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

материалы ТВЗ папка ДИПЛОМ-2014 / зим бед / УП Зимнее-бетонирование-2011

.pdf
Скачиваний:
77
Добавлен:
14.03.2016
Размер:
6.88 Mб
Скачать

1. Основы теории зимнего бетонирования

Таблица 7

Требования к цементу

 

 

Содержание добавок, %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

активных

Вид цемента

Марка

гранулиро-

 

 

 

минеральных

 

 

трепела,

 

 

 

 

 

ванного

 

 

 

 

 

 

 

шлака

 

 

опоки,

 

 

прочих

 

 

 

 

диатомита

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Общестроительного назначения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Портландцемент

400, 500

Не допускается

 

 

550, 600

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Портландцемент

400, 500

5–20

 

 

5–10

 

 

5–20

сминеральнымидобавками

550, 600

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Шлакопортландцемент

300, 400

20–80

 

10

 

10

500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Быстротвердеющий

400, 500

20

 

 

10

 

20

портландцемент

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Быстротвердеющий

400

20–80

 

10

 

10

шлакопортландцемент

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сульфатостойкие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сульфатостойкий

400

Не допускается

 

 

портландцемент

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сульфатостойкий

 

 

 

 

 

 

 

Не допус-

портландцемент

400, 500

10–20

 

 

5–10

 

с добавками

 

 

 

 

 

 

 

 

кается

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сульфатостойкий

300, 400

40–60

 

 

Не допускается

шлакопортландцемент

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пуццолановый цемент

300, 400

Не допускается

20–30

 

25–40

Шлакопортландцемент (ШПЦ) получают путем совместного помола портландцементного клинкера и гранулированного доменного шлака. Количество добавки регламентируется активностью шлака (10–80 % от массы цемента). Отечественными заводами выпускается шлакопортландцемент марок 300,

31

Технология бетонных работ в зимних условиях

400 и 500. От обычного портландцемента отличается более медленным схватыванием (начало через 4–6 ч, конец – через 10–12 ч), замедленным твердением в первые 7–10 сут, большей стойкостью к сульфатным и морским водам. При наборе прочности на шлакопортландцемент положительно влияет термовлажностная обработка. Теплота гидратации у ШПЦ несколько ниже, чем у обычного. Основное применение этого цемента: кладочные и штукатурные растворы, железобетонные конструкции, монолитные подготовки под полы.

Разновидностью шлакопортландцемента является быстротвердеющий шлакопортландцемент М400. Он отличается повышенным содержанием C3S и С3А, а также высокой тонкостью помола. Применяется при изготовлении сборного железобетона.

Пластифицированный портландцемент получают пу-

тем совместного помола клинкера портландцемента и пластифицирующей добавки (сульфитно-спиртовой барды). Эта добавка является поверхностно-активным веществом, препятствующим коагуляции цемента в воде. Пластифицированный цемент обеспечивает пластичность растворов и цементов, а это, в свою очередь, может привести к снижению расхода цемента на 5–8 %, получению более удобоукладываемого бетона, снижению В/Ц и соответственно к повышению прочности и морозостойкости.

Гидрофобный портландцемент – продукт тонкого помо-

ла клинкера портландцемента с поверхностно-активной гидрофобизирующей добавкой (мылонафт, асидол), которые берут в количестве 0,1–0,15 % от массы цемента. Гидрофобный цемент имеет ряд преимуществ по сравнению с обычным портландцементом: пониженную гигроскопичность (при длительном хранении и перевозках даже во влажной среде остается сыпучим и не теряет активности), несколько повышенную пластичность, пониженное водопоглощение и водонепроницаемость и повышенную морозостойкость в бетоне. Выпускается

32

1. Основы теории зимнего бетонирования

гидрофобный цемент тех же марок, что и обыкновенный портландцемент.

Цемент с поверхностно-активными добавками харак-

теризуется заниженной скоростью твердения в начальный период схватывания, а также меньшим тепловыделением. Применение эти цементы получили в гидротехнических сооружениях, а также при возведении монолитных изделий и конструкций в особых условиях, когда основное внимание уделяется тепловыделению и водонепроницаемости бетона.

