БЕТОННЫЕ СМЕСИ И ТРЕБОВАНИЯ К НИМ

Классификация бетонных смесей по удобоукладываемости

Для бетонных смесей марок Ж1-Ж4 используют также малогабаритный прибор И. М. Красного, с помо­щью которого удобоукладываемость смеси определя­ется непосредственно в формах для изготовления кон­трольных образцов бетона. При наибольшей крупно­сти заполнителя 20 мм жесткость смеси определяют в формах с минимальным размером 100x100x100 мм, при крупности 40 мм — в формах размером 150x150x150 мм, при крупности 70 мм — в формах раз­мером 20x200x200 мм. Прибор И. М. Красного можно использовать Уакже при определении удобоукладыва­емости смеси непосредственно в формуемом изделии при соблюдении вышеприведенных соотношений меж­ду крупностью заполнителя и толщиной изделия. При параметрах вибрации по ГОСТ 10181 прибор И. М. Красного Дает показатели жесткости смеси, близ­кие к соответствующему стандартному определению.

При частоте вибрации и амплитуде вибростола, от­личающихся от стандартных, показатель жесткости сме­си, определенный в формуемом изделии, умножается на коэффициент К: К = Ж/Жп, где Ж — жесткость смеси в отдельной пробе при стандартных параметрах вибра­ции; Жп — жесткость смеси в формуемом изделии.

Коэффициент К определяется для каждого производ­ственного вибростола как среднее из двух испытаний при установке прибора в одном и том же месте изделия, из^ готовленного из одной и той же бетонной смеси.

Для сопоставления значений показателей жестко­сти бетонной смеси на плотных и пористых заполни­телях, измеренных различными методами и прибора­ми, с показателями жесткости, определяемой по дей­ствующему ГОСТ 10181, применяются переходные ко­эффициенты. Определение удобоукладываемости смеси осуществляется не позднее чем через 10 мин после отбора пробы в соответствии с ГОСТ 10181.

Удобоукладываемость бетонных смесей, поставля­емых заказчику, контролируют на заводе-изготовите­ле сразу после приготовления и у места укладки. Бе­тонная смесь во времени теряет подвижность и уве­личивает жесткость по сравнению с исходной. Степень потери подвижности и повышения жесткости бетонной смеси — сохраняемость ее свойств во времени — зави­сят от многих факторов: свойств цемента, состава бе­тонной смеси, температуры смеси и окружающего воз­духа. Это должно учитываться лабораторией при под­боре состава бетона.

При определении сохраняемости свойств бетонной смеси первое испытание следует выполнять непосред­ственно после окончания перемешивания ее компо­нентов (не позднее 10 мин), а второе и последующие — через каждые 30 мин после первого испытания. Для каждого испытания следует использовать отдельную пробу бетонной смеси.

Испытания следует считать законченными, когда до­стигнута удобоукладываемость смеси соседней марки по ГОСТ 7473 и точность определения — по ГОСТ 10181. В зависимости от сохраняемости бетонные смеси делят на три класса:

Таблица 1.54

Ориентировочный расход воды на 1 м3 бетонной смеси на плотных заполнителях при температуре смеси 20°С

Марка по удобо­укладываемости

Жесткость, С*

Расход воды, л/м3, при крупности

Гравия

Щебня

Подвижность, см

10

20

40

70

10

20

40

70

Ж4 .

31 и более

150

135

125

120

160

150

135

130

ЖЗ

21-30

160

145

130

125

170

160

145

140

Ж2

11-20

165

150

135

130

175

165

150

155

Ж1

5-10

175

160

145

140

185

175

160

155

П1

1-4

190

175

160

155

200

190

175

170

П2

5-9

200

185

170

165

210

200

185

180

ПЗ

10-15

215

205

190

180

225

215

200

190

(14

16-20

225

220

205

195

235

230

215

205

«СТРОИИНФОРМ»

С-1 — низкой сохраняемости (менее 20 мин); этот класс характерен для смесей с повышенной темпера­турой, смесей, содержащих добавки-ускорители, а также для смесей с низким значением В/Ц;

С-2 — средней сохраняемости (21-60 мин); этот класс характерен для нормально схватывающихся це­ментов и смесей со средними значениями указанных факторов;

С-3 — высокой сохраняемости (более 60 мин): этот класс характерен для медленно схватывающихся це­ментов, смесей с пониженной температурой, смесей с добавками -замедлителями схватывания, а также для смесей с повышенным значением В/Ц.

