Строительство

Панельное и крупноблочное строительство промышленных и энергетических объектов

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Подбор состава бетонной смеси состоит в том, чтобы для принятых материалов в соответствии с назначением бетона, местными условиями и экономическими соображениями установить расходы вяжущего, воды и заполнителей и зерновой состав последних, обеспечивающие требуемые объемный вес и прочность бетона при наименьшей его  стоимости.

Основным, занимающим наибольший объем компонентом смеси легких бетонов, являются крупные пористые заполнители; при использовании таких бетонов в стеновых ограждениях именно свойства заполнителей определяют в основном «термические» (вернее, «теплозащитные») свойства материала. Поэтому подбор состава легкобетонной смеси заключается в нахождении оптимального зернового состава заполнителей в сочетании с минимальным расходом вяжущего для легкого . бетона заданных объемного веса и прочности.

Подбор состава основывается на методе пробных затворений смеси, из каждой пробы которой изготавливается и испытыва-ется серия образцов. Оптимальным составом смеси легкого бетона считается тот, который обеспечивает требуемую прочность при минимальных объемном весе и расходе цемента.

Техника лабораторной работы по подбору оптимального состава легких бетонов здесь, равно как и в гл. 6 «Ячеистые бетоны», не рассматривается, так как этот вопрос выходит за пределы настоящей книги и с должной полнотой изложен в технической литературе (ссылки на которую приведены в соответствующих разделах книги). Остановимся лишь на некоторых этапах ориентировочного расчета исходного замеса бетонной смеси. Расчет проводится при следующих исходных данных:

объемный вес и прочность бетона заданы, известны условия применения бетона и уеловия его изготовления (точнее, условия механизации изготовления смеси, ее транспортирования, формования, уплотнения и термообработки) ;

имеются контрольные результаты лабораторных испытаний используемых пористых заполнителей, проведенные по требованиям соответствующих ГОСТ;

известны характеристики используемых вяжущих и добавок (для цементов по паспортным данным).

Ниже приводятся некоторые данные для предварительного расчета составов смесей для пробных затворений и излагается сущность графоаналитического способа выбора оптимального состава смеси.

Объемный насыпной вес крупного пористого заполнителя принимается в зависимости от заданного объемного веса легкого бетона в соответствии со СНиП I-B 3-62 (табл. 5-30).

Для назначения марки и заданного объемного веса лекого плотного и крупнопористого бетона может быть использована табл. 5-31 [Л.  138].

Предельная крупность фракций заполнителя выбирается в зависимости от конструктивных' особенностей изделия: 1/3 от наименьшего размера конструкций, но не более 40 мм для теплоизоляционного и 20 мм

для конструктивно-теплоизоляционного и конструктивного бетона; в случае армирования изделия — не более 3/4 от наименьшего расстояния в свету между стержнями арматуры.

Для неармированных плит и пустотелых стеновых блоков допускается до 50 % зерен заполнителя с предельной крупностью, равной половине толщины плиты или наименьшей толщины стенки блока.

Выбирая предельную крупность зерен пористого заполнителя, нужно иметь в виду, что при прочих равных условиях бетон с более крупным заполнителем будет иметь меньший объемный вес, а бетон с мелким — больший, но бетонная смесь с мелкими заполнителями лучше формуется и обладает большей связностью. Следует иметь в виду, что заполнители гравиеподобной формы (например, керамзит) обладают при том же объемном весе большей относительной прочностью, чем заполнитель щебнеподобной формы (аглопо-рит, шлаковая пемза).

Зерновой (гранулометрический) состав пористых заполнителей назначается по ГОСТ в зависимости от вида изготавливаемого бетона; пределы изменения состава при этом   характеризуются   данными   табл.   5-32.

Вопрос о влиянии зернового состава на-теплотехнические свойства легких бетонов-изложен в разделе II.

Большой объемный вес некоторых пористых заполнителей не позволяет получить легкий бетон с заданным объемным весом; в этих случаях некоторое уменьшение объемного веса бетона достигается частичным изъятием мелких фракций заполнителя (см. табл. 5-32). По структуре такой бетой относится к категории малопесчаных, его особенность в том, что пустоты между зернами крупного заполнителя заполнены раствором не полностью.

Расход вяжущих должен устанавливаться, исходя из следующих общих положений применительно к легким бетонам:

1. Учитывая, что затвердевшее вяжущее является самой тяжелой и теплопроводной составляющей легкого бетона (кроме крупнопористых бетонов на тяжелых заполнителях), следует стремиться к уменьшению расхода цемента или других вяжущих материалов. В связи с этим следует избегать применения составов, дающих излишнюю сверхпроектную прочность бетона.

2.         С  увеличением   (до  определенного  предела)    количества    мелкозернистых   фракций заполнителя   минимально   необходимое   количество цемента для получения бетона данной марки  сокращается.

3.         Бетонная смесь должна соответствовать требованиям    удобоукладываемости,   которые определяются видом изделия и способом его изготовления  (табл. 5-34).

Расход цемента на исходный замес при известных марках бетона и виде заполнителя можно ориентировочно задавать по табл. 5-35.

Введением в состав смеси поверхностно-активных добавок или применением вибромолотого цемента можно снизить расход цемента на 1 ж3; при использовании подобных мер количество цемента, определенное по табл. 5-35, 'пересчитывается с учетом коэффициентов табл. 5-36.

Некоторые авторы [Л. 138] для обеспечения стойкости и сохранности арматуры предлагают расход цемента для легких бетонов в несущих конструкциях не менее 200 кг/.ч3 и в ненесущих — не менее 150 кг]мъ. На основании последних исследований рекомендуется для аглопоритобетона и шлакопемзобетона принимать расход цемента одинаковый и на 20—30% меньший, чем для керамзитобетона [Л.  15].

Примечания: 1. Над чертой приведены расходы цемента для жестких (виброуплотненных) смесей,   а под  чертой —для пластичных смесей. 2. При   применении   цемента   марки 300 расходы,   приведенные   в таблице,   умножаются   на коэффициент 1,15; для марки 503 —на 0,87. 3. При применении заполнителей марки 830   расходы,   приведенное в  таблице,   умножаются   на 1,1, для   марки 600 — на 1,2. для марки 500 — на 1,3, ДЛ1 марки 400 — на   1,4. 4. Марки заполнителя см. в табл. 5-8.

 а)        Изготовляют    и   испытывают   3   серии

образцов:  одну с расчетным исходным коли

чеством цемента, вторую — с расходом цемен

та   на   25%  меньше   и   третью — с   расходом

цемента на 35%  больше исходного.

Уплотнение легкобетонной смеси в образцах и их термообработка должны производиться теми способами, которые будут использоваться при изготовлении продукции. При этом определятся и оптимальные расходы воды.

б)         Расход воды для затворения смесей на

пористых    заполнителях    можно   принимать,

исходя из следующих общих положений:

1. Наличие пористых заполнителей определяет целесообразность ввода наибольшего количества воды для затворения, но нельзя допускать при этом расслоения смеси.

2.         Оптимальным будет то количество воды, которое   соответствует   наименьшему   выходу бетона    (   5-4)    при    заданном    способе уплотнения.    Таким    образом,  водоцементное отношение  обычно  не характеризует  свойств легких бетонов.

3.         Предварительный     расход     воды    для назначенного   расхода   цемента   устанавливается    по    данным   инструкций,    содержащих сведения по оптимальным составам бетонных смесей.

Укажем и на практические приемы:

для виброуплотненных смесей — добавлением такого количества воды, которое обеспечивает получение смеси, комкующейся при сжатии   рукой,  но   не  прилипающей   к руке;

для пластичных смесей — добавлением такого количества воды, которое доводит смесь до пластичного состояния (без отделения цементного молока).

Оптимальный расход воды для каждого из принятых расходов цемента, определяющих серию образцов, устанавливается по наибольшей полученной прочности бетонных образцов (или по наименьшему выходу бетона); принято задаваться при этом тремя расходами воды: расходом, определенным приемом по п. 3, расходом меньше на 10% и больше на 10%.

в) По данным испытаний серий образцов строятся графики зависимости прочности Rc-m и коэффициента выхода бетона Кв от количества воды, использованной для затворения смеси; подобные графики схематически показаны на  5-4. Состав смеси, для которого получены наименьшее значение Кв и наибольшее Rcm, соответствует оптимальному. Значение коэффициента выхода бетона определяется по формуле

где ~Zg — вес составляющих, т;

у7 — объемный   вес   свежеуложенной   бетонной смеси, т/м3; 3—сумма  объемов крупного  и  мелкого

заполнителя ж3; Ц — объем цемента, м3; В — объем воды, м3.

Расход материалов на 1 м3 бетона, а также расход на один замес бетономешалки подсчитывают по фактическому коэффициенту выхода, полученному при опытном изготовле-ни образцов.

При подборе состава легких бетонов необходимо иметь в виду, что эти бетоны в ряде случаев обладают следующими свойствами, определяющими их недостаточную удобо-укладываемость:

а)         малое    содержание    цемента    (прежде

всего   в    целях   сокращения   объемного   веса

бетона);

б)         малый вес заполнителей;

в) высокая пористость и, следовательно, большая водоотсасывающая способность заполнителей.

Средствами улучшения удобоукладыва-емости легких бетонов являются:

а)         правильный подбор  зернового  состава;.

б)         введение в  состав  бетона  пластифици

рующих     (в    основном   гидрофобизирующих)

добавок,    к   которым    относятся    мылонафт,

абиенат натрия и др.

При небольших расходах цемента вообще целесообразно введение малых количеств пластифицирующих добавок, которые, кроме улучшения удобоукладываемости, уменьшают расслаиваемость легкобетонных смесей и повышают морозостойкость легких бетонов. Особенно целесообразны такие добавки для бетонных смесей с межзерновой пористостью.