Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Свойства бетонной смеси
|
|
Бетонной смесью называют рационально подобранную и тщательно перемешанную смесь компонентов бетона до начала процессов схватывания и твердения. Свойства бетонной смеси можно условно разделить на технологические и реологические.
Основной структурообразующей составляющей в бетонной смеси; является цементное тесто. По мере развития процесса гидратации цемента возрастает дисперсность частиц твердой фазы и увеличивается связующая способность цементного теста.
Бетонная смесь должна удовлетворять двум главным требованиям: обладать хорошей удобоукладываемостью, соответствующей применяемому способу уплотнения, и сохранять при транспортировке и укладке однородность, достигнутую при приготовлении.
При действии возникающего усилия бетонная смесь вначале претерпевает упругие деформации, когда же преодолена ее структурная прочность, она течет подобно вязкой жидкости. Поэтому бетонную смесь называют упругопластичновязким телом, обладающим свойствами твердого тела и истинной жидкости.
Свойства бетонной смеси разжижаться при механических воздействиях и вновь загустевать в спокойном состоянии называется тиксотропностъю.
Бетонная смесь должна обладать такими свойствами, которые обеспечивали бы ее хорошую укладку в опалубку или форму и уплотнение без расслоения и излишнего водоотделения. Самым важным свойством бетонной смеси является удобоукладываемость, т.е. способность заполнять форму при данном способе уплотнения при сохранении своей однородности. Для оценки удобоукладываемости используют три показателя: подвижность бетонной смеси, являющуюся характеристикой структурной прочности смеси; жесткость, являющуюся показателем динамической вязкости бетонной смеси; связность, характеризуемую водоотделением бетонной смеси.
Подвижность служит характеристикой удобоукладываемости пластичных смесей, способных деформироваться под действием собственной массы и связности. Подвижность характеризуется осадкой стандартного конуса ОК (рис. 3.1, а). Этот прибор представляет собой усеченный, открытый с обеих сторон конус из листовой стали толщиной 1 мм с гладкой внутренней поверхностью. Размеры конуса определяются наибольшей крупностью используемого крупного заполнителя: при крупности до 40 мм применяют конус № I, от 40 до 100 мм - конус № 2 (табл. 3.1.)
Таблица 3.1
| Вид конуса | Внутренние размеры конуса, мм | Число штыкований каждого слоя | Переводной коэффициент осадки конуса | ||
| Диаметр основания | Высота | ||||
| верхнего | нижнего | ||||
| № 1 | 1, 00 | ||||
| №2 | 0, 67 |
Для определения OK форму-конус устанавливают на горизонтальную площадку, заполняют бетонной смесью в три слоя, уплотняя каждый слой штыкованием. Избыток смеси срезают, форму-конус снимают и измеряют разность по высоте металлического конуса и верха осевшей бетонной смеси (в сантиметрах) (рис. 3.1, а).
Рис. 3.1. Определение удобоукладываемости бетонной смеси: а) прибор (конус) для определения подвижности бетонной смеси: 1 - жесткая смесь; 2 - подвижная смесь; 3 - осадка конуса; б) прибор для определения жесткости бетонной смеси: 4 - схема испытания
Жесткая бетонная смесь при снятии конуса осадки не дает. Жесткость бетонной смеси характеризуется временем вибрирования (в секундах), необходимым для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси в приборе. Для определения жесткости (рис. 3.1, б) цилиндрическое кольцо прибора (внутренний диаметр 240 мм, высота 200 мм) устанавливают и жестко закрепляют на лабораторной вибро-площадке. В кольцо вставляют и закрепляют стандартный конус, который заполняют бетонной смесью и после этого снимают. Диск прибора с помощью штатива опускают на поверхность отформованного конуса бетонной смеси. Затем одновременно включают виброплощадку и секундомер; вибрирование производят до тех пор, пока не начнется выделение цементного теста из отверстий диска диаметром 5 мм. Параметры вибрирования должны быть следующими: частота колебаний 3000 в мин, амплитуда - 0, 5 мм. Время вибрирования, с, характеризует жесткость бетонной смеси. Ее вычисляют как среднее двух определений, выполненных из одной пробы смеси.
Классификация бетонных смесей представлена в табл. 3.2.
Таблица 3.2
| Марка по удобоукладываемости | Норма удобоукладываемости | ||
| Жесткость, с | Подвижность, см | ||
| Осадка конуса | Расплыв конуса | |||
| Сверхжесткие смеси | |||
| СЖЗ | более 100 | - | - |
| СЖ2 | 51-100 | - | - |
| СЖ1 | 50 и менее | - | - |
| Жесткие смеси | |||
| Ж4 | 31-60 | - | - |
| ЖЗ | 21-30 | _ | - |
| Ж2 | 11-20 | - | - |
| Ж1 | 5-10 | - | _ |
| Подвижные смеси | |||
| П1 | 4 и менее | 1-4 | - |
| П2 | - | 5-9 | - |
| ПЗ | _ | 10-15 | - |
| П4 | - | 16-20 | 26-30 |
| П5 | - | 21 и более | 31 и более |
В настоящее время для определения жесткости иногда еще используют технический вискозиметр, показания жесткости в котором для приведения к показателям жесткости в указанном выше стандартном подборе следует умножать на коэффициент 0, 47.
Нередко (особенно в условиях строительства) при определении свойств жестких смесей используют упрощенный прием. В этом случае в металлическую форму для изготовления кубов размером 20x20x20 см вставляют стандартный конус, нижнее основание которого уменьшено и имеет наружный диаметр 196 мм. Конус заполняют бетонной смесью, снимают и подвергают форму вибрированию. Вибрация прекращается при заполнении смесью всех углов куба и тогда, когда поверхность бетонной смеси станет горизонтальной. Продолжительность вибрирования, с, для приведения к показателю жесткости в стандартном приборе необходимо умножить на коэффициент 0, 7.
В табл. 3.3 приведены примеры рекомендуемых показателей подвижности или жесткости бетонной смеси для различных видов конструкций и способов уплотнения.
Таблица 3.3
| Разновидность конструкций | Марка по удобоукладываемости | |
| Подвижность, см | Жесткость, с | |
| Сборные железобетонные с немедленной распалубкой, формуемые на.виброплощадке | - | Ж2-ЖЗ 10... 30 |
| Перекрытия и стеновые панели, формуемые на виброплощадке, подготовка под фундаменты, полы, основания дорог, уплотненных посредством поверхностных вибраторов | П1 1...3 | Ж1 5..10 |
| Массивные армированные конструкции, плиты, балки, колонны, изготовляемые с применением наружного или внутреннего вибрирования | П1, П2 3-6 | _ |
| Тонкие стенки, балки, колонны со стороной сечения до 0, 4 м, плиты малого сечения толщиной до 12 см, сильно насыщенные арматурой, уплотненные навесными или поверхностными вибраторами | П2 5...9 | - |
| Железобетонные панели, формуемые в кассетах | П2, ПЗ 5...12 | — |
| Монолитные, густоармированные железобетонные конструкции при сложных условиях уплотнения вибрированием | ПЗ, П4 10...20 |
Связность бетонной смеси обусловливает однородность строения и свойств бетона. Очень важно сохранить однородность бетонной смеси при перевозке, укладке в форму и уплотнении. При большом содержании воды вязкость цементного теста становится недостаточной для удержания заполнителя во взвешенном состоянии, равномерно распределенным по всему объему. Плотный тяжелый заполнитель оседает под действием собственной массы, происходит расслоение бетонной смеси. Избыточная вода, обтекая зерна заполнителя, отжимается вверх. Образуются капиллярные ходы, которые повышают водопроницаемость и снижают морозостойкость бетона. Вода скапливается также под зернами крупного заполнителя, образуя полости, ухудшающие строение и свойства бетона.
Уменьшение количества воды затворения при применении пластифицирующих добавок и повышение водоудерживающей способности бетонной смеси путем правильного подбора зернового состава заполнителей, применение специальных добавок, повышающих вязкость цементного теста, являются главными мерами борьбы с расслоением подвижных бетонных смесей.
Косвенным методом определения связности бетонной смеси может служить оценка ее водоотделяющей способности. Различают внутреннее и внешнее водоотделение. Отношение толщины слоя воды Ah к высоте столба бетонной смеси Н служит косвенной количественной характеристикой связности бетонной смеси:
(4)
Более точным методом оценки связности бетонной смеси может служить определение распределения крупного заполнителя и параметров системы условно замкнутых пор в разрезах и кернах бетона.
4. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА УДОБОУКЛАДЫВАЕМОСТЬ БЕТОННОЙ СРЕСИ
Основными факторами, влияющими на удобоукладываемость бетонной смеси, являются расход цемента и его вид, величина водоцементного отношения, зерновой состав смеси заполнителей, в частности, доля песка, вид и особенности заполнителей, вид и количество добавок поверхностно-активных веществ и др.
Влияние водоцементного отношения. При постоянном расходе цемента и неизменном зерновом составе заполнителей ОК =ДВ/Ц).
При этих условиях подвижность бетонной смеси возрастает с увеличением В/Ц; для пластичных смесей - практически по линейному закону. Такой характер зависимости обусловлен тем, что с повышением В/Ц увеличивается количество цементного теста в бетонной смеси и снижается его вязкость. Цементное тесто в бетонной смеси выполняет роль " смазки". С увеличением количества теста и снижением его вязкости повышается и подвижность бетонной смеси.
, Влияние расхода цемента. При постоянном водоцементном отношении и неизменном зерновом составе заполнителей ОК =ДЦ).
Влияние расхода цемента на подвижность бетонной смеси аналогично влиянию водоцементного отношения, т.е. подвижность возрастает с увеличением расхода цемента. Это объясняется тем, что с увеличением расхода цемента при постоянном В/Ц количество цементного теста увеличивается при неизменной его вязкости.
Влияние вида цемента. Подвижность бетонной смеси на смешанных цементах зависит от вида минеральной добавки и ее количества. Пуццолановый портландцемент с добавкой трепела или диатомита придает бетонной смеси меньшую подвижность, чем портландцемент. Это объясняется тем, что трепел и диатомит представляют собой материалы с большой водопотребностью. Чем меньше водопотребность цемента, тем более подвижной оказывается бетонная смесь.
Влияние вида заполнителя. Зерна гравия округлы и имеют обычно гладкую окатанную поверхность, а зерна щебня угловаты, их поверхность шероховатая. Зерна песка также могут быть округлыми (природные пески) и угловатыми (искусственные пески). Заполнители с округлыми зернами придают большую подвижность бетонной смеси.
Влияние зернового состава смеси заполнителей. При постоянных В/Ц и Ц ОК =_ДЗС). При этих условиях свойства и количество цементного теста в бетонной смеси остаются неизменными. Однако изменение зернового состава заполнителей, а следовательно, формы, размеров и суммарной поверхности их зерен приводит к изменению условий " смазки" зерен (рис. 4.1).
Наиболее существенно влияет на подвижность бетонной смеси изменение относительного количества песка как материала с более развитой поверхностью по сравнению с крупным заполнителем.
Рис, 4.1. Объем цементного теста V t расходуемый: 1 - на заполнение пустот между зернами заполнителя; 2- на обмазку зерен; 3- интегральный; М и К - соответственно масса меткого и крупного заполнителя
|
|