ОСОБЕННОСТИ ЗАВОДСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА КОНСТРУКЦИИ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ КЕРАМЗИТОБЕТОНОВ
Описанный в предыдущем разделе отечественный и зарубежный опыт изготовления конструкций из высокопрочного керамзитобетона свидетельствует о том, что технология их изготовления не отличается существенно от технологии изготовления изделий из обычных тяжелых бетонов. Все операции можно проводить на том же оборудовании и примерно по таким же технологическим режимам. Специфика высокопрочных керамзитобетонов сказывается в некоторой степени лишь на процессах приготовления смеси и формования изделий.
Хранить керамзитовый гравий следует по фракциям и по возможности в условиях, предохраняющих его от увлажнения — Для последнего условия трудно дать определенные рекомендации. С одной стороны, при использовании влажного керамзита уменьшается его водопоглощение, благодаря чему смесь должна получаться более стабильной по удобоукладываемости. Однако, как показали опыты ВНИИЖелезобетона, при этом важное значение имеет распределение влаги по сечению зерен. Если поверхность керамзита насыщена водой, то он, действительно, почти не отсасывает воду из цементного раствора, но если увлажненный керамзит высох, то при перемешивании и выдерживании бетонной смеси он будет достаточно интенсивно поглощать воду из раствора. Поэтому в США в ряде публикаций рекомендуется увлажнять керамзит непосредственно перед загрузкой в расходные бункера. Следует также отметить, что отсутствие процесса водопоглощекия ухудшает условия контакта керамзита с цементным камнем, а повышенная влажность керамзита, в среднем в 2 раза превышающая водопоглощение из бетонной смеси, снижает его прочность. Оба эти фактора, как показывают опыты, могут снизить прочность керамзитобетона на 10—20%, особенно при растяжении. Кроме того, при предварительном увлажнении керамзита уменьшается структурная прочность керамзитобетонно?! смеси, что при применении технологии с немедленной распалубкой приводит к необходимости использовать более жесткие смеси.
Таким образом, учитывая изложенное, а также то, что керамзит поступает на завод практически сухой (влажностью до 2%), его следует хранить главным образом в крытых складах. При постоянном составе бетона и одинаковых технологических режимах производства водопоглощение керамзита данного завода, е^ фракции и марки меняются в небольших пределах и мов)ВЄ/бьіть учтено при назначении производственного состава бетона.
Приготавливать Керамзитобетонную смесь можно в типовых бетоносмесительных отделениях. Объемный насыпной вес керамзита даже в пределах одной марки может колебаться до ±10%, поэтому весовая дозировка не обеспечивает постоянства выхода бетонной смеси, расхода цемента и объемного веса бетона. Лучшие результаты дает объемно-весовая дозировка керамзита, при которой керамзит дозируется по обему в весовых дозаторах. Это позволяет учитывать изменение объемного веса керамзита при приготовлении каждого замеса и вносить необходимые коррективы в состав бетона с тем, чтобы обеспечить наименьшие отклонения от заданных значений объемного веса и прочности. При увеличении объемного веса керамзита необходимо уменьшать расходы песка и цемента, а при уменьшении — повышать их — Эти коррективы следует производить по таблицам, составленным заводской лабораторией.
В настоящее время на некоторых предприятиях применяют автоматическое объемное дозирование керамзита в весовых дозаторах. Керамзит поступает в дозатор до тех пор, пока секторный затвор расходного бункера автоматически не закроется. При этом объем замеса принимается таким, чтобы объем дозатора керамзита отвечал его содержанию в смеси.
На Вильнюсском ДСК ‘[42] для объемно-весового дозирования используют модернизированный весовой дозатор типа АДИ-450 (рис. 7). Шарнирно закрепленную подвижную перегородку перемещают при помощи рычага. Положение перегородки фиксируют штырем, вводимым в одно из отверстий рычага. Каждое отверстие рычага соответствует определенному объему дозатора. Дозатор полностью засыпают керамзитом, который выравнивают затвором бункера. При изменении крупности керамзита или его гранулометрии, а также при изменении состава керамзитобетона объем дозатора можно легко изменить, перемещая рычаг и перегородку.
При каждом цикле дозирования вес керамзита в бункере дозатора фиксируется, и с помощью предварительно составленных таблиц корректируют расход песка на замес.
На ДСК № 1 в г. Куйбышеве [16] для объемно-весового дозирования заполнителей керамзитобетона было. сконструировано и применено специальное приспособление в бункере весового дозатора керамзита (рис. 8)-
При открывании затвора бункера поток керамзита давит на качающийся металлический лист и отклоняет его в положение, ограничивающее в соответствии с требуемой дозировкой объем
Бункера. При отклонении до упора лист нажимает на концевой выключатель, подающий сигнал о том, что очередная объемная доза керамзита отмерена. Оператор по ци’ферблату весового дозатора определяет вес керамзита в бункере и с помощью таблиц находит необходимое для замеса количество песка.
На Бескундниковском комбинате в Москве пущен полностью автоматизированный узел, позволяющий осуществлять объемно-
Рис. 7. Схема объемно-весового дозатора Вильнюсского ДСК: / — подвижная перегородка; штырь; 3— рычаг; 4 — расходный бункер керамзита |
Весовую дозировку и корректировать состав керамзитобетона [28]. Объемно-весовое устройство (рис. 9) собрано на базе двух серийных весовых дозаторов АДУБ-1200. Принцип работы дозаторов состоит в измерении веса отдозированного по объему керамзита и добавлении (по весу) определенного количества песка, необходимого для получения заданного суммарного веса заполнителей.
Из расходного бункера керамзит поступает в ковш дозировочного устройства. После его заполнения поток материала прекращается и затвор закрывается. Точность дозировки при этом со
ставляет ±0,2%- На циферблатном указателе, регистрирующем суммарный вес керамзита и песка в дозировочных ковшах установлены три датчика. Если по каким-либо причинам керамзит не поступает в ковш или его вес не достигает заданного минимального значения, на которое установлен датчик, то система дозирования
Рис. 8. Схема объемно весового дозатора для керамзитового гравия Куйбышевского ДСК
№ I:
Рис. 9. Схема автоматического устройства для объемно-весового дозирования на Бескудниковском комбинате; |
1 — бункер керамзита; 2 — Питатель дозатора; 3 — бункер весового дозатора; 4 — Качающийся шибер; 5 — концевой выключатель; а — начало дозирования; б — конец дозирования /—’расходный бункер керамзита; 2— затвор; 3 и // — исполнительный механизм; 4— контрольный концевой выключатель; 5 — ковш дознроноч — ного устройства керамзита; 6 — тяга; 7 — циферблатный указатель; 8, 9, 10 — дискретные датчики: контроля нуля, минимального веса •! суммарного веса соответственно; 12 — расходный бункер песка; 13 — ковш весового дозатора песка; І4 — Рычажная система
Песка автоматически блокируется.
При срабатывании датчика контроля минимального веса включается реле времени, связанное с механизмами затворов расходных бункеров керамзита и песка. Настройка реле времени произведена так, что ковш керамзита заполняется до предела Затем по команде реле времени затвор бункера керамзита закрывается и открывается затвор бункера песка. Датчик контроля суммарного веса устанавливается на отметке суммарного веса керамзита и песка и по достижении его закрывает затвор бункера песка.
Для контроля опорожнения ковшей служит датчик, установленный на нулевой отметке.
Остальные компоненты керамзитобетона — цемент, песок, вода — следует дозировать в обычных весовых дозаторах. Смесь лучше всего перемешивать в смесителях принудительного действия — бетоносмесителях С-355, С-356 и растворосмесителях СМ-290, С-209. Продолжительность перемешивания, как показывают опыты, должна составлять 3—4 мин., что несколько выше, чем при перемешивании обычных бетонных смесей. Можно применять
также смесители свободного падения, но качество перемешивания смеси в них хуже.
Имеются многочисленные противоречивые рекомендации по порядку загрузки в смеситель материалов, входящих в состав ке — рамзитобетонной смеси. В некоторых рекомендациях предлагается сначала загружать керамзит и ‘/г—2/з требуемого количества воды, а затем через 1—2 мин. остальные материалы и воду. В других рекомендациях предлагается, наоборот, вводить керамзит в последнюю очередь.
Проведенные опыты показывают, что увлажнение керамзита непосредственно перед перемешиванием в бетоносмесителе практически не уменьшает его водопоглощения в бетонной смеси и, следовательно, не дает желаемого результата — не снижает потери удобоукладываемости во времени. В производственных условиях компоненты смеси чаще всего загружают в смеситель почти одновременно, что наиболее рационально, поскольку сокращается продолжительность перемешивания.
Транспортирование керамзитобетонной смеси можно производить ленточным транспортером, кюбелями, бадьями, бетоновозами и т. п. Благодаря водопоглощению керамзита смесь быстрее теряет подвижность. Поэтому время выдерживания не должно превышать 30—45 мин. При падении с высоты более 1,5—2 м смесь может частично расслаиваться, что следует учитывать при организации производства керамзитобетонных изделий.
Укладку керамзитобетонной смеси в формы можно производить с помощью всех наиболее прогрессивных ‘механизмов, используемых при укладке обычного тяжелого бетона, например: бетоноукладчиков с ленточным питателем, виброворонок, различного типа вибронасадок, бетонирующих комбайнов и т. п.
При изготовлении плоских изделий (плит, настилов и т. п.) в горизонтальном положении для получения гладкой нижней поверхности можно использовать метод водной пластификации.
Следует отметить, что в высокопрочном керамзитобетоне в нижней части изделия содержится обычно повышенное количество раствора, что способствует улучшению качества поверхности.
Уплотнение керамзитобетонной смеси и формование изделий производят, как правило, вибрированием. Для этой цели можно использовать внутренние, наружные, поверхностные и станковые вибраторы, а также различные специальные виброформовочные механизмы и устройства.
Оптимальные режимы виброуплотнения для высокопрочного керамзитобетона в настоящее время исследованы еще недостаточно. Имеются рекомендации по использованию двухчастотного вибрирования с целью воздействия колебаниями низкой частоты на крупный заполнитель, а колебаниями высокой частоты на раствор. По данным К. Зеленского [20], при вибрировании легких бетонов на вспученных сланцах с частотой 6500 кол/мин прочность повышается на 30—35 кГ/см2 по сравнению с прочностью бетонов, уплотненных при частоте колебаний 3000 кол/мин. Применение двухступенчатого вибрирования вначале низкой, а затем высокой частотой повышало прочность еще на 20—40 кГ/см2.
Опыты Л. А. Файтельсона и И. Б. Бреслава показали, что чем больше разница между объемными весами крупного заполнителя и растворной составляющей, тем сильнее сказывается частота колебаний на эффективности виброуплотнения. Так как это характерно для керамзитобетона, то возможно, что подбор частоты вибрирования в области средних и низких частот может дать для высокопрочного керамзитобетона положительный эффект.
Вследствие разницы между объемными весами керамзита и растворной составляющей керамзитобетон имеет большую склонность к расслоению (раствороотделению) в процессе вибрирования. Поскольку такое явление приводит к неоднородности бетона, его следует учитывать при выборе режимов виброуплотнения и назначении составов высокопрочных керамзитобетонов.
