Марка бетона | М100 | М150 | М200 | М300 | М400 | М500 | М600 |
(класс бетона) | (В7,5) | (В10) | (В15) | (В25) | (В30) | (В40) | (В50) |
Марка цемента | 550–600 |
Зерновой состав песка для изготовления бетона определяют также по графику (рис. 6.1). Для этого по горизонтали откладывают размеры отверстий контрольных сит (в мм), по вертикали — полные остатки на ситах (%). Полученные точки соединяют ломаной линией, которую называют “кривая зернового состава песка”. Если кривая лежит в пределах заштрихованной области стандартного графика, то песок пригоден для работы — для приготовления раствора, бетона, мозаичной смеси. Если же кривая выходит за пределы заштрихованной области, то песок нужно обогатить, отсеивая ненужные фракции, или промыть его. Как и промывку, обогащение песка производят в карьере.
Для приготовления тяжелого бетона рекомендуются крупные и средние пески с модулем крупности 2–3,25. Использовать для бетона мелкие и тем более очень мелкие пески допускается только после технико-экономического обоснования, целесообразности их применения.
Крупный заполнитель. В качестве крупного заполнителя для изготовления тяжелого бетона применяют гравий или щебень. Щебень отличается от гравия остроугольной формой и шероховатой поверхностью зерен, в связи с чем сцепление его с цементно-песчаным раствором лучше, чем гравия. Содержание в щебне вредных органических веществ незначительно.
Зерновой состав крупного заполнителя определяют просеиванием средней пробы массой 10 кг через стандартный набор сит с размерами отверстий 70, 40, 20, 10 и 5 мм и последующим навешиванием остатков на каждом сите. Затем вычисляют в процентах частные и полные остатки и устанавливают наибольшую Dнаиб и наименьшую Dнаим крупность зерен заполнителям. За наибольшую крупность зерен принимают размер отверстия того верхнего сита, на котором полный остаток превышает 5%, за наименьшую — размер отверстия первого снизу сита, полный остаток на котором составляет не менее 95%. Кроме того, вычисляют значения 0,5(Dнаим + Dнаиб) и 1,25Dнаиб.
Для оценки состава крупного заполнителя по результатам просеивания строят кривую (рис. 6.2). Крупный заполнитель признают пригодным для приготовления бетона, если кривая его зернового состава располагается в пределах заштрихованной площади.
Прочность зерен крупного заполнителя оказывает существенное влияние на прочность приготовленного на нем бетона. В свою очередь, марка щебня по прочности зависит от прочности исходной горной породы. Для тяжелых бетонов следует применять щебень, получаемый из горных пород, имеющих прочность в 1,5–2 раза выше заданной марки бетона.
Таблица 6.2
Зерновой состав песка
Группа песка | Полный остаток на сите с размером отверстий 0,63 мм, % по массе | Модуль крупности, Мк |
Повышенной крупности | Более 65 до 75 | Более 3,0 до 3,5 |
Крупный | Более 45 до 65 | Более 2,5 до 3,0 |
Средний | Более 30 до 50 | Более 2,0 до 2,5 |
Мелкий | Более 10 до 30 | Более 1,5 до 2,0 |
Очень мелкий | До 10 | Более 1,0 до 1,5 |
Окончательно пригодность гравия или щебня для бетона требуемой марки устанавливают по результатам испытания бетона, сделанного на данном заполнителе.
Рис. 6.1. График зернового состава песка
Морозостойкость гравия и щебня определяют попеременным замораживанием и оттаиванием в насыщенном водой состоянии, а также ускоренным методом — замораживанием в растворе сернокислого натрия. По степени морозостойкости гравий и щебень разделяют на марки: F15, 25, 50, 100, 150, 200 и 300.
Заполнители хранят на специально отведенных открытых площадках или на складах, оборудованных эстакадами, подземными галереями, в штабелях раздельно по видам и фракциям. В процессе транспортирования, разгрузки и хранения необходимо следить за тем, чтобы не происходило смешивание заполнителей различных видов, а также загрязнение их посторонними примесями. В зимнее время следует предусматривать мероприятия по рыхлению смерзшихся заполнителей, а также по их оттаиванию и подогреву.
Вода. В технологии бетонных работ воду используют для приготовления бетонных смесей и раствора, поливки бетона в процессе твердения, промывки заполнителей.
Во всех случаях допускается к применению не любая вода, а лишь отвечающая техническим условиям. Качество воды оценивают по содержанию вредных примесей, которые могут препятствовать нормальному схватыванию и твердению вяжущего вещества либо вызывают появление в структуре бетона новообразований, снижающих прочность и долговечность бетона.
Таким образом, для затворения бетонной смеси и поливки твердеющего бетона можно без предварительной проверки применять питьевую воду, а также речную, озерную или воду из искусственных водоемов, не загрязненную сточными выбросами, солями и маслами.
Добавки к бетонам. С развитием технологии производства бетона все большее распространение получают различного рода добавки, которые улучшают свойства бетонной смеси и повышают качество бетонов.
Пластифицирующими называют добавки, увеличивающие подвижность (или уменьшающие жесткость) бетонных смесей без снижения прочности бетона.
Пластифицирующие добавки представляют собой поверхностно-активные вещества. По характеру действия различают гидрофильно-пластифицирующие и гидрофобно-пластифицирующие добавки. Из числа гидрофильно-пластифицирующих наиболее часто применяют добавку ЛСТ (прежнее название СДБ). По химическому составу — это кальциевая соль лигносульфоновой кислоты с примесью минеральных веществ. Поставляется обычно в жидком виде с содержанием сухого вещества около 50% или в твердом виде при 80%-ном содержании сухого вещества. Для пластификации бетонной смеси и раствора ее вводят в небольшом количестве — 0,1–0,5% от массы цемента. Расход добавки — 0,5–1 кг/м3 бетонной смеси.
К гидрофобно-пластифицирующим добавкам относят мылонафт (натриевую соль нафтеновых кислот), асидол-мылонафт, гидрофобизирующие кремнийорганические жидкости ГКЖ-10 и ГКЖ-11. Эти добавки рекомендуется применять в тощих бетонах и растворах, отличающихся малым расходом цемента. После укладки и затвердевания бетона такие добавки, осаждаясь в порах, придают бетону водоотталкивающие свойства (гидрофобизуют бетон). В результате сильно уменьшается водопоглощение бетона, одновременно возрастает морозостойкость и сопротивляемость бетона коррозии. Применение таких добавок — эффективный способ повышения долговечности бетонных и железобетонных конструкций.
Добавки, регулирующие схватывание бетонных смесей и твердение бетонов: ускоряющие либо замедляющие схватывание, ускоряющие твердение, противоморозные.
На практике чаще используют следующие ускорители твердения бетона: хлорид кальция (ХК), сульфат натрия (СН), нитраты кальция (НК) и натрия (НН), а также многокомпонентные добавки: нитрит-нитрат кальция (ННК), нитрит-нитрат-хлорид кальция (ННХК).
Рис. 6.2. График зернового состава гравия
Из замедлителей схватывания лучше всего применять добавки, уменьшающие одновременно водопотребность и расход цемента, а также пластифицирующие бетонные смеси и раствор. В этом отношении хорошие результаты дают органические вещества (ЛСТ) и кремнийорганические жидкости ГКЖ-10 и ГКЖ-11. Кроме того, употребляют добавку двуводного гипса, слабый раствор серной кислоты. Концентрация добавок колеблется от 0,2 до 2% и устанавливается в лаборатории.
Противоморозные добавки вводят для того, чтобы обеспечить твердение бетона зимой. При отрицательной температуре вода замерзает и гидратация цемента прекращается. Образовавшийся лед разрыхляет еще слабую структуру цементного камня, что вызывает большую потерю прочности бетона.
Чтобы обеспечить твердение бетона на морозе, вводят в бетонную смесь вещества, понижающие температуру замерзания воды. Вода остается в жидком состоянии даже при температуре –15...–20 oС, и процесс гидратации цемента продолжается.
В качестве противоморозных добавок применяют следующие соли: хлорид натрия в сочетании с хлоридом кальция, нитрит натрия, комплексное соединение нитрата кальция с мочевиной.
Добавки, сокращающие расход цемента, — это минеральные порошки, побочные продукты промышленности: пылевидная зола теплоэлектростанций, доменные и топливные шлаки в тонкомолотом виде.