Применении для сокращения режима тепловой обработки

а) Ориентировочные данные для выбора ускорителей твердения приведены в табл.11.

Ориентировочные данные по уменьшению расхода це­мента благодаря введению добавок в бетон, подвергаю­щийся тепловой обработке, приводятся в табл.14

Таблица 14

Ориентировочные данне по уменьшению расхода цемента в бетоне за счёт введения добавок

Применяемый цемент	Расход цемента в бетоне, кг/м3	Уменьшение расхода цемента при введении оптималь- ного количества добавки
K2SO4, Ca(NO3)2, ННК	NaCl, NaCl+NaNO2 NaCl+ННК, Na2SO4	СaCl2, СaCl2+ NaNO2, ЛСТМ+ ЛСТМ++ ННК, ННХК	ЛСТ, ЛСТМ	Мылонафт, ВЛХК, ГКЖ-10, ГКЖ-11	СНВ, СПД, ЦНИПС-1	ЛСТ+ Na2SO4 ,ЛСТМ + Na2SO4	ЛСТ+СaCl2, ЛСТМ+ СaCl2
Быстротвердеющий портландцемент(ПЦ), высокоалюминатный ПЦ	До300 300- 400, более 400
Среднеалюминатный ПЦ	До300 300- 400, более 400
Низкоалюминатный ПЦ, шлакопортланд-цемент, пуццолано-вый ПЦ	До300 300- 400, более 400

При выборе добавки учитывается вид применяемого цемента и ожидаемый прирост прочности.

б) При применении добавки ускорителя с целью сокращения режима тепловой обработки или ускорения тведения бетона, выдерживаемого в ес­тественных условиях, корректировка его состава за­ключается в установлении оптимального количества до­бавки, которое рекомен-дуется производить в следующем порядке: из подобранной бетонной смеси приготовляют­ся замесы с введением добавки, количество которой на­значается по табл. 11 с интервалом 0,5%; из смесей фор­муются образцы, которые подвергаются тепловой обработке или выдерживаются в естественных условиях и ис­пытываются на прочность при сжатии; по результатам испытаний образцов устанавливается оптимальное ко­личество добавки; прирост прочности бетона, подверга­ющегося тепловой обработке, затем используется для со­кращения режима тепловой обработки.

Пример 1. Требуется установить режим пропаривания бетона марки 200 (В15)с добавкой сульфата натрия, если расход материалов на 1м³ бетона без добавки составляет: портланд-цемента -310кг, песка - 620кг, щебня - 1315кг, воды - 155л. Пропаривание изделий, изготов­ляемых из бетона без добавки, производится по режиму 2+3+6+3 ч (предварительная выдер-жка + подьём температуры + изотермический прогрев + остывание) с получением через 4 ч после пропаривания бетона проч­ностью 14 МПа.

По табл. 11 выбираем ускоритель твердения в количестве 1; 1,5 и 2%. Находим, что при во-доцементном отноше­нии бетона 155:310 = 0,5 оптимальное количество до­бавки сульфата нат-рия составляет 1-2% массы цемен­та. Значит, необходимо определить прирост прочности бетона с добавкой сульфата натрия.

Принимаем количество добавки с расходом ее в 1 % , что составит 310 × 0,01 = 3,1кг.

Сульфат натрия берется 10%-ной концентрации. По табл. приложения 2 находим, что содер-жание соли в 1л та­кого раствора плотностью 1,092 г/см³ составляет 0,109кг. Следовательно, для введения в бетон необходи­мого количества соли в (виде 10%-ного раствора на 1м³ смеси его потребуется

3,1 : 0,109 = 28,4л.

В найденном количестве раствора соли воды содер­жится

1,092 × 28,4 - 3,1 =27,9 л.

С учетом воды, содержащейся в растворе добавки, количество воды для приготовления 1м³ бетонной сме­си составит

155 - 27,9 =127,1 ,л.

Аналогичные расчеты производятся и при введении добавки в количестве 1,5 и 2%, а результаты их сведены в табл. 15.