Удобоукладываемость смеси и время ее сохраняе­мости при прочих равных условиях в значительной сте­пени зависят от ее температуры, которая должна кон­тролироваться. Измерение температуры бетонной смеси должно быть начато не позднее чем через 2 мин после отбора пробы, а последующие измерения — че­рез каждые 30 мин после первого испытания. Измери­тель температуры (в том числе стеклянные термомет­ры) погружают в бетонную смесь так, чтобы толщина бетоннсЙ смеси вокруг измерителя температуры была не менее 75 мм и не менее 3 раз превышала наиболь­шую крупность заполнителей.

При приготовлении бетонных смесей иногда обна­руживается ложное схватывание, выражающееся в быстром загустевании смеси. Ложное схватывание является проявлением аномального свойства цемен­та некоторых партий. Оно может быть устранено по­вторным перемешиванием бетонной смеси без добав­ления воды. После этого бетонная смесь может быть уложена в бетонируемую конструкцию при более про­должительном виброуплотнении.

Приведенные данные относятся к смеси на цемен­те с нормальной густотой 26-28% и на песке с — Мкр = 2. При изменении нормальной густоты цементного теста на каждый процент в меньшую сторону расход воды следует уменьшать на 3-5 л/м3, а в большую — увели­чивать на то же значение. В случае изменения модуля крупности песка в меньшую сторону на каждые 0,5 его значения необходимо увеличивать, а в большую сто­рону — уменьшать расход воды на 3-5 л/м3.

Быстрое загустевание бетонной смеси наблюдает­ся также при применении горячих цементов или воды.

В этом случае следует изменять порядок загрузки сме­сителя. При использовании горячего цемента следует подавать мелкий заполнитель (песок), цемент; после их предварительного перемешивания — крупный за­полнитель (щебень) и в последнюю очередь воду зат — ворения и добавки. Такой порядок на 20-30% удлиня­ет приготовление бетонной смеси, но предотвращает быстрое ее загустевание и перерасход цемента. При затворении горячей водой (температура не более 70°С) последовательность загрузки следующая: заполнитель горячая вода, цемент.

Подвижность и жесткость бетонной смеси назнача­ется в зависимости от размеров конструкции, густоты ее армирования, способов укЗтадки и уплотнения. Под­вижность и жесткость смеси для тяжелых и мелкозер­нистых бетонов в основном зависят от расхода воды и применяемых химических добавок. При прочих равных условиях расход воды, необходимый для получения требуемой удобоукладываемости смеси, зависитотее температуры.

При применении пластифицирующих добавок (ПАВ) расход воды для получения требуемой удобоук­ладываемости смеси и расход цемента для получения требуемого класса бетона по прочности уменьшается в зависимости от вида применяемых пластификаторов.

Водопотребность подвижных бетонных смесей на плотных заполнителях с пластифицирующими добав­ками различных видов* (бетон на гравии крупностью до 10 мм).

Подвижность и жесткость смесей для легких бето­нов на пористых заполнителях зависят не только от расхода воды и применяемых химических добавок (как в тяжелом бетоне), но и от вида, крупности и водопог­лощения крупного заполнителя, от водопотребности и количества мелкого заполнителя.

Таблица 1.55

Коэффициенты изменения расхода воды затворения в зависимости от температуры бетонной смеси

