Подтверждение соответствия тяжелого товарного бетона класса В15

Заполнители занимают в бетоне до 80% объема и оказывают определенное влияние на свойства бетона, его долговечность и стоимость. Введение в бетон заполнителей позволяет резко сократить расход цемента, являющегося наиболее дорогим и дефицитным компонентом бетона. Кроме того, заполнители улучшают технические свойства бетона. Жесткий скелет из высокопрочного заполнителя несколько увеличивает прочность и модуль деформации бетона – уменьшает деформации конструкций под нагрузкой, а также уменьшает ползучесть – необратимые деформации, возникающие в бетоне при длительном действии на него нагрузки. Заполнитель уменьшает усадку бетона, способствуя получению более долговечного материала.

Правильный выбор заполнителей для бетона, их разумное использование – одна из важных задач технологии бетона. К заполнителям для бетона предъявляются требования, учитывающие особенности их влияния на свойства бетона. Наиболее существенное влияние на свойства бетона оказывают зерновой состав, прочность и чистота заполнителя.

Зерновой состав показывает содержание в заполнителе зерен разной крупности. Он определяется просеиванием пробы заполнителей через стандартные сита с зерна различных размеров, и фракционированный, если зерна заполнителя разделены на отдельные фракции, включающие зерна близких между собой размеров. Заполнитель характеризуют наименьшей и наибольшей крупностью, под которыми понимают размеры наименьших или наиболее крупных зерен заполнителя.

На строительных объектах или бетонных заводах зерновой состав заполнителя подбирают, используя определенные песок и щебень и устанавливая такое соотношение между песком и отдельными фракциями щебня, чтобы кривая зернового состава по возможности приближалась к идеальной кривой, однако совсем необязательно, чтобы она точно ей соответствовала. Наибольшие отклонения вполне допустимы. Некоторое ухудшение зернового состава можно компенсировать определенными технологическими приемами, достигнув при этом заметного снижения стоимости бетона и транспортно-заготовительных расходов, поэтому в стандартах и технических условиях всегда указывается не один рекомендуемый зерновой состав, а допускаются определенные колебания в соотношениях отдельных фракций, при которых ещё не наблюдается значительного ухудшения свойств смеси заполнителей (таблица 2.5).

Таблица 2.5 – Зерновой состав песка

Для условного выражения зернового состава песка пользуются модулем крупности Мк, обозначающим сумму полных остатков (в %) на ситах стандартного набора, деленного на 100. Модуль крупности песка может колебаться от 2,1 до 3,25. Однако при соответствующем технико-экономическом и технологическом обосновании могут применяться и более мелкие дешевые местные пески. В зависимости от модуля крупности пески разделяют на крупные, средние, мелкие и очень мелкие.

Для щебня и гравия из плотных горных пород зерновой состав устанавливается в зависимости от размеров наименьших и наиболее крупных зерен, так как предельная крупность заполнителя может быть различной.

Оптимальный зерновой состав заполнителя в целом зависит не только от зернового состава песка и щебня, но и от правильного выбора соотношения между ними. Правильный выбор этого соотношения может быть сделан только с учетом состава бетона. в частности с учетом содержания цемента и воды.

С зерновым составом непосредственно связана пустотность заполнителя, определяемая возможностью его плотной укладки. На пустотность влияет также форма его зерен. Пустотность заполнителя является важной характеристикой, так как в известной мере определяет расход цемента (чем больше пустот, тем больше требуется цемента для их заполнения) и другие свойства бетона. На объем пустот оказывает влияние форма зерен (таблица 2.6).

Таблица 2.6 – Пустотность (%) зернового материала в зависимости от формы зерен

В действительности наиболее и наименее плотные укладки маловероятны и практически будут иметь место какая-то промежуточная система укладки и, следовательно, средняя пустотность, определяемая степенью уплотнения. С увеличением угловатости зерен вероятные значения пустотности возрастают. Особенно же увеличивается пустотность при применении зерен удлиненной формы.

Для получения монолитного бетона необходимо, чтобы цементное тесто не только заполнило пустоты между зернами песка, но и раздвинуло зерна с целью создания между ними прослойки. Расход цемента на получение подобной оболочки зависит от удельной поверхности заполнителя, возрастая с уменьшением размера зерен. В результате с увеличением удельной поверхности заполнителя либо повышается техническая вязкость бетонной смеси, либо для получения определенной жесткости или подвижности смеси приходится увеличить расход цемента, чтобы обеспечить получение бетона заданной прочности.

Прочность заполнителя определяется не только прочностью горной породы, из которой он получен, но и крупностью зерен. При выветривании или дроблении породы разрушение происходит по более слабым местам структуры и с уменьшением размера зерен прочность их как бы повышается. Естественные пески обладают прочностью при сжатии и растяжении, как правило, более высокой, чем прочность цементного камня.

Природный песок, применяемый для производства обычного бетона, представляет собой образовавшуюся в результате выветривания горных пород рыхлую смесь зерен (крупностью 0,14…5 мм) различных минералов, входящих в состав изверженных горных пород. При отсутствии природного песка применяют песок, получаемый путем дробления твердых горных пород.

Для бетона пригоден крупный песок, но содержащий достаточное количество средних и мелких зерен. При такой комбинации зерен объем пустот будет малым, а площадь поверхности зерен – небольшой. Этот оптимальный состав песка соответствует рекомендациями ГОСТ 10268-80.

Песок целесообразно применять с шероховатой поверхностью, так как такой песок лучше сцепляется с цементным камнем и способствует повышению прочности бетона.

Предельно допустимое стандартами содержание пыли и глины в природном песке не должно превышать 3%, а в дробленном 5%.

Крупными заполнителями в бетонной смеси служат щебень и гравий, получаемый дроблением плотных горных пород или дроблением гравия.

Щебнем называют материал, полученный в результате дробления камней из горных пород. Щебень имеет остроугольную форму. Для приготовления бетона лучше всего использовать щебень, близкий по форме к кубу или тетраэдру; плоская форма значительно хуже, так как она легко ломается. Форма щебня зависит от структуры каменной породы и типа камнедробильной машины.

Для производства щебня используют гранит, диабаз, известняк, доломит и кварцит. Щебень чище гравия, обычно он не содержит органических примесей.

Требования, предъявляемые к крупному заполнителю для бетона, аналогичны предъявляемым к песку.

2.4.1.3 Требования, предъявляемые к воде и добавкам

Вода наряду с цементом является активным компонентом бетонной смеси и от её качества во многом зависит ход процессов твердения и конечная прочность бетона. Для приготовления бетонной смеси используют водопроводную питьевую, а также любую воду, имеющую водородный показатель pH не менее 4, т.е. не кислую, не окрашивающую лакмусовую бумагу в красный цвет. Вода не должна содержать сульфатов более 2700 мг/л и всех солей более 5000 мг/л. Она не содержит вредных примесей, тормозящих твердение бетона и снижающих прочность его или содержит эти примеси в допустимом количестве.

Последнее исследования показали, что вода, прошедшая через магнитное поле, определенной напряженности, приобретает способность более интенсивно взаимодействовать с зернами цемента, повышая их растворимость до 20 % и более.

Для регулирования свойств бетона, бетонной смеси и экономии цемента применяют различные добавки. Их подразделяют на два вида: химические добавки, вводимые в бетон в небольших количествах (0,1-2% от массы цемента) и изменяющие в нужном направлении свойства бетонной смеси и бетона, и тонкомолотые добавки (5-20% и более), использующиеся для экономии цемента, получения плотного бетона при малых расходах цемента и повышение стойкости бетона. Применение химических добавок является одним из наиболее универсальных, доступных и гибких способов управления технологией бетона и регулирования его свойств.

Добавки применяют для придания бетонной смеси и бетону некоторых более ярко выраженных свойств: повышения подвижности смеси, ускорения твердения бетона, повышения морозостойкости, водостойкости и жаростойкости, более прочного сцепления нового бетона со старым, или образования особо пористой ячеистой структуры бетона. В соответствии с назначением все виды добавок могут быть подразделены на следующие группы:

ускорители твердения – хлористый кальций, хлористый натрий, соляная кислота, сернокислый глинозем, поташ, молотая негашеная известь;

замедлители схватывания вяжущих – гипс, слабый раствор серной кислоты, сернокислое окисное железо, кератиновый замедлитель, животный клей, поверхностно-активные органические вещества;

пенообразователи для получения ячеистой структуры пенобетона – клееканифольные, смолосапониновые, алюмосульфонафтеновые пенообразователи, пенообразователь ГК (гидрализованная боенская кровь), дегтеизвестковый, жидкосте-кольный;

поверхностно-активные добавки, применяемые для повышения подвижности бетонной смеси и придания бетону более высокой морозостойкости, водостойкости, водонепроницаемости и солестойкости.

Среди поверхностно-активных добавок различают:

пластифицирующие – концентраты с-3;

гидрофобизующие – мылонафт, асидол, асидол-мылонафт, абиетат натрия, омыленный древесный пек, микропенообразователи БЕ и ОЕ и др.;

гидрофобно-пластифицирующие – метилсиликат натрия (ГКЖ-11), этилсиликат натрия (ГКж-10, ЭСГ-9) и этилгидро-силоксаловая жидкость (ГКЖ-94).

2.5 Технологическая схема

2.5.1 Графическая схема работы установки и ее описание

Для производства бетона выбираем инвентарную бетоносмесительную установку, предназначенную для приготовления бетонных смесей, может работать при температуре до -300С. Установка состоит из дозировочного отделения заполнителей и смесительного отделения, в котором размещены: бетоносмеситель, дозатор цемента с механизмами его переработки и подачи, дозатор воды, дозатор химических добавок с устройством для их растворения (при необходимости подогрева) и соединительные трубопроводы. Оба отделения связаны наклонной утепленной ленточной галереей. Технологическая схема производства тяжелого товарного бетона приведена на рисунке 2.1.

Как дозировочное, так и смесительное отделение заключены в теплоизоляционную обшивку и для поддержания нормальной температуры отапливается.

Блок бункеров состоит из отделений щебня и песка. Песок и щебень различных фракций загружают в соответствующие бункера, в которых смонтированы регистры отопления для поддержания необходимой положительной температуры. Кроме того, бункеры закрывают крышками для улучшения прогревания находящегося в них материала. В верхней части бункеров установлены решетки, на пропускающие в них крупные куски материала и посторонние предметы. На бункерах щебня фракции 20-40 и 40-70 мм в нижней части установлено по два секторных затвора, которые открываются и закрываются одновременно пневмоцилиндрами по сигналу с пульта.

Смесительный блок, который состоит из двух бетоносмесителей С-302И, дозаторов добавок, воды и цемента, бойлерной для жидкости, системы водопитания и привода контейнера, опирается на стойку и раму блока управления.

В воронке установленной на впускной горловине бетоносмесителя, смонтирован рассекатель, способствующий предварительному смешиванию заполнителей.

Силосы цемента установлены на опоры. В нижней части силоса находятся секторный затвор, который перекрывает выгрузочное отверстие, система аэрации, улучшающая истечение цемента, и люк для осмотра внутренней конической части силоса при проведении технического обслуживания и ремонтов.

К силосу на кронштейнах крепится винтовой питатель (конвейер), подающий цемент в дозатор. Наличие цемента в силосе определяют по верхнему и нижнему указателям уровня. Для очистки воздуха, поступающего в силосы при загрузке цемента, в верхней части силоса установлен фильтр. Чтобы при загрузке цемента в очистке воздуха участвовали оба фильтра, оба силоса соединены резинотканевым рукавом. Подают цемент в силосы из автоцементовозов.

Блок управления состоит из двух отделений. В одном размещены шкафы с силовой аппаратурой, пульт управления, с которого управляют всеми механизмами бетоносмесительной установки и ведут контроль за их работой. Для обеспечения заданных параметров микроклимата в блоке управления смонтирован кондиционер. Во втором отделении установлено оборудование для хранения и подачи химических добавок: два центробежных насоса и система трубопроводов.

Для создания подпора жидкости в системе трубопроводов на сливе в бак добавок установлен запорный винтель. Добавки в дозор подают открытием электромагнитного и впускного клапанов. Зимой добавки подогревают теплоносителем, подаваемым из системы отопления в нижнюю часть бака добавок. Вода из бака насосом подается в дозор. В зимнее время ее подогревают в бойлерной. Из дозаторов вода и добавки через воронку и перфорированную трубу поступают в бетоносмеситель.

Разгружают бетонную смесь в автосамосвал через загрузочное устройство. При разгрузке бетонной смеси в автобетоносмеситель устройство с помощью ручной лебедки отводят в сторону от выгрузного отверстия.

Для смазывания штоков воздухораспределителей в системе подачи воздуха установлены маслораспылители. Идущий на аэрацию цемента воздух очищается во влагомаслоотделителях. Для равномерной работы системы пневмооборудования обе компрессорные установки соединены между собой.

2.5.2 Виды и техническая характеристика, применяемого метрологического оборудования

Одним из основных свойств бетонной смеси является удобоукладываемость (подвижность или жесткость), определяемая в соответствии с ГОСТ 10151.1-81. Подвижность бетонной смеси называется способность ее растекаться без расслоения под действием силы тяжести или при незначительном механическом воздействии.

Характеризуется подвижность осадкой конуса ОК (измеряемой в см), отформованного из бетонной смеси, подлежащий испытанию. Для этого используют изготовленные из листовой стали конусы с гладкой внутренней поверхностью (рисунок 2.1).

Для смесей с наибольшей крупностью заполнителя до 40 мм предназначен конус №1, 70-80 мм – конус №2.

Перед испытанием все соприкасающиеся с бетонной смесью поверхности очищают и протирают влажной тряпкой. Конус устанавливают на гладкий металлический лист и заполняют через воронку бетонной смесью в три слоя высотой 100 мм для конуса №1 и 150 мм для конуса №2 (таблица 2.7).

Таблица 2.7 – Размеры конусов

Каждый слой уплотняют штыкованием металлическим стержнем: в конусе №1 – 25 раз, №2 – 56 раз. Во время наполнения и штыкования конус прижимают к листу. Затем воронку снимают, и избыток смеси срезают кельмой вровень с верхними краями конуса. Конус плавно снимают с отформованной бетонной смеси и устанавливают рядом с ней. Осадку конуса бетонной смеси определяют, укладывая металлическую линейку ребром наверх конуса и измеряя расстояние от нижней грани линейки до верха бетонной смеси с точностью до 0,5 см. Значение осадки конуса бетонной смеси, определенной в конусе №2, приводят к значению осадки конуса №1, умножая первое значение на переводной коэффициент 0,67.

Если после снятия конуса бетонная смесь приобретает форму, затрудняющую определение ее осадки, измерение не производят и повторяют испытание на новой порции бетонной смеси. Время испытания с начала наполнения конуса и до измерения осадки бетонной смеси не должно превышать 2,5 мин.

Осадку конуса бетонной смеси вычисляют с точностью до 1 см, как среднее арифметическое результатов двух определений из одной пробы, различающихся между собой не более чем на 1 см при ОК ≤ 4 см, на 2 см при ОК, равном 5-9 см, и на 3 см при ОК ≥ 10 см. При большем расхождении результатов испытание повторяют. Затем заносят в журнал дату и время испытаний, место отбора пробы, марку и вид бетона, изготовленного из испытываемой смеси, результаты частных испытаний и среднее арифметической значение ОК.

Рисунок 2.2 – Определение подвижности бетонной смеси

1 - ручка; 2 - корпус прибора; 3 - упоры; 4 - сварной шов

Жесткость характеризует смесь, если осадка конуса равна нулю. Определяют жесткость временем вибрации, необходимым для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси. При наибольшей крупности зерен заполнителей до 40 мм включительно жесткость бетонной смеси определяют на лабораторной виброплащадке СМЖ-539 (рисунок 2.3).

Рисунок 2.3 – Прибор для определения жесткости бетонной смеси:

1 - цилиндрическое кольцо с фланцем в основании; 2 - конус; 3 - кольцо-держатель с ручками; 4 - загрузочная воронка; 5 - штатив; 6 - направляющая втулка; 7 - фиксирующая втулка с зажимным винтом; 8 - диск с шестью отверстиями; 9 - стальная шайба; 10 - штанга.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10