В опытах по изучению свойств, составов, а также методов уплотнения жестких бетонных смесей использовались щебень и гравий Академического карьера, составленные из фракций 3—10 мм (30%) и 10—20 мм (70%). В ряде опытов применялись только однофракционные заполнители, а также щебень с предельной крупностью 40 мм. В качестве мелкого заполнителя использовались пески Тучковского и Москворецкого месторождений. Модуль крупности тучковского песка изменялся от 2,6 до 2,9. Модуль крупности москворецкого песка был равен 2,3, однако в отличие от тучковского песка, содержащего до 5% пылевидных частиц, проходящих через сито 0,15 мм, москворецкий песок обладал значительно меньшей запыленностью и как следствие этого меньшей водопотребностью. В ряде опытов тучковский песок обогащали, отсеивая пылевидные частицы.
Опыты в основном проводились на различных партиях цемента Белгородского завода марки 500. Ряд опытов был проведен на быстротвердеющем цементе Николаевского завода. Характеристика цементов приведена в табл. 8.
1. О ВОДОСОДЕРЖАНИИ ЖЕСТКИХ СМЕСЕЙ
Как известно, вода в составе бетонной смеси необходима не только для химических процессов — гидратации минерального цементного клинкера, —но и для создания смазывающей прослойки из цементного теста на поверхности зерен заполнителей, облегчающей уплотнение смеси. Чем мощнее средства для уплотнения бетонной смеси, тем более жесткая смесь может быть уплотнена в конструкции. Жесткость же смеси данного состава определяется количеством воды в ней. Водосодержание смеси является одним из наиболее важных ее параметров. Уменьшенное водосодержание, характерное для жестких смесей, обусловливает возможность их приготовления при меньших водоцементных отношениях, что позволяет повысить прочность бетона. При неизменном водоцементном отношении возможно сокращение расхода цемента без повышения прочности бетона. Жесткие бетонные смеси позволяют осуществить немедленную распалубку изделий после формования.
Для того чтобы установить зависимость между жесткостью и водосодержанием бетонной смеси, были проведены опыты по определению жесткости бетонных смесей различных составов. В этих опытах бетонные смеси изготовлялись на щебне и гравии с крупностью 3—20 мм, песке различного зернового состава и цементах Белгородского и Николаевского заводов. Анализ данных, полученных в этих опытах (рис. 11), позволяет сделать ряд важных выводов.
1. Во всех опытах был получен совершенно одинаковый характер зависимости жесткости бетонной смеси от ее водосодержания. Математическая обработка полученных кривых показала, что все они удовлетворяют уравнению:
или
где Ж и В — жесткость и водосодержание бетонной смеси в любой точке кривой (соответственно в сек. и л/м3);
Ж1 и В1 — жесткость и водосодержание бетонной смеси в определенной конкретной точке кривой; k — показатель степени, равный в среднем 8,5.
Это обстоятельство дает право производить построение зависимости между жесткостью и водосодержанием Ж = f(B) по одной точке, что позволяет значительно облегчить методику подбора состава бетона.
1. При построении кривых 3 и 4 (рис. 11) бетонные смеси приготовлялись на одних и тех же заполнителях, но с использованием различных партий цемента Белгородского завода марки 500. Как видно из рисунка, различие в водопотребности бетонных смесей, изготовленных из разных партий одного и того же цемента, довольно велико (до 15%). Этот факт достаточно убедительно доказывает необходимость обязательной проверки каждой новой партии цемента, поступающей на бетонный завод. Одновременно этот факт является серьезным упреком работникам цементных заводов, которые, заботясь лишь о марке цемента, обращают мало внимания на его водопотребность, что часто вызывает перерасход цемента и ухудшение однородности бетона.
2. Опыты показали, что для жестких бетонных смесей сохраняется известное правило о зависимости жесткости смеси только от водосодержания, а не от расхода цемента. Как известно, действие этого правила для пластичных и малоподвижных смесей ограничивается смесями с расходом цемента в пределах 200— 400 кг/м3. Для жестких смесей в большинстве случаев при неизменной жесткости увеличение расхода цемента сверх 330—350 кг/м3 начинает вызывать рост водопотребности. При расходе цемента 400 кг/м3 водопотребность возрастает на 5—10 л/м3, а при низких значениях В/Ц (0,35 и менее) и расходах цемента 600—700 кг/м3 рост водопотребности может доходить до 30—40 л/м3. Для таких жирных жестких смесей технический вискозиметр, как показывают наблюдения, дает завышенные значения жесткости, вызываемые чрезвычайно большой вязкостью смеси. Так, что использование этого показателя (как и сама зависимость Ж=f(В)справедливо лишь при «нормальных» расходах цемента.
Интересно отмстить, что и в опытах Плаумена, результаты которых были приведены на рис. 3, водосодержание бетонной смеси не остается постоянным, увеличиваясь для жирного состава бетона 1:4 (расход цемента более 400 кг/м3) по сравнению с составами 1:6—1:9 (примерный расход цемента 350—250 кг/м3). В этих опытах измерялось время уплотнения смеси, что давало возможность избегать ошибок, связанных с применением вискозиметра.
На основании проведенных опытов может быть подсчитана возможная экономия цемента, достигаемая при применении жестких бетонных смесей. Такая экономия является минимальной, так как жесткие смеси (как будет показано в дальнейшем) при том же значении В/Ц дают бетоны более высокой прочности, чем малоподвижные и пластичные смеси. Это ведет к дополнительной экономии цемента.
В табл. 9 приведены данные об уменьшении водосодержания при различной жесткости смеси по сравнению с малоподвижными смесями, характеризуемыми жесткостью 20—25 сек.
Приведенные в табл. 9 данные показывают, что жесткие бетонные смеси имеют значительно меньшее водосодержание, чем малоподвижные смеси, и, следовательно, можно соответственно уменьшить и расход цемента для получения бетона заданной прочности.
Жесткие бетонные смеси в производстве сборного железобетона
д-р техн. наук В.И.Сорокер, инж. В.Г.Довжик
Москва 1958
|
