Как это работает? Видеоролик для канала "Москва 24" о нас. Свойства бетонной смеси

Лекция 7.4.2 Свойства бетонной смеси

Технология строительных процессов.

Лекция 7.4.2.

Свойства бетонной смеси.

Бетонная смесь состоит из цементного теста, мелкого и крупного заполнителя. Каждый из этих компонентов влияет на вязкопластичные свойства смеси. Так, если увеличить содержание заполнителей, смесь становится более жесткой; если цементного теста — более пластичной и текучей. Существенно влияет на свойства бетонной смеси и вязкость цементного теста. Чем больше в цементном тесте воды, тем пластичнее получается тесто и соответственно пластичнее бетонная смесь.

Одно из основных свойств бетонной смеси — тиксотропия — способность разжижаться при периодически повторяющихся механических воздействиях (например, вибрации) и вновь загустевать при прекращении этого воздействия. Механизм тиксотропного разжижения заключается в том, что при вибрировании силы внутреннего трения и сцепления между частицами уменьшаются и бетонная смесь становится текучей. Это свойство широко используют при укладке и уплотнении бетонной смеси.

Рисунок 1. Определение подвижности пластичных бетонных смесей по осадке конуса (ОК): 1 - опоры; 2 - ручки; 3 — форма-конус;4 — бетонная смесь.

Удобоукладываемость — обобщенная техническая характеристика вязкопластичных свойств бетонной смеси. Под удобоукладываемостью понимают способность бетонной смеси под действием определенных приемов и механизмов заполнять форму и образовывать в результате уплотнения плотную, однородную массу. Удобоукладываемость смесей в зависимости от их консистенции оценивают по подвижности, жесткости и связности.

Подвижность служит характеристикой удобоукладываемости пластичных смесей, способных деформироваться под действием собственного веса. Подвижность характеризуется осадкой стандартного конуса, отформованного из испытуемой бетонной смеси. Для этого металлическуюформу-конус,установленную на горизонтальной поверхности, заполняют бетонной смесью в три слоя, уплотняя каждый слой штыкованием. Избыток смеси срезают,форму-конусснимают и измеряют осадку конуса из бетонной смеси — ОК (рис. 1), значение которой (в сантиметрах) служит показателем подвижности.

Жесткость — характеристика удобоукладываемости бетонных смесей, у которых не наблюдается осадки конуса (ОК = 0). Ее определяют по времени вибрации (в секундах), необходимому для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса из бетонной смеси с помощью специального прибора (рис. 2), который представляет собой металлический цилиндр 2 диаметром 240 мм и высотой 200 мм со штативом и штангой 6 и металлическим диском 4 с шестью отверстиями. Прибор закрепляют на стандартной виброплощадке 1, в него вставляютформу-конус3. Конус заполняют бетонной смесью в три слоя, штыкуя каждый слой 25 раз. Затемформу-конусснимают и, поворачивая штатив, опускают металлический диск 4 на поверхность бетонной смеси. После этого включают вибратор. Время, в течение которого смесь распределится в цилиндрической форме 2 равномерно и хотя бы через два отверстия диска начнет выделяться цементное молоко, принимается за показатель жесткости смеси (Ж).

studfiles.net

35. Свойства бетонной смеси. Зависимость свойств бетонной смеси от различных факторов. Свойства бетонной смеси

Бетонной смесью называют рационально составленную и тщательно перемешанную смесь компонентов бетона до начала процессов схватывания и твердения. Состав бетонной смеси определяют, исходя из требований к самой смеси и к бетону.

Основной структурообразующей составляющей в бетонной смеси является цементное тесто.

Независимо от вида бетонная смесь должна удовлетворять двум главным требованиям:

обладать хорошей удобоукладываемостью, соответствующей применяемому способу уплотнения;
сохранять при транспортировании и укладке однородность, достигнутую при приготовлении.

Удобоукладываемость (или удобоформуемость) самое важное свойство бетонной смеси – способность заполнять форму при данном способе уплотнения, сохраняя свою однородность. Для оценки удобоукладываемости используют три показателя:

Подвижность бетонной смеси.
Жесткость.
Связность.

Подвижность бетонной

смеси характеризуется

измеряемой осадкой (см)

конуса (ОК), отформованного

из бетонной смеси,

подлежащей испытанию.

Жесткость бетонной смеси

характеризуется временем (с)

вибрирования, необходимым для

выравнивания и уплотнения.

Связность обуславливает однородность строения и свойств бетона. При уплотнении подвижных бетонных смесей происходит сближение составляющих ее зерен, при этом част воды отжимается вверх. Очень важно сохранить однородность бетонной смеси при перевозке, укладке в форму и уплотнении.

36. Основы технологии тяжелого бетона. Тяжелый бетон

Материалы для изготовления бетона

Цемент. Для тяжелого бетона применяют портландцемент и его разновидности, глиноземистый цемент и другие вяжущие, отвечающие требованиям соответствующих ГОСТов.

Мелкий заполнитель. В качестве мелкого заполнителя в тяжелом бетоне применяют песок, состоящий из зерен размером 0,16-5 мм и имеющий плотность более 1,8 г/см3. Качество песка, применяемого для изготовления бетона, определяется минеральным составом, зерновым составом и содержанием вредных примесей.

Крупный заполнитель. В качестве крупного заполнителя для бетона применяют гравий, щебень с размером зерен 5-70 мм. Качество крупного заполнителя определяется минеральным составом и свойствами исходной породы (ее прочностью, морозостойчивостью).

Водопотребность является важной технологической характеристикой заполнителя. Зерна заполнителя поглощают воду и адсорбируют ее на своей поверхности, поэтому необходимо регулировать количество воды затворения с учетом «смачивания» заполнителя, чтобы получить нужную удобоукладываемость бетонной смеси.

Вода, применяемая для затворения бетонной смеси и поливки бетона не должна содержать вредных примесей, препятствующих схватыванию и твердению вяжущего вещества.

Тяжёлые бетоны изготавливаются в соответствии с ГОСТ 26633-91 «БЕТОНЫ ТЯЖЕЛЫЕ И МЕЛКОЗЕРНИСТЫЕ».

