Расчёт и подбор номинального состава бетона

Расчет и подбор номинального состава бетона с минеральной до­бавкой при наличии данных о составе бетона без добавки или известных для него базовых зависимостей Rб = f(Ц/В) , Rб = f(Ц).

1. На первом этапе по табл. 37 принимают средний расход добавки Д1 из рекомендованного диапазона в зависимости от класса (марки) бетона и вида применяемой добавки.

2. Расход воды в составе с добавкой В₁ принимают с учетом повы­шенной водопотребности бетонных смесей с минеральными добавками

В₁ = В₀ +∆В, (19)

где В₀- расход воды в бетонной смеси без добавки, л);

∆В - увеличение водопотребности смеси за счет введения добавки, л (табл. 38) .

Таблица 38

Увеличение водопотребности бетонных смесей при введении минеральных добавок

Добавки	Расход добавки, кг/м3	Увеличение водопотребности смеси, л/м3, при расходе цемента, кг/м3
менее 200	200-300	более 300
Доменные и элек-тротермофосфорные гранулированные шлаки	Менее 100 100-200   200-300	0- 5   5-10	0-5 5-10   10-20	5-10 10-20   20-35
Топливные золы и гранулированные топливные шлаки	Менее 100 100-200 200-300	0-10 5-20	0-5 5-20 15-40	5-15 10-30 -
Вулканические горные породы	Менее 100 100-200 200-300	0-10 5-20	0-5 5-15 15-35	0-10 10-25 -
Осадочные горные породы*	Менее 50 50-100	15-25 25-45	25-45 -	- -

* Примечание. Данные таблицы приведены для смесей марок по удобоукладываемости П1, Ж1. При переходе к смесям марок П2 и Ж2 значения, приведенные в таблице, следует соответст-венно увеличивать или уменьшать на 30 %.

Для добавки низкой водопотребности (гранулированные доменные, электротермо- фосфор-ные и топливные ишаки, вулканические шлаки, топливные золы при дисперсности < 3000см²/г) и при умеренном расходе цемента (Ц < 300кг/м³) допускается принимать расход воды в на-чальном составе бетона с добавкой таким же, как в бездобавочном составе бетона.

3. Расход цемента Ц1 рассчитывают по формуле

(20)

где Ц₀, П₀ - расходы цемента и песка в составе без добавки, кг;

Ц1, Д1 - расходы цемента и добавки в составе с добавкой, кг;

ρц, ρД, ρп - плотности цемента, добавки и песка, кг/л.

4. Расход крупного заполнителя в составе с добавкой принимают таким же, как и в без добавоч-ном составе бетона:

Щ₁ = Щ₀ (21)

5. Расход мелкого заполнителя песка в составе с добавкой П1 определяют по формуле:

(22)

6. Цементно-водное отношение рассчитывают в составе по формуле:

(23)

7. Рассчитанный в пп. 2 - 6 начальный состав бетона с добавкой проверяют на опытном замесе для уточнения и корректировки удобоукладываемости бетонной смеси.

8. Дополнительные составы бетона с добавкой определяют, назна­чая расходы добавки, равные границам диапазонов, приведенных в табл. 38, рассчитывая и корректируя составы бетона в соответствии с пп. 2 - 7.

Всего принимают не менее девяти составов бетона (не менее трех основ­ных и шести до-полнительных), различающихся значениями отношения Ц/В на ± 0,3-0,5, расхода добавки, для каждого из которых определяют удобоукладываемость, плотность бетонной смеси и фактические расходы материалов и изготавливают контрольные образцы.

9. Расход добавки Д определяют по формуле:

(24)

где ∑g- суммарная масса всех материалов в замесе, кг;

gд - расход минеральной добавки, кг.

10. Из скорректированных составов бетонной смеси изготавливают контрольные образцы по технологии, указанной в проектно - технологи­ческой документации.

11. По результатам испытаний бетонов строят базовые зависимости R б = f (Ц/В) и Rб = f (Ц), по которым определяют требуемые значения Ц/В, расхода цемента и добавки, обеспечивающие заданные показатели качества бетона.

12. На основании фактической плотности бетонной смеси, расхода цемента, воды, добавки и крупного заполнителя рассчитывают количест­во мелкого заполнителя номинального состава бетона с добавкой.

