Материалы для цементобетона и требования к ним
Вода. Для промывки песка, щебня или гравия, а также для затворения бетонной смеси и поливки бетона используется вода, которая не должна содержать вредных примесей. Для этих целей следует применять обычную питьевую воду. Любую другую воду можно использовать только после специального исследования и решения вопроса о се пригодности. Не следует применять воду с повышенным содержанием растворимых солей (более 5000 мг/л) и ионов 501 (более 2700 мг/л). Водородньш показатель рН должен быть не менее 4. Нельзя использовать болотные и сточные воды, так как они содержат, как правило, много вредных примесей.
Пригодность воды можно установить путем химического анализа и сравнительным испытанием образцов в возрасте 28 сут. изготовленных на чистой питьевой и данной воде. Если пределы прочности при сжатии в обоих случаях существенно не отличаются, исследуемая вода пригодна для производства бетонных работ. Можно использовать морскую вод;. если массовая доля солей в ней не превышает 2%.
Цемент. Для приготовления бетонов применяют обычный портландцемент, пластифицированный, гидрофобный, пуццолановый. шлакопортландцемент и другие его разновидности. При производстве срочных работ и в зимнее время используют быстротвердсю-щие портландцемента и глиноземистые цементы, а для конструкций, работающих в агрессивной среде,— сульфатостойкис порт-ландпементы.
Марк;- цемента выбирают в зависимости от заданной прочности (класса) бетона. Экономически целесообразно использовать цемент, марка которого в 1.5...2 раза превышает требуемую прочность бетона. Для бетона прочностью 15 МПа марка цемента должна быть 300. прочностью 20.„25—*00. прочностью 30—500 и т. д. Пссок.Для получения бетонных смесей, как правило, применяют природные пески. хотя могут быть использованы и искусственные пески с целью улучшения зернового состава природных песков. На качество бетона значительное влияние оказывает крупность, зерновой и минералогический состав песка. Наиболее экономичные и прочные бетоны можно получить при использовании крупных песков. Мелкие пески требуют повышенного расхода цемента, и их часто приходится обогащать высевками, получаемыми при камнедроблении. Песок (рис. 5.1) должен состоять из зерен различной крупности (0.14...5 мм). В этом случае объем пустот в нем будет минимальным, а следовательно, для получения плотного бетона потребуется меньше цемента.
Пески, применяемые для приготовления цементобетонов, должны быть чистыми, так как наличие в них пылевидных, илистых., глинистых и органических примесей ухудшает качество бетона. Содержание примесей устанавливается отмучиванисм. массовая доля их не должна превышать 3% в природном песке и 5% в дробленом (в том числе глины не более 0.15%). Особенно нежелательно присутствие в песке глины, которая обволакивает отдельные частицы песка и препятствует сцеплению их с цементным камнем. К тому же пылевидные и глинистые частицы в песке повышают водопотребность. что приводит к снижению прочности и водостойкости бетона. Очищают пески от этих примесей, промывая водой в пескомойках. Для бетона рекомендуется использовать крупные слабоокатан-ные и средние пески с модулем крупности не менее 2.
Если песок не удовлетворяет по какому-либо показателю требованиям ГОСТа, то его необходимо улучшать введением соответствующих добавок или отделением излишних фракций.
Щебень. В качестве крупного заполнителя для приготовления бетона используется щебень из горных пород различного вида, а также из металлургических шлаков. Применяют также гравий и щебень из гравия, полученный дроблением крупных фракции гравия. Если бетон используется для строительства однослойных и верхнего слоя двухслойных дорожных покрытий, то щебень из гравия и гравии должны быть тщательно промыты с целью удаления глинистых, илистых и других примесей.
Предварительную оценку пригодности гравия для приготовления бетона делают после испытания его на дробимость в цилиндре, а окончательная оценка делается по результатам испытания бетонных образцов. Если бетонная конструкция будет подвергаться попеременном;' замораживанию и оттаиванию, то необходимо знать содержание зерен слабых пород, прочность на истирание и морозостойкость гравия.
