Вся бібліотека >>>

Зміст книги >>>

 

Книги по будівництву

 Властивості бетону


Побут. Господарство. Будівництво. Техніка

 

РОЗДІЛ 3. Властивості заповнювачів

 

 

Вимоги до зернового складу заповнювача

 

Ми вже з'ясували, як визначити зерновий склад заповнювача, але нам ще залишається визначити, чи задовольняє отриманий зерновий склад вимогам технічних умов. Які ж ознаки кривий раціонального зернового складу?

Так як міцність бетону в ущільненому стані з заданим водоцементным ставленням не залежить від зернового складу заповнювача, то зерновий склад є важливим лише остільки, оскільки він впливає на легкоукладальність бетонної суміші. Інтенсивність наростання міцності бетону, відповідна даним водоцементному відношенні, вимагає повного ущільнення бетонної суміші, яке в свою чергу може бути досягнуто лише на досить удобоукладываемой суміші. Тому необхідно готувати таку бетонну суміш, яка може бути максимально ущільнена з помірними витратами праці.

Слід зазначити, що існує безліч кривих раціональних зернових складів заповнювача. Крім фізичних вимог не слід забувати і про економічні міркування, а саме бетон повинен бути приготований на дешевих матеріалах, тому недоцільно пред'являти жорсткі вимоги до зернового складу заповнювача.

Вважають, що основними чинниками, визначальними зерновий склад заповнювача, є: питома поверхня наповнювача, яка визначає кількість води, що витрачається на зволоження поверхні зерен; відносний об'єм заповнювача, займаний його зернами; легкоукладальність бетонної суміші і схильність до розшарування.

Слід зазначити, що вимоги легкоукладальності бетонної суміші і нерасслаиваемости певною мірою суперечливі. Ніж легше відбувається щільне укладання зерен різного розміру, тобто розміщення дрібних зерен в порожнинах між більш великими зернами, тим легше такі дрібні зерна можуть виділятися з цих пустот. У правильно складеної бетонної суміші не слід допускати, щоб розчин відокремлювався від крупного заповнювача.



Для фракціонованого заповнювача необхідно, щоб проміжки у ньому були досить малими, щоб цементне тісто не витікало і не було розшарування суміші.

Є ще одна умова для отримання бетонної суміші з задовільною легкоукладальністю: суміш повинна містити достатню кількість матеріалу, що проходить через сито № 52. Так як цей матеріал входять також зерна цементу, то для отримання удобо-укладаються жирних сумішей потрібно більш низький вміст дрібного піску, ніж для бідних сумішей. Якщо в зерновому складі піску недостатньо дрібних зерен, то збільшення співвідношення між дрібним та крупним заповнювачем не виправить становища, а викличе надлишок зерен середнього розміру, що може призвести до підвищення жорсткості бетонної суміші. Бетонна суміш буде мати підвищену жорсткість, якщо фракція будь-якого розміру присутнє в надлишку. Необхідний зміст достатньої кількості дрібних, але міцних зерен досягається в даному прикладі зернового складу мінімальною кількістю зерен, що проходять крізь сито №52, а іноді і сито №100, як це показано в табл. 3.20 і 3.21.

Вимога, щоб заповнювач займав максимально можливий відносний об'єм бетону, насамперед пояснюється економічними міркуваннями, оскільки заповнювач дешевше цементу. Однак застосування занадто жирних сумішей є небажаним і по ряду технічних причин. Вважають, що чим більша кількість заповнювача укладено в заданий об'єм бетону, тим вище міцність бетону. Результати досліджень показують, що максимальна щільність забезпечується кривими зернового складу повністю параболічної форми або в початковій частині параболічної, а потім прямий при побудові у звичайному масштабі, як показано на рис. 3.10. Однак помічено, що використання заповнювача, фракціонованого відповідно до умовами отримання максимальної щільності, часто призводить до отримання жорсткою і навіть неудо-боукладываемой бетонної суміші. Легкоукладальність підвищується при деякому надлишку тесту понад кількості, необхідного для заповнення пустот в піску, а також при надлишку цементно-піщаного розчину понад кількості, необхідного для заповнення пустот в крупному заповнювачі.

Розглянемо роль питомої поверхні наповнювача. Водоцементне відношення в бетонній суміші зазвичай встановлюють виходячи з необхідної міцності. У той же час кількості цементного тесту повинно бути достатньо для покриття поверхні всіх зерен. Тому із зменшенням питомої поверхні заповнювача знижується витрата тесту і, отже, водопотреба бетонної суміші.

У фракціонованого заповнювача зерновий склад та загальна питома поверхня пов'язані один з одним, хоча є безліч кривих зернового складу, що відповідають одній і тій же питомої поверхні. При збільшення найбільшої крупності заповнювача загальна питома поверхня зерен і водопотребу суміші зменшуються, проте ця залежність не є лінійної. Наприклад, зростання найбільшої крупності заповнювача з 9,52 до 63,5 мм може в певних умовах знизити водопотребу бетонної суміші при збереженні тієї ж легкоукладальності на 50 л/м3 (рис. 3.12). При цьому водоцементне відношення можна відповідно знизити на 0,15.

Практичні обмеження найбільшої крупності заповнювача, проведені в тих чи інших умовах, і вплив величини найбільшої крупності заповнювача на міцність бетону будуть розглянуті далі.

Вибравши найбільшу крупність заповнювача і його зерновий склад, ми можемо висловити загальну площу поверхні зерен, використовуючи питому поверхню в якості параметра. Саме загальна поверхня заповнювача визначає колір і легкоукладальність бетонної суміші. Вперше підбір складу бетону на основі питомої поверхні заповнювача був запропоновано Л. Н. Едвардсом в 1918 р. Інтерес до цього методу нещодавно відновився. Питому поверхню можна визначити за допомогою методу водопроникності, однак простого способу випробувань в польових умовах поки не запропоновано. Математичний метод зустрічає певні труднощі з-за мінливість форми різних зерен заповнювача.

Однак це не єдина причина того, чому проектування складу бетону на основі питомої поверхні заповнювача не отримала загального визнання. Було виявлено, що обчислення площі поверхні не представляється можливим для зерен заповнювача більш дрібних, ніж розмір отворів британського сита № 100, і для цементу. Мабуть, ці частинки, а також деякі більш великі зерна піску виконують у бетонній суміші роль змащення і не вимагають такого ж зволоження, як великі зерна. Це підтверджується деякими результатами досліджень, проведених Глэнвиллем, Коллінзом і Мэттьюзом (див. табл. 3.11).

Так як легкоукладальність залежить від питомої поверхні. Мердок запропонував у розрахунках користуватися емпіричними коефіцієнтом питомої поверхні. Значення цього коефіцієнта, а також відносні значення питомої поверхні наведені в табл. 3.12.

Для визначення загального впливу площі поверхні заповнювача певного зернового складу процентний вміст по вазі кожної фракції заповнювача множать на величину коефіцієнта питомої поверхні відповідної фракції, після чого отримані для кожної фракції значення підсумовують. З іншого боку, Деві знайшов, що при одній і тій же питомої поверхні заповнювача колір і міцність бетону при стисненні є однаковими Для досить широкого діапазону зернових складів заповнювача. Це відноситься як до зернового складу з усіма необхідними фракціями, так і до зернового складу з пропуском деяких фракцій. Три з чотирьох зернових складів, наведених в табл. 3.13, відтворених з статті Деві, є складами з пропуском ряду фракцій.

Виявлено, що підвищення питомої поверхні заповнювача при постійному водоцементном відношенні призводить до зниження міцності бетону, що очевидно з даних табл. 3.14, що відтворюють результати досліджень Ньюмана і Тейшеннэ. Причини цього повністю не з'ясовані, але можливо, що зниження щільності бетону внаслідок зменшення крупності заповнювача призводить до зниження міцності бетону. Мабуть, площа поверхні заповнювача є важливим

чинником, визначальним легкоукладальність бетонної суміші, хоча досі точно не встановлена дійсна роль дрібних частинок заповнювача.

Типові зернові системи, наведені в «Дорожніх записках» № 4, характеризуються різними значеннями загальної питомої поверхні. Наприклад, при використанні річкового піску і гравію чотири кривих зернового складу № 1-4 (див. рис. 3.13) характеризуються відповідно питомою поверхнею 16, 20, 25 і 33/см2 р. Властивості бетонних сумішей, приготовлених на заповнювачах, зерновий склад яких незначно відрізняється від типового складу, будуть практично однаковими в тих випадках, коли невеликий недолік дрібних зерен компенсується великою надлишком великих зерен. Однак це відхилення не повинно бути занадто великим.

Безсумнівно, зерновий склад заповнювача є важливим фактором, що впливає на легкоукладальність бетонної суміші. Удобоук-ладываемость у свою чергу визначає: колір і витрата цементу, розшарування суміші, можливість виділення цементного молока на поверхні бетону, якість укладання і обробки поверхні бетону. Перераховані властивості роблять істотний вплив на властивості затверділого бетону: міцність, усадку і довговічність.

Таким чином, склад бетону великою мірою визначається зерновим складом заповнювача, однак виразити математично цю залежність поки не представляється можливим.

І, нарешті, слід пам'ятати, що значно важливішим, чим підбір ідеального зернового складу, є забезпечення сталості раціонального зернового складу, в іншому випадку бетонна суміш буде характеризуватися змінної легкоукладальністю. Оскільки легкоукладальність зазвичай коригується в бетономішалці допомогою зміни вмісту води, це призводить до отримання бетону змінної міцності.

    

 «Властивості бетону» Наступна сторінка >>>

 

Дивіться також:

 

Як приготувати бетон і будівельні розчини

Вихідні матеріали 1.1. Мінеральні в'яжучі речовини 1.2. Заповнювачі 1.3. Вода 1.4. Визначення необхідної кількості матеріалів Будівельні розчини 2.1. Властивості будівельних розчинів 2.2. Види будівельних розчинів 2.3. Приготування будівельних розчинів 2.4. Склади Бетони 3.1. Види бетону 3.2. Властивості бетону 3.3. Приготування бетонного розчину 3.4. Склади 3.5. Шлакобетон 3.6. Опілкобетон

 

Високоміцний бетон

Глава I. ОСОБЛИВОСТІ ТЕХНОЛОГІЇ ВИГОТОВЛЕННЯ ВИСОКОМІЦНИХ БЕТОНІВ

1. МАТЕРІАЛИ, ВИКОРИСТОВУВАНІ ДЛЯ ПРИГОТУВАННЯ БЕТОНУ

2. ВПЛИВ ЯКОСТІ ТА ДОЗУВАННЯ СКЛАДОВИХ НА ВЛАСТИВОСТІ БЕТОНУ ТА БЕТОННОЇ СУМІШІ

3. ПІДБІР СКЛАДУ ТА КОНТРОЛЬ ЯКОСТІ ВИСОКОМІЦНОГО БЕТОНУ

4. ОТРИМАННЯ ВИСОКОМІЦНОГО БЕТОНУ В ВИРОБНИЧИХ УМОВАХ

Глава 2. ВПЛИВ ЗМІНИ СТРУКТУРИ ЗАТВЕРДІЛОГО БЕТОНУ НА ЙОГО МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ПІД ДІЄЮ ЗОВНІШНІХ ФАКТОРІВ

1. МІЦНІСТЬ ТА ДЕФОРМАЦІЇ БЕТОНУ

2. ДІАГРАМА СТАНІВ БЕТОНУ І ПАРАМЕТРИЧНІ ТОЧКИ

3. ВПЛИВ ПАРАМЕТРІВ RT НА ЗАКОНОМІРНОСТІ ДЕФОРМУВАННЯ І МІЦНІСТЬ БЕТОНУ

4. ЗАКОНОМІРНОСТІ ДЕФОРМУВАННЯ І РУЙНУВАННЯ СТРУКТУРИ БЕТОНУ ПРИ СКЛАДНИХ НАПРУЖЕНИХ СТАНАХ

Г л а в a III. МІЦНІСНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНУ ПРИ КОРОТКОЧАСНОМУ СТАТИЧНОМУ НАВАНТАЖЕННІ

2. МІЦНІСТЬ ПРИ ОСЬОВОМУ РОЗТЯГУВАННІ

3. МІЦНІСТЬ НА РОЗТЯГ ПРИ ВИГИНІ І РОЗКОЛЮВАННІ

4. НОРМАТИВНІ І РОЗРАХУНКОВІ ОПОРУ ВИСОКОМІЦНИХ БЕТОНІВ

Глава IV. МІЦНІСНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНУ ПРИ БАГАТОРАЗОВОМУ ТА ТРИВАЛОМУ НАВАНТАЖЕННІ

2. МІЦНІСТЬ БЕТОНУ ПРИ ТРИВАЛОМУ НАВАНТАЖЕННІ

Г л а в а V. ДЕФОРМАЦІЇ БЕТОНУ ПРИ КОРОТКОЧАСНОМУ НАВАНТАЖЕННІ. МОДУЛЬ ПРУЖНОСТІ БЕТОНУ

1. МЕТОДИ ОЦІНКИ МОДУЛЯ ПРУЖНОСТІ БЕТОНУ

3. АНАЛІЗ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ЗАКОНОМІРНОСТЕЙ ЗВ'ЯЗКУ МІЖ МОДУЛЕМ ПРУЖНОСТІ І МІЦНІСТЮ ВАЖКОГО БЕТОНУ

4. ОСОБЛИВОСТІ ВЗАЄМОЗВ'ЯЗКУ МОДУЛЯ ПРУЖНОСТІ І МІЦНОСТІ БЕТОНУ

5. ДЕЯКІ ПРАКТИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ З НОРМУВАННЯ ПРУЖНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВИСОКОМІЦНОГО БЕТОНУ

6. ГРАНИЧНА ДЕФОРМАТИВНІСТЬ БЕТОНУ ПРИ КОРОТКОЧАСНОМУ НАВАНТАЖЕННІ

Глава VI. ДЕФОРМАЦІЇ БЕТОНУ ПРИ ТРИВАЛОМУ НАВАНТАЖЕННІ. ПОВЗУЧІСТЬ БЕТОНУ

1. ФАКТОРИ, ЩО ВПЛИВАЮТЬ НА ПОВЗУЧІСТЬ БЕТОНУ

2. ХАРАКТЕР ВЗАЄМОЗВ'ЯЗКУ МІЖ ПОВЗУЧІСТЮ І МІЦНІСТЮ БЕТОНУ

3. АНАЛІЗ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ЗВ'ЯЗКІВ ПОВЗУЧОСТІ І МІЦНОСТІ ВАЖКОГО БЕТОНУ НА ОСНОВІ ВИРАЗІВ

4. ПРО ВПЛИВ РУХЛИВОСТІ БЕТОННОЇ СУМІШІ НА ПОВЗУЧІСТЬ ВИСОКОМІЦНОГО БЕТОНУ

5. ОЦІНКА ВЛАСТИВОСТЕЙ ПОВЗУЧОСТІ ВИСОКОМІЦНИХ БЕТОНІВ ПРИ ПРОЕКТУВАННІ КОНСТРУКЦІЙ

6. ОСОБЛИВОСТІ ДЕФОРМАЦІЇ ВИСОКОМІЦНОГО БЕТОНУ В НЕЛІНІЙНІЙ ОБЛАСТІ

Г л а в а VII. ВЛАСНІ ДЕФОРМАЦІЇ БЕТОНУ. УСАДКА БЕТОНУ

1. ФАКТОРИ, ЩО ВПЛИВАЮТЬ НА ВЕЛИЧИНУ УСАДКИ БЕТОНУ

2. ПРО ДЕФОРМАЦІЙ ЗВ'ЯЗКУ УСАДКИ З ВЛАГОФИЗИЧЕСКИМИ ПРОЦЕСАМИ В БЕТОНІ

3. УСАДКА БЕТОНІВ РІЗНОЇ МІЦНОСТІ

4. РУХЛИВІСТЬ БЕТОННОЇ СУМІШІ І УСАДКА ВИСОКОМІЦНОГО БЕТОНУ

5. ПРАКТИЧНИЙ МЕТОД ПРОГНОЗУВАННЯ ДЕФОРМАЦІЙ УСАДКИ ВИСОКОМІЦНИХ БЕТОНІВ

Глава VIII. ЗМІНА У ЧАСУ МІЦНІСНИХ І ДЕФОРМАТИВНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ БЕТОНУ

1. ОЦІНКА ЗРОСТАННЯ У ЧАСІ МІЦНІСНИХ ХАРАКТЕРИСТИК БЕТОНУ

2. ВПЛИВ СТАРІННЯ БЕТОНУ НА ЙОГО ДЕФОРМАТИВНІ ВЛАСТИВОСТІ

Г л а в а IX. ПРОБЛЕМИ ДОВГОВІЧНОСТІ ВИСОКОМІЦНОГО БЕТОНУ

1. СТІЙКІСТЬ БЕТОНУ В АГРЕСИВНИХ СЕРЕДОВИЩАХ

2. МОРОЗОСТІЙКІСТЬ БЕТОНУ

Глава X. ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИСОКОМІЦНИХ БЕТОНІВ

 

Розчини будівельні

1. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

 2. ВИЗНАЧЕННЯ РУХЛИВОСТІ РОЗЧИННОЇ СУМІШІ

3. ВИЗНАЧЕННЯ ЩІЛЬНОСТІ РОЗЧИНОВОЇ СУМІШІ

4. ВИЗНАЧЕННЯ РОЗШАРУВАННЯ РОЗЧИНОВОЇ СУМІШІ

5. ВИЗНАЧЕННЯ ВОДОУДЕРЖИВАЮЩЕЙ ЗДІБНОСТІ РОЗЧИНОВОЇ СУМІШІ

6. ВИЗНАЧЕННЯ МІЦНОСТІ РОЗЧИНУ НА СТИСК

7. ВИЗНАЧЕННЯ СЕРЕДНЬОЇ ЩІЛЬНОСТІ РОЗЧИНУ

8. ВИЗНАЧЕННЯ ВОЛОГОСТІ РОЗЧИНУ

9. ВИЗНАЧЕННЯ ВОДОПОГЛИНАННЯ РОЗЧИНУ

10. ВИЗНАЧЕННЯ МОРОЗОСТІЙКОСТІ РОЗЧИНУ

 

Суміші бетонні