Расчет и подбор номинального состава бетона с минеральной добавкой при отсутствии дан-­ных о составе бетона без добавок.

1. Расход минеральной добавки принимают в соответствии с табл.37.

2. Цементно-водное отношение в начальном составе назначают по рис.15. При использовании цементов других марок и групп по активности при пропаривании вводят следующие поправки:

для отпускной прочности бетона при активности цементов I и Ш групп назначенное Ц/В соответственно уменьшают или увеличивают на 0,1 - 0,2;

для прочности бетона в возрасте 28 сут, при применении цементоз марок 500 и 300, наз-наченное Ц/В соответственно уменьшают или увеличивают на 0,2 - 0,3.

Зависимость прочности бетона с оптимальным содержа­нием минеральных добавок на портландцементах М400 II груп­пы по активности при пропаривании от отношения Ц/В через 4ч после пропаривания (а) и 28 сут последующего нормального твердения (б)

Рис.15. 1 - доменные гранулированные шлаки; 2 - топливные золы; 3 - вулканические породы (шлаки, туфы); 4 - осадочные породы (диатомит, трепел); 5 - без добавок

3. Расход воды в начальном составе принимают поформуле 19.

4. Расход цемента определяют по формуле (Ц=(Ц/В)×В1) при значении водопотребности бетонной смеси В1.

5. Абсолютный объем заполнителей, л, рассчитывают по формуле

Vз = 1000 -В – Ц/ρц - Д/ρд, (25)

где ρц - плотность цемента, кг/л; ρд - плотность добавки, кг/л.

Пример. Подобрать состав бетона с добавкой пылевидной золы-унос для изготовления пустотных плит перекрытий. Проектная прочность бетона 20 МПа, отпускная прочность 14 МПа, жесткость бетонной смеси 5 с.

Используется шлакопортландцемент М300 с активностью при пропаривании 18 МПа, нормальной густотой 27 % и плотностью 3,1 кг/л. Заполни­тель- речной песок с Мк = 1,8; ρп= 2,65 кг/л и гранитный щебень фрак­ции 5-20мм, ρщ = 2,61 кг/л. Зола характеризуется плотностью 2,3 кг/л и удельной поверхностью 3000 см²/г.

Применяемый режим цропаривания изделий - 13 ч (2+3+6+2) при температуре 90° С.

Исходный состав бетона без добавки, применяемый на производстве, характеризуется следующими расходами материалов:

Ц₀ = 320 кг/м³; В₀ = 160 л/м³; П₀ = 680кг/м³; Щ₀ = 1210 кг/м³.

Содержание воздуха в бетонной смеси - 17 л/м³.

Подбор состава бетона с добавкой осуществляем в следующем порядке.

В соответствии с табл. 37 принимаем среднее значение расхода добавки из рекомендован-ного диапазона: Д = 150кг.

Расход воды в начальном составе принимаем в соответствии с табл. 7 на 5л больше, чем в составе без добавки: В1 = 165л.

Рассчитываем расход цемента по формуле (20) .

Расход щебня принимаем таким же, как в исходном составе, по формуле (21):

Щ₁=Щ₀= 1210кг.

Расход песка определяем по формуле (22):

. (22)

Цементно-водное отношение в бетоне с добавкой равно

(23)

Таким образом, для опытного замеса используется следующий состав

(состав № 2-по табл. 39):

Ц1 = 258кг; В1 = 165л; П1 = 548кг; Д1 = 150кг; Щ1 = 1210кг.

В соответствии с п. 5.5.1.8 принимаем еще два расхода добавки - 75кг и 225кг, аналогичным путем рассчитываем начальные составы бетонов (составы №1 и №3 - по табл. 8) и осуществляем их корректировку.

Таблица 39

Составы и свойства бетонов

Номер состава	Расходы компонентов, кг	Жест­кость смеси, с	Ц/В	Плот­ность смеси, кг/м3	Прочность бе-тона после пропаривания, МПа, через
Ц	В	Д	П	Щ	4ч	28сут
			-				2,0		14,0	21,0
							1,82		14,5	20,8
							1,56		14,4	20,3
							1,32		11,9	18,0
							2,22		18,0	24,2
							1,96		17,6	23,1
							1,72		15,0	20,9
							1,42		11,2	17,3
							1,16		11,4	17,5
							0,92		8,8	14,8

Для этого приготовляем опытный замес из бетонной смеси состава №2 объемом 10л и проверяем жесткость бетонной смеси. Жесткость составляет 5 с и соответствует заданно-му значению. Корректировка состава смесей по удобоукладываемости не требуется.