При дробления горных пород, гравия, валунного камня, металлургических шлаков получаются зерна щебня неправильной формы. Лучшим считается тот щебень, у которого форма зерен приближается к кубу или тзтраэдру, так как зерна такой формы лучше воспринимают нагрузки. Поэтому массовая доля зерен пластинчатой и игловатой формы в щебне ограничивается и, например, для бетона, предназначенного для устройства однослойных в верхнего слоя двухслойных покрытий, не должна превышать 25%.
Марка щебня устанавливается по пределу прочности горной породы при сжатии в водонасыщенном состоянии. Для строительства покрытий автомобильных дорог предел прочности на сжатие щебня в водонасыщенном состоянии должен быть не менее значений, указанных в табл. 5.1.
Прочность щебня должна превышать прочность бетона: для бетона с пределом прочности ниже 30 МПа — в 1.5 раза для бетона с пределом прочности 30 МПа и выше —.в 2 раза. Использование шебня с меньшей прочностью допустимо, но при этом необходимо изготовить опытные бетонные образцы и испытать их. а также дать технико-экономическое обоснование целесообразности использования такого материала.
Шлаковый щебень получают путем дробления металлургического шлака кристаллической структуры без признаков распада. Он также должен быть чистым, без засоряющих примесей колошниковой золы, топливного шлака и т. д. По своим фщико-механическим свойствам этот щебень должен удовлетворять тем же требованиям, что и щебень из природных каменных материалов. Для улучшения качества и удобоукладывасмости бетонной смеси, а также повышения морозостойкости бетона и стойкости к действию растворов хлористых солей яри понижснных_ЛЁЛ1дерахурах в бетонную смесь часто вводятся поверхностно-активные пластифицирующие, воздухововлскающие. лено-, газообразующис и другие добавки, которые должны удовлетворять требованиям соответствующих ГОСТов.
В качестве пластифицирующих добавок используют концентраты сульфитно -дрожжевой бражки (СДБ) и ее производные в дозах 0.15...0,25% от массы цемента. Воздухововлскающими (гид-рофобизирующими) добавками являются смола нейтрализованная воздухововлскающая (СНЕ), мылонафт, асидолмылонафт и асидол (0.02...0.03% от массы цемента).
Дозу воздухововлскающих добавок, вводимых в бетонную смесь, определяют исходя из объема вовлекаемого в бетонную смесь воздуха, принимаемого1 в зависимости от назначения бетона. К пено- и газообразующим добавкам относятся клееканифоль-ные. смолосапо'ниновыс. алюмосульфонафтеновые и другие вещества, доза которых составляет 0.1...0.2% от массы цемента.
Часто при производстве бетонов применяют не один вид добавки, а несколько1, которые оказывают комбинированное действие на свойства полу-часмого бетона. Пластифицирующее и воздл хововлскающее действие протводят силикона™ натрия. ГКЖ-10, ГКЖ-П. кремнийорганический полимер ГКЖ-94 при массе их 0,1...0.2% от массы цемента.
К комплексным добавкам относят также композиции абиетиновой смолы и сульфитно-дрожжевой бражки, кремнийорганическо-го полимера и сульфитно-дрожжевой бражки и др.
В последнее время в СССР начали применять при приготовлении бетонов высокоэффективные пластифицирующие добавки — суперпластификаторы: С-3. полученную на основе сульфированных нафталинформальдегидных соединений; НФ на основе соединений нафталине; льфокислоты: 10-03 на мсламиновой и 30-03 на нафталиновой основе.
Основное отличие этих добавок от известных состоит в том, что в оптимальных дозировках они обеспечивают значительно больший пластифицирующий эффект и способны уменьшать водо-потребность бетонных смесей на 20 % и более при сохранении удобоукладывасмоети без существенного замедления скорости твердения бетона, а также в смеси с воздухововлскающей добавкой СНВ и пластификатором СДБ увеличивают прочность бетона и снижают расход цемента. По своим свойствам эти суперпластификаторы не уступают зарубежным ■— западногерманской «Мсльмснт». японской «Ирга-мснт Майти» и т. ,ц.