Для приготовления тяжелого бетона необходимы следующие материалы. В качестве вяжущих материалов следует применять портландцементы и шлакопортландцементы по ГОСТ 10178. Вид и марку цемента следует выбирать в соответствии с назначением конструкций и условиями их эксплуатации, требуемого класса бетона по прочности, марок по морозостойкости и водонепроницаемости, величины отпускной или передаточной прочности бетона для сборных конструкций на основании требований стандартов, технических условий или проектной документации на эти конструкции с учетом требований ГОСТ 23464, а также воздействия вредных примесей в заполнителях на бетон.

Портландцемент обязан быть свежим, не слежавшимся. Если есть комки, цемент просеивают через сито с размерами ячеек 5 мм. Если марка цемента выше той, которая рекомендуется для данного бетона, то надо разбавить высокоактивный цемент тонкомолотой активной добавкой, чтобы избежать перерасхода высокомарочного цемента.

В качестве мелких заполнителей для бетонов используют природный песок и песок из отсевов дробления и их смеси, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 8736, а также золошлаковые смеси по ГОСТ 25592. Песок - чистый, без глины, пыли и растительных остатков. Лучше всего подойдет песок средней крупности с песчинками диаметром 1.. .5 мм. Для приготовления тяжелых бетонов применяют природные пески, образовавшиеся в результате естественного разрушения горных пород, а также искусственные, полученные путем дробления твердых горных пород и из отсевов. Природные пески представляют рыхлую смесь зерен различных минералов, входивших в состав изверженных (реже осадочных) горных пород (кварца, полевого шпата, кальцита, слюды и др.).

В зависимости от зернового состава песок разделяют на крупный, средний, мелкий.

Мелкие частицы (пыль, ил, глина) увеличивают водопотребность бетонных смесей и расход цемента в бетоне. Поэтому содержание в песке зерен, проходящих через сито 0,16 мм, должно быть не более 10% по массе, при этом количество пылевидных, илистых и глинистых частиц, определяемых отмучиванием, не должно превышать 3%. Глина набухает при увлажнении и увеличивается в объеме при замерзании, снижая морозостойкость. Песок очищают от мелких частиц путем промывки.

В природном песке и в гравии могут содержаться органические примеси (например, продукты разложения остатков растений), в частности, органические гумусовые кислоты, которые понижают прочность бетона и даже разрушают цемент. Наличие органических примесей определяют колориметрическим (цветовым) методом.

В качестве крупных заполнителей для тяжелых бетонов используют щебень из природного камня по ГОСТ 8267, щебень из гравия по ГОСТ 10260, щебень из попутно добываемых пород и отходов горнообогатительных предприятий по ГОСТ 23254, гравий по ГОСТ 8268, а также щебень из шлаков ТЭЦ по ГОСТ 26644. В зависимости от крупности зерен щебень, гравий подразделяют на четыре фракции: 5-10 мм, 10-20 мм, 20-40 мм и 40-70 мм. Щебень, гравий могут поступать в виде смеси двух или большего числа фракций. По соглашению между поставщиком и потребителем может применяться щебень фракций 3-10 мм, 10-15 мм (или 5-15),15-20 мм. Зерновой состав каждой фракции или смеси фракций должен находиться в указанных ниже пределах.

Кроме того, годятся битый кирпич, куски старого бетона, битое стекло, старые гвозди, обрубки стального прутка. Нельзя применять лом цветных металлов.

Вода, применяемая для затворения бетонной смеси и поливки бетона, не должна содержать вредных примесей, препятствующих схватыванию и твердению вяжущего вещества. Для затворения бетонной смеси применяют водопроводную питьевую воду, а также природную воду (рек, естественных водоемов), имеющую водородный показатель рН не менее 4, содержащую не более 5600 мг/л минеральных солей, в том числе сульфатов не более 2700 мг/л . He допускается применять болотные, а также сточные бытовые и промышленные воды без их очистки.

studfiles.net

Свойства бетонной смеси

Технология строительных процессов.

Лекция 7.4.2.

Свойства бетонной смеси.

studfiles.net

Свойства бетонной смеси

Категория: Выбор стройматериалов

Свойства бетонной смеси

Одно из основных свойств бетонной смеси — тиксо-тропия — способность разжижаться при периодически повторяющихся механических воздействиях (например, вибрации) и вновь загустевать при прекращении этого воздействия. При вибрировании силы внутреннего трения и сцепления между частицами уменьшаются и бетонная смесь становится текучей. Это свойство широко используют при укладке и уплотнении бетонной смеси.

Характеристикой вязкопластичных свойств бетонной смеси служит удобоукладываемость. Под удобоуклады-ваемостью понимают способность бетонной смеси легко укладываться в форму и уплотняться под действием различных способов уплотнения, не расслаиваясь. Удобоукладываемость различных смесей оценивают по их подвижности и жесткости.

Подвижность служит характеристикой удобоуклады-ваемости пластичных смесей, способных деформироваться под действием собственного веса. Подвижность характеризуется осадкой конуса, отформованного из испытуемой бетонной смеси. Для этого стандартную металлическую форму-конус, установленную на горизонтальной площадке, заполняют бетонной смесью в три слоя, уплотняя каждый слой штыкованием. Избыток смеси срезают, форму-конус снимают и измеряют осадку конуса бетонной смеси (рис. 1, а), значение которой (в сантиметрах) служит показателем подвижности.

Рис. 1. Определение удобоукла-дываемости бетонной смеси по осадке конуса (а) и показателю жесткости (б): 1 — опоры, 2 — ручки, 3 — конус; ОК — осадка конуса

Жесткость бетонных смесей определяют по времени вибрации (в секундах), необходимому для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси, с помощью специального прибора.

Прибор (рис. 2) представляет собой цилиндрический сосуд высотой 200 мм, диаметром 240 мм, на котором закреплен штатив со штангой и металлическим диском с шестью отверстиями. Прибор закрепляют на виброплощадке и в него устанавливают стандартную форму-конус. Конус заполняют бетоном в три слоя, штыкуя каждый слой 25 раз. Затем форму-конус снимают и, поворачивая штатив, на поверхность бетона опускают металлический диск. После этого включают вибратор. Время (в секундах), в течение которого бетон распределится в цилиндре равномерно и хотя бы через два отверстия начнет выделяться цементное тесто, принимается за показатель жесткости.

