Отчего зависит удобоукладываемость

Целью подбора состава бетона является получение его заданных свойств при принятых способах твердения и приготовления с учетом минимального расхода самого дорогостоящего материала – цемента. Или наоборот – фиксировав расход цемента, задаются целью получить бетон с максимально возможной прочностью при заданной технологии его производства. На сегодняшний день все еще не существует точного теоретического метода расчета состава бетона, который обеспечивает высокую точность. Однако для многих практических нужд достаточно расчетов по полуэмпирическим зависимостям.

Самым простым на сегодня способом расчета состава бетона является метод абсолютных объемов, учитывающий раздвижку зерен. Суть его состоит в следующих шагах. Во-первых, по формуле

Ц/В = Rб/(АRц) ± 0,5

определяют водоцементное отношение, обеспечивающее заданную прочность бетона. Далее, для получения заданной марки удобоукладываемости (подвижности) определяют количество воды по специальным графикам. После чего вычисляют расход цемента и сравнивают с критическими значениями и вводят корректировки значений других параметров (например, свыше 400 кг/м3 расход воды увеличиваются на 5 литров на каждые дополнительные 10 кг). После чего вычисляют суммарный абсолютный объем воды и цемента и вычитают его и 1 м3. Получившаяся величина равна суммарному объему смеси песка и щебня. Таким образом, все что остается – найти соотношение между песком и щебнем в этой смеси.

Однако это не такая простая на первый взгляд задача, потому что только определенное соотношение между песком и щебнем может обеспечить максимальную подвижность при постоянных других значениях. С точки зрения физики это соотношение характеризует такой скелет заполнителей, который требует минимального количества цементного теста определенной вязкости для заполнения всех пустот и создания пленок вокруг заполнителей толщиной достаточной для обеспечения заданной удобоукладываемости. При этом важно понимать, что наиболее плотный скелет заполнителей не обеспечивает минимальный расход цемента.

С соотношением песка и щебня в смеси напрямую связано понятие «коэффициент раздвижки» зерен щебня раствором. Напомним, что раствором называется цементно-песчаная смесь с водой. Коэффициент раздвижки зерен определяется как отношение объема, занимаемого водой, песком и цементом в бетонной смеси к объему пустот, «предоставляемых» щебнем в насыпном состоянии.

Проанализируем таблицы 1 и 2.

Таблица 1

Крупный заполнитель

Песок

Параметры смеси

Значения параметров смеси при расходах цемента в кг/см3

450

400

350

300

250

200

Щебень

5 – 20 мм

Мк = 3

В/Ц

0,41

0,45

0,50

0,59

0,70

0,88

Коэф. разд

1,2

1,2

1,2

1,2

1,2

1,2

П/(П+Щ)

0,29

0,31

0,33

0,35

0,36

0,38

П/Щ

0,41

0,45

0,49

0,54

0,56

0,61

Таблица 2

Крупный заполнитель

Песок

Параметры смеси

Значения параметров смеси при расходах цемента в кг/см3

440

415

385

350

314

274

Щебень

5 – 20 мм

Мк = 3

ОК, см

14

10

6

2

Ж, сек

13

25

50

Коэф. разд

1,50

1,44

1,32

1,20

1,12

1,02

П/(П+Щ)

0,33

0,33

0,33

0,33

0,33

0,33

П/Щ

0,49

0,49

0,49

0,49

0,49

0,49

            В таблице 1 мы фиксируем объем раствора и усадку конуса (ОК = 2 см), это означает фактически, что толщина пленки, покрывающая зерна крупного заполнителя должна оставаться постоянной (чтобы обеспечить заданную удобоукладываемость). При уменьшении расхода цемента мы оставляем содержание воды примерно постоянным, тем самым меняется В/Ц (увеличивается). Поскольку объем растворной части должен оставаться постоянным, то количество песка необходимо увеличивать (как единственный параметр, который можно менять). Так содержание крупного заполнителя при этом не меняется, то относительная доля песка возрастает (а следовательно и r = П/(П+Щ)). Таким образом, приходим к выводу о зависимости r от В/Ц.

В таблице 2 мы фиксируем В/Ц и меняем толщину пленки – удобоукладываемость смеси. Кроме того, мы фиксируем содержание песка и щебня. При уменьшении количества цемента, мы вынуждены также уменьшать и количество воды, вследствие чего объем растворной части уменьшается (содержание песка постоянное), а следовательно коэффициент раздвижки в этом случае уменьшается.

Данные в этих таблицах получены на основе экспериментов при фиксированных свойствах заполнителей и марки цемента.

Комментарии закрыты.