Из рассчитанных бетонных смесей формуется по б образцов из каждого замеса. Образцы пропаривают­ся по применяемому режиму и испытываются на проч­ность после пропаривания и в возрасте 28 сут.

Таблица 15

Составы бетона с добавкой сульфата натрия

№ состава	Коли чество Na2SO4	Расход материалов в кг (воды и добавки, л) на 1м3 бетона
цемента	песка	щебня	воды	10%-ного раствора Na2SO4
	1,5				127,1 113,1 99,1	- 28,4 42,6 56,8

Исходя из превышения прочности бетона с добавкой над прочностью обычного, бетона, по формуле (11) на­ходится ориентировочная продолжительность пропаривания бетона с добавкой

Вд = 14 - 0,03 ×14 (77 - 70) = 11 ч.

Для проверки этого положения приготовляются бетонные образцы с оптимальным количеством ускорите­ля, которые пропариваются по режимам 2+3+3+3 и 2+2+4+3 ч.

Прочность бетона с добавкой после пропаривания по указанным режимам уменьшилась соответственно до 13,2 и 14,5 МПа.

По результатам испытаний образцов, представленных в табл. 16, видно, что к большему повышению прочно­сти приводит введение 1,5% соли.

Таблица 16

Результаты испытаний образцов из бетона с добавкой сульфата натрия

№ сос- тава	Коли чество Na2SO4	Прочность образцов после пропаривания
Через 4 часа	В возрасте 28 сут.
МПа	% от мар-ки бетона	МПа	% от марки бетона
	1,5	14,2 15,4 14,8		20,2 20,4 21,2 20,8

Тогда за сокращенный режим оконча­тельно принимается 2+2+4+3 ч, поскольку прочность бетона после пропаривания по этому режиму равна прочности бетона без добавки.

3.1.2. Подбора состава бетона с добавкой ускорите­ля твердения, применяемого с целью уменьшения расхода цемента.

При введении добавки ускорителя твердения бетона с целью уменьшения расхода цемента корректировку состава бетона рекомендуется производить следую­щим образом:

а)по примеру 1 устанавливается оптимальное количество добавки и достигаемый прирост проч-ности в проектном возрасте за счет ее введения;

в) для практических целей при применении добавок ускорителей твердения для сокращения расхода цемента увеличенное значение В/Ц бетона определяется по формуле:

(12)

где Rц - активность (марка) цемента в МПа;

Rб - прочность бетона без добавки в МПа;

б) используя прирост прочности, пересчетом состава бетона устанавливается увеличенное зна-чение В/Ц, при котором бетон с добавкой приобретает требуемую проч­ность; исходя из этого значения В/Ц при неизменном расходе воды и доле песка в смеси заполнителей, но уменьшен-ном расходе цемента подбирается смесь тре­буемой подвижности или жесткости;

в) из подобранной по п. «б» бетонной смеси при­готовляются замесы с добавкой - в опти-мальном и уменьшенном количестве - на 0,25 и 0,5% массы цемента; из смесей формуются об-разцы, которые подвергаются тепловой обработке или выдерживаются в естественных усло-виях и испытывают­ся на прочность при сжатии; по результатам испытаний устанавливается наиболее экономичный состав бетона.

Пример 2. Требуется за счет введения добавки ННХК умень­шить расход цемента в бетоне марки 300, подвергаю­щемся пропариванию, если прочность его через 4 ч после пропаривания и в возрасте 28 сут. составляет со­ответственно 21 и 33,5 МПа, а расход материалов на 1м³ бетона без добавки составляет: портландцемента М 400-380кг, песка -667кг, щебня -1186 кг, воды- 167л.

В соответствии с таблицей 11 и проведения корректировки состава бетона с добавкой по указаниям п. «6», установили, что оптимальной добавкой является 2% ННХК. Введение ее приводит к увеличению прочности бетона через 4 ч после пропаривания и в возрасте 28 сут. соответственно на 10 и 10% от R₂₈.

Превышение проч­ности бетона необходимо понизить путем увеличении водоцементного отношения при неизменном расходе во­ды. Достигается это понижением 28-суточной проч-ности бетона на 10%, т. е. до 33,5 - 33,5 ×0,1 = 30,2 Мпа.

Увеличенное значение В/Ц, обеспечивающее получе­ние бетона с этой прочностью, опреде-ляется по формуле В/Ц = 0,45R_ц / (R_б + 0,18R_ц), (12)

где R_б - требуемая прочность бетона, МПа; R_ц- активность (марка) цемента, МПа.

Подставляя в формулу (12) известные величины для применяемых материалов (R_б=30,2 МПа, R_ц = 40МПа, находим, что В/Ц = 0,48.

Поскольку расход воды не изменяется (см. п.«б»), то расход цемента составит167 : 0,48 = 348кг.

Для провер­ки рассчитанного состава бетона (до проверки целесообразно проверить рас-чётную прочность бетона без добавки) необходимо пригото­вить контрольные замесы с вве-дением оптимального ко­личества добавки и уменьшенного на 0,5 и 0,25%, т. е. с дозировками ННХК 2; 1,75 и 1,5% массы цемента.

В 1л применяемого раствора ННХК 10%-ной кон­центрации (плотностью 1,087 г/см³) со-держится 0,108кг сухого вещества (см. табл.приложения 2). Тогда для введения в бе­тон 2% добавки в виде 10%-ного раствора - на 1м³ его потребуется 348 × 0,02 : 0,108 = 64,4л.

В найденном количестве раствора ННХК воды со­держится 64,4×1,087 - 348×0,02 = 63л,

т. е. расход воды на 1 м³ бетона необходимо умень­шить до

167 - 63 = 104л.

Аналогичные расчеты производятся и при введении добавки в количестве 1,5 и 1,75%. Результаты этих рас­четов приведены в табл. 17.

Из рассчитанных бетонных смесей приготовляются контрольные замесы для определения их подвижности (жесткости). Если указанные параметры отличаются от заданных, требуемая подвижность (жесткость) сме­си достигается некоторым изменением расхода цемента.

Т а б л и ц а 17

Составы бетона с добавкой ННХК и уменьшенным расходом цемента

Номер состава	Кол-во ННХК,%	Расход материалов в кг (воды и добавки, л) на 1м3 бетона	В/Ц	Уменьшение расхода цемен- та, %
цемен- та	песка	щебня	воды	10%-но -го раст -вора ННХК
	1,5 1,75				119,7 111,9	- 48,3 56,3 64,4	0,45 0,48 0,48 0,48

Затем из подобранных бетонных смесей формуются образцы - по 6 из каждого замеса. Образцы пропари­ваются по применяемому на практике режиму и испы­тываются на прочность через 4 ч после пропаривания и в возрасте 28 сут.

Результаты этих испытаний приве­дены в табл. 18

Таблица 18

Почность бетона с добавкой ННХК и уменьшенным

расходом цемента

№ сос- тава	Прочность образцов после пропаривания
Через 4 часа	В возрасте 28 сут.
МПа	% от марки бетона 300	МПа	% от марки бетона 300
	20,1 20,7 18,9		33,5 30,9 31,5 29,7

По результатам испытаний видно, что оптимальным является бетон состава 3 с уменьшен-ным на 8% рас­ходом цемента. При использовании заполнителей с естественной влажностью (песок -3%, щебень - 3%) в расчете на 1м³ бетона будет вводиться воды

678 × 0,03+1207 × 0,03 = 56,8л, в связи с чем расход воды необходимо уменьшить до

111,9 -56,8 = 55,1л.

Тогда расход материалов на 1 м³ бетона в произ­водственных условиях составит:

цемента….......................................348кг

песка (678×1,03)….......................698кг

щебня (1207×1,03) ......................1243кг

10%-ного раствора ННХК...............56,3л

воды………………………..............55,1л.