Определяем плотность смеси. Ее величина составляет 2345 кг/м³ и пре­вышает расчетную (2331 кг/м³). Корректируем расходы компонентов с учетом фактической плотности бетонной смеси и фактических расходов материалов на замес:

Ц1= 2,58кг; В1 = 1,65л; Д = 1,5кг; П1 = 5,48кг, Щ1 = 12,10кг.

Фактические расходы материалов в расчете на 1м³ бетона составляют:

;

;

;

;

.

Рассчитываем дополнительные составы (№4-9), принимая для них значения Ц/В, отличаю-щиеся на ± 0,4 от исходного расчетного значения соответствующих начальных составов.

При определении водопотребности в этих составах пользуемся уточнен­ными данными, полученными при приготовлении смесей составов №1-3. Например, для состава №4 принимаем расход воды 160л при Ц/В = 2,22.

Ц= 2,22 × 160= 355кг; Д = 75кг; Щ = 1210кг.

Расход песка подсчитываем, пользуясь соотношением абсолютных объ­емов компонентов бетонной смеси:

Фактические расходы материалов в дополнительных составах после корректировки по удобоукладываемости и плотности приведены в табл. 39.

Из бетонной смеси I I состава формуем опытные образцы, после этого подвергаем их пропа-риванию по заданному режиму. Результаты испыта­ний образцов через 4 ч и 28 сут нормального твердения после пропаривания сведены в табл. 8 и представлены на рис.16 .

По результатам испытаний определяем требуемые значения Ц/В и расход цемента, обес-печивающие прочность бетона 14 МПа после пропаривания и 20 МПа - в возрасте 28 сут.

По критерию минимального расхода цемента принимаем состав с расхо­дом добавки 150кг, Ц/В = 1,52, расходом цемента 256кг и расходом воды 166л.

Плотность бетонной смеси и расход крупного заполнителя определяем линейной интерпо-ляцией данных для составов №2 и №3:

ρ_см = 2343кг/м³, Щ=1216кг.

Базовые зависимости для определения требуемых значений Ц/В (а) и Ц (б) для бето­нов с различным содержанием минеральной добавки: 1,4-15 кг/м³; 2,5 -150 кг/м³; 3,6 - 225 кг/м³

Рис.16. 1,2,3 - 4ч после пропаривания; 4,5,6 - 28 сут после пропаривания

Расход песка: .

Номинальный состав бетона с добавкой золы характеризуется следую­щими расходами компонентов:

Ц =256 кг; В = 166л; Д = 150кг; П = 553кг; Щ = 1216кг.

6.2. Подбор сстава бетона для гидротехнических сооружений.

(Разработан ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева)

Подбор состава бетона с добавкой золы производят в следую­щем порядке:

а) расчетно-экспериментальным методом производят подбор состава бетона без добавки золы в соответствии с п.6.2;

б) из этого состава приготавливают три замеса с заменой части цемента на 10, 20 и 30% золы,

Дозировку поверхностно-активной добавки сохраняют такой, как в исходном составе, но вычисляя ее величину уже по массе смешанно­го вяжущего.

Расход воды (значение В/Ц либо В/В- водовяжущее значение) устанавливают экспери-мен-тально при условии сохранения одинаковой подвижности у бетонных смесей без золы и с добавкой золы в различных количествах;

в) из бетонных смесей, приготовленных с соблюдением указан­ных выше условий, изготавлива-ют образцы для определения проч­ности и водонепроницаемости. По результатам испытаний этих образцов в проектном возрасте строят графики зависимости Rсж = f (Ц), Rр = f (Ц) и В = f(Ц), где Ц - расход смешанного вяжущего (цемент + зола), кг на 1м3 бетона. На эти же графики наносятся результаты испытаний образ­цов бетона исходного состава (без добавки золы) в проектном возрасте;

г) за окончательную дозировку золы принимают ту дозировку, при которой бетон с золой отвечает псом проектным требованиям;

д) для бетона с выбранной дозировкой золы по методике уточняют оптимальное содержание песка, которое, как правило, оказывается несколько меньше, чем для исходного состава бетона без добавки золы.