Для изучения расслаиваемости керамзитобетонных смесей во ВНИИЖелезобетоне были проведены специальные опыты. Керамзитобетонную смесь укладывали в форму сечением 10X20 см и высотой 20 см и уплотняли штыкованием. Затем форму вибрировали на лабораторной виброплощадке. Время вибрирования T Принималось равным 100, 200 и 300% от жесткости смеси по ГОСТу 11051—64. Свежеотформованную смесь разделяли на 5—6 слоев по высоте и мокрым рассевом определяли содержание керамзита в каждом слое. За показатель расслоения S была принята величина средневзвешенного отклонения относительного содержания керамзита
П
F, I iPilfolVi
XVi I-1
Где ф; и фо — объемная концентрация (содержание по абсолютному объему) керамзита в данном слое и в среднем по образцу; Уг —объем данного слоя керамзитф]Б^ХОИі
Опыты показали, что расслоение керамзитобетонной смеси при вибрировании наиболее интенсивно происходит в верхнем и нижнем слоях. Верхний слой насыщается более легким керамзитом, а нижний — более тяжелым цементно-песчаным раствором (рис. 10).
Для опытов по исследованию влияния на расслаиваемость ке — оамзитобетонной смеси длительности вибрирования, объемной концентрации керамзита и жесткости смеси был использован керамзитовый гравий Никольского завода фракции 10—20 мм Объемным насыпным весом 600 кг/м3 и объемным весом зерен в цементном тесте 1,1 кг/л, В табл. 13 и на рис. 11 отражены усредненные результаты этих опытов.
Как видно из рис. И, с увеличением продолжительности вибрирования расслоение смеси пропорционально возрастает. Так,
О І 8 12 16 го |
Рис. 10. Расслаиваемость керамзитобетонної) смеси по высоте изделия при Фо = 0,4, жесткости смеси 12 сек, времени вибрирования 36 сек
/ — для всего керамзита в
Делом; 2 — соотношение количества мелкой и крупной фракции керамзита
Расстояние от Duo <рорпь/ 6 сп
И той же длительности вибрирования более подвижные смеси расслаиваются сильнее. Однако для уплотнения таких смесей требуется и менее продолжительное вибрирование.
Содержание крупного заполнителя (объемная концентрация
Таблица 13
Расслаиваемость керамзитобетонных смесей на керамзите фракции 10—20 мм
Относительное время вибрации
Объемная концентрация керамзита (¥>„) |
|
Жесткость смеси, (ж), сек |
0,3 0,4 0,5 |
10—20 20—30 30—50 10—20 20—40 30—50 10—20 20—30 30-50 |
0,102 0,131 0,252 0,094 0,071 0,094 0,045 0,124 0,084 |
0,141 0,263 0,343 0,158 0,147 0,240 0,173 0,186 0,155 |
0,123 0,153 0,179 0,132 0,110 0,114 0,11 0,137 0,142 |
Керамзита ф) существенно влияет на расслаиваемость смеси, особенно при малых ф. Так, увеличение ф с 0,3 до 0,4 снижает расслаиваемость смеси в среднем «а 30%- В то же время дальнейшее увеличение ф до 0,5 мало сказывается на величине расслаиваемо — сти (рис. 12).
Для изучения влияния крупности и гранулометрии керамзитового гравия на расслаиваемость смеси были использованы керамзит фракции 5—10 мм и смесь этого керамзита с керамзитом фракции 10—20 мм в соотношении 30 : 70 по абсолютному объему.
Рис. 12. Влияние объемной концентрации (1), среднего размера (2) и объемного веса зерен (3) крупного заполнителя на показатель расслаиваемости бетонной смеси
Полученные результаты показали (рис 12), что с уменьшением крупности и улучшением гранулометрии заполнителя расслаивае-
Мость керамзитобетонных смесей очень резко снижается. Применение вместо керамзита фракции 10—20 мм керамзитовой смеси фракции 5—20 мм уменьшает расслоение в 1,5 раза, а переход на керамзит фракции 5—10 мм снижает расслоение в 5 раз.
Существенное влияние на расслаиваемость смеси оказывает объемный вес мелкого и крупного заполнителя. Величина расслаиваемое™ прямо пропорциональна разности объемных весов керамзита и растворной составляющей. В связи с этим смеси на керамзитовом песке имеют расслаиваемость в среднем на 10—15% меньшую, чем смеси на обычном строительном песке.
Применение пригруза 40 кГ/см2 снижает расслааиваемость ке-
Проииасть при сжатии 6 кГ/смг Рис. 13. Расслаиваемость керамзитобетонной смеси в зависимости от различных факторов: |
О —■ от длительности вибрирования керамзитобетонной смеси жесткостью 20 сек на керамзите фракции 10—20 мм, объемным весом 600 кг/м3 И прочностью 50 кГ/см2; б — от крупиостн керамзита объемным весом 650 кГ/м3, прочностью 60 кГ/см2 при жесткости смеси 20 сек и длитель ности вибрирования 60 се/с; в — от состава керамзитобетона на керамзите фракции 10—20 мм при жесткости смеси 40 сек, и длительности вибрирования 120 сек: / — длительность вибрирования 20 сек; 2—’тоже 40 сек; 3 — то же 60 сек; 4 — керамзит фракции 10—20 мм; 5—то же 5—20 мм; 6 — то же 5—10 мм; 7 — керамзитобетон объемным весом 1600 кг/м3 на керамзите объемным весом 550 кг/ж3 и прочностью 40 кГ/см2; 8 — керамзитобетон объемным весом 1500 кг/м3 на керамзите объемным весом 500 кг/м? н прочностью 25 кГ/см2
Рамзитобетонных смесей примерно в 1,2 раза.
Происходящее при вибрации расслоение смеси может сказываться на прочностных свойствах высокопрочного керамзитобетона.
На рис. 13 показаны примеры возможных колебаний прочности при сжатии в различных слоях керамзитобетонного изделия с сечением высотой 20 см, появляющиеся вследствие расслоения керамзитобетонной смеси в процессе вибрирования. Рис. 13а иллюстрирует влияние длительности вибрирования на расслоение. Как указывалось выше, с увеличением длительности вибрирования расслоение возрастает. Однако даже при длительной вибрации (кривая 3) уменьшение прочности керамзитобетона марки 300 в данном случае составило для верхнего 2—3-сантиметрового слоя изделия не более 15%.
Рис. 136 показывает расслаиваемость керамзитобетона марки 400, приготовленного на керамзите различных фракций. При длительном вибрировании керамзитобетон на однофракционном крупном керамзите (10—20 мм) расслаивается в верхней и нижней части сечения на высоту до 5 см. Снижение прочности в верхнем слое достигает при этом 25%- Улучшение гранулометрического состава керамзита при введении 30% фракции 5—10 мм заметно снижает расслоение (кривая 5). Наилучший результат дает полная замена керамзита фракции 10—20 мм керамзитом фракции 5—10 мм (кривая 6). Колебания прочности керамзитобетона по сечению не превышают в этом случае +5%.
Состав керамзитобетона существенно сказывается на изменении прочности при расслоении. На рис. 13в приведено сопоставление двух керамзитобетонов марки 200. В первом случае керамзитобетон был приготовкен на малопрочном керамзите объемным насыпным весом 500 кг/м3 и прочностью 25 кГ/см2. Падение прочности керамзитобетона этого состава (кривая 8) вследствие расслоения доходит до 30%. Во втором случае (кривая 7) керамзитобетон был приготовлен на керамзите объемным насыпным весом 550 кг/м3 и прочностью 40 кГ/см2. Расслоение керамзитобетона такого состава мало влияет на его прочность (снижение ее не превышает 5%).
Таким образом, результаты опытов показывают, что при правильном выборе состава высокопрочного керамзитобетона и режима формования расслоение может быть снижено настолько, что оно не будет оказывать заметного влияния на прочность керамзитобетона.
Минимальную продолжительность уплотнения следует устанавливать опытным путем в зависимости от технологии производства. При формовании изделий на виброплощадках минимальное время вибрирования составляет 150% от показателя жесткости смеси по ГОСТу 11051—64 [25].
Максимальная продолжительность виброуплотнения для высокопрочного керамзитобетона должна быть ограничена для предотвращения расслоения, в зависимости от параметров вибрации, состава и свойств смеси. Ориентировочные значения максимальной длительности уплотнения на виброплощадках (в процентах от жесткости смеси по ГОСТу 11051—64^приведены в табл. 14.
В производственных условиях время вибрирования следует уточнять с учетом используемого оборудования и применяемой технологии. В случаях, когда технология предусматривает использование жестких смесей, виброуплотнение следует производить с пригрузом 20—40 Г/см2. Время и режим виброуплотнения в этом случае можно подбирать экспериментально.
Во всех случаях выбранный режим формования должен обеспечивать полное уплотнение керамзитобетонной смеси. Недоуплот — нение керамзитобетона. на 5% может снизить его прочность на 20%, а недоуплотнение на 10% —почтив 2 раза.
При горизонтальном формовании изделий важно получить падкую верхнюю поверхность. Для этой цели в заводских условиях можно использовать различные заглаживающие и затироч — ные устройства, такие, как вращающиеся круги, валики, затироч — ные рейки с возвратно-поступательным движением (лыжи), виброрейки и т. п. Наибольшее распространение получили вращающиеся затирочные валики и лыжи. Хорошие результаты дает сочетание этих двух устройств.
Таблица 14 Ориентировочная максимальная длительность виброуплотнения керамзитобетонних смесей на виброплощадках
|
Следует учитывать, что вследствие повышенной склонности ке — рамзитобетонных смесей к расслоению верхний слой бетона всегда предельно насыщен керамзитом. Если по технологии непосредственно после виброуплотнения производят заглаживание при помощи лыж, то может произойти вылущивание керамзита с поверхности бетона. Для предотвращения этого рекомендуется устраивать перед лыжами вращающийся валик, который при заглаживании будет втапливать выступающие зерна керамзита.
Ускорение твердения высокопрочного керамзитобетона можно производить, применяя все известные в технологии способы. Наиболее распространен способ пропаривания при температуре 60— 100°С и относительной влажности среды 90—100%.
Предварительная выдержка до пропаривания отформованных керамзитобетонных изделий, так же как и изделий из тяжелых бетонов, благоприятно сказывается на увеличении их прочности. Опыты МАДИ с пластичными керамзитобетонами показали, что наилучшие результаты дает предварительное выдерживание в течение 6—12 час (22].
Благодаря меньшей теплопроводности скорость подъема температуры в керамзитобетоне можно увеличить до 35—40°С в час без снижения конечной прочности. Повышение температуры пропаривания от 60 до 80°С увеличивает прочность после пропаривания на 10—15%, не оказывая заметного влияния на конечную прочность керамзитобетона. Оптимальное время изотермического прогрева высокопрочного керамзитобетона на портландцементе, по данным МАДИ, при температуре 100—60°С составляет при пропаривании 8—12 час., при воздушно-сухом прогреве 4—8 час.
При использовании быстротвердеющего портландцемента, шлакопортландцемента или пуццоланового, портландцемента продолжительность изотермического прогрева, указанная в таблице, уменьшается на 1 час.; при использовании пластичных смесей повышается на 1—3 часа, а при использовании смесей с жесткостью более 60 сек. уменьшается на 1 час.
Важно отметить, что на оптимальную длительность изотермического прогрева и темп нарастания прочности большое влияние оказывают содержание и прочность керамзита. Чем выше прочность керамзита и меньше его содержание в бетоне, тем в большей степени повышается прочность керамзитобетона при твердении [16]. Это в равной степени относится к тепловой обработке и к последующему твердению
В случае приготовления керамзитобетона на керамзите, обес печивающем предельную прочность, близкую к принятой марке, темп нарастания прочности невелик и после тепловой обработки прочность таких керамзитобетонов может возрасти всего на 10— 20%. Это следует учитывать при назначении отпускной прочности, которую в этом случае следует принимать равной не 70, а 80— 85%. Предельную прочность керамзитобетона можно определить по формуле
= 9,5ак !-=?., (2)
И, о
Где ак — прочность керамзита, кГ/см2,
Ф — объемная концентрация керамзита.
В табл. 15 приведены рекомендации НИИЖБа по пропарива — нию керамзитобетонных изделий, изготовленных на портландцементе при жесткости смеси 30—60 сек. |
Таблица 15 Ориентировочные режимы пропаривания керамзитобетонных изделий объемным Весом до 1800 кг/м3 |
То ішнна изде іий, Мм |
Продо іжительность пропаривания, в час, (подъем температуры+ изотермический прогрев + остывание) д.■ я достижения 70%-ной прочности от RЈ8 при температуре изотермического прогрева |
До 100 100—200 200—400 |
2 + 84-1 2,5 4- 84-1,5 3,5+8 + 2 |
2,5 + 4+1,5 3 + 4 + 2 4 + 4 + 3 |
В отдельных случаях прочность керамзитобетона после пропаривания может колебаться в очень широких пределах и составлять от 40 до 90% от 28-дневной. С уменьшением объемного веса керамзитобетона и повышением его марки повышается и эффектив
ность коротких режимов пропаривания. Применение высокопрочного керамзита, в особенности при невысоких марках бетона, делает целесообразным удлинение времени тепловлажностной обработки.
В табл. 15а приведены ориентировочные данные роста прочности при пропаривании для керамзитобетонов на портландцементе активностью 500—600 кГ/см2. В зависимости от минералогического состава применяемого цемента, состава бетона и свойств его компонентов эти значения могут меняться. Поэтому в производственных условиях всегда необходимо опытным путем уточнять оптимальный режим пропаривания и проверять дальнейший рост прочности керамзитобетона.
Таблица 15а Прочность керамзитобена при пропаривании в % от марочной
Примечание. В числителе даны прочности, допускаемой инструкцией по легких бетонов, а в знаменателе — для Значения для керамзита минимальной изготовлению изделий из новых видов керамзита прочностью 50 кГ/см2. |
Контроль качества высокопрочного керамзитобетона производится теми же методами, что и контроль качества тяжелого бетона с теми особенностями, которые вытекают из действующих ГОСТов 11050—64 и 11051—64, регламентирующих методы испытаний легкобетонных смесей, определение прочности и объемного веса легких бетонов. При контроле свойств приготовляемой керамзитобетонной смеси, помимо удобоукладываемости, необходимо проверять ее объемный вес (несколько раз в смену).
Контрольные образцы для определения прочности бетона нужно изготовлять размерами 15x15x15 см и испытывать в соответствии с ГОСТом 11050—64. Для проверки соответствия между объемным весом контрольных кубов и бетона в изделии следует периодически взвешивать готовые изделия. Разница в объемных весах не должна превосходить ±5%.
Однородность прочности и объемного веса высокопрочного керамзитобетона нужно контролировать в соответствии с ГОСТом 10180—62 и ГОСТом 11050—64. Коэффициент однородности по прочности ‘при сжатии согласно СНиП II-B,1-62 должен быть не ниже 0,55 для керамзитобетона марки 200 и не ниже 0,6 для ке — рамзитобетона марки 250 и выше. Показатель изменчивости по прочности не должен превышать 12%, а по объемному весу 5%.
В настоящее время для текущего контроля качества и при обследовании сооружений применяется импульсный ультразвуковой метод. Исследованиями Р. А. Щеканенко (МАДИ) [22] было показано, что этот метод применим и для высокопрочного керамзитобетона. В качестве тарировочных графиков рекомендуется использовать прямые «скорость-прочность» для образцов одного и того же возраста.
Исследованиями, проведенными во ВНИИЖелезобетоне, установлено, что для высокопрочных керамзитобетонов несколько лучшую корреляцию дает не линейная зависимость «скорость-прочность», а часто применяемая для тяжелых бетонов степенная зависимость типа /? = cV4y3 , где R — прочность бетона, а — пос — стоянный коэффициент, Ууз —скорость прохождения ультразвука. В производственных условиях качество керамзита (прочность, объемный вес) может значительно колебаться, вызывая тем самым колебания свойств и состава высокопрочного керамзитобетона. Проведенные исследования показали, что можно повысить коэффициент корреляции на 15—30% и тем самым повысить точность и надежность ультразвукового метода, учитывая колебания состава высокопрочного керамзитобетона путем нахождения уравнения множественной регрессии вида:
R = B0 + Biv*Y3 + B2Ф + 63ок + Ь, П/Ц, (3)
Где R — прочность керамзитобетона, кГ/см2;
V уэ — скорость прохождения ультразвука, км/сек-, Ф — объемная концентрация керамзита; Ак — прочность керамзита, кГ/см2\ П/Ц — отношение расхода песка и цемента по весу; Bo, BІ, Bi, B3, Bt — постоянные коэффициенты.
Рис. 14 представляет собой график корреляционной зависимости «скорость-прочность» для керамзитобетона прочностью 200— 450 кГ/см2, построенный по результатам испытания 300 образцов 50 составов. Как видно из графика, в 60% случаев отклонения от кривой, рассчитанной по уравнению R= l,24t>4V3 +38, не превышают ±10% и в 85% случаев не превышают +20%, несмотря на то, что в данном примере состав керамзитобетона варьировался в очень широких пределах: расход керамзита менялся от 0 до до 1 MS/MS, а соотношение цемента и песка от 1 : 0 до 1:3. Таким образом, точность корреляционной зависимости «скорость-прочность» для высокопрочного керамзитобетона лежит в тех же пределах, что и для обычного тяжелого бетона. Использование уравнения множественной регрессии, как указывалось, позволяет значительно повысить точность расчета. Для данных, приведенных иа рис. 14, было получено уравнение
Я= 1,24 t>%3 — 151^—43,2 П/Ц + 162 (4)
Поскольку для этой серии опытов прочность керамзита не варьировалась, она в расчет не вошла. Среднеквадратичное отклонение для значений прочности равно в данном случае 31 кГ/см2, Что при средней прочности 338 кГ/см2 составляет всего 9%. Такой разброс соизмерим с вариацией прочности при обычном испытании образцов-кубов на сжатие.
Рис. 14. Зависимость между прочностью высокопрочного керамзитобетона и скоростью прохождения ультразвука |
В настоящее время не существует методов, позволяющих с высокой точностью теоретически рассчитать зависимость между прочностью бетона и скоростью прохождения ультразвука. Поэтому на практике приходится пользоваться экспериментально найденными зависимостями. При контроле прочности бетона только по скорости прохождения ультразвука обычно строится тари — ровочная кривая «скорость-прочность», которая и используется в дальнейшем при контроле изделий.
Для построения тарировочной кривой применяются контрольные кубы, изготовленные в заводской лаборатории, что позволяет учесть вариацию состава бетонной смеси и свойств ее составляющих на данном производстве. При этом точный состав бетона, соответствующий каждой точке при построении тарировочной кривой, неизвестен.
В случае использования при контроле качества керамзитобетона уравнения вида (3) тарировочную кривую построить нельзя, так как графически это уравнение нельзя изобразить на плоскости. Поэтому в данном случае вместо тарировочного графика следует пользоваться аналитическим выражением — интерполяционной формулой, коэффициенты которой находятся опытным путем методом множественной регрессии [18]. Для этого необходимо специально изготовить и испытать несколько серий образцов-кубов в количестве не менее 50—100 шт. Образцы нужно изготовлять из применяемых на предприятиях материалов и по принятым на производстве режимам. Условия твердения и возраст образцов в момент испытания должны быть такими же, как у контролируемых изделий. Образцы нужно изготовлять из керамзитобетона различных составов, один из которых соответствовал бы заданному, а другие отличались бы от него в пределах возможных на производстве колебаний. В большинстве случаев колебания прочности керамзита, его расхода, соотношения песка и цемента, прочности растворной составляющей или В/Ц должны составлять примерно ±15—20%-
После определения коэффициентов интерполяционной формулы для контроля прочности керамзитобетона в формулу подставляют результаты измерения скорости прохождения ультразвука в изделиях и данные заводской лаборатории о прочности керамзита и составе применяемого бетона.
Добавить комментарий