Сульфатостойкие цементы изготавливаются в соответствии с ГОСТ 22266–94 (см. табл. 7). Наша промышленность выпускает сульфатостойкий портландцемент марки 400. Он имеет следующий минералогический состав: С2S < 50 %; С3А < 5 %; C3A + C4AF < 22 %. Зачастую в цемент вводят добавки (трепел, опока, диатомит, гранулированный шлак).

Сульфатостойкие цементы предназначены для бетонных и железобетонных конструкций, эксплуатируемых в условиях переменного уровня воды в сооружениях, подвергаемых агрессивному воздействию сульфатных вод, а также при многократных циклах замораживания и оттаивания.

Пуццолановый цемент (ППЦ) также отнесен к группе сульфатостойких. Получают его путем совместного помола клинкера портландцемента, содержащего С3А < 8 %, с активной минеральной добавкой. Процентное содержание добавки зависит от ее вида: трепел, опока, диатомит составляют 20–30 %, а туфа, пемза, трасса и др. – 25–40 %. Пуццолановый цемент несколько светлее обычного портландцемента, растворы и бетоны на пуццолановом цементе более водонепроницаемы. Для получения теста нормальной густоты в пуццолановый портландцемент нужно добавлять воды на 30–40 % больше, при этом образуется более вязкая смесь, чем на обычном цементе. Во избежание этого необходимо увеличить (на 5–10 %) расход цемента в бетоне или ввести пластифицирующую добавку. Выпускают пуццолановые цементы двух марок: 300 и 400.

33

Технология бетонных работ в зимних условиях

Растворы и бетоны на этом цементе твердеют медленнее, выделяют меньше тепла, поэтому используются при бетонировании подводных, подземных и внутренних частей гидротехнических сооружений в морской и пресной воде (мосты, набережные, плотины, шлюзы и т. д.), в канализационных и водопроводных сооружениях, при строительстве тоннелей, шахт и т. д. Не рекомендуется применять цемент в бетонах надземных сооружений, так как быстрое высыхание влаги может привести к усадкам и обезвоживанию, а также в конструкциях и изделиях, подвергаемых попеременному оттаиванию и замерзанию, увлажнению и высыханию. Специальные виды цемента и вяжущих авторы не рассматривают, учитывая, что в строительстве они применяются еще недостаточно широко.

1.3.2. Заполнители для бетона

Исходным материалом для заполнителей являются нерудные материалы, находящиеся в недрах земли. После соответствующего их обогащения они становятся прекрасными заполнителями для бетонов.

Изверженные породы. Базальты, габбро, порфиты и т. д. Они твердые, плотные, вязкие и являются хорошим заполнителем для бетона.

Песчаники. Твердые и плотные, пригодные для использования в качестве заполнителей, но лучшими являются кремнистые, состоящие из зерен кварца и скрепленные аморфным кремнеземом, менее прочные железистые. По своей прочности песчаники могут быть различными: от наиболее плотных, состоящих из прочно скрепленных зерен, до более мягких – песчанистых сланцев, которые благодаря присутствию глины обладают мягкостью, хрупкостью и большой поглощающей способностью.

Известняки. Осадочные породы, состоящие преимущественно из углекислого кальция. Их прочность меняется от твер-

34

1. Основы теории зимнего бетонирования

дых кристаллических разновидностей до мягкого мела. Плотные и твердые вполне пригодны в качестве заполнителей для бетона; мягкие и пористые известняки применять не следует.

Сланцы. Будучи слишком мягкими и непрочными, применяются в качестве заполнителей редко, склонны к расслоению, водопоглощению и размягчению.

Метаморфические породы. Различны по своему характеру. С одной стороны, к ним относятся мрамор и кварцит – плотные и прочные породы, с другой – некоторые виды сланцев с тонким строением, не пригодным для бетона.

Искусственные заполнители. Доменный шлак, бой кир-

пича. Объем заполнителей в бетоне велик (порядка 70–80 %). Они влияют на свойства бетона, долговечность и стоимость. Заполнители обеспечивают жесткий скелет в бетоне, увеличивают его прочность, позволяют экономить дорогостоящий цемент, улучшают технические характеристики бетона и уменьшают его усадку.

Для легких бетонов применяются пористые заполнители. Они обладают малой массой, следовательно, уменьшают объемную массу и улучшают теплотехнические свойства бетона. В специальных бетонах (для защиты от радиации, звукопоглощения и т. д.) роль заполнителя велика, так как его свойства во многом предопределяют специальные свойства бетонов.