Бетон

Расход воды, %, при температуре смеси, "С

5-14

15-25

26-29

30 и более

Тяжелый

0,95-0,98

1,0

1,02-1,04

1,05-1,07

На пористых заполнителях

0,96-0,99

1,0

1,03-1,07

1,08-1,13

Таблица 1.56

Марка по удобо­укладываемости

ОК смеси, см

Водопотребность бетонной смеси, л/м3

Без добавок

С супер­пластификатором

С сильнопласти- фицирующей добавкой

Со среднепласти — фицирующей добавкой

Со слабопласти — фицирующей добавкой

П1

1-4

185-190

П2

5-9

200-205

140-155

155-170

170-185

185-190

ПЗ

10-15

210-215

155-170

170-185

185-200

200-210

П4

16-20

225-230

170-185

185-200

200-210

210-225

П5

21 и более

235-240

185-200

200-225

210-225

225-235

При испытаниях бетонных смесей на пористых за­полнителях перед каждым снятием пены, для погруже­ния всплывших зерен заполнителя, в сосуд опускают пригружающий пуансон и после последнего снятия пены оставляют его в сосуде до конца испытаний. Пос­ле этого на сосуд накидывают пластину со стрелкой так, чтобы ограничители соприкасались со стенками сосуда. Затем постепенно небольшой струей долива­ют в сосуд воду до тех пор, пока ее поверхность не при­дет в соприкосновение с острием стрелки. После это­го устанавливается путем взвешивания суммарная масса всей залитой в сосуд воды.

При испытаниях бетонных смесей на пористых за­полнителях поднимают пуансон и отбирают из испы­танной смеси 20-50 зерен крупного заполнителя, ко­торые обтирают влажной тканью, взвешивают и высу­шивают до постоянной массы. По разнице в массе вы­числяется водопоглощение крупного заполнителя.

Минимально допустимый расход цементов для из­готовления легких бетонов на пористых заполнителях, применяемых для армированных изделий и конструк­ций, принимают по СНиП 82-02-95 равным 200 кг/м3, а в случае зол ТЭС или других тонкодисперсных доба­вок — 180 кг/м3. Применительно к неармированным из­делиям из легких бетонов минимально допустимый расход цемента не регламентируется при условии, что эти бетоны имеют требуемую по проекту морозостой­кость.

Расход цемента для получения бетонов с требуемы­ми показателями качества зависит от многих факторов, в том числе от рационального соотношения между клас­сом изготовляемого бетона и маркой цемента.

В случае вынужденного использования цемента высокой активности для бетонов низких марок реко­мендуется в целях снижения расхода цемента приме­нять минеральные добавки: золу-унос тепловых элек­тростанций, доменные гранулированные шлаки, при­родные активные минеральные добавки. При изготов­лении тяжелых бетонов с использованием суперплас­тификаторов можно применять цементы на марку ниже рекомендуемой в табл. 1. 57.

Рациональные марки цементов для легких бетонов различных классов (марки цемента по ГОСТ 10178)

Допускается изготовление бетонов с расходом це­мента менее минимально допустимого при условии предварительной проверки обеспечения защитных свойств бетона по отношению к стальной арматуре. Ми­нимальный расход цемента других видов устанавлива­ют на основании результатов оценки защитных свойств бетона на этих цементах по отношению к стальной арма­туре. Для бетонов конструкций, эксплуатирующихся в агрессивных средах, минимальный расход цемента оп­ределяют с учетом требований СНиП 2.03.11.

Таблица 1.58

Проектный класс бетона по прочности на сжатие

Марки цемента

Рекомендуемые

Допускаемые

ВЗ,5-87,5

400

300

В12.5-В15

400

300, 500

В20

400

500, 550

В22,5

500

400, 550, 600

В25

500

550,600

ВЗО

550

500, 600

В35

550

500, 600

В40

600

550

Рекомендации по маркам цементов, как и приво­димые ниже рекомендации по расходам цементов, рассчитаны: для конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов классов В7,5 и ниже на обеспечение при тепловой обработке (ТО) отпускной прочности, равной не ниже 80% проектной, не позднее, чем через 4 ч после ТО; для конструкционных легких бетонов классов по прочности В12,5 и выше — на обеспечение при тепловой обработке отпускной прочности не ме­нее 70% проектной.

В табл. 1. 59 приведены ориентировочные расходы цемента с нормальной густотой теста 25-27% для тя­желого бетона на плотном щебне с предельной круп­ностью до 20 мм и песке с М^ > 2,1 без пластифициру­ющих добавок при твердении в естественном состоя­нии. При применении плотного гравия расход цемен­та в бетонах класса В20 (марок М250) и менее ниже на 5-10 кг/м3, а для бетонов класса ВЗО (М400) и выше применение гравия из-за относительно низкого сцеп­ления цементного камня с заполнителем не рекомен­дуется и допускается в исключительных случаях. При использовании цементов с другой густотой и заполни­телями другой крупности, при применении тепловой обработки и пластифицирующих добавок, расходы цемента необходимо корректировать в соответствии с данными таблицы.

Влияние различных факторов на изменение базо­вого расхода цемента при изготовление тяжелых бе­тонов заданного качества (табл. 1. 60).

Ориентировочные расходы цемента для мелкозер­нистого беТона на портландцементе и его разновид­ностях, на песке с модулем крупности 2,1 и более (твердение в естественных условиях или пропарива — ние 13-15 ч при t = 80°С) (табл. 1. 61).

Подборы составов тяжелых и легких бетонов осуще­ствляют в соответствии с требованиями ГОСТ 27006, «Рекомендациями по подбору составов тяжелых и мел­козернистых бетонов» (к ГОСТ 27006) и «Рекомендация­ми по подбору составов легких бетонов» (к ГОСТ 27006).

При наличии цементов разных видов и марок сле­дует учитывать коэффициенты их эффективности, при­нимая в качестве базовой марки как единицы для со­поставления портландцемента М400 с минеральной добавкой.

Приготовление бетонной смеси с добавками отли­чается от приготовления обычного бетона тем, что в бетоносмеситель вместе с водой затворения подает-

Таблица 1.57

Рациональные марки цементов для тяжелых бетонов различных классов (марки цемента по ГОСТ 10178)

Проектный класс бетона по прочности на сжатие

Рекомендуемые и допускаемые марки цемента для тяжелого бетона при твердении в условиях

Естественных

Тепловой обработки при отпускной прочности бетона, % проектной

70 и менее

80 и более

Рекомендуемые

Допускаемые

Рекомендуемые

Допускаемые

Рекомендуемые

Допускаемые

В7,5

300

300

В10

300

400

300

400

400

300 ‘

В12.5

300

400

300

400

400

300, 500

В15

400

300, 500

400

300, 500

400

300, 500

В20

400

300, 500

400

300, 500

400

300, 500

В22,5

400

500

400

500

500

400

В25

400

500

400

500

500

400

ВЗО

500

400,550

500

400,550

500

400,550

В35

500

550

500

550

500

550

В40

500

550

500

550

550

В45

550

550

Таблица 1.59

Класс (марка)

Удобоукладываемость

Расход цемента, кг/м3, марки

Бетона

(марка) бетонной смеси

Осадка конуса, см

Жесткость, с

400

500

550

В10(М150)

5-9 (П2)

_

225

1-4(П1)

210

5-10 (Ж1)

200

В15(М200)

5-9 (П2)

265

235

1-4(П1)

245

210

5-10 (Ж1)

235

200

В20(М250)

5-9 (П2)

310

275

1-4(П1)

285

250

5-10 (Ж1)

270

235

В22,5(М300)

5-9 (П2)

355

315

1-4(П1) •

325

290

5-10 (Ж1)

305

270 ■

В25(М350)

5-9 (П2)

400

360

1-4 (П1)

365

325

5-10 (Ж1)

345

310

В30(М400)

5-9 (П2)

405

390

1-4(П1)

365

350 .

5-10 (Ж1)

340

330

В35(М450)

5-9 (П2)

440

420

1-4(П1)

400

385

5-10 (Ж1)

375

360

В37,5(М500)

5-9 (П2)

495

470

1-4(П1)

450

425

5-10 (Ж1)

420

400

В45(М600)

5-9 (П2)

600

1-4(П1)

540

5-10 (Ж1)

500

Таблица 1.60

Фактор влияния

Количественные изменения показателя

Изменение расхода цемента по отношению к табличным данным, %

Цемент

Снижение Н. Г. (менее 25%)

Снижение 3-8

Увеличение Н. Г. (более 27 до 30%) і

Увеличение 3-8

Увеличение Н. Г. (более 30%)

Увеличение 5-12

Заполнители

Щебень или гравий пониженной прочности или с повышенным содержанием слабых разновидностей (по сравнению с величинами ГОСТ 8267)

Увеличение 5

Песок с модулем крупности менее 1,5 для бетонов и классов (марок): до В12,5(М150) В15 (М200) и выше

Увеличение 7 Увеличение 12

Заполнители с повышенным (по сравнению с величинами по ГОСТ 8267) содержанием пылевидных, глинистых и илистых частиц

Увеличение 5

Изменение крупности щебня (гравия), в мм, наибольшая крупность: 10 20 40 70

Увеличение 7 Увеличение 0 Уменьшение 5 Уменьшение 8

Тепловлаж-

Ностная

Обработка

Стандартный режим пропаривания с циклом 12-13 ч при 80"С и испытании контрольных образцов через 4 ч после окончания пропаривания, при применении цементов по эффективности пропаривания: 1ой группы 2ой группы Заи группы

Увеличение 0 Увеличение 7 Увеличение 13

Поверхностно — активные добавки (ПАВ)

Суперпластификаторы Среднепластифицирующие добавки

Уменьшение до 25 Уменьшение до 15

Таблица 1.61

Класс (марка)

Удобоукладываемость (марка)

Расход цемента, кг/м3, марки

Бетона

Бетонной смеси

Осадка конуса, см

Жесткость, с

300

400

500

В7,5 (М100)

5-9 (П2)

_

345

305

265

1-4(П1)

330

290

250

5—10(Ж1)

280

250

220

11-20 (Ж2)

250

225

200

810(М150)

5-9 (П2)

_

_

365

320

1-4 (П1)

350

305

5-10(Ж1)

305

270

11-20 (Ж2)

270

230

В15(М200)

5-9 (П2)

430

370

1-4(П1)

410

350

5—10(Ж1)

360

310

11-20 (Ж2)

315

270

В20(М250)

5-9 (П2)

_

490

420

1-4 (П1)

470

395

5—10(Ж1)

415

350

11-20 (Ж2)

360

305

В25(М300)

5-9 (П2)

_

560

470

1-4(П1)

530

450

5-10(Ж1)

470

390

11-20 (Ж2)

410

340

Таблица 1.62

Коэффициенты эффективности различных видов и марок цемента

Коэффициент

Марка и вид цемента по ГОСТ 10178 и ГОСТ 2236

Коэффициент изменения расхода цемента

Межмарочный

300

1,2

400

1,0

500

0,88

550-600

0,80

Межвидовой для

Портландцемент (ПЦ-Д0 и ПЦ-Д5)

0,91

Общестроительных

Цементов

Портландцемент с минеральными

1,0

Добавками (ПЦ-Д20 и ПЦ-Д20-Б)

Шлакопортландцемент (ШПЦ и ШПЦ-Б)

1,05М,10

Пуццолановый портландцемент

1,12

‘Для сборного бетона 1,05; для монолитного 1,10.

Ся необходимое на замес количество добавки, уста­новленное при подборе состава бетона. Для введения водорастворимых добавок заранее приготовляются их водные растворы рабочей концентрации, а при исполь­зовании нерастворимых в воде — водные суспензии или эмульсии.

Для объемного дозатора концентрация раствора должна назначаться такой, чтобы объем раствора до­бавки не выходил за пределы точности самого доза­тора в расчете на замес с минимальным и максималь­ным расходом цемента.

Расход раствора добавки рабочей концентрации А (л) на 1 м3 бетона определяется по формуле:

А = ЦС/КП,

Где Ц — расход цемента (кг) на 1 м3 бетона; С — дози­ровка добавки (%) от объема бетона; П — плотность рабочего раствора (г/см3).

Недостающее на затворение 1 м3 бетона количе­ство воды Н (л) определяется по формуле:

Н = В — АП (1 — 0,01 К), где В — расход воды (л) на 1 м3 бетона.

Растворы добавок рабочей концентрации готовятся в емкостях растворением и разбавлением исходных про­дуктов. Для повышения скорости растворения рекомен­дуется подогревать воду до 40-70’С и перемешивать ра­створы, а твердые продукты при необходимости дробить. После полного растворения продукта ареометром прове­ряется плотность полученного раствора. Она доводится до необходимой добавлением воды или продукта.

Контроль плотности растворов добавок является основой их правильного применения. Так, без соответ­ствующей корректировки не допускается расходова­ние растворов, концентрация которых отличается от заданной, а также их расходование без предваритель­ного тщательного перемешивания. При проверке плот­ности необходимо учитывать ее изменение в зависи­мости от температуры раствора: Пг=Пю-Кг(Т-20), где Пт, П20 — плотность раствора, г/см3, соответственно при данной температуре и при температуре 20°С; Кт — температурный коэффициент плотности; Т — темпера­тура раствора в момент определения его плотности.