Уточненный состав бетона считают окончательно подобранным.

Пример. Требуется подобрать состав гидротехнического бетона марки М250, W-8, с добавкой золы. Прочность и водонепроницае­мость обеспечивается в возрасте 180 сут. Осадка конуса бетонной смеси 2-3см, наибольшая крупность гравия 80мм.

Материалы: шлакопортландцемент (активность 32,7 МПа), удовлетворяющий требованиям ГОСТ 10178.;

сухая электрофильтровая буроугольная зола-унос с удельной поверхностью 2900 см²/г, влажностью (V) 0,10%, содержанием несгорсиших углеродистых частиц (п.п.п.) 1,18%, следующего хими­ческого состава, %: SiO₂ - 57,65; Fе₂О₃ -6,54; Al₂O₃ - 0,57; СаО - 20,91; МgО - 4,26; SО₃ - 2,25; Nа₂О -0,25; К₂О - 0,38; СаОсв - 2,91;

гравий с максимальной крупностью зерен 80мм, отвечающий требованиям ГОСТ 10268—80, имеющий плотность ρ_гр= 2,80 г/см³, насыпную плотность γ_п =1650 кг/м³;

осадка конуса смеси 2-3см, наибольшая крупность гравия 80мм;

песок средней крупности, отвечающий требованиям ГОСТ 10268, имеющий плотность ρп = 2,67 г/см³, насыпную объемную плотность γ_п =1570 кг/м³.

Предварительная оценка свойств и качеста золы. Зола по удельной поверхности, влажнос-ти и содержанию МgО, несгоревших углеродистых частиц (п.п.п.), может быть использована в качестве минеральной добавки взамен части цемента для приготовления гидротехнического бетона.

Содержание свободного оксида кальция (СаО_св = 2,5%) в золе согласно ГОСТ 25818-91 выше предельного и поэтому перед добавлением к цементу в качестве мешанного вяжу­щего обязательно испытание на равномерность изменения обьёма в автоклаве при 2,1 МПа.

Результаты испы­тания цемента и смешанного вяжущего приведены в табл. 40

Таблица (40)

Свойства золоцементного вяжущего

Состав смешан -ного вяжущего	Сроки схваты- вания, ч-мин	Нор­маль- ная густо-та,%	Равномер- ностьизме- нения объема	Активность вяжущего в воз-расте,28сут, МПа
цемент,	зола,%	начало	конец
r	%
			4-45 4-50 4-50 5-15	6-50 6-50 7-00 7-10	25,5 25,5 25,5 25,75	Выдержал То же « «	32,7 29, 5

Определение равномерности изменения объема смешанного вя­жущего, состоящего из 70% шлакопортландцемента и 30% золы, испытанием образцов-призм в автоклаве при давлении 2,1 МПа показало, что величина относительного удлинения составила 0,09% и не превышает пре-дельно допустимую величину (0,20%).

Состав бетона, удовлетворяющего заданным требованиям, при­веден в табл. 41

(бетон М250,W-8)

Состав бетонной смеси	Значение показа­телей
Шлакопортланд-цемент, кг Песок, кг Гравий, кг,фрак-ций, мм: 5 - 20 20 - 40 40 - 80 Вода, л ЛСТ, кг В/Ц Содержание песка в смеси заполни-телей, по массе Осадка конуса, см Средняя плотность, кг/м3	0,48 0,5     0,32 2-3

Из замесов, различающихся по количеству вводимой золы, а именно: 10, 20 и 30% (от массы смешанного вяжущего, равного 240 кг/м³), изготовляют образцы на прочность и водонепро-ницае­мость.

Результаты испытаний бетона на прочность и водонепроницае­мость приведены в табл. 42 и на рис. 23.

Рис. 23. Прочность и водо­непроницаемость бетона с добавкой золы-уноса в воз­расте 180 сут

На основании полученных данных по прочности и водонепро­ницаемости бетона рекомендуется добавка золы в количестве 20 % массы смешанного вяжущего. При такой дозировке золы бетон по­добранного состава удовлетворяет требованиям проектируемой марки.

Таблица 42. Состав и свойства бетонной смеси и бетона на смешанном вяжущем (бетон М250, W-8)

Основные параметры бетонной смеси

Вяжущее, % по массе	Ц	З	В/Ц или В/В		ЛСТ, %	ОК, см	Пл, кг /л
шлакопорт- ландцемент	зола	кг/м3
				0,50 0,50 0,49 0,48	0,32 0,32 0,32 0,32	0,2 0,2 0,2 0,2		2,47 2,47 2,46 2,46

Продолжение табл. 42

Прочность бетона при сжатии, МПа, возраст образцов, сут	Марка бетона по водо непроницае мости в возрас- те180 сут
10,7 8,9 7,1 5,6	17,2 15,4 13,1	24,2 23,3 22,4 20,2	26,6 25,5 25,0 22,9	W-9 W -9 W-8 W-7

Примечание. В/В - водовяжущее отношение. П - содержание песка в смеси заполните­лей, Гр - то же, гравия. П_л -средняя плотность бетонной смеси.

Таблица 43 Состав и свойства бетонной смеси

на смешанном вяжущем (бетон М250, W -8)

Составляющие бетонной смеси и ее характе­ристика	Величи-на показа­телей
Цемент, кг Зола, кг Песок, кг Гравий, кг, фракций. мм: 5 - 20 20 - 40 40 - 80 Вода, л ЛСТ, кг В/ Ц Содержание песка в смеси заполнителей, по массе Осадка конуса, см Средняя плотность, кг/м3	0,48 0,49   0,31   2-3

Примечание, Смешанное вяжущее состоит из 80% шлакопортландцемента и 20 % золы.

Для состава с установленным расходом смешанного вяжущего, состоящего из 80% шлакопорт-ландцемента и 20% золы, обычно проводят повторное определение оптимального содержания песка в смеси за­полнителей.

Оптимальное содержание песка по объему в смеси заполните­лей составило 0,31. Окончательно установленный состав бетона (расход материалов на 1м³ бетона) приведен в табл. 43.

6.3 Применение кремнеземосодержащих добавок(МК) в бетоне.

Первое, подкрепленное технической документацией массовое применение МК для бетона строи-тельных конструкций металлургического комбината в Фискаа (Норвегия), осуществлено в 1971г.

Опыт Исландии привел к организации производства цемента с добавкой 7,5 % МК, позволяя пре-дохранить бетон от коррозии при наличии в цементе свободных щелочей.

Требования к МК и к бетонам из него регламентируются нормативами ряда стран. Так, согласно стандарту Норвегии N8 3045 количество диоксида кремния в МК должно быть не меньше 85%, а дозировка самой добавки в бетон - не выше 10% массы цемента. Аналогичные показатели установлены нормативами и других стран, хотя в отдельных случаях предельная дозировка МК определяется в 15%.

На территории бывшего СССР МК в бетоне применяется с середины 80-х годов. В России, Казахстане и на Украине заводы по производству ферросплавов и кристалличесюэго кремния ежегодно получают около 100- 120 тыс. т ультрадисперсных отходов, составляя четверть объема, улавливаемого системами газоочисток на всех аналогичных производствах в мире.

В настоящее время в мире построен ряд уникальных объектов с применением МК.

Кинетика твердения бетонов с МК в нормальных условиях характеризуется интенсивным нарастанием прочности в интервале от 7 до 20 сут. Очевидно, это связано с тем, что именно в этот период в процессе фазовых превращений в портландцементном камне выделяется основ-ная масса гидроксида кальция, которая связывается с основным компонентом МК – ультрадис-персным кремнеземом аморфной модификации, образуя низкоосновные гидросиликаты каль-ция мелкокристаллической формы типа С-S-Н.

При твердении в условиях ТВО на прочность бетона существенно влияет температурный режим: с повышением температуры изотермического прогрева прочность возрастает и сразу после тепловлажностной обработки может достигать 90% марочной, что объясняется повышением реакционной способности двуокиси кремния с увеличением температуры щелочной среды.

44. Свойства бетонных смесей и бетонов при использовании МК в присутствии

суперпластификатора С-3

№ п/п	Состав смеси, кг/м3	В/(Ц+ +МК)	С-3,% (Ц+ МК)	ОКсм	Прочность на сжатие, МПа, %, после	Относительны и расход цемента, % общей массы вяжущего
Ц	МК	П	Щ
ТВО	28 сут.нор-мального хранения
	367 300	- - -	735 750	1100 1155	0,51 0,57 0,57 0,59 0,59 0,53 0,53 0,87 0,9	0,5 0,6 0,6 0,8 0,8 0,9 - 1,1	8,5 6,5 5,5 4,5 4,5	28/100 24,8/89,6 29/103,5 32,4/115,7 36/127,6 35/125 39,1/139,6 10,2/100 14,7/1442	37,8/100 28,8/76,2 32,0/84,9 35,1/93 393/104,9 38,1/100,9 43,0/1139 17,2/100 19/110,5	81,8 74,9 68,4 62,7 81,9 81,8 65,4

Примечания: 1. Образцы 1-7 приготовлены на портландцементе марки 400 Усть-Каме-ногорского завода, образцы 8 и 9 - на шлакопортландцементе марки 400 Карагандинского завода. 2. Режим ТВО 2+3+5+2 ч при температуре 90°С

Бетонные смеси, содержащие МК, менее подвержены расслоению, особенно в присутствии суперпластификатора. По данным Ташибана бетонные смеси с МК, имеющие водовяжущее отношение 0,25 и подвижность 230мм, показали такую же устойчивость к расслоению, как не содержащие МК бетоны с водовяжущим отношением 0,55 и подвижностью 85мм. Однако при применении долговременной вибрации бетоны могут расслаиваться даже при наличии МК, в особенности при большой подвижности.

Так как МК существенно сокращает водоотделение, возрастает риск возникновения пластической усадки, который усиливается при ускорении испарения воды. Обусловленный этим процесс образования трещин может начаться сразу после формования изделий и продол-жаться вплоть до начала схватывания бетонной смеси. Джонсон и Селлеволд установили, что подобное растрескивание достигает критического предела перед началом схватывания бетон-ной смеси.

Дня уменьшения растрескивания при пластической усадке необходимо использовать различ-ные покрытия бетона, предотвращающие быстрое испарение воды.

Каретге и Мальхотра, а также Оккенхауг отмечают, что для достижения требуемого воз-духововлечения бетонных смесей с МК необходима повышенная дозировка модификаторов воздухововлекающего действия, которая, однако, может быть снижена при использовании суперпластификатора. Айтин и Везина обращают внимание на возможность потери вовлечен-ного воздуха в процессе приготовления и укладки бетонной смеси. По их данным бетонные смеси с МК и СП характеризуются удлиненными сроками схватывания в сравнении с бетон-ными смесями без них.

Ярен показал, что существует оптимальное содержание МК в составе смешанного вяжущего для достижения максимальной прочности. Суперпластификаторы, используемые в сочетании с микрокремнеземом для снижения количества воды затворения, позволяют увеличить прочность и долговечность бетонов с МК.

Прирост прочности на сжатие, обусловленный заменой части цемента на МК, зависит от возраста бетона, а также от расхода цемента, микрокремнезема и водовяжущего отношения, Мальхотра приводит данные о том, что МК, введенный в состав бетона в количестве 5,10 и 15% массы цемента при водовяжущем отношении 0,6, не вызвал значительного повышения проч-ности на сжатие ранее, чем в возрасте 3 сут. Однако было отмечено, что прочность в возрасте до 3 сут увеличивается для таких бетонов при водовяжущем отношении 0,4. Бентур и Голдшен и считают, что повышение прочности бетона за счет введения МК имеет место не ранее, чем по истечении 1 сут твердения.

Холланд и Гьорв исследовали соотношение между прочностью на растяжение и прочностью на сжатие бетонов с МК в различные сроки твердения. Результаты позволили предположить, что это соотношение свойственно и бетонам без МК. Аналогичные данные были получены Холландом для бетонов, содержащих 5...10% МК и суперпластификатор.

Де Ларрард отмечает, что с увеличением прочности уменьшается трещинообразование при высушивании и может совсем отсутствовать при содержании МК в составе вяжущего в количестве более 7%. Устойчивость к трещинообразованию при высушивании бетонов объясняется их высокой прочностью на растяжение.

Вольсейфер исследовал трещинообразование высокопрочных бетонов, содержащих МК. Было установлено, что в течение 4 месяцев твердения бетоны, содержащие МК, имели меньшие деформации трещинообразования, чем бетоны без МК.

VII. Особенности корректировки легких бетонов с добавками

При изготовлении изделий и конструкций нз конструкционных лег­ких бетонов могут приме-няться все химические добавки, рекомендуемые для тяжелых бетонов, с аналогичными проект-ными характеристиками и усло­виями приготовления и применения с учетом некоторых особен-ностей, изло­женных ниже в пп. 1-4.

1. Применение пластифицирующих добавок рекомендуется в первую очередь при использовании водопотребных мелких заполнителей (золы и золо-шлаковые смеси ТЭС, вспученный перлитовый песок и др.). Уменьшение вододсржания, вызывающее повышение плотности бетона, компенси­руют увеличением объема вовлеченного воздуха и соответственно расхода воздухововлекающей добавки.

2. При применении пластифицирующих добавок для конструкционных легких бетонов следует учитывать:

повышенную расслаиваемость высокоподвижных легкобетонных смесей вследствне различия плотности отдельных составляющих;

повышение плотности легкого бетона в сухом состоянии при уменьшении водосодержания пластифицированных бетонных смесей;

водопоглошаюшую способность пористых заполнителей, уменьшающих количество активно действующей добавки, вводимой с водой затворення;

влияние прочности пористых заполнителей на эффект повышения прочности бетона и расхода цемента;

наличие пылевидных фракции в пористых песках и золах ТЭС, уменьшаю­щих эффективность пластификации;

большую склонность к воздухововлечению при перемешивании легко­бетонных смесей с некоторыми суперпластификаторами в силу активного влияния пористых заполнителей на этот процесс;

повышенную потерю подвижности пластифицированных легкобетонных смесей вследствие отсоса воды пористыми заполнителями в процессе выдер­живания и транспортирования смеси.

3. Дозировка суперпластификатора для конструкционных легких бето­нов находится в тех же пределах, что и для тяжелых бетонов и, как правило, не должна превышать 0,6% массы цемента в бетонах, приготовленных с мел­ким плотным заполнителем, 0,8% массы цемента в бетонах с мелким пористым заполнителем.

4. Для уменьшения расслаиваемости высокоподвижных и литых бетон­ных смесей преи-мущественно следует использовать заполнители фракции 5-10мм с плотностью зерна, близ-кой к требуемой плотности, а в качестве мелкого заполнителя - пористые пески н смеси плотных н пористых песков.

5. При изготовлении изделий из конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов классов В3,5-В7,5 обязательно применение воэдухововлекающих добавок с целью:

снижения на 50-150 кг/м³ средней плотности легкого бетона плотной структуры и на 5-10% его теплопроводности за счет уменьшения содер­жания мелкого заполнителя;

улучшения удобоукладываемости, связности, однородности смеси при транс­портировании и формовании;

уменьшения расхода пористых водопотребных песков (керамзитового, перлитового) или зол ТЭС со снижением отпускной н эксплуатационной влажности бетона и повышением его долговечности.

6. Одновременно с воздухововлекаюшнми добавками при изготовлении изделлй из конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов могут приме­няться:

пластификаторы - для снижения на 10-20% водосодержания бетонной смеси и отпускной влажности бетона;

гидрофобнзаторы - для уменьшения водопоглощения бетона в ограждаю­щих конструкциях, эксплуатируемых в агрессивных средах;

ускорители твердения -для обеспечения требуемой распалубочной проч­ности при сокращенных режимах тепловой обработки.

7. При применении воздухововлекающих добавок для конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов, объем вовлеченного воздуха должен обеспечивать требуемые свойства бе-тонной смеси и бетона в момент формо­вания изделий и, как правило, не должен превышать 12% для смесей на по­ристых песках и 15% для смесей на плотных песках.

Объем вовлеченного воздуха при приготовлении бетонной смеси может быть больше тре-буемого значения в зависимости от изменения воздухосодержания бетонной смеси при тран-спортировании.

Таблица 42

Добавки к лёгким бетонам.

Добавки	Количество, % массы цемента, при мелком заполнителе
пористом	плотном	Золе и золошла-ковой смеси ТЭС
СДО СНВ С	0,1-0,2 0,05-0,15 0,1-0,15	0,15-0,3 0,08-0,15 0,15-0,2	0,25-0,4 0,15-0,25 0,2-0,3

Примечание: 1. Расходы добавок приведены но товарному продукту для бетонных смесей на гравии. Для смесей на щебне расходы добавок повы­шаются в 1,5-2 раза.

2. Большие расходы добавок относятся к составам бетонов с минималь­ным расходом мелкого заполнителя и соответственио наибольшим объемом вовлеченного воздуха; меньшие — к составам с максимальным расходом мелкого заполнителя.

3. Для золы и зол от лаковой смеси расходы добавок даны для буроугольной золы с удельной поверхностью 2000-3000 сма/г. Для высоко дисперс­ных и антрацитовых зол расходы добавок повышаются в 1,5—2 раза.

4. Расходы добавок должны уточняться в процессе проведения опытных замесов в про-изводственных условиях с учетом особенностей смесителя, условий транспортирования, укладки бетонной смеси и формования изделий, с обеспечением требуемых характеристик смеси и бетона при формовании и после формования изделий.

8. В качестве воздухововлекающих добавок рекомендуется применять СДО, СНВ и С, ориенти-ровочные расходы которых приведены в табл. 42.

Допускается применение других воздухоповлекающих добавок, удовлетво­ряющих требова-ниям ГОСТ 24211, а при ограниченной степени воздухововлечения (до 4-6%) в условиях, исключающих большие потери вовлечен­ного воздуха (транспортирование смеси в бетоновозах, малое время выдержи­вания, повышенное содержание в смеси цемента и дисперсных частиц),- применение пластифицирующе-воздухововлекающих добавок СПД-м и НЧК. Возможно также применение пенообразователей по СН 277-80.

9. Состав конструкционно-теплоизоляционного легкого бетона с воздухововлекающей добав-кой назначается заводской лабориторисй на основа­нии опытных замесов, проводимых в произ-водственных условиях на материалах, с учетом применяе­мой технологии приготовления транспор-тирования, формования и твердения изделий. Оптимальный состав должен характеризоваться максимальной сте­пенью насыщения крупным заполнителем, минимальным содержанием мелкого заполнителя в соответствии с рекомендациями табл. 10, расходом цемента, не превышающим типовую норму по СНиП 5.01.23-83, расходами добавки и воды, обеспечивающими требуемые удобоукладываемость (5-10 с), плотность бетонной смеси и объем вовлеченного воздуха при формовании изделий.

10. Состав бетона следует подбирать с учетом качества исходных материалов, которые должны удовлетворять требованиям ГОСТ 9757-83. При этом содержание фракции менее 0,3мм в пористом песке должно быть

Таблица 43

Класс бетона	Расход мелкого заполнителя, м3/м3
пористого того же ви-да, что и крупный заполнитель	Вспученно-гоперлито-вого	золы или золошла- ковой сме-си ТЭС	плотного
В3,5 В5 В7,5	0,2-0,3 0,23-0,33 0,28-0,35	0,25-0,35 0,3-0,4 0,35-0,45	0,1-0,15 0,15-0,2 0,2-0,25	0,12-0,15 0,15-0,2 0,18-0,25

Примечание. Расходы даны для бетонных смесей на пористом гравии. Для смесей на щебне они повышаются на 0,1-0,15 м³/м³.в пределах 30-40%. При выборе заполнителей следует руководствоваться требованиями ГОСТ 25820 и применять наименее дефицитные местные материалы, в первую очередь получаемые из отходов промышленности (зол, шлаков).

11. Бетонную смесь приготовляют в смесителях принудительного действия. Время перемеши-вания смеси должно составлять 3-4 мин.

12. Транспортировать бетонную смесь от смесителя к посту формования бетонораздатчиками, кюбелями и другими транспортными средствами, исклю­чающими расслоение смеси и потери вовлеченного воздуха. Высота падения бетонной смеси при перегрузках не должна превышать 1м, а их количество должно быть не более двух. Продолжительность выдерживания легкобе-тонных смесей не должна превышать 30 мин.

14. Продолжительность выдерживания отформованных изделий из смесей жесткости 5-10 с до заглаживания верхнего фактурного слоя должна состав­лять для изделий несложной конфи-гурации (панели ленточной разрезки, блоки) 15-30 мин, для крупногабаритных изделий (одно- и двухмодульные панели)-30-60 мин.

14. Тепловую обработку изделий из легких бетонов следует производить по режимам, установленным в СНнП 3.09.1-85 и ОНТП-7-85.

Приложение 1

Справочное