Производство работ

Скачать 0.78 Mb.

Название	Производство работ
страница	4/6
Тип	Документы

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Документы

1 2 3 4 5 6

Заполнители для бетона

:: Далее »

Заполнители занимают в бетоне до 80 % объема и оказывают влияние на свойства бетона, его долговечность и стоимость. Введение в бетон заполнителей позволяет резко сократить расход цемента, являющегося наиболее дорогим и дефицитным компонентом. Кроме того, заполнители улучшают технические свойства бетона. Жесткий скелет из высокопрочного заполнителя несколько увеличивает прочность и модуль деформации бетона, уменьшает деформации конструкций под нагрузкой, а также ползучесть бетона - необратимые деформации, возникающие при длительном действии нагруз ки. Заполнитель уменьшает усадку бетона, способствуя получению более долговечного материала. Усадка цементного камня при его твердении достигает 1 ... 2 мм/м. Из-за неравномерности усадочных деформаций возникают внутренние напряжения и даже микротрещины. Заполнитель воспринимает усадочные напряжения и в несколько раз уменьшает усадку бетона по сравнению с усадкой цементного камня.

Пористые естественные и искусственные заполнители, обладая малой плотностью, уменьшают плотность легкого бетона, улучшают его теплотехнические свойства. В специальных бетонах (жаростойких, для защиты от радиации и др.) роль заполнителя очень высока, так как его свойства во многом определяют специальные свойства этих бетонов.

В силикатных бетонах заполнитель помимо своего обычного назначения играет особо важную роль, так как его зерна с поверхности вступают во взаимодействие с вяжущим веществом и от их минералогического состава и удельной поверхности во многом зависят свойства получаемого бетона.

Стоимость заполнителя составляет 30 ... 50% (а иногда и более) от стоимости бетонных и железобетонных конструкций, поэтому применение более доступных и дешевых местных заполнителей в ряде случаев позволяет снизить стоимость строительства, уменьшает объем транспортных перевозок, обеспечивает сокращение сроков строительства.

Правильный выбор заполнителей для бетона, их разумное использование - одна из важных задач технологии бетона.

В бетоне применяют крупный и мелкий заполнитель. Крупный заполнитель (более 5 мм) подразделяют на гравий и щебень. Мелким заполнителем в бетоне является естественный или искусственный песок.

К заполнителям для бетона предъявляются требования, учитывающие особенности влияния заполнителя на свойства бетона. Заполнитель представляет собой совокупность отдельных зерен, т. е. является зернистым материалом, для которого имеется ряд общих закономерностей. Наиболее существенное влияние на свойства бетона оказывают зерновой состав, прочность и чистота заполнителя.

Зерновой состав показывает содержание в заполнителе зерен разной крупности. Он определяется просеиванием пробы заполнителей через стандартные сита с величиной отверстий от 0,14 до 70 мм и более. Различают рядовой заполнитель, содержащий зерна различных размеров, и фракционированный, когда зерна заполнителя разделены на отдельные фракции, включающие зерна близких между собой размеров, например 5...10 или 20...40 мм. Заполнитель характеризуется наименьшей и наибольшей крупностью, под которыми понимают размеры наименьших или наиболее крупных зерен заполнителя. В заполнителе могут встречаться отдельные зерна меньше или крупнее предельных размеров, однако их должно быть не более 5 %. Зерновой состав называют непрерывным, если в нем встречаются зерна всех размеров - от наименьшего до наибольшего. Если же в заполнителе отствуют зерна какого-либо промежуточного размера, то такой зерновой состав называют прерывистым.

Существует много предложений по назначению оптимального зернового состава заполнителя. Большинство исследователей считают более эффективным непрерывный зерновой состав заполнителей, так как хотя смеси с прерывистым составом при исключении фракций средних размеров и обеспечивают меньшую пустотность смеси, однако в них подвижность мелких зерен, защемленных между крупными, ограничена и для получения определенной подвижности бетонной смеси толщина обмазки зерен цементным тестом должна быть более толстой, чем в смесях с непрерывным зерновым составом, причем это происходит в условиях, когда возрастает объем мелкой фракции, а следовательно, и удельная поверхность заполнителя. В результате увеличивается расход цемента на обмазку зерен и уменьшается возможность экономии цемента за счет уменьшения пустотности заполнителя. Кроме того, смеси с прерывистым зерновым составом склонны к расслоению, что отрицательно сказывается на однородности бетона.

Для выбора непрерывного зернового состава заполнителя предлагались различные "идеальные" кривые просеивания. Поскольку нельзя получить смесь одновременно с минимальным объемом пустот и наименьшей удельной поверхностью зерен (ибо минимизацию можно проводить только по одному фактору), идеальная кривая подбирается из условия, чтобы количество пустот в смеси и суммарная поверхность зерен требовали минимального расхода цемента для получения определенной подвижности бетонной смеси и прочности плотного бетона. При подборе соотношения зерен различных размеров по идеальной кривой получаются наиболее подвижные смеси при одном и том же расходе цемента, менее склонные к расслаиванию.

На строительных объектах или заводах сборного железобетона зерновой состав заполнителя подбирают, используя реальные песок и щебень и устанавливая такое соотношение между ними, чтобы кривая зернового со става по возможности приближалась к идеальной кривой, однако допустимы некоторые отклонения. Некоторое ухудшение зернового состава в этом чае легко компенсируется или очень незначительным повышением расхода цемента, или более эффективным способом уплотнения бетонной смеси, при этом достигается заметное упрощение технологии и снижение стоимости бетона. Поэтому в ГОСТах и ТУ всегда указывается не один рекомендуемый зерновой состав, а допускаются колебания в соотношениях отдельных фракций, при которых еще не наблюдается значительного ухудшения свойств смеси заполнителей.

Правильный выбор зернового состава заполнителя или соотношения между песком и щебнем может быть сделан только с учетом состава бетона, в частности, с учетом содержания цемента и воды . В бетонах низких и средних марок с расходом цемента 200... 300 кг/м³ при подвижной бетонной смеси наилучшие результаты обеспечивает зерновой состав, близкий к идеальным кривым просеивания. В бетонах высокой прочности с повышенными расходами цемента и в жестких бетонных смесях долю песка или мелких фракций заполнителя в его общем объеме целесообразно несколько уменьшать, исходя из конкретных свойств заполнителя и состава бетона.

С зерновым составом непосредственно связана пустотность заполнителя, определяемая возможностью его плотной укладки. На пустотность влияет также форма его зерен. Пустотность заполнителя является важной характеристикой, так как в известной мере определяет расход цемента (чем больше пустот, тем больше требуется цемента для их заполнения) и другие свойства бетона.

Рис.1 Расположение зерен заполнителя:
а - при рядовой укладке; б - при шахматной укладке.

Теоретически объем пустот в заполнителе не зависит от крупоности его зерен. Представим себе,что все зерна заполнителя имеют один размер и располагаются в кубе единичного объема либо рядами, либо в шахматном порядке (рис.1). В первом случае число шаров, помещающихся по одной стороне куба, составляет n =1/d, количество шаров во всем объеме N = n³ =1/ d³ , а объем всех шаров V_ш=NП d₃ /6 = П/6 .

Следовательно, объем пустот не зависит от диаметра шаров и равен V_П=1- П /6=1-3,14/6 =0,476. При шахматном (более плотном) расположении шаров.

n₁=1/h=2/(d√3)

N₁= n n₁₂=1/d(2/d₃)²=4/3d²

V_ш =N₁ П d³ /6=2 П /9=0.7;

V_п =0.3.

На объем пустот оказывает влияние форма зерен (табл. 5).

Таблица 5. Пустотность (%) зернового материала в зависимости от формы зерен.

Форма зерен	Укладка
Форма зерен	наиболее плотная	наименее плотная	средняя
Кубы	0	87,1	43,55
Октаэдры	12,2	83,9	48,05
Додекаэдры	14,1	60,7	37,40
Икосаэдры	10,8	59,9	35,10
Шары	26,2	47,6	36,90

В действительности наиболее и наименее плотные укладки маловероятны и практически будет иметь место какая-то промежуточная система укладки и, следовательно, средняя пустотность, определяемая степенью уплотнения. С увеличением угловатости зерен вероятные значения пустотности возрастают. Особенно же увеличивается пустотность при применении зерен удлиненной формы (игольчатых, лещадных).

Если заполнитель представляет собой смесь зерен разной формы, то с увеличением в ней зерен окатанной формы пустотность уменьшается. При совмещении зерен разной крупности более мелкие зерна будут располагаться в пустоте между более крупными и пустотность заполнителя уменьшается.

Примем обозначения: V_п - объем пустот; V₃- абсолютный объем зерен заполнителя; V= V_П + V₃ - полный объем смеси; П_oт = V_П/V- пустотность в относительных величинах; П_a= V_П / V₃ - пустотность по отношению к абсолютному объему зерен заполнителя.

При заполнении пустот крупного заполнителя зернами мелкой фракции пустотность будет уменьшаться:

V_n1 =П_a.k V_з.к. – V_з.м. = П_от.к. V-V_з.м. (1)

При добавлении крупных зерен к мелкой фракции вследствие замещения части объема крупными зернами, не имеющими пустот, пустотность заполнителя будет тоже уменьшаться:

V_n2=П_а.м. V_з.м. = П_от.м(V - V^{з.к. )} ⁽²⁾

^{Формула (1) применяется при условии} ^V_м^<�П_а.к ^V_з.к ^{, т. е. когда объем мелкой фракции не превосходит объема пустот крупной фракции. Формула (2) действительна при условии} ^V_м ^{> П}_а.к ^V_з/к ^{, т.е. при избытке песка по сравнению с объемом пустот крупной фракции. Теоретически наименьший объем пустот можно определить по формуле:}

^V_n/min^=П_от.м^П_от.к ^V. ⁽³⁾

^{В действительности минимальный объем пустот} ^V_п.мин ^{всегда несколько больше, так как на практике не удается достигнуть идеального распределения зерен.}

^{Если зерна смешиваемых фракций не очень отличаются размером, то размер мелких зерен окажется больше, чем размер пустот между крупными зернами, и мелкие зерна, не умещаясь в пустотах, несколько раздвинут крупный заполнитель. В результате пустотность всей системы может не только уменьшиться, но даже увеличиться. Для получения наиболее плотной смеси двух фракций необходимо, чтобы размер зерен одной фракции был приблизительно в 6,5 раза меньше размера зерен другой фракции (смешивание крупного заполнителя с песком). Однако большее распространение получили заполнители с непрерывным зерновым составом, хотя и имеющие несколько повышенную пустотность, но менее склонные к расслоению и чаще встречающиеся на практике.}

^{Пустотность заполнителей колеблется от 20 до 50 %. В бетоне желательно использовать заполнители, состоящие из нескольких фракций и имеющие наименьшую пустотность.}

^{Соотношение между песком и щебнем (гравием), при котором получается минимальная пустотность, можно ориентировочно определить, полагая, что песок полностью заполнит пустоты между зернами крупного заполнителя с учетом некоторой их раздвижки зернами песка. Тогда:}

^П/ρ_n^=П_от.щ^(Щ/ρ_щ^)α

^где ^{П, Щ -} ^{расходы песка и щебня;} ^ρ_п^{, ρ}_щ ^{- соответственно плотность песка и щебня;} ^П_от.щ ^-^{относительная пустотность щебня;} ^α^{- коэффициент раздвижки.}

^{Пустотность песка или щебня легко определить, зная истинную плотность материала} ^ρ ^{для пористого щебня или гравия, истинную плотность в куске} ^ρ_{к щ}^{и насыпную плотность} ^ρ':

^П_от^{= (ρ- ρ')/ ρ=1- ρ'/ ρ} ⁽⁴⁾

^П_от^{= (ρ}_{щ к} ^{- ρ')/ ρ}_{щ к}^{=1- ρ'/ ρ}_{щ к}

^{На основании многих опытов, принимая α=1,1, получим}

^{П/Щ=П от• (ρ'/ ρ}_щ^)1,1

^{Однако смесь с минимальной пустотностью не всегда будет оптимальной в бетоне, так как при выборе правильного соотношения между песком и щебнем необходимо учитывать расходы цемента и воды. При большом расходе цемент не только заполняет пустоты в песке, но для него необходим еще дополнительный объем, который рационально выделить за счет сокращения доли песка, так как в этом случае улучшается подвижность бетонной смеси.}

^{При технологических расчетах иногда приходится определять не только пустотность щебня, но и общую пористость} ^П_общ ^{материала, когда объем межзерновых пустот суммируется с объемом пор в щебне или гравии. Пористость зерен заполнителя находят из выражения}

^П_з.щ^{=1- ρк}_щ^{/ ρ}_щ

^Или

^П_з.щ^{=[1- ρк}_щ ^{/ ρ}_щ^{] 100%}

^{Важной характеристикой заполнителя, связанной с его зерновым составом и определяющей его влияние на свойства бетона и бетонной смеси, является удельная поверхность зерен заполнителя.}

^{Применительно к рядовому расположению шаров суммарная поверхность зерен, заключенных в единице объема, составит}

^{S=N П d2=(1/d3) П d2= П /d}

^{Отсюда следует, что поверхность зерен обратно пропорциональна диаметру зерен. С уменьшением размера зерен их поверхность возрастает. Удельная поверхность несколько увеличивается при наличии угловатых зерен. В табл. 6 приведены данные по изменению расчетной удельной поверхности зерен (шаровидной формы) при уменьшении их размеров. Очень значительно возрастает удельная поверхность при диаметре зерен менее 1 мм.}

^{Таблица 6 Расчетная удельная поверхность Наполнителя}

Фракции, мм	Расчетная удельная поверхность, м 2/л абсолютного объема
20 ... 10	0,4
10 ... 5	0,8
2,5 ... 5	1,6
2,5 ... 1,2	3,25
1,2 ... 0,6	6,67
0,6 ... 0,3	13,33
0,:3... 0,15	26,67
Менее 0,1 5	80
Пылевидные частицы	160
(0,05 ...0,15)
Илистые частицы	218
(0,005 ...0,05)
Глинистые частицы	2400
(Менее 0,005)

^{Удельная поверхность заполнителя определена по формуле А. С. Ладинского:}

1 2 3 4 5 6

	Справочник работ и профессий рабочих Выпуск 52 Разделы: "Производство мясных продуктов" Ы: "Производство мясных продуктов"; "Птицепереработка"; "Маслодельное, сыродельное и молочное производство"		Самостоятельная работа студентов (срс) Производство земляных работ скреперами. Производство земляных работ экскаваторами. Комплексная механизация и автоматизация монтажных...
	Производство работ кранами Российской Федерации от 10. 03. 99 N 263, Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов (пб 10-382-00), утвержденными...		Правила устройства и безопасной эксплуатации подъемников (вышек)... Тесовые задания для лиц, ответственных за безопасное производство работ на подъемниках (вышках)
	Ответственных за безопасное производство работ подъемниками По вопросу, касающемуся лиц, ответственных за безопасное производство работ подъемниками, см также ти 36-22-20-03		Производство работ по расчистке полосы отвода под строительство Производство работ по расчистке полосы отвода под строительстволинейного сооружения от лесорастительности
	Приказ от 6 июня 2003 г. №792 об утверждении методических рекомендаций... Утвердить Методические рекомендации по бухгалтерскому учету затрат на производство и калькулированию себестоимости продукции (работ,...		Техническое задание на выполнение комплекса работ по строительству... Разрешения: на строительство, на производство работ (земляных работ) на Объекте, на допуск в эксплуатацию энергоустановки и прочие...
	Электроустановки зданий и сооружений производство электромонтажных работ		Электроустановки зданий и сооружений производство электромонтажных работ
	Профессиональный стандарт Производство легированных редкоземельными ионами оптических волокон, включающее в себя производство заготовок, вытяжку активного...		Содержание Технологическая карта разработана на производство берегоукрепительных работ на объекте
	Конкурс по выбору компаний на производство отделочных работ по реконструкции... Конкурс по выбору компаний на производство отделочных работ по реконструкции в магазинах «Л’Этуаль» в период с 01. 02. 2015 по 31....		Конкурс по выбору компаний на производство отделочных работ по реконструкции... Конкурс по выбору компаний на производство отделочных работ по реконструкции в магазинах «Л’Этуаль» в период с 01. 02. 2015 по 31....
	Профессиональный стандарт Производство основных драгоценных металлов и прочих цветных металлов, производство ядерного топлива		Нефтяная компания Технико-технологические требования на производство работ по грп в до «Варьеганнефтегаз»

Производство работ

Заполнители для бетона

Похожие: