Виробництво бетону

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Зміст
1. Вихідні матеріали. 3
2. Визначення складу бетону. 5
3. Приготування бетонної суміші та її властивості. 14
4. Виробничі операції при приготуванні бетону. 20
Список використаної літератури 24

1. Вихідні матеріали.
При виборі різновиди цементу враховують характер конструкції і рекомендації нормативних документів (ДСТУ, СНіПа). Так, наприклад, при виробництві залізобетонних конструкцій промислових будівель і багатьох інженерних споруд, що працюють в умовах повітряно-сухого середовища, застосовують портландцементи з підвищеним вмістом аліта. Якщо ці конструкції відносяться до масивних, то більш кращі цементи з меншим вмістом аліта, які менше виділяють теплоти при реакціях твердіння і, отже, у меншій мірі схильні до конструкції тепловим нерівномірним напруженням. Якщо конструкція працює в умовах впливу морської або іншої мінералізованої води, тоді вибирають малоалюмінатние сульфатостійкі портландцемент і шлакопортландцемент. Гідротехнічні споруди проектують і будують із застосуванням сульфатостійких портландцементів з пластіфіцірующімі і гідрофобними додатковими речовинами. Аналогічним чином враховують умови при виборі цементу для інших видів бетону.
Крім вибору різновиду в'яжучого обгрунтовують також вибір його марки, виходячи з необхідної міцності бетону в конструкціях і мінімального витрат в'яжучого як найбільш дорогого компонента бетону, надлишок якого збільшує величину усадочних деформацій, а тому і знижує тріщиностійкість бетону. Зазвичай виходять із співвідношення, щоб марка по міцності цементу перевищувала на 10-40% марку бетону, а при низьких марках бетону (110-300) перевищення марки цементу складає 100-200%. Але такі співвідношення є приблизними, так як визначення марок цементу та бетону за стандартами проводиться при різних умовах підготовки відповідних сумішей і при несхожих структурах випробовуваних матеріалів. Саме тому часто фактично міцність бетону виходить на одну - дві марки вище марки прийнятого цементу. Щоб уникнути випадковості, слід при виборі цементу і розрахунках виходити не з марки, а реальної активності (R *) при оптимальній структурі, в теорії ІБК іменованої розрахункової активністю. Вона відповідає міцності цементного каменю оптимальної структури, отриманої при випробуванні зразків, виготовлених при технологічних параметрах і режимах, характерних для прийнятого або передбачуваного виробництва бетону і виготовлення бетонних виробів. При проектуванні складу бетону загальним методом можна досить точно обумовити вибір розрахункової активності цементу з урахуванням реальної технології, реальних заповнювачів і можливих добавок, зокрема, користуючись формулою (1.1). Суворі вимоги пред'являються до якості води, використовуваної при заутворі бетонної суміші, а також для промивання заповнювачів і зволоження бетону при його твердінні в сухих умовах. Рекомендується застосовувати питну воду; не допускаються болотні і стічні води. Обмежується вміст розчинених у воді солей, органічних речовин, зовсім не допускаються домішки нафтопродуктів, перевіряється водневий показник рН, який не повинен бути нижче 4,0 і вище 12,5.
Для важких бетонів передбачені вимоги до якості заповнювачів. Піски використовують природні або одержують подрібненням щільних морозостійких гірських порід з розміром зерен не більше 5 мм. Важливо забезпечити підвищену щільність зернового складу (по кривим щільних сумішей) при модулі крупності не нижче 2,0. Обмежується зміст пилувато-глинистих та інших шкідливих домішок, про що зазначалося вище при описі заповнювачів. На стадії проектування складу бетону встановлюють доцільний зерновий склад крупного заповнювача з найменшим об'ємом порожнеч і найбільшою крупністю зерен при загальних вимогах, зазначених вище відносно якості заповнювачів [1].
Широко використовують в технології бетону пластифікуючі, воздухововлекающие і протиморозні добавки.

2. Визначення складу бетону.
Однією з основних технологічних завдань є проектування складу бетонної суміші. Розроблено ряд методів проектування складу, є офіційні керівництва, що полегшують рішення цього завдання. Кожного разу необхідно вибирати той метод проектування (або підбору), який при прийнятій технології здатний забезпечити отримання найбільш достовірного складу та оптимальної структури бетону. Тоді формується якість бетону, при якому є не тільки комплекс заданих, але й екстремальних показників властивостей, що відповідає закону створу. При всіх методах на початковій стадії здійснюється обгрунтований вибір вихідних матеріалів, чому сприяють табличні дані та допоміжні графіки, що поміщаються у відповідні керівництва з підбору складів. У них вибір вихідних матеріалів обумовлений проектної маркою (класом) бетону, різновидом конструкцій та експлуатаційними умовами з урахуванням не тільки міцності, а й морозостійкості, водонепроникності і інших властивостей. На другому етапі всіх методів проектування з допомогою розрахунків і дослідів в лабораторії визначають кількісні співвідношення застосовуваних вихідних матеріалів. Важливо знайти найбільш достовірні і закономірні способи визначення таких співвідношень з гарантією отримання бетону не тільки необхідної якості за показниками властивостей, але й оптимальної структури. На третьому етапі в методах зазвичай передбачено випуск пробного замісу бетонної суміші та більш повна технічна характеристика якості цієї суміші з можливим корегуванням (уточненням) проектного складу.
Викладений в теорії ІБК загальний метод проектування складу та оптимальної структури в повній мірі, природно, відноситься до важкої і інших видів цементних бетонів. Прийняте в загальному методі ставлення с / ф стає водоцементним (В / Ц) або водотвердим при більш складному в'яжучому речовині.
Нижче викладено загальний метод стосовно до важкого щільному цементному бетону, але спочатку слід уточнити загальні закономірності з теорії ІБК, на які спирається цей метод. Серед законів чільне місце займає закон створу, а щодо механічних властивостей діє закон міцності оптимальних структур: твір міцності бетону на ступеневу функцію фазового відносини (В / Ц) є величина постійна. Такий постійною величиною служить аналогічний твір міцності цементного каменя на його водо-цементне відношення при оптимальній структурі, зведена в ту ж ступінь, тобто R * · (В / Ц *). Міцність R * цементного каменю оптимальної структури знаходиться досвідченим шляхом при випробуванні зразків, хоча можливий і розрахунковий метод за формулою Фере: R = K [cl (c + e + a)] п, де К-константа; з, е, а - абсолютні обсяги відповідно цементу, води і повітря в суміші. Як зазначав А.В. Волженський, було б більш доцільно у формулі прийняти абсолютний обсяг новоутворень цементу з урахуванням, на думку Т. Пауерса, і обсягу гелевих пір.
Показник ступеня п в обох випадках відображає вплив заповнюють компонентів і загальний ступінь дефектності структури бетону.
Із закону міцності оптимальних структур і загальної формули слід і загальна формула міцності бетонів:
(1.1) Rб = R * ц / x п
де Rб - міцність цементного бетону оптимальної структури, виражена будь-якій її характеристикою (межа міцності при стисненні, межа міцності при розтягуванні центральному або вигині і т. п.); R * ц - міцність цементного каменю оптимальної структури, виражена тієї ж характеристикою, яка була прийнята для оцінки Міцності цементного бетону (і в тому ж віці); х - відношення Фактичною величини В / Ц бетону до У * / Ц цементного каменю оптимальної структури; воно дорівнює відношенню усереднених товщин (δ; δ *) плівок водного середовища в Свіжовиготовлений матеріалах , тобто * = В / Ц / У * / Ц = δ / δ *; п - показник ступеня, що відображає вплив Якості заповнюють матеріалів, дефектів структури на міцність бетону; R * - екстремум в залежності R = / (В / Ц), визначається досвідченим шляхом.
Для вихідних матеріалів, застосовуваних у цементному бетоні, та прийнятої технології виготовлення бетону з її конкретними параметрами і режимами всі члени формули (1.1) мають цілком певний фізичний зміст. З формули випливає, що підвищення міцності бетону можна досягти, по-перше, шляхом всебічного збільшення Rц * - введенням хімічних добавок типу каталізаторів або поверхнево-активних речовин, збільшення змісту кристалічної фази на стадії тверднення, додатковим помелом, переходом на більш високі марки в'яжучого і ін З формули (1.1) випливає також, що для тієї ж мети потрібно зменшувати значення реального В / Ц та показника ступеня п. Перше досягається за допомогою пластифікуючих та суперпластіфіцірующіх добавок, інтенсифікацією перемішування суміші або іншими заходами, що знижують товщину плівок водного середовища на твердих частинках цементу або іншого в'яжучого; друге досягається фракціонуванням і промиванням заповнювача, складанням щільних сумішей, застосуванням кубовидного великого заповнювача, активированием поверхні зерен і т. п. Великий резерв підвищення міцності полягає в оптимізації технологічних переділів, особливо режимів ущільнення при формуванні і теплових режимів при обробці відформованих виробів і конструкцій.

Рис. 1.1. Гіперболічні криві міцності бетонів оптимальної структури; інтенсивність спаду міцності залежить від заповнювача: 7 - міцний вапняк; II - гранітний щебінь; / / / - керамзитовий гравій; IV - природний гравій (необроблений)
Формула (1.1) графічно виражається гіперболічної кривої в прямокутній системі координат (R, В / Ц).
На площині Я (В + Ц) їй відповідає формула міцності бетону оптимальної структури: (1.2)
Її можна також висловити не відсотках, а в частках одиниці.
Об'єднанням формул (1.1) і (1.2) отримана формула (1.3) в повному вигляді: (1.3)
У ній знайшли відображення всі основні фактори, що впливають на величину міцності при дії на бетон практично будь-яких напружень (стиснення, розтягування, зрушення тощо), а саме: вміст в'яжучої речовини (В + Ц), а отже, і примусового частини П + Щ = 100 - (В + Ц),% за масою; водо-цементне відношення В / Ц; якість (розрахункова міцність) в'яжучого речовини оптимальної структури R *; пористість А:,%; якість заповнювача по відношенню до прийнятого в'яжучих речовин і (В + Ц) (степеневий показник і); жорсткість бетону або кількість заповнювача, а, отже, і (B + Ц) (показник т); технологічні параметри і режими; ефективність додаткових речовин (добавок), що відбивається на значеннях В * / Ц і R *. Звідси випливає, що на технологічній стадії безумовно можливо і необхідно регулювати і управляти числовим значенням міцності та інших властивостей, але при неодмінною оптимізації структури, відповідної реальної технології бетону. Тільки при ній діють загальні та об'єктивні закони ІБК.
Тут необхідно знову повернутися до формули, яка стосовно до бетонів виглядає так: (1.4)
де М = В + Ц-цементне тісто в частках одиниці (по масі). З формули, як і раніше видно, що важливо всіляко збільшувати розрахункову величину активності матричного (в'яжучого) речовини з відповідним зменшенням значення М, що після обчислення необхідного водоцементного відносини за формулою (1.4) адекватно зменшенню витрати цементу в бетоні (у кг/м3) до раціонального мінімуму. Останній зазвичай зумовлений високою щільністю і морозостійкістю бетону. За оптимальних структурах всі ці параметри якості бетону знаходяться у тісному взаємозв'язку.
Після уточнення формул міцності ІБК стосовно до бетону доцільно викласти послідовність проектування складу важкого цементного бетону, у "тому числі з використанням комп'ютерної програми.
1. Визначення розрахункової активності цементного каменю R * як Матричної частини бетону і мінімального значення фазового відносини В * / Ц, що забезпечує, при прийнятих технологічних умовах, оптимальну структуру. Для цього з цементного тесту з 3-4 різними В / Ц, що відрізняються між собою на величину 0,02-0,03, виготовляють зразки-кубики розміром 10x10x10 см шляхом ущільнення їх у спосіб, прийнятим в технології виробництва проектованого вироби [2]. В якості вихідного може бути прийнято В / Ц, відповідне нормальної густоті цементного тесту. Після графічної побудови функції R = / (В / Ц) знаходять і уточнюють дані значення В * / Ц при найбільшій міцності цементного каменю R *.
2. Визначення складу щільною суміші піску (П) та щебеню (Щ). Посудина об'ємом 2 л заповнюють мокрим щебенем і ущільнюють способом, прийнятим в технології. Після встановлення стабільного рівня щебеню посудину зважують, визначаючи фактичну масу щебеню. Потім у посудину поступово додають заздалегідь зважений і змочений водою пісок, який заповнює порожнечі між зернами щебеню при безперервній вібрації. Після повного заповнення пустот піском визначають масу посудини з щебенем і піском, що знаходяться в порожнинах великого заповнювача, тим самим встановлюючи оптимальне співвідношення по масі. Повнота заповнення пустот щебеню піском зростає при застосуванні мокрих матеріалів і визначається за максимальною масою суміші.
3. Визначення оптимальної кількості вихідних матеріалів в бетонній суміші. З цією метою виконують дві послідовно чергуються операції: допоміжну і основну.
Допоміжна операція є експериментальною, необхідної для визначення показників ступеня піт, використовуваних у формулах міцності і складів.
За лабораторними даними будують криву оптимальних структур при довільно вибраному значенні (В / Ц) л і знаходять у точці А величину RA на кривій ДВІ, а також значення (В / Ц) д в точці В. Міцність RA є і на кривій KL, якої до початку експериментів хоча ще й немає, але про її ймовірне існування, як і кривої оптимальних структур з теорії ІБК, відомо. І тоді отриманих даних RA, (В + Ц) в (В / Ц) А достатньо, щоб визначити значення показників ступеня піт згідно з вищенаведеними формулами, оскільки інші необхідні значення Rц * і В * / Ц раніше були визначені (на першому чи другому етапах проектування). Важливо пам'ятати, що величина тх - змінна і при нових В / Ц або R вимагає уточнення.
Основна операція другого етапу проектування оптимального складу бетону (як і всіх інших ІСК) є розрахунковою, причому спочатку розраховують витрату матеріалів (Ц, У, П, Щ) у% за масою на 1 тонну суміші, а потім перераховують в% по масі на 1 м3 бетонної суміші або 1 м3 бетону, наприклад в абсолютно щільному тілі.
На третьому етапі проектування розраховують витрату матеріалу при виробничому складі, тобто з урахуванням вологості піску і щебеню; виготовляють контрольний заміс (краще у виробничих умовах, стосовно яких були прийняті технологічні параметри і режими формування і зберігання) і зразки з оцінкою властивостей бетону в необхідному (зазвичай в 28-денному) віці. Остання виробляють з урахуванням відомого логарифмічного закону. На цьому етапі завершується проектування [3]; склад передається заводу.
В даний час поки що поширений підбір складу важкого бетону за методом «абсолютних обсягів», розробленим Б.Г. Скрамтаєва і його науковою школою.
На першому етапі беруть вихідні дані щодо проектного класу бетону по міцності та іншими властивостями. Для обгрунтування даних використовують технічні документи - проект будівлі або споруди, проект бетонних елементів, проект організації робіт, СНіП і іншу проектну і нормативну документацію. Суттєвою характеристикою бетонної суміші (в залежності від проектних і виробничих умов) приймається рухливість, що виражається в сантиметрах, або жорсткість, що виражається в секундах, і які визначаються за ГОСТ 10181-81. Проводиться вибір заповнювачів, можливих фракцій при їх поділі (класифікації), а також розміру найбільшого зерна (щебеню або гравію) залежно від виду конструкції і способу укладання бетонної суміші. Обгрунтовуються вид і марка цементу, його мінімально допустима кількість в залежності від умов роботи конструкції і рухливості (жорсткості) бетонної суміші. Обумовлюється рекомендований витрата води в залежності від рухливості бетонної суміші, виду і крупності заповнювача, а саме: чим менше жорсткість (вище пластичність) суміші і дрібніше найбільш великий розмір щебеню (гравію), тим більша витрата води рекомендується приймати у бетонній суміші, який виражається у л / м3.
На другому етапі визначають склад бетону розрахунково-експериментальним способом у такій послідовності: а) визначають водо-цементне відношення (В / Ц) за даними попередніх дослідів, які допомагають встановити графічну залежність міцності бетону від В / Ц при даної активності цементу та застосуванні прийнятих місцевих заповнювачів ( табл.).
Таблиця. Значення коефіцієнтів А і A1
Заповнювачі бетону
А
А1
Високоякісні
0,65
0,43
Рядові
0,60
0,40
Зниженої якості
0,55
0,37
б) визначають витрата води (В) по необхідної рухливості бетонної суміші на підставі результатів попередніх випробувань або за таблицею, але з обов'язковим подальшим коригуванням стосовно до вихідних матеріалів (рис. 1.2);

Рис. 1.2 Графік водопотребности бетонних сумішей жорстких (а) і пластичних (б), приготованих із застосуванням портландцементу, піску середньої крупності і гравію найбільшої крупності:
1 - 80 мм; 2 - 40 мм, 3 - 20 мм; 4 - 10 мм (при використанні замість гравію щебеню витрата води збільшують на 10 л. При використанні пуцоланового портландцементу витрата води збільшують на 15-20 л. При застосуванні дрібного піску витрата води збільшують на 10-20 л)
в) знаходять витрата цементу (Ц): Ц = В: В / Ц. Може виявитися, що отримана величина витрати цементу на 1 м3 бетону нижче допустимого нормами мінімуму і прийнятого за таблицями на першому етапі підбору. Тоді величину Ц збільшують до необхідної норми з відповідним збільшенням кількості води В, з тим щоб незмінним залишалося розрахункове водо-цементне відношення. Слід зазначити, що мінімально допустимий витрата цементу для бетонних конструкцій 200 кг/м3г для залізобетонних - 220 кг/м3;
г) за отриманими значеннями В / Ц і Ц встановлюють так званий коефіцієнт розсунення (а) зерен щебеню або гравію, який вводять в розрахунки для збільшення кількості піску, щоб підвищити рухливість бетонної суміші за рахунок віддалення (розсунення) зерен щебеню або гравію один від одного . Чим вище необхідна пластичність бетонної суміші, тим далі повинні бути віддалені зерна щебеню і, отже, більше величина а. Вона зростає також при збільшенні витрати цементу і приймається: для рухливих сумішей - 1,25-1,55, для жорстких бетонних сумішей - 1,05-1,15;
д) визначають витрата щебеню (або гравію) за формулою (1.5)
е) визначають витрату піску за формулою (1.6)
У двох останніх формулах ν порожній = 1 - (ρощ / ρщ); ρц, ρп і ρщ - істинні щільності відповідно цементу, піску і щебеню; - насипна щільність крупного заповнювача (щебеня або гравію).
Формули неважко виводяться з умов, що сума абсолютних обсягів вихідних матеріалів в 1 м 3 ущільненої бетонної суміші близька до 1000 л і що обсяг порожнеч у щебені заповнюється сумою обсягів піску, цементу і води при деякій розсунення великих зерен (що враховується співмножником α).
Після визначення кількості компонента розрахункова середня щільність бетонної суміші дорівнює ρб.с = Ц + П + Щ + В (кг / м 3). У важких бетонів величина ρб.с зазвичай не перевищує 2500 кг / м 3.
На третьому етапі підбору перевіряють проектний склад бетону. З цією метою готують пробний заміс і визначають рухливість чи жорсткість бетонної суміші. Якщо величина цієї характеристики виявиться на рівні заданої, то з суміші виготовляють контрольні зразки з розрахунку не менше трьох на кожний термін випробування. Їх зберігають протягом доби в приміщенні при температурі 16-20 ° С, а час, що залишився до випробування - у спеціальній камері або в нормальних температурно-вологісних умовах (температура 20 ° С; вологість повітря 95-100%). Якщо величина рухливості виявиться менше заданої, то поступово збільшують вміст води і цементу в бетонній суміші, зберігаючи постійним водо-цементне відношення. Якщо рухливість виявиться більше заданої, то в бетонну суміш додають пісок і щебінь (чи гравій), зберігаючи їх ставлення за масою. Отримавши величину рухливості на рівні заданої, виготовляють пробні зразки, витримують і відчувають їх для перевірки відповідності міцності та інших властивостей бетону заданим технічним вимогам.
Склад бетону представляють у двох виразах: номінальному і виробничому. Номінальний - це коли витрати матеріалів на 1 м 3 бетонної суміші відносять до витрати цементу у вигляді Ц / Ц: П / Ц: Щ: Ц = 1: П / Ц: Щ / Ц. Дана пропорція показує, скільки частин сухого піску і сухого щебеню припадає на 1 частину (за масою) цементу при приготуванні 1 м 3 бетону. Обов'язково вказують також величину В / Ц. Перехід від номінального складу до виробничого пов'язаний з урахуванням природної вологості заповнювачів. Для цього визначають вологість і реальний зміст вологи (води) в піску і щебеню. Цю воду вираховують із розрахункової витрати води, а при дозуванні на заводах її зараховують з масою заповнювачів, до яких додають їх масу, рівну відповідне масам води в сирих заповнювачах.

Рис. 1.3 Бетонозмішувач пересувний: 1 - ківш; 2 - бак для води; 3 - барабан

3. Приготування бетонної суміші та її властивості.
Запроектований номінальний склад, перерахований на виробничий зі; ставши бетонної суміші, передають на завод для виготовлення виробів або конструкцій. На бетонному заводі відповідно до заданого складом виробляється дозування шляхом відважування (рідше об'ємного відмірювання) прийнятих вихідних матеріалів - цементу,

Рис. 1.4. Бетонозмішувач стаціонарний:
/ - Бункер; 2 - барабан; 3 - вивантажувальні відділення піску, щебеню, води та ін
Дозування здійснюють за допомогою автоматичних, рідше ручних дозаторів. Порції матеріалів за проектним складу направляють в бетонозмішувальні машини з примусовим або вільним (гравітаційним) змішуванням отдозірованних матеріалів. Ємності бетонозмішувачів коливаються від 100 до 250 л на пересувних (рис. 1.3) та від 250 до 4500 л в стаціонарних установках (рис. 1.4). Чим менш рухливими, жорсткими очікуються суміші, тим доцільніше використовувати примусове перемішування, здійснюване за допомогою протиточних або роторних бетонозмішувачів. Головним змішувальних органом у них служать лопаті або лопатки, а суміш розміщується в горизонтальних чашах при періодичному випуску суміші або в циліндричних барабанах - при безперервній дії змішувача. Бетонозмішувачі безперервної дії мають велику продуктивність (до 120 м 3 / год) і меншу питому витрату електроенергії, ніж бетонозмішувачі періодичної дії.
При виготовленні дрібнозернистих і піщаних бетонних сумішей нерідко використовують і інші типи змішувачів, наприклад шнекові з приводним горизонтальним валом, розміщеним уздовж лотка, або струминні безперервної дії з перемішуванням в киплячому »шарі в зоні електричного поля в зустрічних потоках протилежно направлених струменів стисненого повітря. Процеси дозування, завантаження і перемішування контролюють електропневматичне системою, особливо на стаціонарних заводах.
Добре перемішана, однорідна бетонна суміш вивантажує, ся в бункер або транспортну ємність (автомобільні вагонетки бадді, бетононасоси, трубопроводи та ін.) Якщо суміш володіє високою пластичністю, то на шляху прямування до місця її укладання передбачаються спеціальні заходи для запобігання розшаровування, наприклад додаткове перемішування або транспортування сухої суміші з внесенням розрахункової порції води на шляху прямування до об'єкта, введення додаткових речовин - мінеральних, пластифікуючих і ін
При виході зі змішувального апарату фактичний об'єм бетонної суміші значно менше суми обсягів застосовуваних матеріалів, як компонентів суміші. Так, якщо суму обсягів вихідних сухих матеріалів бетонної суміші позначити як x + y + z, то фактичний обсяг (Кб) бетонної суміші складе Кб = r (x + y + z), де р <1 називається коефіцієнтом виходу бетону. У залежності від складу бетону коефіцієнт виходу коливається в межах від 0,55 до 0,75. Таке зниження фактичного обсягу бетону в порівнянні з сумою обсягів сухих матеріалів пояснюється тим, що частина піску і тим більше цемент розміщуються в міжзернової просторі великого заповнювача. При призначенні ємності бетонозмішувача необхідно приймати не менше суми обсягів сухих матеріалів, тобто (x + y + z) літрів, так як що надходять сухі матеріали займають до перемішування обсяг, майже дорівнює сумі їх обсягів окремо. З урахуванням коефіцієнта виходу розраховують кількість (п) замісів на бетоносмесителе даної місткості (а) для отримання певної кількості бетонної суміші (В), а саме: п = В / (га).
Подібно до інших конгломератні сумішей, бетонна представляє собою дисперсну систему, в якій в ролі дисперсійного середовища виступає цементне тісто, а твердою дисперсною фазою є механічна суміш дрібних і крупних заповнювачів. Якщо при необхідності в бетонну суміш були додані порошкоподібний наповнювач або інший мікродісперсний компонент, розчинний або нерозчинний у воді, то вони, будучи за розміром частинок порівнянними з частинками цементу, відносяться до дисперсійному середовищі. Зрозуміло, що це середовище є мікрогетерогенні, тому після тужавіння в бетоні вона утворює цементний камінь складного складу, званий, за висловом проф. В.