Определение свойств бетона с добавками

Цель работы – познакомить студентов с методикой подбора состава бетона с добавками-пластификаторами и установить степень их влияния на свойства бетонной смеси и бетона.

Для улучшения свойств бетонной смеси и обеспечения необходимых эксплуатационных характеристик бетонов применяют различного вида добавки. Их вводят непосредственно в бетонную смесь в виде сухого порошка или водных растворов и суспензий.

Определение состава бетона с добавкой производится по соответствующим исходным данным расчетно-экспериментальным методом с использованием формул, графиков и таблиц без добавки. В результате устанавливается лабораторный состав бетона на сухих заполнителях для пробных замесов.

Расчетный состав бетона проверяют в пробных замесах, исходя из заданных подвижности и прочности бетона (при необходимости корректируются).

Исходные данные для определения состава тяжелого бетона с добавками-пластификаторами включают:

- проектную марку бетона и срок ее достижения, определенную долю этой прочности к заданному сроку твердения (распалубочную, передаточную и т.п.);

- технологические требования к бетонной смеси;

- вид и марку (активность) цемента;

- вид и основные характеристики мелкого и крупного заполнителей;

- вид применяемой добавки, плотность и концентрацию ее водного раствора;

- условия перемешивания исходных материалов, уплотнения бетонной смеси и твердения свежеуложенного бетона.

Подвижность бетонной смеси с добавками-пластификаторами следует назначать исходя из требуемой подвижности бетонной смеси без добавки и вида добавки по таблице 23.

Объем вовлеченного в бетонную смесь воздуха с пластифицирующе-воздухововлекащей добавкой ЩСПК должен быть в пределах, указанных в таблице 24.

Расчет исходного состава бетона при применении добавок-пластификаторов производится в следующей последовательности.

1. Рекомендуемое количество добавки С – 3 находится по графику рисунок 3, а добавок СДБ и ЩСПК по таблице 25.

2. Водоцементное отношение определяется ориентировочно по формулам:

при В/Ц≥0,4 В/Ц=К1·А·Rц/(Rб+0,5К1·АRц);

при В/Ц<0,4 В/Ц=К1·А1·Rц/(Rб-0,5К1·А1Rц);

3. Значения коэффициента А и А1 принимаются по таблице 12, а коэффициента К1, учитывающего влияние добавки-пластификатора на прочность бетона по таблице 26.

Таблица 23 - Подвижность бетонной смеси одинаковой удобоукладываемости при уплотнении вибрированием

Осадка конуса бетонной смеси без добавки, см Осадка конуса бетонной смеси с добавкой, см
СДБ, С-3 ЩСПК
1…2 1…2 1…2
3…4 2…3 1…2
5…6 4…5 3…4
7…8 6…7 5…6
9…10 8…9 7…8
11…12 9…10 8…9
13…14 11…12 10…11
15…16 13…14 12…13
17…18 15…16 14…15

Таблица 24 - Допускаемое количество вовлеченного воздуха в бетонной смеси с добавкой ЩСПК

Наибольшая крупность щебня (гравия), мм Объем вовлеченного воздуха, % не более, при В/Ц
0,4 0,41…0,5 0,5
  С,%   1,2     1,0     0,8     0,6  
24 26 28 30 32 НГЦ.Т., %

Рисунок 7 - Рекомендуемое количество добавки С-3 от нормальной густоты

цементного теста

Таблица 25 - Рекомендуемое количество добавок СДБ и ЩСПК

Вид цемента Количество добавки (в расчете на сухое вещество), % от массы цемента при его расходе, кг/м3
≤ 300 ≤ 400 ≤ 500 > 600
СДБ ЩСПК СДБ ЩСПК СДБ ЩСПК СДБ ЩСПК
Портландцемент и быстротвердеющий портландцемент     0,15     0,15     0,2     0,25     0,25     0,4     0,3     0,6
Сульфатостойкий и гидрофобный портландцемент     0,1     0,1     0,15     0,2     0,2     0,3     0,25     0,4
Шлако- и пуццолановый портландцемент   0,2   0,25   0,25   0,3   0,3   0,5   0,35   0,8

Примечания: 1. Количество добавки приведено для среднеалюминатных цементов с содержанием С3А 6...10 %.

2. Пи содержании С3А более 10 % количество добавки увеличивается на 0,05 %, а при содержании С3А менее 6 % - уменьшается на 0,05 %.

Таблица 26 - Значение коэффициента К1

Вид добавки К1 при подвижности бетонной смеси, см
1…4 5…7 8…10 11…14 15…18
С-3, СДБ 1,05 1,02 1,01 1,0 0,98
ЩСПК 0,9 0,92 0,94 0,95 0,96

3. Устанавливается расход воды для обеспечения заданной подвижности бетонной смеси с добавкой по формуле:

В=К2∙В1, л/м3, (47)

где В1 - водопотребность бетонной смеси той же подвижности без добавки, л/м3 (находится по таблице 17);

К2 – коэффициент, учитывающий влияние оптимального количества добавки ПАВ на подвижность бетонной смеси (выбирают из таблицы 27).

Таблица 27 - Значение коэффициента К2

Вид добавки К2 при расходе цемента в бетонной смеси, см
Добавка С-3
1…4 0,9 0,88 0,86 0,84
5…10 0,88 0,86 0,84 0,82
11…14 0,86 0,84 0,82 0,79
15…18 0,84 0,82 0,80 0,77
Добавки СДБ и ЩСПК
1…4 0,96 0,94 0,92 0,9
5…10 0,94 0,92 0,90 0,88
11…14 0,92 0,90 0,88 0,86
15…18 0,90 0,88 0,86 0,85

4. Расход цемента в бетоне с добавкой определяется по формуле

определение свойств бетона с добавками - student2.ru , (48)

5. Расход раствора добавки известной концентрации, л на 1 м3 бетона, определяется по формуле

определение свойств бетона с добавками - student2.ru , (49)

где Ц - расход цемента на 1 м3 бетона, кг;

С - дозировка добавки, % массы цемента;

К - концентрация раствора добавки, %;

П - плотность приготовленного раствора, кг/м3 (находится из таблицы 24).

Таблица 28 - Зависимость «концентрация - плотность» для водных растворов добавок-пластификаторов

Концентрация Плотность водных растворов добавок, кг/м3
С-3 СДБ ЩСПК
- 1,004 1,003
- 1,013 1,015
1,02 1,021 1,031
1,06 1,043 1,066
- 1,053 1,079
- 1,063 1,092
1,074 1,073 1,106
- 1,083 1,119
1,09 1,091 1,132
1,116 1,117 1,161
1,148 1,144 -
1,180 1,173 -
1,205 1,202 -
- 1,226 -

6. Количество воды для затворения бетонной смеси определяется с учетом воды, содержащейся в растворе добавки известной концентрации по формуле

определение свойств бетона с добавками - student2.ru , (50)

7. Коэффициент раздвижки зерен щебня (гравия) раствором устанавливается по формулам:

при подвижности бетонной смеси с добавками С-3 и СДБ не более 6 см и с добавкой ЩСПК не более 12 см

определение свойств бетона с добавками - student2.ru , (51)

при подвижности бетонной смеси с добавками С-3 и СДВ более 6 см и с добавкой ЩСПК более 12 см

определение свойств бетона с добавками - student2.ru , (52)

8. Расход песка и щебня определяется так же, как и в лабораторной работе № 6.

9. Теоретическая плотность бетонной смеси с добавкой-пластификатором в уплотненном состоянии, кг/м3, находится по формуле

определение свойств бетона с добавками - student2.ru , (53)

Проведение опытных замесов и обработка результатов производятся в следующей последовательности. Расчетный состав бетонной смеси необходимо экспериментально проверить на пробных замесах.

Для этого каждая бригада студентов готовит по три образца из бетонной смеси рассчитанного состава с различным расходом добавки. Рабочие растворы добавок производятся перед приготовлением бетонной смеси. Для бетонной смеси определяют удобоукладываемость и объем вовлеченного в бетонную смесь воздуха по формуле:

определение свойств бетона с добавками - student2.ru , %, (54)

где определение свойств бетона с добавками - student2.ru ; - теоретическая к фактическая плотности бетонной смеси, кг/м3.

Полученные результаты испытаний всех бригад объединяют в сводную таблицу 29 и строят графики зависимостей:

- прочность - расход добавки;

- плотность бетона – расход добавки;

- объем вовлеченного воздуха - расход добавки.

Таблица 29 - Результаты испытаний бетонной смеси и бетона

Номер бригады Расход материалов на 1 м3 бетона, кг Удобоукладываемость Плотность бетонной смеси кг/м3 Плотность бетона кг/м3 Прочность при сжатии, МПа (кгс/см2) Объем вовлеченного воздуха, %
цемента песка щебня воды добавки, % от Ц, (л) теоретическая фактическая
                       

По результатам работы делаются выводы о влиянии расхода и вида добавок ПАВ на свойства бетонной смеси и затвердевшего бетона.

Вопросы для защиты лабораторной работы №8

1. Цель применения добавок

2. Исходные данные для определения состава тяжелого бетона с добавками-пластификаторами

3. Последовательность расчета исходного состава бетона при применении добавок-пластификаторов.

4. Как вводят добавки в бетонную смесь?

5. Формула для определения объема вовлеченного в бетонную смесь воздуха.

6. Эффект от применения добавок-пластификаторов.

Наши рекомендации