Рис. 2. Прибор для определения жесткости бетонной смеси: 1 — форма, 2 — упоры для крепления конуса, 3 — конус, 4 — воронка, 5 — штанга, 6 — направляющая втулка, 7 — втулка для крепления диска, 8 — диск с шестью отверстиями, 9 — штатив, 10 — зажим штатива

На практике жесткость бетонных смесей оценивают иногда с помощью технического вискозиметра. За показатель жесткости в этом случае принимают время вибрации, в течение которого свежеприготовленный бетонный образец в виде конуса займет горизонтальное положение в форме, заполнив все ее углы (см. рис. 18, б).

По удобоукладываемости смеси подразделяют на особо жесткие, жесткие, малоподвижные, подвижные и литые. Жесткие смеси обычно используют на заводах сборного железобетона, подвижные и литые — непосредственно на стройке.

Все бетонные смеси должны обладать связностью — способностью не расслаиваться, разделяясь на отдельные компоненты (заполнитель, воду) при транспортировании и укладке.

Указанные свойства бетонной смеси обеспечиваются правильным подбором состава бетона.

Выбор стройматериалов - Свойства бетонной смеси

gardenweb.ru

Технологические свойства бетонной смеси. Способы приготовления и укладки бетонной смеси — ТехЛиб

Технологические свойства бетонной смеси

Бетонная смесь состоит из цементного теста, мелкого и крупного заполнителя. Каждый из этих компонентов влияет на вязкопластичные свойства смеси.

По физическому состоянию бетонная смесь занимает особое, промежуточное, положение между жидкостями и твердыми телами. Подобно твердому телу смесь, находящаяся в состоянии покоя, обладает упругостью и прочностью структуры. Когда прочность структуры преодолевается, бетонная смесь подобна вязкой жидкости.

Эти особенности проявляются в процессе транспортирования, укладки и уплотнения смеси. Под влиянием внешних механических усилий — силы тяжести, давления в бетононасосе, вибрирования — нарушается взаимодействие между составляющими бетонной смеси, что приводит к уменьшению ее структурной прочности. Бетонная смесь разжижается и приобретает способность перемещаться по трубопроводам и заполнять опалубку под действием силы тяжести. Явление разжижения бетонной смеси обратимо: после прекращения механического воздействия прочность структуры вновь возрастает. Свойство бетонной смеси разжижаться при механическом воздействии и вновь загустевать в спокойном состоянии, называемое тиксотропией, используют при перекачивании бетононасосами, виброуплотнении бетона, формовании изделий способом немедленной распалубки.

В практике производства бетонных работ для оценки свойств бетонной смеси используют технические характеристики. Самая важная характеристика — удобоукладываемость, т. е. способность бетонной смеси заполнять форму и образовывать в результате уплотнения плотную, однородную массу. Для оценки удобоукладыеаемости используют три показателя: подвижность, жесткость и связность смеси.

Подвижность бетонной смеси определяют по осадке стандартного конуса. Усеченный конус изготовляют из тонкой листовой стали следующих размеров: высота — 300 мм, диаметр нижнего основания — 200, верхнего — 100 мм. Конус устанавливают на горизонтальной площадке, не впитывающей влагу, и наполняют бетонной смесью в три приема, каждый раз уплотняя смесь 25 ударами металлического стержня-штыковки. Поверхность смеси заглаживают, затем конус снимают и устанавливают рядом. Под действием силы тяжести бетонная смесь деформируется и оседает. Разность высот металлической формы-конуса и осевшей бетонной смеси, выраженная в сантиметрах, характеризует подвижность смеси и называется осадкой конуса (ОК). С помощью этого показателя оценивают подвижность пластичных бетонных смесей.

Рис. 1. Определение удобоукладываемости бетонной смеси по осадке конуса: 1 — опоры; 2 — ручки; 3 — конус; ОК — осадка конуса

Жесткость смесей, у которых ОК = 0.. Л см, характеризуют показателем жесткости, определяемым на приборе (рис. 2).

Рис. 2. Схема определения жесткости бетонной смеси: а — прибор в исходном состоянии; б — после окончания вибрирования; 1 — виброплощадка; 2 — цилиндр; 3 — конус с бетонной смесью; 4 — диск с отверстиями; 5 — втулка;6 — штанга; 7 — штатив

Прибор представляет собой металлический цилиндр диаметром 240 мм и высотой 200 мм. Цилиндр устанавливают на лабораторную виброплощадку со стандартными характеристиками частоты (50 Гц) и амплитуды колебаний (0,5 мм в ненагруженном состоянии). Затем в цилиндр вставляют конус и заполняют его бетонной смесью так же, как и при определении подвижности. После этого конус снимают и, поворачивая штатив, опускают стальной диск с отверстиями на бетонную смесь. Включив виброплощадку, смесь подвергают вибрации до тех пор, пока цементное тесто не начнет выделятся из отверстий диска. В этот момент вибратор выключают. Время, необходимое для уплотнения смеси в приборе, называют показателем жесткости бетонной смеси (Ж) и выражают в секундах.

В зависимости от удобоукладываемости различают смеси сверхжесткие, жесткие, низкопластичные, пластичные и литые.

Марка по удобоукладываемости	Норма удобоукладываемости по показателю		Водоотделение, %
	жесткости, с	осадка конуса, см
Сверхжесткие смеси
СЖ3	Более 100	—	0,1
СЖ2	51. ..100	—	0,1
СЖ1	41. ..50	—	0,1
Жесткие смеси
Ж4	31…40	_	0,2
ЖЗ	21. ..30	_	0,2
Ж2	11…20	—	0,2
Ж1	5. ..10	—	0,2
Низкопластичные
П1	4 и менее	1…4	0,4
П2	_	5. ..9	0,4
Пластичные
ПЗ	—	10.. .15	0,8
П4	—	16. ..20	0,8
Литые
П5	—	2 1 и более	0,8

Жесткие бетонные смеси содержат небольшое количество воды. При их уплотнении требуется сильное механическое воздействие, например прессование, вибрирование под пригрузом, вибротрамбование. Такие смеси характеризуются также небольшим расходом цемента. Жесткие смеси обычно используют при изготовлении сборных железобетонных изделий и конструкций на заводах и домостроительных комбинатах, оборудованных мощными уплотняющими устройствами. На стройплощадке жесткие смеси применяют редко.

В подвижных смесях воды содержится больше, чем в жестких. Бетонные смеси марок ПЗ…П5 способны заполнять форму под действием силы тяжести, не требуя значительных механических усилий. Подвижные смеси легко поддаются транспортированию по трубопроводам с помощью бетононасосов.

Связность — это способность бетонной смеси сохранять однородную структуру, т. е. не расслаиваться в процессе транспортирования, укладки и уплотнения. В результате уплотнения смеси частицы сближаются, а часть воды как наиболее легкого компонента отжимается вверх, образуя капиллярные ходы и полости под зернами крупного заполнителя. Крупный заполнитель, плотность которого отличается от плотности растворной части (смеси цемента, песка и воды), также перемещается в теле бетонной смеси. Если заполнитель плотный и тяжелый, например гранитный щебень, то его частицы оседают, а легкие пористые заполнители — керамзит, аглопорит — всплывают. Все это ухудшает структуру бетона, делает его неоднородным, увеличивает водопроницаемость и снижает морозостойкость. Чтобы повысить связность и предотвратить расслоение бетонной смеси, необходимо правильно назначать количество мелкого заполнителя в составе бетона, а также сокращать расход воды затворения, используя пластифицирующие добавки.

Применение пластифицирующих добавок — наиболее эффективный способ регулирования удобоукладываемости бетонных смесей и раствора. Добавки значительно сокращают расход воды, что позволяет увеличивать плотность, прочность и морозостойкость бетона. Если необходимо сохранять прочность бетона на заданном уровне, то пластифицирующий эффект используют для уменьшения расхода цемента. Добавки увеличивают связность бетонных смесей, предотвращая их расслоение.

Качество приготовленной бетонной смеси на стройплощадке можно определить по ее внешнему виду. Хорошо перемешанная и правильно подобранная смесь однородна, а зерна крупного заполнителя покрыты раствором, т. е. смесью цемента, песка и воды. Пластичная смесь не должна расслаиваться. Жесткая смесь похожа на влажную землю и плохо уплотняется штыкованием.

Способы приготовления и укладки бетонной смеси

Бетонные смеси на предприятиях сборного железобетона готовят в бетоносмесительных цехах. Для выпуска товарных бетонных смесей предназначены бетонные заводы и инвентарные бетоносмесительные установки. Производство бетонных смесей может быть организовано как в стационарных, так и в перебазируемых или мобильных установках. Последние применяют в основном в начальный период строительства объектов, при значительном удалении их от стационарных заводов.

В состав бетоносмесительных цехов или бетонных заводов входят склады цемента и заполнителей, установки для приготовления добавок, расходные бункера для образования оперативного запаса материалов, транспортное оборудование, аппаратура для дозирования компонентов, смесительное оборудование и устройства для выдачи бетонной смеси.

Приготовление бетонной смеси осуществляют в бетоносмесителях периодического и непрерывного действия. Бетоносмесители периодического действия бывают двух типов: свободного падения (гравитационные) и принудительного перемешивания.

В бетоносмесителях свободного падения (загрузочная вместимость — 100…4500 л) материал перемешивается в медленно вращающихся вокруг горизонтальной или наклонной оси смесительных барабанах, оборудованных внутри короткими корытообразными лопастями. Лопасти захватывают материал, поднимают его и при переходе в верхнее положение сбрасывают. В результате многократного подъема и падения обеспечивается его перемешивание. В таких смесителях готовят пластичные бетонные смеси с крупным заполнителем из плотных пород.

Картинка 10 из 12

Рис. 3. Бетоносмесители: а — общий вид; б — схема барабана; 1 — корпус; 2 — лопасти; 3 — стрелки, показывающие перемещение бетонной смеси

При перемешивании мелкие компоненты бетонной смеси входят в межзерновые пустоты более крупных (песок в пустоты крупного заполнителя, цементное тесто в пустоты песка), поэтому объем перемешанной бетонной смеси составляет лишь 0,6.,. 0,7 от объема исходных сухих компонентов. Этот показатель, называемый коэффициентом выхода бетонной смеси . Так, для бетона с коэффициентом выхода 0,65 за один замес в бетоносмесителе вместимостью 500л получается 500лх 0,65 = 325 л = 0,325 м3 бетонной смеси.

Время перемешивания зависит от подвижности бетонной смеси и вместимости бетоносмесителя. Чем меньше подвижность смеси и больше вместимость бетоносмесителя, тем больше времени необходимо для перемешивания. Например, для бетоносмесителя вместимостью 500 л оно составляет 1…2 мин, а для бетоносмесителя 2400л — 2,5…3 мин и более.

Бетоносмесители принудительного перемешивания представляют собой стальные чаши, в которых смешивание компонентов производится вращающимися лопастями, насаженными на вертикальные валы.

Картинка 2 из 251

Рис.4.Бетоносмесители принудительного перемешивания СБ-138Б

Продолжительность перемешивания в бетоносмесителях принудительного действия в 1,5…2 раза меньше, чем в гравитационных. Используют их для приготовления жестких бетонных смесей на мелких песках и с повышенным содержанием цемента и бетонных смесей на пористых заполнителях.

Бетоносмеситель непрерывного действия корытообразной формы имеет рабочий орган — вал с лопастями, который одновременно перемешивает и перемещает бетонную смесь от загрузочного отверстия к выгрузочному.

Картинка 11 из 73

Рис.5. Бетоносмеситель непрерывного действия

Его производительность больше, чем бетоносмесителей периодического действия, однако точность дозирования компонентов меньше и переход от одной марки бетона к другой сложнее. Поэтому их используют лишь на строительных объектах с большим объемом строительных работ (например, на строительстве гидроэлектростанций, автомобильных дорог). Бетоносмесители могут быть передвижные, установленные на автомашинах, и стационарные.

Автобетоносмеситель представляет собой комбинированный агрегат, включающий бетоносмесительную и транспортную машины. На базе автомобиля МАЗ или КамАЗ монтируют бетоносмеситель гравитационного действия с наклонной осью вращения барабана. Загрузку компонентов и выгрузку бетонной смеси производят через заднее торцевое отверстие. Объем приготовляемой смеси — 4 м3 и более, подвижность смеси при выгрузке — не менее 5 см. Дальность перевозки зависит от качества автодороги, температуры и подвижности бетонной смеси. Например, максимальная продолжительность транспортирования затворенной тяжелой бетонной смеси марок ПЗ, П4 по дороге с асфальтобетонным покрытием в автобетоносмесителе составляет 90 мин, автосамосвалом -30 мин; то же по грунтовой дороге — соответственно 30 и 20 мин.

Картинка 21 из 16379

Рис.6.Автобетоносмеситель

Транспортирование. Обязательное требование ко всем способам транспортирования бетонной смеси — сохранение ее однородности и подвижности. Бетонные смеси от бетоносмесительного завода перевозят на стройку на автомашинах-бетоновозах или автосамосвалах, внутри строительных объектов или заводов сборного железобетона — вагонетками, конвейерами и бетононасосами.

Твердение бетона. Нормальный рост прочности бетона происходит при положительной температуре (15…25 °С) и постоянной влажности. Соблюдение этих условий особенно важно в первые 10…15 сут. твердения, когда бетон интенсивно набирает прочность. Чтобы поверхность бетона предохранить от высыхания, ее покрывают песком, опилками, периодически увлажняя их. Эффективной является защита поверхности бетона от испарения влаги полимерными пленками, битумными и полимерными эмульсиями.

Рис. 7. Изменение прочности бетона во времени (R28 — марочная прочность бетона; п — время твердения)

В зимнее время твердеющий бетон предохраняют от замерзания различными методами: методом термоса, когда подогретую бетонную смесь защищают теплоизоляционными материалами, и подогревом бетона во время твердения (в том числе и электропрогревом). На заводах сборного железобетона для ускорения твердения бетона применяют тепло-влажностную обработку — пропаривание.

Читать по теме:

К разделу

Строительные материалы

lt;!—[if !vml]—

tehlib.com

Свойства бетонной смеси

Для приготовления бетонов, отвечающих современным требованиям, необходимы высококачественные цемент и заполнители.Свежеприготовленную смесь из этих материалов и воды, взятых в строго определенных пропорциях, называют бетонной смесью или товарным бетоном. Бетон и бетонная смесь — это разные состояния материала, с различными свойствами и требованиями, предъявляемыми к ним. Поэтому не следует смешивать эти два понятия.Для получения бетона высокого качества помимо применения высококачественных материалов укладываемая бетонная смесь должна обладать определенными свойствами, соответствующимн выбранной технологии.Одним из важных свойств бетонной смеси является удобоукладываемость — способность ее заполнять форму с наименьшими затратами труда и энергии, обеспечивая при этом максимальную плотность, прочность и долговечность бетона.Удобоукладываемость смеси зависит от ее подвижности (текучести) и пластичности (связности), т. е. способности не расслаиваться при транспортировании и в процессе укладки. Показателем подвижности служит осадка конуса в сантиметрах или показатель жесткости, измеряемый в секундах.Хотя увеличение содержания воды в бетоне увеличивает подвижность бетонной смеси и облегчает ее укладку, однако лишняя вода в бетоне вредна. Она увеличивает вероятность расслаивания бетонной смеси, увеличивает пористость и усадку бетона, что снижает его качество.Форма, размеры зерен крупного заполнителя и характер его поверхности также влияют на подвижность бетонной смеси. При окатанной гладкой поверхности зерен гравия уменьшается трение между ними, т. е. увеличивается подвижность. Более крупный заполнитель имеет меньшую суммарную поверхность. Следовательно, при одинаковом количестве цементного теста его прослойки между зернами будут иметь большую толщину, что увеличивает подвижность смеси. С увеличением расхода песка или применении мелких песков повышается суммарная поверхность заполнителей, что снижает подвижность смеси. По этой же причине повышенный расход цемента при постоянном содержании воды снижает подвижность бетонной смеси, увеличивая прочность бетона. Вид цемента, тонкость его помола также влияют на подвижность. Так, шлакопортландцемент, обладая большей водопотребностью, чем портландцемент, при одинаковом содержании воды обеспечивает меньшую подвижность смеси.Введение в бетонную смесь добавок поверхностно-активных веществ (ПАВ) увеличивает ее подвижность. Некоторые ПАВ, адсорбируясь в виде тончайших пленок на поверхности зерен заполнителя, снижают трение между ними. В результате увеличиваются подвижность и пластичность бетонных смесей. Такие добавки называют пластифицирующими.Другая группа ПАВ — гидрофобизирующие—при перемешивании способствуют вовлечению в бетонную смесь мельчайших пузырьков воздуха, которые равномерно распределяются по всей ее массе. Такие добавки не только увеличивают подвижность и пластичность смеси, но и повышают морозостойкость и долговечность бетона.Бетонные смеси с большой подвижностью (ОК=4 см и более) легче укладывать, т. е. они более технологичны. Трудоемкость и расход энергии на укладку жестких смесей, наоборот, больше. Хорошо уплотненные жесткие смеси позволяют получить более качественный бетон, чем, например, литые. Однако из-за большой трудоемкости укладки жесткие смеси иногда остаются недоуплотнен-ными, что снижает качество бетона.На практике подвижность бетонных смесей принимают/ в зависимости от способов подачи их в блок бетонирования, а также от размеров конфигурации и степени армирования конструкций.Осадка конуса бетонных смесей, перемещаемых ленточными транспортерами, не должна превышать 6 см, в противном случае смесь будет стекать с ленты транспортера. Подвижность бетонных смесей, перекачиваемых по трубопроводам с помощью бетононасосов или пневмонагнетателей, должна находиться в пределах 6— 12 см.Под водоудерживающей способностью бетонной смеси понимают максимальный расход воды, при котором смесь сохраняет свою связность, т. е. не расслаивается. Это свойство зависит от водоудерживающей способности вяжущего, тонкомолотых добавок, а также количества и гранулометрического состава песка, размеров зерен и. формы поверхности крупного заполнителя. В бетонных смесях, содержащих большой излишек воды, после их укладки вплоть до полного схватывания наблюдаются процессы расслаивания и водоотделения.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕТОННОЙ СМЕСИ

В производстве бетонных работ для оценки свойств бетонной смеси используют технические характеристики.

Самая важная характеристика — удобоукладываемость.

Удобоукладываемость — способность бетонной смеси заполнять форму при заданном способе уплотнения и образовывать в результате уплотнения плотную, однородную массу. В оценке удобоукладываемости используют три показателя: подвижность, жесткость и связность смеси.

Подвижность бетонной смеси определяют по осадке стандартного конуса (рис. 1).

Рис. 1. Определение удобоукладываемости бетонной смеси по осадке конуса:

1 — опоры; 2 — ручки; 3 — конус; ОК — осадка конуса

Усеченный конус изготовляют из тонкой листовой стали. Размеры конуса: высота 300 мм, диаметр нижнего основания 200, верхнего — 100 мм. Конус устанавливают на горизонтальной площадке, не впитывающей влагу. Берут пробу бетонной смеси, например, из авто-бетоносмесителя. Конус наполняют в три приема, каждый раз уплотняя смесь 25 ударами металлического стержня-штыковки. Поверхность смеси заглаживают, затем конус снимают и устанавливают рядом. Под действием силы тяжести бетонная смесь деформируется и оседает. Разность высот металлической формы конуса и осевшей бетонной смеси, выраженная в сантиметрах, характеризует подвижность смеси и называется осадкой конуса (ОК). С помощью этого показателя оценивают подвижность пластичных бетонных смесей.

Жесткость смесей, у которых значение ОК = 0, характеризуют показателем жесткости, определяемым на приборе (рис. 2), который представляет собой металлический цилиндр 2 диаметром 240 мм и высотой 200 мм. Цилиндр устанавливают на лабораторнуювиброплощадку со стандартными характеристиками частоты (50 Гц) и амплитуды колебаний (0,5 мм в ненагруженном состоянии). Затем в цилиндр вставляют конус 3 и заполняют его бетонной смесью так же, как и при определении подвижности. После этого конус снимают и, поворачивая штатив, опускают стальной диск 4 на бетонную смесь. Общая масса диска с шайбой и штангой составляет около 2750 г, что создает при уплотнении пригруз 0,9 кПа. Включив виброплощадку, смесь подвергают вибрации до тех пор, пока цементное тесто не начнет выделяться из всех отверстий диска. В этот момент вибратор выключают. Время, необходимое для уплотнения смеси в приборе, называют показателем жесткости бетонной смеси (Ж) и выражают в секундах.

Рис. 2. Схема определения жесткости бетонной смеси:

а — прибор в исходном состоянии; б—после окончания вибрирования;

1 — виброплощадка; 2—цилиндр; 3 — конус с бетонной смесью; 4— диск с отверстиями; 5 — втулка; 6 — штанга; 7 — штатив

В зависимости от удобоукладываемости различают жесткие и подвижные бетонные смеси.

Связность — это способность бетонной смеси сохранять однородную структуру, т. е. не расслаиваться в процессе транспортирования, укладки и уплотнения. В результате уплотнения смеси частицы сближаются, а часть воды как наиболее легкого компонента отжимается вверх, образуя капиллярные ходы и полости под зернами крупного заполнителя. Крупный заполнитель, плотность которого отличается от плотности растворной части (смеси цемента, песка и воды), также перемещается в теле бетонной смеси. Если заполнитель плотный и тяжелый, например гранитный щебень, частицы его оседают (рис. 3 б), пористые легкие заполнители — керамзит, аглопорит — всплывают. Все это ухудшает структуру бетона, делает его неоднородным, увеличивает водопроницаемость и снижает морозостойкость. Чтобы повысить связность и предотвратить расслоение бетонной смеси, необходимо правильно назначать количество мелкого заполнителя в составе бетона, а также сокращать расход воды затворения, используя пластифицирующие добавки.

Рис. 3. Схема возможного расслоения бетонной смеси:

а — в процессе транспортирования и уплотнения; б — после уплотнения;

1 — направление, по которому отжимается вода; 2 — вода;

3,4 — мелкий и крупный заполнители

На удобоукладываемость бетонных смесей оказывает влияние содержание цементного теста, воды, вид цемента, крупность и форма зерен заполнителей, соотношение между крупным заполнителем и песком, чистота заполнителей, поверхностно-активные добавки.

Содержание цементного теста. Чем больше в бетонной смеси цементного теста (цемент + вода), тем выше ее удобоукладываемость. Цементного теста должно быть достаточно для заполнения пустот и обволакивания зерен заполнителей с некоторой раздвижкой. С толщиной слоя трение между зернами уменьшается, и удобоукладываемость бетонной смеси повышается.

Подвижность смеси при расходе цемента от 200 до 400 кг/м 3 зависит, в основном, от расхода воды. Эта закономерность называется законом постоянства водопотребности.

Содержание воды. С повышением содержания воды подвижность бетонной смеси увеличивается. Однако ее количество должно быть оптимальным, с тем, чтобы не происходило расслоения, которое сопровождается осаждением заполнителей и выделением воды на поверхности уложенного бетона. В бетоне на портландцементе этого не происходит при В/Ц не больше 1,65 нормальной густоты цементного теста. Добавки могут изменить эту «границу». Следует иметь также в виду, что с повышением расхода воды при постоянном расходе цемента увеличивается В/Ц, и прочность бетона понижается.

Вид цемента. Удобоукладываемость бетонной смеси зависит от нормальной густоты цементного теста. Так, пуццолановые портландцементы, в особенности с добавками диатомита и трепела, имеют высокую НГЦТ, образуют более вязкое цементное тесто, и бетонные смеси на них имеют худшую удобоукладываемость по сравнению со смесями на портландцементе.

Крупность заполнителей. С повышением крупности щебня, гравия, песка суммарная площадь их зерен уменьшается. Требуется меньше цементного теста, чтобы обволочь зерна, толщина прослоек между зернами увеличивается, удобоукладываемость бетонной смеси повышается.

Соотношение между крупным заполнителем и песком должно быть оптимальным с таким расчетом, чтобы пустотность их смеси была как можно меньше. При повышенном содержании песка удельная поверхность зерен повышается и бетонная смесь становится менее подвижной.

Форма зерен заполнителя. Лучшуюудобоукладываемость имеют бетонные смеси на заполнителях с гладкой поверхностью — гравии и речном или морском песке по сравнению с бетонными смесями на щебне и горном песке.

Чистота заполнителей. Пылевидные, и особенно глинистые, частицы в заполнителях отрицательно влияют на удобоукладываемость бетонных смесей. Они имеют большую удельную поверхность и повышенную водопотребность.

Поверхностно-активные добавки. Применение ПАВ (поверхностно-активных добавок), и в особенности пластификаторов, является одним из самых эффективных средств повышения удобоукладываемости бетонных смесей. Так, добавка ЛСТ снижает водопотребность бетонных смесей на 10-12, С-3 — на 20-30%. Эффективность их действия возрастает с увеличением содержания цемента, в жестких смесях — снижается.

eprom.su

Технологические свойства бетонной смеси

Поиск Лекций

В практике производства бетонных работ для оценки свойств бетонной смеси используют технические характеристики. Самая важная характеристика — удобоукладываемость,т.е. способность бетонной смеси заполнять форму при заданном способе уплотнения и образовывать в результате уплотнения плотную, однородную массу. Для оценки удобоукладываемости используют три показателя: подвижность, жесткость и связность смеси.

Подвижностьбетонной смеси определяют по осадке стандартного конуса (рис. 6.3). Усеченный конус изготовляют из тонкой листовой стали следующих размеров: высота 300 мм, диаметр нижнего основания 200, верхнего — 100 мм. Конус устанавливают на горизонтальной площадке, не впитывающей влагу. Берут пробу бетонной смеси, например, из автобетоносмесителя. Конус наполняют в три приема, каждый раз уплотняя смесь 25 ударами металлического стержня-штыковки. Поверхность смеси заглаживают, затем конус снимают и устанавливают рядом. Под действием силы тяжести бетонная смесь деформируется и оседает. Разность высот металлической формы конуса и осевшей бетонной смеси, выраженная в сантиметрах, характеризует подвижность смеси и называется осадкой конуса (ОК). С помощью этого показателя оценивают подвижность пластичных бетонных смесей.

Жесткостьсмесей, у которых значение ОК = 0, характеризуют показателем жесткости, определяемым на приборе (рис. 6.4), который представляет собой металлический цилиндр 2 диаметром 240 мм и высотой 200 мм. Цилиндр устанавливают на лабораторную виброплощадку 1 со стандартными характеристиками частоты (50 Гц) и амплитуды колебаний (0,5 мм в ненагруженном состоянии). Затем в цилиндр вставляют конус 3 и заполняют его бетонной смесью так же, как и при определении подвижности. После этого конус снимают и, поворачивая штатив, опускают стальной диск 4 на бетонную смесь. Общая масса диска с шайбой и штангой составляет около 2750 г, что создает при уплотнении пригруз 0,9 кПа. Включив виброплощадку, смесь подвергают вибрации до тех пор, пока цементное тесто не начнет выделяться из всех отверстий диска. В этот момент вибратор выключают. Время, необходимое для уплотнения смеси в приборе, называют показателем жесткости бетонной смеси (Ж) и выражают в секундах.

В зависимости от удобоукладываемости различают жесткие и подвижные бетонные смеси.

Связность— это способность бетонной смеси сохранять однородную структуру, т.е. не расслаиваться в процессе транспортирования, укладки и уплотнения. В результате уплотнения смеси частицы сближаются, а часть воды как наиболее легкого компонента отжимается вверх, образуя капиллярные ходы и полости под зернами крупного заполнителя. Крупный заполнитель, плотность которого отличается от плотности растворной части (смеси цемента, песка и воды), также перемещается в теле бетонной смеси. Если заполнитель плотный и тяжелый, например гранитный щебень, частицы его оседают (рис. 6.5 б), пористые легкие заполнители — керамзит, аглопорит — всплывают. Все это ухудшает структуру бетона, делает его неоднородным, увеличивает водопроницаемость и снижает морозостойкость. Чтобы повысить связность и предотвратить расслоение бетонной смеси, необходимо правильно назначать количество мелкого заполнителя в составе бетона, а также сокращать расход воды затворения, используя пластифицирующие добавки.

Рис. 6.3. Определение удобоукладываемости бетонной смеси по осадке конуса:

1 — опоры; 2 — ручки; 3 — конус; ОК — осадка конуса

Подвижность смеси при расходе цемента от 200 до 400 кг/м3 зависит, в основном, от расхода воды. Эта закономерность называется законом постоянства водопотребности.

Содержание воды. С повышением содержания воды подвижность бетонной смеси увеличивается. Однако ее количество должно быть оптимальным, с тем чтобы не происходило расслоения, которое сопровождается осаждением заполнителей и выделением воды на поверхности уложенного бетона. В бетоне на портландцементе этого не происходит при В/Ц не больше 1,65 нормальной густоты цементного теста. Добавки могут изменить эту “границу”. Следует иметь также в виду, что с повышением расхода воды при постоянном расходе цемента увеличивается В/Ц, и прочность бетона понижается.

Рис. 6.4. Схема определения жесткости бетонной смеси:

а — прибор в исходном состоянии; б — после окончания вибрирования; 1 — виброплощадка; 2 — цилиндр; 3 — конус с бетонной смесью; 4 — диск с отверстиями; 5 — втулка; 6 — штанга; 7 — штатив

Форма зерен заполнителя. Лучшую удобоукладываемость имеют бетонные смеси на заполнителях с гладкой поверхностью — гравии и речном или морском песке по сравнению с бетонными смесями на щебне и горном песке.

Поверхностно-активные добавки. Применение ПАВ, и в особенности пластификаторов, является одним из самых эффективных средств повышения удобоукладываемости бетонных смесей. Так, добавка ЛСТ снижает водопотребность бетонных смесей на 10–12, С-3 — на 20–30%. Эффективность их действия возрастает с увеличением содержания цемента, в жестких смесях — снижается.

Прочность бетона

Важнейшим свойством бетона является прочность. Лучше всего он сопротивляется сжатию. Поэтому конструкции проектируют таким образом, чтобы бетон воспринимал сжимающие нагрузки. И только в отдельных конструкциях учитывается прочность на растяжение или на растяжение при изгибе.

Прочность при сжатии. Прочность бетона при сжатии характеризуется классом или маркой (которые определяют чаще всего в возрасте 28 суток). В зависимости от времени нагружения конструкций прочность бетона может назначаться и в другом возрасте, например 3; 7; 60; 90; 180 суток.

Рис. 6.5. Схема возможного расслоения бетонной смеси:

а — в процессе транспортирования и уплотнения; б — после уплотнения; 1 — направление, по которому отжимается вода; 2 — вода; 3, 4 — мелкий и крупный заполнители

В целях экономии цемента полученные значения предела прочности не должны превышать предел прочности, соответствующей классу или марке, более чем на 15%. Класс представляет собой гарантированную прочность бетона в МПа с обеспеченностью 0,95 и имеет следующие значения: Вb1; Вb1,5; Вb2; Вb2,5; Вb3,5; Вb5; Вb7,5; Вb10; Вb12,5; Вb15; Вb20; Вb25; Вb30; Вb35; Вb40; Вb50; Вb55; Вb60. Маркой называется нормируемое значение средней прочности бетона в кгс/см2 (МПа½10).

Тяжелый бетон имеет следующие марки при сжатии: Мb50; Мb75; Мb100; Мb150; Мb200; Мb250; Мb300; Мb350; Мb400; Мb450; Мb500; Мb600; Мb700; Мb800.

Между классом бетона и его средней прочностью при коэффициенте вариации прочности бетона n = 0,135 и коэффициенте обеспеченности t = 0,95 существуют зависимости:

Вb = Rb х0,778, или Rb = Вb / 0,778.

При проектировании конструкций чаще всего назначают класс бетона, в отдельных случаях — марку. Соотношение классов и марок для тяжелого бетона по прочности на сжатие приведены в табл. 6.3.

Прочность при растяжении. С прочностью бетона на растяжение приходится иметь дело при проектировании конструкций и сооружений, в которых не допускается образование трещин. В качестве примера можно привести резервуары для воды, плотины гидротехнических сооружений и др. Бетон на растяжение подразделяют на классы: Bt0,8; Bt1,2; Bt1,6; Bt2; Bt2,4; Bt2,8; Bt3,2 или марки: Рt10; Bt15; Bt20; Bt25; Bt30; Bt35; Bt40.

Прочность на растяжение при изгибе. При устройстве бетонных покрытий дорог, аэродромов назначают классы или марки бетонов на растяжение при изгибе.

Классы: Bbt0,4; Bbt0,8; Bbt1,2; Bbt1,6; Bbt2,0; Bbt2,4; Bbt2,8; Bbt3,2; Bbt3,6; Bbt4,0; Bbt4,4; Bbt4,8; Bbt5,2; Bbt5,6; Bbt6,0; Bbt6,4; Bbt6,8; Bbt7,2; Bbt8.

Марки: Pbt5; Pbt10; Pbt15; Pbt20; Pbt25; Pbt30; Pbt35; Pbt40; Pbt45; Pbt50; Pbt55; Pbt60; Pbt65; Pbt70; Pbt75; Pbt80; Pbt90; Pbt100.

Технологические факторы, влияющие на прочность бетона. На прочность бетона влияет ряд факторов: активность цемента, содержание цемента, отношение воды к цементу по массе (В/Ц), качество заполнителей, качество перемешивания и степень уплотнения, возраст и условия твердения бетона, повторное вибрирование.

Активность цемента. Между прочностью бетона и активностью цемента существует линейная зависимость Rb = f (RЦ). Более прочные бетоны получаются на цементах повышенной активности.

Содержание цемента. С повышением содержания цемента в бетоне его прочность растет до определенного предела. Затем она растет незначительно, другие же свойства бетона ухудшаются. Увеличивается усадка, ползучесть. Поэтому не рекомендуется вводить на 1 м3 бетона более 600 кг цемента.

Водоцементное отношение. Прочность бетона зависит от В/Ц. С уменьшением В/Ц она повышается, с увеличением — уменьшается. Это определяется физической сущностью формирования структуры бетона. При твердении бетона с цементом взаимодействует 15–25% воды. Для получения же удобоукладываемой бетонной смеси вводится обычно 40–70% воды (В/Ц = = 0,4...0,7). Избыточная вода образует поры в бетоне, которые снижают его прочность.

При В/Ц от 0,4 до 0,7 (Ц/В = 2,5...1,43) между прочностью бетона Rв, МПа, активностью цемента RЦ, МПа, и Ц/В существует линейная зависимость, выражаемая формулой:

Rb = А RЦ (Ц/В – 0,5).

При В/Ц< 0,4 (Ц/В > 2,5) линейная зависимость нарушается. Однако в практических расчетах пользуются другой линейной зависимостью:

Rb = А1 RЦ (Ц/В + 0,5).

Ошибка в расчетах в этом случае не превышает 2–4%. В вышеприведенных формулах: А и А1 — коэффициенты, учитывающие качество материалов. Для высококачественных материалов А = 0,65, А1 = 0,43, для рядовых — А = 0,50, А1 = 0,4; для пониженного качества — А = 0,55, А1 = 0,37.

Прочность бетона при изгибе Rbt, МПа, определяется по формуле:

Rbt = А’RЦ’(Ц/В — 0,2),

где R’Ц — активность цемента при изгибе, МПа; А’ — коэффициент, учитывающий качество материалов. Для высококачественных материалов А’ = 0,42, для рядовых — А’ = 0,4, материалов пониженного качества — А’ = 0,37.

Таблица 6.3

poisk-ru.ru