Н. Юнга, мікробетоном. На стадії проектування складу бетонної суміші передбачається, щоб всі компоненти в бетонній суміші перебували на можливо більш малих відстанях один від одного, з тим щоб на мікро-і макрорівнях повніше виявлялися внутрішні сили взаємодії частинок. Особливо важливо, щоб була забезпечена оптимізація структури бетонної суміші, при якій цементне тісто утворює безперервну просторову сітку (матрицю) в суміші при мінімальному відносно маси рідкої (В) і твердої (Ц, Т) фаз (В / Ц або В / Т) і прийнятих технологічних умовах виготовлення і застосування бетонної суміші. Якщо зниження цього фазового відносини продовжити, то неминуче освіту дискретності / уривчастості) плівки водного середовища на високорозвиненою поверхні частинок цементу та інших мікронаповнювач. Оптимізація полягає і в тому, що отримана бетонна суміш однорідна по просторовому розташуванню в ній мікро-і макрочасток. Крім того, заповнювачі утворюють досить щільну суміш, що бажано для зниження витрат в'яжучого речовини і вартості бетону.
Бетонна суміш направляється для формування з неї виробів або конструкцій (монолітних або збірних). Якщо параметри подальших технологічних операцій (транспортування, формування, ущільнення) з бетонною сумішшю були враховані на стадії проектування її складу, то ці операції не викликають будь-яких несподіванок у поведінці суміші. Вона транспортується, без розшаровування і розривів у потоці, формується і ущільнюється без необхідності збільшення або зниження інтенсивності механічних впливів, крім тих, які були враховані на стадії проектування складу бетонної суміші. Мінімум несподіванок виникає на стадії обробки їх відформованих виробів і конструкцій, оскільки реальні її режими були по можливості враховані на стадії проектування складу бетону.
Однак у виробничих умовах завжди можливі відхилення від технологічних параметрів і режимів, прийнятих при проектуванні складу суміші. У результаті таких відхилень бетонна суміш може виявитися недостатньо рухомий і удобообрабативаемой на будь-якій стадії виробничого циклу. Особливо важливо мати рухомі суміші при виготовленні армованих виробів. Щоб зменшити пов'язані з цим технологічні дефекти у виробах (конструкціях), контролюють реологічні характеристики бетонної суміші. Найпростішими і мають, певною мірою, фізичний зміст реологічними характеристиками на виробництві та в лабораторіях прийняті в даний час рухливість і жорсткість бетонної суміші, які посередньо відображають її в'язкісні властивості. Якщо показники цих властивостей підтримувати в заданому межі допустимих відхилень, технологічний процес виготовлення виробів (конструкцій) виявиться нормальним і бездефектних.
Рухливість відображає здатність бетонної суміші, якою бьша попередньо додана деяка умовна форма, наприклад правильного усіченого конуса, деформуватися під впливом власної ваги, розпливаючись або осаджуючи і набуваючи іншої форми або зберігаючи її при інших розмірах. Рухливість бетонної суміші вимірюють за допомогою стандартного металевого конуса (рис. 1.5), який заповнюють випробуваної сумішшю з пошаровим ущільненням. При обережному підйомі металевої форми бетонний конус осаджується під власною вагою. Якщо величина осадки конуса знаходиться в межах 2-4 см, то суміші відносять до малорухливим, 4-12 см - до рухомих і більше 12 см - до текучим (литим). При осаді конуса, що дорівнює нулю, суміш - жорстка, і тоді її легкоукладальність оцінюється за допомогою спеціального приладу для визначення умовного показника жорсткості.
Жорсткість бетонної суміші характеризують тривалістю (с) вібрування на стандартній віброплощадці (частота коливань 3000 коливань в хвилину, амплітуда коливань - 0,5 мм), необхідного для вирівнювання та ущільнення попередньо відформованого конуса бетонної суміші в приладі для визначення жорсткості (рис. 1.6). Циліндричне кільце приладу, внутрішній діаметр якого 240 мм, встановлюють і жорстко закріплюють на лабораторній вібромайданчику. В кільце вставляють і жорстко закріплюють стандартний конус висотою 200 мм, який заповнюють бетонною сумішшю в установленому за стандартом порядку і після цього знімають. Диск приладу за допомогою штатива опускають на поверхню відформованого конуса бетонної суміші. Потім одночасно включають вібромайданчик і секундомір і спостерігають за вирівнюванням і ущільненням бетонної суміші в циліндрі. Секундомір зупиняють, як тільки почнеться виділення цементного тіста з двох отворів диска.


Рис. 1.5. Прилад для визначення рухливості бетонної суміші (стандартний конус): а - осідання конуса, см
Тривалість віброущільнення є характеристикою жорсткості бетонної суміші. З метою більшої точності вимірювання жорсткості з однієї проби бетонної суміші обчислюють середнє двох визначень.

Рис. 1.6. Прилад для визначення жорсткості бетонної суміші: 7 - форма, 2 - упори для кріплення конуса; 3 - конус; 4 - воронка, 5 - штанга. 6 - втулка; 7 - втулка для кріплення ді з 'ка; 8 - диск з шістьма отворами; 9 "" штатив; 10 - затискач штатива
До особливо жорстким відносять суміші при часі вібрації 13 с і більше, до жорстких - 5-12 с, до малорухливим - менше 5 с.
Показники рухливості і жорсткості призначають з урахуванням густоти розташування арматури, характеру вироби, засобів ущільнення та ін Так, наприклад, при виготовленні тонкостінних густоармованих конструкцій осадку конуса приймають 4-6 см, а при транспортуванні суміші по трубах за допомогою насосних установок показник рухливості збільшують до 8-10 см.
Регулювання зазначених реологічних характеристик бетонної суміші досягається правильним проектуванням складу, а при необхідності - введенням в суміш пластифікуючих та інших хімічних добавок. Їх кількість суворо обгрунтовується, оскільки воно впливає на проектний склад бетону.

4. Виробничі операції при приготуванні бетону.
Приготовлена ​​бетонна суміш у формі розподіляється механічним укладальником або, що рідше, вручну. Залежно від різновиду виробів застосовують бетоноукладачі різних конструкцій - з бункерами і живильниками, з копіропітателямі, з щелепними затворами і т. п. Бетонну суміш, покладену в форму, піддають ущільнення. Найбільш типовим способом ущільнення є вібрування. Часті коливання, що створюються вібратором (рис. 9,13), передаються бетонної суміші і всім її часткам, викликаючи їх коливальні рухи. У результаті знижуються сили вязкостного тертя і зчеплення, тобто долається реологічне опір при розміщенні суміші і зближення частинок. Найбільший ефект ущільнення бетонної суміші вібруванням досягається при резонансних режимах, коли частоти вимушених коливань частинок збігаються з частотами власних коливань вібратора. Ефективність віброущільнення в значній мірі залежить від двох основних параметрів - інтенсивності вібрування та тривалості.

Рис. 9.13. Вібратор для ущільнення бетонної суміші:
1 - майданчик, 2 - електродвигун, 3 - ручки для переміщення вібратора; 4 - вал, 5 - дебаланс
Ефект ущільнення і якість виробів контролюють періодичної перевіркою величини коефіцієнта ущільнення, рівного відношенню фактичної середньої щільності свіжоукладеного бетону до її номінальної величини, одержуваної при розрахунку проектного складу. Якщо коефіцієнт ущільнення знаходиться в межах 0,98-1,0, можна вважати, що досягнута цілком достатній ступінь ущільнення виробу. Зменшення щільності бетону на 1% призводить до зниження міцності його приблизно на 5%. Зрозуміло, що з зменшенням рухливості бетонної суміші потрібно збільшувати інтенсивність і тривалість віброущільнення. При поверхневому вібруванні шар бетонної суміші не повинен бути товщі 20-25 см. Для підвищення ефекту ущільнення бетонної суміші малої рухливості вживають заходів щодо збільшення питомого навантаження на поверхню вібріруемого масиву, тобто здійснюють вібрування з вантажем, наприклад, у розмірі від 10 до 40 або 50 г на 1 см 2 (або 0,1-1,5 МПа) поверхні. Можливо вібрування, поєднуваної з пресуванням під тиском 0,5-1,5 МПа, що називається вібропресування. При ущільненні окремих виробів вібратори спеціальної форми і розмірів (віброігли, вібробулави і т. п.) занурюють в тіло бетонного масиву. Поширені способи ущільнення - віброштампованіе і особливо вібропрокату. Останній виконують на спеціальних вібропрокатних станах. При ущільненні рухливих бетонних сумішей застосовують вібраційний вплив в поєднанні з вакуумуванням і видаленням деякої частки води з ущільнюваної маси, подвійне вібрування, а також деякі інші способи ущільнення, наприклад безвібраціонной ущільнення при виготовленні порожніх виробів - труб, Колон, стовпів (опор) і ін
При укладанні в конструкцію в зимовий час бетонну суміш оберігають від замерзання, як в процесі ущільнення, так і в початковий період твердіння відформованого моноліту. Важливо до замерзання отримати певну міцність бетону, що встановлюється в залежності від конкретних умов, але зазвичай не менше 30-50% його проектної (марочної) міцності. З цією метою використовують протиморозні добавки, підігрів вихідних матеріалів та інші заходи.
У зимовий час зберегти внутрішню теплоту в бетоні, що виділяється в результаті екзотермічних реакцій при його твердінні, можна, покривши його шаром теплоізоляції (шлаку, тирси, соломіта та ін.) Цей спосіб дає особливо ефективний результат при відносно малих поверхнях охолодження конструкцій, наприклад масивних, при відношенні поверхні S до обсягу V не більше 6. Збереження внутрішньої теплоти отримало назву «способу термоса». Внутрішній запас теплоти збільшують також шляхом попереднього підігріву води до 80 ° С, заповнювачів - до 40 ° С з тим, однак, щоб температура бетонної суміші до моменту укладання не була вище 40-50 ° С. Нерідко бетонну суміш підігрівають у електродно-пластинчастому бункері. Вироби, наприклад фундаменти, набувають 50% марочної міцності при морозі до -40 ° С. При бетонуванні в зимових умовах конструкцій та елементів з великою поверхнею охолодження (при відношенні S / V значно більшому 6) можна укладати бетон без підігріву, тобто використовувати холодний бетон. Для цього в бетонну суміш вводять протиморозні добавки (нітрат натрію, поташ та ін), які знижують температуру замерзання води в бетоні, а деякі добавки виконують ще й функцію каталізатора твердіння в'яжучого речовини. Холодний бетон зазвичай укладають при температурах навколишнього середовища не нижче -20 ° С з подальшою теплоізоляцією, пристроєм вітрозахисних огороджень, утепленням опалубки, обігрівом нагрівальними дротами та ін Ці дроти закріплюють на арматурному каркасі; довжину і кількість проводів визначають розрахунком з урахуванням нагріву до 40 ° С. Як проводів використовують оцинковану сталеву сітку з поливиниловой ізоляцією діаметром 1,2 мм.
У літній час поверхню свіжоукладеного бетону захищають від безпосереднього впливу сонячних променів і вітру плівкоутворюючими матеріалами, вологою тирсою, матами і т. п. У суху погоду відкриті поверхні бетону зволожують водою. Використовують також поліетиленові та полівінілхлоридні плівки, розлив по поверхні захищається бетону бітумної емульсії та ін
При укладанні в конструкцію бетонної суміші в дуже жарку і суху погоду її оберігають від підвищення температури і швидкого висихання після укладання.
Від нагрівання сонячними променями оберігають і компоненти: періодично зволожують заповнювачі холодною водою або застосовують охолоджуючі пристрої для зниження їх температури; вкривають водопровідні лінії, забарвлюють баки з водою в білий колір і т. п.
Воду замішування нерідко штучно охолоджують або частково замінюють льодом, з тим, щоб він встиг розтанути до моменту розвантаження суміші.
Всі викладені вище заходи особливо корисні при будівництві масивних споруд з використанням великих обсягів бетонної суміші.

Список використаної літератури
1Асланова Л.Г. Неметалева арматура для бетону. М., 1990.
2. Бетехтін А.Г. Курс мінералогії. М., 1961.
3.Епіфанов Г.І. Фізика твердого тіла. М., 1977.
4.Історія будівельного матеріалознавства і технологій будівельних матеріалів / За ред. І.А. Рибьева. М., 2001.
5.Кіреев В.А. Короткий курс фізичної хімії. М., 1969.
6.Леванов Н.М., Суворкін Д.Г. Залізобетонні конструкції. М., 1965.
7.Лесовік BC Зниження енергоємності виробництва будівельних матеріалів з урахуванням генезису гірських порід / Автореф. докт. дисс. М., 1997.
8.Загальна курс будівельних матеріалів / За ред. І.А. Рибьева. М., 1987.
9.Основи технології полімерних будівельних матеріалів / За ред. В.М. Хрульова. Мінськ, 1975.
10.Патуроев В.В. Технологія полімербетон. М., 1977.
11.Рабіновіч Ф.І. Бетони, дисперсно-армовані волокна. М., 1976.
12.Россійская архітектурно-будівельна енциклопедія. Т. I. 1995.
13.Р про я до С.М., Р о я до Г.С. Спеціальні цементи. М., 1969.
14.Рибьев В.І. Дослідження закінчення сипучих матеріалів і сводообрушающіх пристроїв у витратних бункерах підприємств будівельної індустрії / Автореф. канд. дисс. М., 1971.
15Рибьев І.А. Закон конгруенції властивостей / / Сб. праць. Білгород, 1989. 4.


[1] Більш повні відомості про заповнювачах для важкого та легкого бетонів див. в ж. «Будівництво», 2000, № 5, с. 139 - 141.
[2] Для приблизних дослідів розміри зразків можуть бути прийняті і розмірів, наприклад 2x2x2 см з метою економії в'яжучих речовини.
[3] Проектування оптимального складу може здійснюватися і за іншим якісним вимогам до бетону: середньої густини, морозостійкості і т. д.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Будівництво та архітектура | Курсова
80.1кб. | скачати


Схожі роботи:
Технологія бетону
Технологія заповнювачів бетону
Оцінка властивостей бетону
Технологія приготування важкого бетону
Технологія приготування тяж лого бетону
Екологія бетону та використання вторинних ресурсів
Заводська технологія збірного бетону і залізобетону
Актуальність вдосконалення якості бетону в сучасному будівництві
Розробка теплової установки для обробки їх бетону
© Усі права захищені
написати до нас