Лабораторная работа № 13
ПОДБОР СОСТАВА ПОРИЗОВАННОГО БЕТОНА
Цель работы – освоить методику подбора состава поризованного бетона, обеспечивающего при наименьшем расходе цемента получение бетонной смеси требуемой подвижности (жесткости), а также бетона с заданными физико-механическими свойствами в установленные сроки.
Исходные данные
Марка (класс) бетона.Удобоукладываемость бетонной смеси. Характеристики цемента: наименование; активность (марка); истинная плотность, г/см3; насыпная плотность, кг/м3. Характеристики крупного заполнителя: наименование; предельная крупность, мм; средняя плотность заполнителя в смеси фракций,определенная непосредственно в бетоне, кг/м3; насыпная плотность смеси фракций заполнителя уплотненной вибрацией и неуплотненной, кг/м3. Характеристики мелкого заполнителя: средняя плотность (для пористого песка определяется в цементном тесте), кг/м3; насыпная плотность, кг/м3.
Материалы и оборудование:
Весы лабораторные по ГОСТ 24104-88Е. Цилиндры мерные для воды емкостью 500-1000 мл. Прибор для определения подвижности бетонной смеси по ГОСТ 10181.1-81 объемом 5,5 дм3.Формы-кубы с размерами ребер 100 мм для изготовления опытных образцов по ГОСТ 22685-89.Металлические линейки длиной не менее 400 мм и 200 мм по ГОСТ 427- 75.Штыковка- металлический стержень диаметром 16 мм, длиной 650 мм с закругленным концом.Кельмы типа КБ по ГОСТ 9533-81.Емкости для взвешивания компонентов, приготовления смеси фракций заполнителя и бетонной смеси. Виброплощадка лабораторная по ГОСТ 10181.1-81.Камера нормального твердения по ГОСТ 10180-90.Пресс по ГОСТ 28840-90.Кисть для нанесения смазки на формы типа КР-30.Цемент ГОСТ 10178-85.Пористый заполнитель высушенный фракций 0- 5; 5-10; 10-20 мм по ГОСТ 9757-90.Смазка для форм (масло машинное).
Методика расчета
Состав поризованного керамзитобетона проектируют расчетно- экспериментальным способом с построением зависимостей прочности и средней плотности легкого бетона от расходов цемента и воздухововлекающей добавки. Проектирование состава поризованного легкого бетона начинают с выбора материалов позволяющих получить бетон с заданной прочностью и требуемой средней плотностью бетонной смеси.
При выборе крупного пористого заполнителя можно использовать данные приведенные в таблице 46. После выбора материалов и определения их основных характеристик, расчетно-экспериментальным способом подбирают исходный состав поризованного легкого бетона. Расход цемента назначают по данным таблицы 47и расход воды ориентировочно по таблице 48.
Таблица 46- Рекомендуемые соотношения между марками крупных пористых заполнителей, прочностью и средней плотностью бетона.
| Класс бетона | Минимальная средняя плотность поризованного бетона в сухом состоянии, кг/м3, при марке крупного заполнителя. | |||||||
| В 2,5 | 700/ - | 800/ - | 900/- | -/950 | -/1100 | - | - | - |
| В 3,5 | - | 800/ - | 850/- | 900/1050 | 1000/1150 | 1100/1200 | -/1250 | - |
| В 5 | - | 850/ - | 900/- | 950/1100 | 1050/1200 | 1150/1300 | -/1350 | -/1450 |
| В 7,5 | - | - | 100/- | 1050/1250 | 1100/1350 | 1200/1450 | - | -/1550 |
Примечание: Над чертой приведены показатели средней плотности поризованного бетона на пористом гравии, под чертой -на пористом щебне. Значения средней плотности указаны для бетонов на дробленом керамзитовом песке или без песка; при использовании шлакового песка указанные величины средней плотности увеличивают примерно на 100 кг/м3, кварцевого песка - на 150 кг/м3.
Таблица 47- Ориентировочный расход цемента марки 400 в бетонах, поризованных воздухововлекающими добавками.
| Класс бетона | Расход цемента, кг/м3 бетона, при марке пористого щебня (гравия), кг/м3 | |||||||
| В 2,5 | 230-260/ - | 220-230 / | 210-220 / 230-260 | 210-240 /210 220 | - /190-220 | - | - | - |
| В 3,5 | 230/250/ - | 230-250 / - | 220-230/ - | 210-220/230-260 | 200-210/210-240 | - | - /190-220 | - |
| В 5 | - | 250-280/- | 230-250/ - | 220-230 / - | 210 -220/230-260 | 200-210/ - | - /210-240 | - /190-220 |
| В 7,5 | 250-280/ - | 230-250/ - | 220-230/250-290 | 210-220/ - | - /230-260 | - /210-240 |
Таблица 48 - Ориентировочный расход воды, принимаемый для изготовления легкого бетона с воздухововлекающими добавками.
| Крупный заполнитель | Вид песка | Ориентировочный расход воды, л/м3, при | |||
| осадке конуса, см | жесткости, с | ||||
| до 5 | 5-10 | до 7-8 | 8-15 | ||
| Гравий (керамзит) | Дробленый керамзитовый | 210-240 | 240-260 | 200-230 | 170-200 |
| Шлаковый | 190-220 | 220-240 | 180-210 | 150-17 | |
| Кварцевый | 170-190 | 200-230 | 160-190 | 150-170 | |
| Щебень | Дробленый пористый (из щебня) | 240-270 | 270-230 | 230-270 | 200-230 |
Расход крупного заполнителя определяют по формуле:
К=(0,90....1,05)ρНК (71)
где ρНК -насыпная плотность смеси фракций крупного заполнителя, кг/м3.
Расход мелкого заполнителя определяется по формуле:
П=ρб-1,15 Ц-К (72)
где ρб- плотность поризованного бетона в сухом состоянии, кг/ м3;
Ц, К - расходы соответственно цемента и крупного заполнителя, кг/ м3;
1,15 - коэффициент учитывающий химически связанную воду.
Ориентировочный объем вовлеченного воздуха для получения поризованного бетона слитной структуры находят расчетным путем:
Vв= 0,1 (1000-(Ц/ρц +К/ρк +П/ρп +В)) (73)
где Ц,В,П,К- соответственно расходы цемента , воды , мелкого и крупного заполнителя, кг/ м3;
ρц -истинная плотность цемента, кг/м3;
ρп, ρк -средняя плотность соответственно мелкого и крупного заполнителя определенная в бетоне, кг/м3.
Расход воздухововлекающейдобавки принимают по таблице 49 в зависимости от требуемого объема вовлеченного воздуха и вида мелкого заполнителя.
Таблица 49 - Ориентировочный расход воздухововлекающих добавок для приготовления поризованных легких бетонов(в процентах от массы цемента).
| Микропенообразователь | Требуемый объемоздухо- вовлечения | Вид песка | ||
| %в | дробленый керамзитовый | кварцевый | шлаковый | |
| ЦНИИПС-1 или абиетат натрия | 4-8 | 0,02-0,1 | 0,04-0,15 | 0,05-0,15 |
| 8-12 | 0,05-0,15 | 0,1-0,2 | - | |
| Гидролизованная кровь | 4-8 | 0,3-1,0 | 0,5-1,5 | 1-2 |
| 8-12 | 0,3-1,5 | 1,0-2,5 | - |
Определив расход материалов на 1 м3 бетонной смеси при принятом расходе цемента рассчитывают расход материалов еще для двух составов при расходе цемента на 20% больше и меньше исходного. Далее определяют расход материалов на опытный замес объемом V по формуле:
Ц1=ЦV/1000 В1=ВV/1000 К1=КV/1000 П1=ПV/1000 (74)
где Ц, В, К, П - расход материалов цемента, воды, крупного и мелкого заполнителя на 1 м3 бетона , кг;
Ц1, В1, К1, П1- расход тех же компонентов на опытный замес, кг;
V- объем опытного замеса, дм3.
Бетонную смесь изготавливают следующим образом в смоченный противень помещают сначала расчетное количество заполнителя и перемешивают примерно с третью расчетного количества воды в течении 0,5 мин. Затем добавляют вяжущее и остальную воду и перемешивают 1,5-2 минуты. Пена изготавливается отдельно из раствора 10% концентрации (при этом вода для приготовления раствора учитывается в общем расходе воды). В приготовленную бетонную смесь полученная пена подается при одновременном перемешивании в течение 1-2 минут. Из полученной смеси формуют образцы -кубы, при этом определяют подвижность бетонной смеси и ее плотность.Образцы твердеют в соответствии с ГОСТ 10180-90 и испытываются в установленные сроки.
Данные испытания опытных образцов сводятся в таблицу (см. приложениеБ). По этим данным строятся зависимости прочности и плотности бетона от расхода цемента Rб=f(Ц), ρб=f(Ц) при принятом расходе добавки (см. приложение В) определяют оптимальный состав. Учитывая возможные колебания основныхпоказателей поризованного бетона, рекомендуется принимать расчетную среднюю плотность бетона на 2-5 % ниже, а прочность на 10-20 % выше, чем требуется по заданию.
Вопросы для защиты лабораторной работы №13
1. Область применения поризованного бетона
2. Какие добавки применяются в качестве воздухововлекающих?
3. Исходные данные для подбора поризованного бетона
4. Порядок изготавливается бетонной смеси.
5. Какие поправки, учитывая возможные колебания основных показателей поризованного бетона, следует принимать?
6. В зависимости от чего принимают расход воздухововлекающей добавки?