Книги по строительству

 Свойства бетона

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Зерновой состав мелкого и крупного заполнителей

Поскольку дозировку мелкого и крупного заполнителей проводят отдельно, то необходимо знать и тщательно контролировать зерновой состав каждого вида заполнителя в отдельности.

Раньше была признана классификация, по которой мелкий заполнитель разделили на два класса, однако выявлено, что, подбирая рациональное соотношение между мелким и крупным заполнителем, можно получить бетон удовлетворительного качества на заполнителе как одного, так и другого класса. Поэтому в 1954 г. при пересмотре BS 882 классификация мелкого заполнителя была изменена, при этом стандартом были введены четыре области зернового состава. Требования к зерновым составам заполнителя, относящимся к этим областям, приведены в табл. 3.20 и на рис. 3.18. Любой мелкий заполнитель считают пригодным для бетонов, если его зерновой состав находится полностью в пределах одной из указанных четырех областей. Допускается отклонение в 5% общего количества заполнителя, проходящего через все британские контрольные сита, за исключением сита № 25. Однако заполнитель не должен выходить за пределы самого мелкого зернового состава (предельная кривая 4) или самого крупного зернового состава (предельная кривая 1). Единственное исключение может быть в случае использования дробленого песка, когда допускается проход 20% материала сквозь британское контрольное сито № 100 во всех четырех областях. Для сравнения в табл. 3.15 (рис. 3.19) частично включены требования Технических условий ASTM С 33—57. Допускаемый диапазон значений в этих Технических условиях намного уже, чем в BS 882 : 1954.

Требования Бюро мелиорации США приведены в табл. 3.16. Можно отметить, что для бетона с вовлеченным воздухом допускается пониженное количество самых мелких зерен, так как вовлеченный воздух оказывает влияние, аналогичное воздействию очень мелкого заполнителя.

В BS 882:1954 деление зерновых составов на области основано главным образом на различном процентном содержании зерен, проходящих сквозь британское контрольное сито № 25, что подтверждается данными, приведенными в табл. 3.15. Основная причина этого заключается в том, что большое количество песков разделено природным способом как раз по этому размеру. Количество зерен более крупных и более мелких, чем этот размер, является примерно постоянным вэ всех четырех областях. Кроме того, содержание зерен более мелких, чем размер отверстий сита № 25, оказывает значительное влияние на удобоукладываемость бетонной смеси и на величину общей удельной поверхности песка.

Песок, зерновой состав которого находится в любой из четырех областей, обычно может быть использован в бетоне, хотя в определенных условиях пригодность данного песка может зависеть от зернового состава и формы зерен крупного заполнителя.

Пригодность мелкого заполнителя, относящегося к области 4, для использования в железобетоне должна быть дополнительно проверена экспериментальным путем. Так как большая часть этого песка мельче, чем размер отверстий британского контрольного сита № 25, то зерновой состав этого песка характеризуется пропуском некоторых фракций. Поэтому подбору состава бетона на таком песке следует уделить особое внимание. Содержание песка в бетонной смеси должно быть низким. Рекомендуемые значения отношения крупный заполнитель: мелкий заполнитель приведены в табл. 3.17. Тем не менее бетон достаточно хорошего качества может быть получен и на песке, относящемся к области 4, особенно при использовании виброуплотнения.

Применение крупного песка, относящегося к области, способствует образованию жесткой бетонной смеси. Следовательно, высокое содержание песка может явиться необходимым условием для повышения удобоукладываемости бетонной смеси. Крупный песок более пригоден для использования в жирных смесях или в бетоне низкой удобоукладываемости.

Область 2 представляет песок средней крупности, обычно пригодный для «стандартной» смеси мелкого и крупного заполнителя состава 1 : 2 (при наибольшей крупности заполнителя 19,05 мм).

В целом отношение количества крупного заполнителя к мелкому должно быть тем больше, чем мельче зерновой состав мелкого заполнителя. Оптимальные значения этого отношения приведены в табл. 3.22. При использовании в качестве крупного заполнителя дробленого щебня требуется несколько большее количество песка, чем при использовании гравия,   что   позволит  компенсировать снижение удобоукладываемости из-за остроугольности дробленых зерен.

Выбор правильного соотношения между крупным и мелким заполнителем особенно важен в тех случаях, когда зерновой состав песка приближается к внешней предельной кривой области 4 (мелкий песок) или к внешней предельной кривой области 1 (крупный песок). Однако следует отметить, что мелкий песок с правильно подобранным зерновым составом может с успехом использоваться в бетонах. В прошлом было много   сомнений   относительно   пригодности   этого   типа заполнителя.

Пример использования песка из любой из четырех областей с целью получения бетона одинакового качества приведен в табл. 3.18, в которой даны результаты исследований, проведенных в Строительном исследовательском центре. Кривые фактических зерновых составов песка приведены на рис. 3.18. При этом были использованы отношение заполнитель : цемент, равное 6,04, и ВЩ—0,6 (оба по весу). Для поддержания примерно одинаковой удобоукладываемости отношение крупный заполнитель: мелкий заполнитель варьировали таким образом, чтобы общая удельная поверхность заполнителя оставалась постоянной, равной 25,5 см2/г.

Фактический зерновой состав до некоторой степени определяется также формой и текстурой поверхности зерен заполнителя. Например, заполнитель, состоящий из остроугольных зерен с шероховатой поверхностью, должен иметь зерновой состав пониженной крупности, чтобы уменьшить возможность сцепления зерен и компенсировать высокое трение между ними. Фактический зерновой состав дробленого заполнителя зависит главным образом от типа используемого дробильного оборудования. Валковая дробилка обычно производит меньше мелких зерен, чем другие типы дробильного оборудования. Фактический зерновой состав зависит также от количества материала, одновременно вводимого в камнедробилку.

Предельные кривые зернового состава неразделенного (крупного и мелкого) заполнителя приведены в табл. 3.22. Следует помнить, что в настоящее время этот тип заполнителя используется только для бетонов, применяемых для небольших и неответственных бетонных сооружений, поскольку при хранении в штабелях трудно избежать расслоения этого заполнителя.