| ВВЕДЕНИE
Одним из эффективных мероприятий, способствующих выполнению задач, поставленных перед промышленностью сборного железобетона, является применение жестких бетонных смесей. Особенность жестких смесей заключается в том, что они позволяют комплексно разрешить ряд важнейших проблем технологии производства сборного железобетона.
Во-первых, жесткие бетонные смеси необходимы для изготовления качественных пустотелых изделий с повышенной пустотностью, а также вибропрокатных изделий. Возможность немедленной распалубки после окончания формования позволяет значительно сократить расход металла на формы, превратив опалубку в часть формующей машины, а в ряде случаев во многом упростить технологический процесс формования.
Во-вторых, жесткие бетонные смеси позволяют резко сократить продолжительность твердения изделий для получения заданной прочности как при тепловой обработке, так и при естественном вызревании. Это способствует увеличению выпуска продукции с единицы производственной площади и значительно повышает оборачиваемость металлоемких форм.
В-третьих, применение жестких бетонных смесей дает возможность сократить расход цемента — наиболее дефицитного и дорогого материала в производстве железобетона.
В-четвертых, при использовании жестких бетонных смесей значительно облегчается получение высокопрочных бетонов, необходимых для создания новых, наиболее эффективных и экономичных конструкций.
Наконец, бетоны из жестких бетонных смесей отличаются повышенной морозостойкостью и водонепроницаемостью, меньшей усадкой и ползучестью.
Таковы основные преимущества жестких бетонных смесей.
Внедрение жестких бетонных смесей встречает ряд затруднений: необходимо более совершенное оборудование, тщательный контроль производства. Кроме того, серьезным препятствием является недостаточная изученность основных свойств жестких смесей, а также особенностей их приготовления и формования.
Прежде чем рассматривать свойства, способы получения, область применения и другие вопросы технологии жестких бетонных смесей, необходимо определить понятие о таких смесях. Естественно, что граница между подвижными, мало подвижными и жесткими смесями условна.
На основании исследований, проведенных в лабораторных условиях, и производственного опыта предложено относить к «жестким» такие бетонные смеси, которые вследствие пониженного содержания воды не обладают подвижностью в статическом состоянии и характеризуются жесткостью (удобоукладываемостью) свыше 30 сек., определенной техническим вискозиметром (ГОСТ 6901-54) при амплитуде колебаний виброплощадки 0,5 мм и частоте 2 800—3 000 кол/сек.
Ниже даны обоснования такого определения и описывается методика измерения степени жесткости.
1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ЖЕСТКИХ БЕТОННЫХ СМЕСЯХ
В большинстве исследований, выполненных за последние годы, жесткие бетонные смеси рассматриваются главным образом как средство получения высокопрочных и быстротвердеющих бетонов. В соответствии с этим к жестким относятся смеси, имеющие низкие значения водоцементного отношения (В/Ц=0,3—0,4) в отличие от подвижных смесей, для которых характерны значения В/Ц в пределах 0,5—0,7. Ограниченное представление о жестких бетонных смесях только как о смесях с низкими В/Ц не дает ясного и полного понимания их природы и особенностей.
Жесткие смеси используются главным образом для получения высокомарочных бетонов. Это и нашло свое отражение в таком узком направлении использования жестких бетонных смесей.
В производстве сборных железобетонных конструкций применение жестких бетонных смесей имеет целью не только получение высокопрочных и быстротвердеющих бетонов. Поэтому и понятие о жестких бетонных смесях, безусловно, не должно быть связано с какими-то определенными значениями В/Ц, сроками твердения и прочностями бетона. Жесткие смеси могут быть получены при любых величинах В/Ц, точно так же, как и пластичные или малоподвижные смеси. Существенным отличием жестких смесей является лишь то, что они могут быть приготовлены при низких водоцементных отношениях с относительно невысоким расходом цемента.
Основным отличием жестких бетонных смесей является необходимость затраты дополнительной работы на приготовление и особенно на уплотнение смеси.
Понятие о жесткой бетонной смеси неразрывно связано и с ее водосодержанием. Необходимость учета водосодержания вызвана тем обстоятельством, что смесь, требующая для своего уплотнения дополнительной работы, может быть получена в ряде случаев при высоком водосодержании, обычно характерном для малоподвижных или подвижных бетонных смесей. Такие смеси могут быть получены при неудовлетворительном подборе зернового состава заполнителей (например, при повышенном содержании песка). Несмотря на их формально высокую степень жесткости, эти смеси не могут быть отнесены к категории жестких смесей, так как они не обладают всеми особенностями и преимуществами, характерными для последних, которые обусловливаются именно понижением водосодержания.
Сказанное не означает, что понятие о жестких бетонных смесях должно быть связано с какой-то максимальной величиной во- досодержания, как это предлагалось некоторыми авторами, хотя, безусловно, что при низком водосодержании, равном, скажем, 120 л/м3, смесь всегда будет жесткой. В зависимости от вида и расхода цемента, крупности и зернового состава заполнителей жесткие бетонные смеси могут быть получены при различных водосодержаниях. Практически водосодержание жестких смесей может изменяться в пределах от 100 до 200 л/м3.
Во всех предлагавшихся определениях понятия «жесткая бетонная смесь» к жестким относят смеси, обладающие нулевой осадкой стандартного конуса. Однако и по этому показателю жесткой следует считать только смесь, удовлетворяющую технологическим требованиям, например высокой структурной прочностью, допускающей удаление вкладышей-пустотообразоватслей при изготовлении пустотных изделий немедленно после окончания формования. Смеси, не дающие осадки конуса, но оплывающие в изделии при снятии боковой опалубки или удалении вкладышей, относятся к малоподвижным. Таким образом, нулевая осадка стандартного конуса является обязательным, но не достаточным условием для отнесения бетонной смеси к категории жестких. Необходим дополнительный показатель, который позволил бы отличать жесткие смеси от малоподвижных.
С. А. Миронов и Г. А. Аробелидзе считают, что под жесткими следует понимать такие бетонные смеси, которые находятся в полусухом состоянии до формования и уплотняются только при эффективной вибрации с пригрузкой. Малоподвижные или вязкие смеси имеют также нулевую осадку конуса, но могут быть уложены без пригрузки. Смеси, уплотнение которых с пригрузкой продолжается более 3—4 мин., эти авторы предлагают относить к категории «особо жестких».
Приведенная формулировка довольно расплывчата, так как не ясно, что подразумевается под эффективной вибрацией и к каким видам изделий относятся предложенные требования по длительности уплотнения, так как время уплотнения одной и той же смеси будет различным в зависимости от вида и конфигурации изделия, способа и эффективности уплотнения.
К. Э. Горяйнов и А. В. Михайлов [56, 201 называют жесткими смеси, имеющие показатель удобоукладываемости не менее 45 сек. Все исследования они проводили со смесями, имеющими низкое водосодержание в пределах 100—120 л/м3. Уплотнение смесей в лабораторных формах с пригрузкой продолжалось от 1 до 12 мин. Для производства ими рекомендуются смеси с удобоукладываемостью по способу НИИ-200 (см. главу II) не более 180—360 сек., а при недостаточной мощности вибрирующих устройств и сложной конфигурации изделий —90—120 сек. Подобные смеси характеризуются показателем удобоукладываемости во много раз большим, чем принятое минимальное значение — 4.5 сек. Их жесткость по стандартному методу не менее 200—300 сек.; следовательно, они должны быть отнесены к категории «особо жестких» смесей, использование которых в настоящее время является затруднительным.
Примерно такие же рекомендации были даны и Г. Д. Копелянским. В этих работах под жесткими смесями понимаются только очень сухие смеси, требующие чрезвычайно интенсивного уплотнения или значительного повышения его продолжительности. Такие смеси в настоящее время, как показали производственные опыты, еще не могут быть внедрены на заводах железобетонных изделий.
Другие авторы, наоборот, зачастую понимают под жесткими лишь смеси с примерной удобоукладываемостью по У 110-56 не более 120 сек. Такое ограничение области жестких бетонных смесей сужает возможный объем их применения и не позволяет выдвинуть требования к машиностроителям о производстве оборудования, пригодного для уплотнения более жестких смесей.
На наш взгляд, жесткими следует называть такие бетонные смеси, которые в силу ограниченного водосодержания не обладают подвижностью в статическом состоянии и характеризуются жесткостью (удобоукладываемостью) свыше 30 сек., определенной техническим вискозиметром при амплитуде колебаний виброплощадки 0,5 мм и частоте 2 800—3 000 кол/мин. При этом состав жестких бетонных смесей характеризуется пониженным содержанием цементного теста и повышенным содержанием крупного заполнителя, который после уплотнения образует скелет с тонкими прослойками цементного раствора. В полностью уплотненных жестких бетонных смесях не должно содержаться воздушных пустот.
В соответствии с различиями в свойствах и необходимых методах уплотнения жесткие бетонные смеси в свою очередь подразделяются на нормально жесткие (показатель удобоукладываемости до 200 сек.), особо жесткие (200—700 сек.) и сверх жесткие (более 700 сек).
Жесткие бетонные смеси в производстве сборного железобетона
д-р техн. наук В.И.Сорокер, инж. В.Г.Довжик
Москва 1958
|
