

Вычисляем модуль крупности зернового состава песка с точностью до 0,1 по формуле: М_к= (А_2,5+А_1,25+А_0,63+А_0,315+А_0,14)/100, где А_2,5, А_1,25, А₀₆₃, А₀₃₁₅, А₀₁₄ – полные остатки на ситах, %. М_к= (А_2,5+А_1,25+А_0,63+А_0,315+А_0,14)/100 = (3,50+18,00+45,50+80,50+109,50)/100= 2,57

Для приготовления тяжелого бетона рекомендуются крупные и средние пески с модулем крупности 2-3,25 Пески для строительных работ (ГОСТ 8736-93) в зависимости от зернового состава подразделяют на следующие группы, представленные в табл. 3.

Таблица 3

Группа песков	Мк	Полный остаток на сите № 063, % по массе	Водопотребность, %
Очень крупный	Свыше 3,5	Свыше 75	4…6
Повышенной крупности	3,0…3,5	65…75	4…6
Крупный	2,0…3,0	45…65	6…8
Средний	2,0…2,5	30-45	8…10 и более
Мелкий	1,5…2,0	10-30	более 10
Очень мелкий	1,0…1 ,5	до 10
Тонкий	0,7…1,0	не нормируется
Очень тонкий	До 0,7	не нормируется

Вывод: Исходя из графика зернового состава исследуемого песка, можно сделать заключение о теоретической пригодности песка как мелкого заполнителя для тяжелого бетона.

1.2. Рассев щебня на стандартном наборе сит дал следующие результаты (см. табл. 4). Определить наибольшую и наименьшую крупность щебня и нанести его гранулометрический состав на кривую плотных смесей.

Таблица 4

№ Варианта	Частные остатки (в кг) на ситах, мм					Прошло через сито 5
	40	20	10	5
17	0,6	13	12	3	1,4

Частные остатки, %:

a_i= (m_i/m)·100,  где a_i – частный остаток, %; m_i – масса остатка на данном сите, кг; m – масса просеиваемой навески, кг.

По известным значениям частных остатков рассчитываем полные остатки, %, на каждом сите:

А_i= а₇₀ +…+ a_i ,  где а₇₀ +…+ a_i – частные остатки на всех ситах с большими размерами отверстий плюс остаток на данном сите, %. Результаты записываем в таблицу 5.

Таблица 5

Остаток на сите	Размеры отверстий сит, мм					Прошло через сито 0,5
	40	20	10	5
Частный, кг	0,6	13	12	3	1,4
%	3	65	60	15	7
Полный, %	3	68	128	143	150

Для характеристики зернового состава крупного заполнителя необходимо знать его наибольшую и наименьшую крупность. Наибольшая крупность заполнителя D соответствует размеру отверстий стандартного сита, на котором полный остаток еще не превышает 10% по массе. Наименьшая крупность d определяется размером отверстий первого из сит, полный остаток на котором превышает 95 %, т.е. через него проходит не более 5 % просеиваемой пробы. Наименьшая крупность обычно равна 5 мм. Кроме того, вычисляют значения 0,5(D_наим + D_наиб) и 1,25 D_наиб. Зерновой состав каждой фракции или смеси фракций должен находиться в пределах, указанных в таблице 6.

Таблица 6

Размер контрольных сит	Dнаим	0,5(Dнаим + Dнаиб)	Dнаиб	1,25 Dнаиб
Полный остаток на ситах, % по массе	от 90 до 100	от 30 до 80	до 10	до 0,5

D_наим = 5 0,5(D_наим + D_наиб) =22,5 D_наиб = 40 1,25 D_наиб = 50

Для оценки зернового состава щебня по результатам просеивания строят кривую просеивания и сравнивают ее со стандартной областью допустимых колебаний гранулометрического состава крупного заполнителя (рис. 2).

ЗАДАЧА 2. Рассчитать состав тяжелого бетона. Уточнить его по результатам испытаний пробного замеса. Рассчитать расход материалов на пробный замес бетоносмесителя. 

Исходные данные: Класс (марка) бетона: В10 Жесткость, с: 6 ЦЕМЕНТ: - Марка(активность), МПа: 38,7 - Истинная плотность, кг/л: 3,03 - Насыпная плотность, кг/л: 1,05 ПЕСОК: - Истинная плотность, кг/л: 2,63 - Насыпная плотность, кг/л: 1,56 - Водопотребность, %: 5 ЩЕБЕНЬ: - НК, мм: 20 - Насыпная плотность, кг/л: 1,46 - Истинная плотность, кг/л: 2,69 - Пустотность, %: 40,5 Увеличение в пробном замесе заполнителя, %: 10 Фактическая плотность бетонной смеси, кг/м³: 2340 Влажность песка, %: 2 Влажность щебня, %: 3 Емкость бетоносмесителя по загрузке, л: 250

Расчет: