лаба м-лы

Песок

Песок представляет собой рыхлую смесь зерен крупностью до 5 мм. Он подразделяется на природный, из отсевов дробления, дробленый и фракционированный.

Природный песок образовался в результате естественного разрушения скальных горных пород. Его получают при разработке песчаных и песчано-гравийных месторождений.

Песок из отсевов дробления получают при производстве щебня дроблением горных пород и из отходов обогащения руд черных, цветных металлов и неметаллических ископаемых других отраслей.

Дробленый песок получают из скальных горных пород и гравия измельчением на специальном дробильно-размольном оборудовании. Однако он дорогой и может применяться только при отсутствии природного песка.

Качество песка оценивают по зерновому составу и модулю крупности; содержанию пылевидных и глинистых частиц, в том числе глины в комках; органических примесей, истинной плотности, насыпной плотности, пустотности, влажности, содержанию пород и минералов, относимых к вредным компонентам и примесям, удельной эффективной активности естественных радионуклидов.

Зерновой состав песка оказывает существенное влияние на качество бетона. Песок заполняет пустоты между зернами крупного заполнителя. Цементное тесто обволакивает зерна песка и заполняет пустоты. Лучшим является песок с меньшей удельной поверхностью зерен и минимальной пустотностью. Он наиболее экономичен.

Частицы мельче 0,05 мм относят к глинистым. Они обволакивают зерна песка и препятствуют сцеплению с цементным камнем. Суммарная поверхность зерен становится больше, в результате чего водопотребность бетонной смеси повышается. Все это приводит к понижению прочности и морозостойкости бетона, увеличению расхода цемента. Глина в комках при увлажнении набухает, при высыхании дает усадку, что также ухудшает качество бетона.

Содержание пылевидных и глинистых частиц, в том числе глины в комках, в песке не должно превышать значений приведенных в таблице 4.6.

Содержание глины в комках для гидротехнических бетонов не допускается.

Органические примеси в песке отрицательно влияют на свойства бетонов. Они содержат в своем составе гумусовые вещества, которые разрушают цементный камень. Прочность бетона на песке с органическими примесями не должна быть меньше прочности бетона на песке, промытом сначала известковым молоком, а затем водой.

Для тяжелого бетона чаще всего применяют песок с истинной плотностью зерен от 2,0 до 2,8 г/см3. Средняя насыпная плотность песка для бетона класса В12,5 и выше не должна быть менее 1400 кг/м3, а для конструкций, подверженных попеременному замораживанию и оттаиванию в насыщенном водой состоянии – менее 1550 кг/м3.

При встряхивании песок уплотняется и его насыпная плотность увеличивается до 1600–1700 кг/м3. В песке оптимального зернового состав пустотность не должна превышать 38 %. Песок повышенной пустотности не экономичен. Требуется больше цементного теста для заполнения пустот, что приводит к перерасходу цемента.

Влажность песка влияет на его насыпную плотность. При влажности 4–7 % по массе насыпная плотность уменьшается на 10–40 %. При влажности 20 % объем песка такой же, как и у сухого. При полной заливке песок уплотняется.

Влажность песка учитывают при подборе рабочего состава бетона. Следует иметь в виду, что изменение влажности на 1 % может изменить подвижность бетонной смеси на 4 см и снизить предел прочности на 2 МПа. Поэтому влажность песка следует постоянно контролировать.

Щебень

Щебень представляет собой материал, состоящий из зерен остроугольной формы, получаемых дроблением крупных кусков различных горных пород.

Бетонные смеси на гравии имеют большую удобоукладываемость по сравнению со смесями на щебне. В этом преимущество гравия перед щебнем. Недостатком является меньшая сила сцепления с цементным камнем.

Бетонные смеси на щебне имеют худшую удобоукладываемость. Однако в связи с неровной поверхностью зерен прочность их сцепления с цементным камнем выше.

Для бетонов классов до В25 в качестве крупного заполнителя целесообразно применять гравий, для бетонов более высокой прочности – щебень.

Качество крупных заполнителей оценивают по зерновому составу и наибольшей крупности зерен, пустотности, содержанию пылевидных и глинистых частиц, сернистых и сернокислотных соединений, органических примесей, прочности при сжатии, морозостойкости, форме зерен, содержанию зерен слабых пород (для гравия), вредных примесей.

Крупный заполнитель выпускают в виде фракций с размерами зерен от 5 до 10 или от 3 до 10; св. 10 до 15 мм; св. 10 до 20 мм, св. 15 до 20 мм, св. 20 до 40 мм; св. 40 до 80 (70) мм и смеси фракций от 5 (3) до 20 мм.

По согласованию изготовителя с потребителем щебень и гравий может выпускаться в виде смесей других фракций, а также фракции св. 80(70) до 120 мм и св. 120 до 150 мм.

Максимальная крупность применяемого материала зависит от размера бетонируемой конструкции и не должна превышать ¼ части минимального ее сечения и ¾ наименьшего расстояния в свету между арматурными стержнями.

При подаче бетонных смесей к месту укладки бетоноводами размер зерен гравия не должен быть более 2/5 его диаметра, а щебня – не более 1/3.

Оптимальность зернового состава щебня (гравия) оценивается по полученным остаткам на контрольных ситах. Для щебня (гравия) вышеприведенных фракций и их смесей, кроме фракций от 5(3) до 10 мм они должны соответствовать значениям, приведенным в таблице 4.7.

Таблица 4.7Зерновой состав щебня (гравия)

Размеры зерен щебня (гравия), определяемые по размерам отверстий контрольных сит, мм

Наименьшая крупность d

Средняя

крупность 0,5(D+d)

Наибольшая крупность D

1,25D

Полные остатки на ситах, % от массы

От 90 до 100

От 30 до 60

До 10

До 0,5

Прочность щебня (гравия) характеризуется маркой, определяемой по дробимости при сжатии в цилиндре, которая должна соответствовать данным, приведенным в таблицах 4.9–4.11.

Таблица 4.9 Марки по дробимости щебня из изверженных пород

Марка по дробимиости

Потеря массы, %

антрузивных (глубинных) пород

эффузивных (излившихся) пород

1400

До 12 включ.

До 9 включ.

1200

Св. 12 до 16

Св. 9 до 11

1000

“ 16 “ 20

“ 11 “ 13

800

“ 20 “ 25

“ 13 “ 15

600

“ 25 “ 34

“ 15 “ 20

Таблица 4.10Марки по дробимости щебня из осадочных и метамор фических пород

Марка по дробимости

Потеря массы, %

в сухом состоянии

в насыщенном водой

состоянии

1200

До 11 включ.

До 11 включ.

1000

Св. 11 до 13

Св. 11 до 13

800

“ 13 “ 15

“ 13 “ 15

600

“ 15 “ 19

“ 15 “ 20

400

“ 19 “ 24

“ 20 “ 28

300

“ 24 “ 28

“ 28 “ 38

200

“ 28 “ 35

“ 38 “ 54

Таблица 4.11Марки по дробимости щебня из гравия

Марка по дробимости

Потеря массы, %

щебня из гравия

гравия

1000

До 10 включ.

До 8 включ.

800

Св. 10 до 14

Св. 8 до 12

600

“ 14 “ 18

“ 12 “ 16

400

“ 18 “ 26

“ 16 “ 24

По морозостойкости щебень и гравий подразделяются на марки F15, F25, F50, F100, F150, F200, F300. Марка заполнителя должна обеспечивать необходимую морозостойкость бетона.

Подбор состава и испытание тяжелого бетона

Наибольшее распространение в строительстве получил тяжелый бетон со средней плотностью от 2000 до 2500 кг/м3 общестроительного назначения. Для его изготовления применяются вяжущие, вода, песок и крупный заполнитель из плотных горных пород, различные минеральные и органические добавки. Применяют его для конструктивных элементов промышленных, гражданских, сельскохозяйственных зданий, мостов, шпал и др. К этому бетону предъявляются требования по прочности, и при необходимости, по морозостойкости и водонепроницаемости.

По назначению бетоны подразделяют на конструкционные и специальные (гидротехнические, дорожные, теплоизоляционные, конструкционно-теплоизоляционные, жаростойкие, химически стойкие, декоративные, радиационно-защитные, напрягающие и др.).

Подбор состав бетона заключается в установлении соотношения между цементом, водой, песком, щебнем (гравием) и добавками. Это соотношение должно обеспечивать необходимые технические свойства затвердевшего бетона и технологические свойства бетонной смеси при минимальных материальных и энергетических затратах. Состав бетона определяют расчетно-экспериментальным способом.

Подбор состава включает следующие основные этапы: определение номинального состава, расчет и корректировку рабочего состава, расчет и передачу в производство рабочих дозировок.

Удобоукладываемость – это способность бетонной смеси заполнять форму бетонируемого изделия под действием сил тяжести или вибрации.

Она оценивается показателями подвижности или жесткости. Подвижность определяется в сантиметрах по величине осадки стандартного конуса, для смесей, не имеющих осадки конуса, определяется жесткость в секундах на специальных приборах

Рисунок 4.6 – Определение по

д- вижности бетонной смеси

Рисунок 4.6 – Определение под- вижности бетонной смеси

Рисунок 4.7 – Прибор для определения жес

ткости бетонной смеси: 1– форма; 2 – упоры для крепления конуса; 3 – конус; 4 – воронка; 5 – штанга;

6 – направляющая втулка; 7 – втулка для крепления диска; 8 – диск с шестью отверстиями; 9 – штатив;

10 – зажим штатива

Рисунок 4.7 – Прибор для определения жесткости бетонной смеси: 1– форма; 2 – упоры для крепления конуса; 3 – конус; 4 – воронка; 5 – штанга;

6 – направляющая втулка; 7 – втулка для крепления диска; 8 – диск с шестью отверстиями; 9 – штатив;

10 – зажим штатива



Экспериментальная проверка и корректировка бетонной смеси и бетона. Вначале корректируют состав бетонной смеси по удобоукладываемости (подвижности ОК или жесткости Ж) на опытных замесах, на основе визуального контроля увеличением или уменьшением расхода воды. При вторичном перемешивании допускается корректировать, добавляя воду, цемент, заполнители, добавки. Откорректировав удобоукладываемость бетонной смеси, проверяют и корректируют состав по прочности на сжатие. Для этого устанавливают зависимость прочности от основного параметра – цементно-водного (водоцементного) отношения. Строят график зависимости прочности бетона от В/Ц(Ц/В).

Прочность бетона характеризуется классом или маркой. Класс представляет собой нормируемое значение гарантированной прочности бетона, МПа, с доверительной вероятностью 0,95 с учетом однородности бетона. Маркой называется нормируемое значение средней прочности бетона, кгс/см2 (10-1МПа), без учета однородности бетона.

Прочность бетона назначается чаще всего в возрасте 28 суток. В зависимости от времени нагружения конструкций может назначаться и в другом возрасте. Например, 4; 7; 60; 90; 180 суток

Прочность бетона определяется по результатам испытания контрольных образцов, форма и размеры которых приведены в таблице 4.20.

Таблица 4.20 – Форма и размеры контрольных образцов. Формулы для определения прочности бетона

Метод

Форма образца

Формулы для определения предела прочности

Размеры образца, мм

Определение прочности на сжатие и на растяжение при раскалывании

Куб

Цилиндр

где R – предел прочности бетона на сжатие, МПа;

Р – разрушающее усилие, Н;

F – площадь рабочего сечения образца, мм2;

– масштабный коэффициент

Длина ребра: 70; 100; 150; 200; 300;

Диаметр d: 70; 100; 150; 200; 300;

Определение прочности на осевое растяжение

Призма квадратного сечения

Цилиндр



Восьмерка

где Rt– предел прочности бетона на растяжение, МПа;

P – разрушающее усилие, Н;

F – площадь рабочего сечения образца, мм2;

– масштабный коэффициент

70х70х280;

100х100х400;

150х150х600;

200х200х800;

Диаметр d: 70; 100; 150; 200; 300;

Высота h = 2d

Поперечное сечение восьмерок: 70х70; 100х100; 150х150; 200х200

Определение прочности на растяжение при изгибе и при раскалывании

Призма квадратного сечения

Растяжение при изгибе

Растяжение при раскалывании

где Rtbи Rtt– пределы прочности на растяжение при изгибе и растяжении при раскалывании, МПа;

P – разрушающее усилие, Н;

F – площадь рабочего сечения образца, мм2;

a, b, – ширина, высота и расстояние между опорами, мм;

и – масштабные коэффициенты

70х70х280;

100х100х400;

150х150х600;

200х200х800;

За базовый образец при всех видах испытаний принимается образец с размером рабочего сечения 150х150 мм. При испытании образцов с другим рабочим сечением в формулы для определения прочности бетона, приведенные в таблице 4.20, вводятся масштабные коэффициенты по таблице 4.21.

Таблица 4.21Масштабные коэффициенты

Форма и размеры образцов, мм

Значение масштабного коэффициента при испытани

на сжатие, для всех видов бетона, кроме ячеистого α

на растяжении при раскалывании

на растя-

жение при

изгибе

тяжелого

бетона

на осевое растяжение

для тяжелого бетона

для мелко-

зернистого бетона

Куб (ребро) или квадратная призма (сторона):

70

100

150

200

300

Цилиндр (диаметр х высота):

100х200

150х300

200х400

300х600

0,85

0,95

1,00



Страницы: Первая | 1 | 2 | 3 | Вперед → | Последняя | Весь текст