| 4. ПРОЧНОСТЬ СВЕЖЕОТФОРМОВАННОГО БЕТОНА
Важной особенностью жестких бетонных смесей является их сравнительно высокая, прочность в свежеотформованном состоянии. Это свойство обусловливает возможность после окончания формования немедленно распалубливать изделия и удалять пустотообразователи в пустотелых плитах.
До настоящего времени оценка возможности немедленной распалубки изделий носит субъективный характер. О возможности распалубки делают заключение на основании наблюдения за состоянием свежеотформованного изделия после удаления вкладышей и пустообразователей или снятия бортов формы. Оплывание уплотненной бетонной смеси или ее оседание свидетельствуют в этих случаях о недостаточной величине прочности свежеотформованной бетонной смеси. Такая оценка не связана с физическими характеристиками бетонной смеси и не дает цифровых показателей, которые определяли бы возможность немедленной распалубки.
Прочность свежеотформованной бетонной смеси в первую очередь может быть связана с жесткостью бетонной смеси: Это было хорошо показано И. Г. Соваловым, который установил, что среднее отношение рекомендованного им показателя жидкости (см. стр. 26) к прочности свежеотформованной бетонной смеси равно 50. При жесткости 60—90 сек. (по методу Совалова) прочность при сжатии свежеотформованных кубов размеров 10Х10Х Х10 см составила 1,7—1,2 кг/см2, при меньшей жесткости она доходила до 0,8—0,5 кг/см2.
В наших опытах предел прочности при сжатии свежеотформованных кубов из сверхжестких смесей с ребром 10 см составил примерно 16 кг/см2, 10 кг/см2 при жесткости 600—700 сек. и 3 кг/см2 при жесткости 200—250 сек. В этих опытах предельная крупность щебня была 20 мм. Интересно отметить, что по этим данным отношение показателя жесткости к значению прочности равно в среднем 70.
Стюарт указывает, что для возможности немедленной распалубки бетонная смесь должна содержать минимальное количество раствора, избыток которого повышает пластичность бетона, создает излишнюю смазку между отдельными зернами крупного заполнителя и снижает прочность свежеотформованного бетона. По мнению Стюарта, прочность свежеотформованной бетонной смеси возрастает с увеличением максимального размера крупного заполнителя. Она больше для бетонной смеси со щебнем, чем для смеси с гравием.
Проведенные во ВНИИЖелезобетоне опыты выявили значительное влияние на прочность свежеотформованной бетонной смеси степени уплотнения смеси.
Авторами был предложен и испытан метод оценки прочности (называемой условной структурной прочностью) свежеотформованной бетонной смеси — по оседанию при встряхивании свежеотформованного распалубленного бетонного цилиндра. Опыты проводились следующим образом. Бетонная смесь уплотнялась в цилиндрическом сосуде с пригрузкой или без нее до полного уплотнения. Далее отформованный бетонный цилиндр извлекался из сосуда после короткого (до 5 сек.) вибрирования. Цилиндр устанавливался на стандартный встряхивающий столик для испытания пластичных цементных растворов [ГОСТ 310-41] и производилось измерение его высоты в четырех точках (рис. 15, а). Подобные измерения производились и после определенного (25, 50, 100, 150 и 200) числа встряхиваний. Цилиндр подвергался встряхиванию с амплитудой 5 мм и частотой примерно 60 встряхиваний в минуту. Во всех случаях наблюдалось в большей или меньшей степени оседание и оплывание бетонной смеси (рис. 15, б), пропорционально числу встряхиваний, а в ряде случаев (при малой жесткости смеси) после 100 или меньшего числа встряхиваний цилиндр начинал разваливаться (рис. 15, в). Оседание цилиндра, выраженное в процентах от первоначальной высоты, принималось за меру прочности свежеотформованной бетонной смеси. Предложенный метод воспроизводил в гораздо более жестких условиях те возможные толчки и удары, которые может испытывать свежеотформованное распалубленное изделие при транспортировании формы или поддона.
Опыты, проведенные со смесями на щебне с предельной крупностью 20 мм и с расходом цемента 300 и 400 кг/м3, показали, что определенная таким способом прочность свежеотформованной бетонной смеси увеличивается с уменьшением водосодержания смеси (рис. 16). Изменение содержания песка в смеси заполнителей в пределах 20—50% не оказало влияния на величину осадки цилиндра. Это явление, обнаруженное также и при испытании на сжатие образцов-кубиков и противоречащее выводам Стюарта, очевидно, связано с изменением вязкости раствора, которая возрастает по мере повышения содержания песка и не ухудшает структуры бетонной смеси, несмотря на увеличение количества раствора.
Одновременно опыты показали, что для получения достаточно высокой структурной прочности бетонная смесь должна содержать определенное количество цемента — по крайней мере не меньше 200 кг/м3.
На рис. 17 полученные данные представлены в виде зависимости структурной прочности (осадки цилиндра) от жесткости бетонной смеси.
Эти данные получены в результате 50 встряхиваний. Такое количество встряхиваний давало наилучшие результаты и было принято за «стандартное», так как большее число встряхиваний приводило к разрушению цилиндров из недостаточно жестких бетонных смесей, а меньшее число встряхиваний давало слишком малые величины осадки и нестабильные результаты. Из рис. 17 видно, что «структурная» прочность резко падает при уменьшении жесткости смеси ниже 30—40 сек. В то же время увеличение жесткости выше 150—200 сек. не вызывает заметного роста «структурной» прочности.
Таким образом, немедленная распалубка изделий возможна, если жесткость бетонной смеси будет составлять не менее 40 сек. При меньшей жесткости прочность свежеотформоваиной бетонной смеси недостаточна. Полученные результаты подтверждаются практикой работы предприятий железобетонных изделий по производству многопустотных плит перекрытий с немедленным извлечением пустотообразователей.
Вместе с тем, как показывают наблюдения, для ряда изделий (например, настилы с овальными пустотами) немедленную распалубку можно производить лишь при использовании еще более жестких бетонных смесей (90—100 сек.).
Жесткие бетонные смеси в производстве сборного железобетона
д-р техн. наук В.И.Сорокер, инж. В.Г.Довжик
Москва 1958
|