Стоимость заполнителя составляет до 50 % от стоимости бетонных изделий и конструкций, поэтому применение местных дешевых заполнителей в конечном счете позволит снизить стоимость строительства.

Для приготовления бетонной смеси применяют крупный и мелкий заполнители. Мелкий заполнитель – песок, крупный – гравий (щебень), зерно которого более 5 мм. На свойства бетона существенное влияние оказывают качество заполнителей, их зерновой состав и чистота.

Зерновой состав заполнителей определяется просеиванием пробы через стандартные сита с величиной отверстий от 0,14 до

35

Технология бетонных работ в зимних условиях

70 мм и более. Заполнители бывают рядовые (с различными размерами) и фракционированные (зерна разделены на отдельные фракции). Фракция – это зерна близких между собой размеров, например 5–10 мм или 20–40 мм.

Зерновой состав заполнителя может быть непрерывным, если в нем встречаются зерна всех размеров (от наименьшего до наибольшего), и прерывистым, если в заполнителе отсутствуют зерна какого-либо промежуточного размера.

Оптимальным зерновым составом заполнителей считается смесь, в которой количество пустот и суммарная поверхность зерен требуют минимального расхода цемента для получения определенной подвижности бетонной смеси и прочности плотного бетона.

При подборе состава бетона на строительных объектах или заводах сборного железобетона используют местные заполнители. При этом устанавливают такое соотношение между песком и щебнем, чтобы кривая зернового состава по возможности приближалась к «идеальной», однако не обязательно, чтобы она точно ей соответствовала. Идеальный зерновой состав заполнителей в производственных условиях получить сложно, поэтому ГОСТы и ТУ допускают определенные отклонения в соотношениях отдельных фракций, которые не приводят к ухудшению свойств смеси заполнителей.

С зерновым составом непосредственно связана пустотность заполнителя, определяемая возможностью его плотной укладки. Пустотность заполнителя является важной характеристикой, так как в известной мере определяет расход цемента (чем больше пустот, тем больше требуется цемента для их заполнения).

Форма зерен заполнителей также оказывает влияние на объем пустот. В табл. 8 приведены стандартные и технологические характеристики некоторых заполнителей. Пользуясь данными этой таблицы, невозможно более полно учитывать влияние заполнителя на свойства бетона.

36

1. Основы теории зимнего бетонирования

Таблица 8

Стандартные и технологические характеристики некоторых заполнителей

ПлотЗаполнитель ность,

 

г/см3

Щебень из-

2,69

верженных

2,6

пород

Известняко-

2,56

вый щебень

 

Строитель-

2,63

ный песок

2,7

 

 

Вольский

2,65

песок

 

Объемная

Пустот-

Модуль

Водопо-

Коэффици-

масса,

ность, %

круп-

треб-

ент проч-

кг/л

 

ности

ность, %

ности

 

 

 

 

 

1,45

45,7

3,43

0,50

 

 

 

 

 

1,47

42,6

5,88

0,59

 

 

 

 

 

1,34

45,6

5,72

0,63

 

 

 

 

 

1,51

42,5

2,79

7

0,53

 

 

 

 

 

1,37

49

0,69

11,5

0,25

 

 

 

 

 

1,56

41

2,05

4

0,32

 

 

 

 

 

Песок. В природе песок представляет собой продукт выветривания горных пород – рыхлую смесь зерен (крупностью 0,14–5 мм) различных минералов, входящих в состав изверженных (реже осадочных) горных пород. Песок можно получить искусственным путем за счет дробления и просеивания твердых горных пород, себестоимость его будет гораздо выше, чем природного.

Пески встречаются кварцевые, полевошпатовые, известняковые, ракушечные и др. По условиям залегания они делятся на речные, морские и горные. Речные и морские пески имеют более окатанную поверхность, а горные – остроугольную. Целесообразно применять песок с шероховатой поверхностью, так как он лучше сцепляется с цементным камнем и придает бетону большую прочность. Песок, применяемый в бетоне, должен быть чистым (промывка весьма сложна и дорога), поэтому предпочтение отдают речному песку.

Природный песок, применяемый для производства бетона, должен отвечать новым требованиям ГОСТ 8736−93*,

37

Технология бетонных работ в зимних условиях

ГОСТ 8735−88*. Наиболее вредна в песке примесь глины (она обволакивает зерна и препятствует сцеплению с цементным камнем).

Крупность зерен определяют просеиванием песка через стандартный набор сит с отверстиями 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14 мм.

Результаты просеивания можно представить графически. На рис. 3 в виде заштрихованной полосы указаны допустимые колебания зернового состава песка для бетона. При этом условно пользуются модулем крупности (Мкр), обозначающим сумму полных остатков (%) на ситах стандартного набора, деленную на 100:

Mкр аполн /100.

(2)

а, %

0

20

40

60

80

 

 

 

 

D, мм

0,14 0,315 0,63

1,25

2,5

5

 

 

 

 

 

Рис. 3. Зерновой состав песка:

а – полные остатки; D – размер отверстий контрольных сит

На свойства бетонной смеси и бетона Мкр влияет весьма приблизительно. Смеси с различным зерновым составом могут

38

1. Основы теории зимнего бетонирования

иметь одинаковый Мкр, но разную пустотность, удельную поверхность и, соответственно, по-разномувлияют на свойства бетона.

Данные табл. 9 подтверждают это положение.

Сравнительная характеристика песков

Таблица 9

 

 

 

 

 

Показатель

Песок № 1

 

Песок № 2

 

 

 

Частные (числитель) и полные (знаменатель) остатки, %,

при размере отверстий сит, мм

 

 

 

 

 

2,5

10/10

 

35/35

1,25

10/20

 

–/35

0,63

20/40

 

–/35

0,315

30/70

 

–/35

 

 

 

 

0,14

20/90

 

55/90

 

 

 

 

Прошло 0,14

10

 

10

 

 

 

 

Модуль крупности

2,3

 

2,3

 

 

 

 

Удельная поверхность, см2

72

 

78

Пустотность, %

42

 

39

Крупный песок (табл. 10), как правило, имеет большой объем пустот, который при изготовлении бетонной смеси придется заполнять цементным тестом, что и приведет к его увеличению. В доброкачественном песке пустотность не должна превышать 38 %, поэтому наиболее оптимальному составу песка соответствует заштрихованная полоса на рис. 3.

Объемная масса песка зависит от его плотности, пустотности, влажности и определяется в сухом рыхлом состоянии (стандартом). Песок, имеющий объемную массу 1550 кг/м3 и более, применяется для бетонов класса В15 и выше. При уплотнении объемная масса песка растет, а с повышением и понижением влажности уменьшается. Самый большой объем песок занимает при влажности 5–7 %.

39

Технология бетонных работ в зимних условиях

 

 

 

 

Таблица 10

 

Характеристика песка по крупности

 

 

 

 

 

Группа

 

Модуль крупности

Полный оста-

 

 

ток на сите

Водопотребность, %

 

 

 

0,63, %

 

Крупный

 

3,5–2,5

50–75

4–6

 

 

 

 

 

Средний

 

2,5–2,0

35–50

6–8

Мелкий

 

2,0–1,5

20–35

8–10

Очень мекий

 

1–1,5

Менее 20

Более 10

В природных условиях песок имеет разную влажность. При хранении в открытых складах влажность его меняется, поэтому в процессе приготовления бетонной смеси необходимо систематически определять объемную массу и влажность песка и корректировать состав бетона.

Гравий. Рыхлый материал, образовавшийся в результате естественного разрушения (выветривания) горных пород, состоит из зерен размером 3–70 мм и более (так называемые «булыги»). Зерна могут быть гранитными, известняковыми, сланцевыми и т. д. В своем составе гравий содержит примеси пыли, глины, песка, а иногда и органических веществ. При большом процентном содержании песка такой материал называют песча- но-гравийной смесью.

В зависимости от происхождения гравий классифицируется на речной, морской и овражный. Речной и морской гравий имеет более окатанную поверхность, не дающую прочного сцепления с цементным камнем, что понижает прочность бетона.

Зерна овражного гравия более остроугольны. В зависимости от размеров зерен различают гравий следующих видов: рядовой (30–70 мм), фракционированный (5–10 мм), особо мелкий (3–10 мм), мелкий (5–20 мм), средний (20–40 мм) и крупный (40–70 мм). Максимально допустимая крупность его зависит от геометрических размеров конструкции. Для удобной укладки бетонной смеси нельзя применять гравий крупнее 1/4 части ми-

40

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.