Дозирование добавок должно осуществляться с точностью в пределах ±2% их расчетного количества.

При объемном дозировании растворов добавок не­обходимо учитывать влияние температуры на содер­жание добавки Д, кг, в 1 л раствора при температуре Т по формуле:

Дг= ДгоП/Пго> где Дао — содержание добавки в 1 л раствора при тем­пературе 20’С, кг; Пт и Пм — плотность раствора соот­ветственно при температуре Т и 20°С.

В зависимости от вида и характеристик бетонных и растворных смесей применяются различные способы смешения материалов.

Таблица 1.63

Продолжительность смешивания бетонных смесей на плотных заполнителях в стационарных смесителях

Вместимость смесителя по загрузке, Л (дм3)

Продолжительность смешивания, с

В гравитационных смесителях для смесей марок

В смесителях принудительного действия для смесей всех марок

П1

П2

ПЗ, П4

750 и менее

90

75

60

50

От 750 до 1500

120

105

90

50

Свыше 1500

135

135

120

50

Таблица 1.64

Продолжительность смешивания бетонных смесей на пористых заполнителях в смесителях принудительного действия

Вместимость смесителя по загрузке, л (дм3)

Продолжительность смешивания, с, при подвижности бетонной смеси П1 и ее средней плотности, кг/м3

1600 и более

1400-1600

1000-1400

1000 и менее

750 и менее

105

120

150

180

750-1500

120

150

180

210

1500 и более

135

180

210

240

4. Бетоны

Гравитационное перемешивание (смешение при свободном падении материалов в смесителе) применяется при приготовлении пластичных и под­вижных смесей с крупнозернистым заполнителем из плотных каменных пород. Принудительное переме­шивание (смешение с принудительным перемеще­нием материалов в смесителе за счет движения ло­пастей или шнеков) применяется при приготовлении малоподвижных, жестких, мелкозернистых смесей, а также на легких (в т. ч. пористых) заполнителях. Виб­росмешивание (при котором частицы составляющих материалов подвергаются интенсивному вибрирова­нию при одновременном перемешивании) особенно эффективно при приготовлении смесей повышенной жесткости или газобетонных смесей. В отдельную группу могут быть отнесены смесители для приготов­ления бетона с высокой степенью поризации, ос­нованные на двухстадийном перемешивании, созда­нии при перемешивании избыточных давлений и т. п. В настоящее время начинает находить применение так называемая интенсивная раздельная технология (ИРТ). В соответствии с ИРТ приготовление бетонной смеси осуществляется в две стадии: на первой в бы­строходном смесителе-активаторе приготавливают цементно-песчаную смесь с водой (используют толь­ко 25-75% дозы песка), на второй — приготовленный цементно-песчаный шлам смешивают со щебнем и оставшейся дозой песка в основном тихоходном сме­сителе.

Одной из характеристик смесителей является ко­эффициент выхода бетонной (растворной) смеси, рав­ный отношению объема готовой смеси в уплотненном состоянии к сумме объемов загружаемых твердых ком­понентов. Коэффициент выхода бетонной смеси, в за­висимости от пустотности (пористости) крупного и мелкого заполнителей, а также от расхода воды колеб­лется в пределах 0,6-0,7, а для растворных смесей — в пределах 0,75-0,80.

Качество бетонной или растворной смеси зависит от режима смешивания составляющих материалов, основными характеристиками которого являются дли­тельность процесса и частота (угловая скорость вра­щения рабочего органа) перемешивания. Продолжи­тельность перемешивания бетонных смесей в грави­тационных смесителях должна быть не меньше 1 -2 мин (тем больше, чем больше объем замеса и чем меньше подвижность смеси), в смесителях принудительного действия — не менее 1 мин. Легкобетонные и мелко­зернистые смеси перевешивают преимущественно в смесителях принудительного действия в течение 2- 5 мин: тем больше, чем меньше плотность смеси. Ре­комендуемая продолжительность смешивания пред­ставлена в табл. 1. 63.

Для смесей марок по подвижности П2, ПЗ, П4 про­должительность смешивания уменьшают соответ­ственно на 15, 30, 45 с. Для смесей марок Ж1, Ж2, ЖЗ, Ж4 увеличивают соответственно на 15, 30, 45, 60 с.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *