|
| |
  |
Перейти на главную Журналы состав требованиям технических условий. Каковы же признаки кривой рационального зернового состава? Так как прочность бетона в уплотненном состоянии с заданным во-доцементным отношением не зависит от зернового состава заполнителя, то зерновой состав является важным лишь постольку, поскольку он влияет на удобоукладываемость бетонной смеси. Интенсивность нарастания прочности бетона, соответствующая данному водоцементному отношению, требует полного уплотнения бетонной смеси, которое в свою очередь может быть достигнуто только на достаточно удобоук-ладываемой смеси. Поэтому необходимо готовить такую бетонную смесь, которая может быть максимально уплотнена с умеренными затратами труда. Следует отметить, что существует множество кривых рациональных зерновых составов заполнителя. Помимо физических требований не следует забывать и об экономических соображениях, а именно бетон должен быть приготовлен на дешевых материалах, поэтому нецелесообразно предъявлять жесткие требования к зерновому составу заполнителя. Считают, что основными факторами, определяющими зерновой состав заполнителя, являются: удельная поверхность заполнителя, которая определяет количество воды, расходуемое на увлажнение поверхности зерен; относительный объем заполнителя, занимаемый его зернами; удобоукладываемость бетонной смеси и склонность к расслоению. Следует отметить, что требования удобоукладываемости бетонной смеси и нерасслаиваемости в некоторой степени противоречивы. Чем легче происходит плотная укладка зерен различного размера, т.е. размещение мелких зерен в пустотах между более крупными зернами, тем легче такие мелкие зерна могут выделяться из этих пустот. В правильно составленной бетонной смеси не следует допускать, чтобы раствор отделялся от крупного заполнителя. Для фракционированного заполнителя необходимо, чтобы промежутки в нем были достаточно малыми, чтобы цементное тесто не вытекало и не было расслоения смеси. Имеется еще одно условие для получения бетонной смеси с удовлетворительной удобоукладываемостью: смесь должна содержать достаточное количество материала, проходящего через сито № 52. Так как в этот материал входят также зерна цемента, то для получения удобо-укладываемых жирных смесей требуется более низкое содержание мелкого песка, чем для тощих смесей. Если в зерновом составе песка недостаточно мелких зерен, то увеличение соотношения между мелким и крупным заполнителем не исправит положения, а вызовет избыток зерен среднего размера, что может привести к повышению жесткости бетонной смеси. Бетонная смесь будет иметь повышенную жесткость, если фракция какого-либо размера присутствует в избытке. Необходимое содержание достаточного количества мелких, но прочных зерен достигается в данном примере зернового состава минимальным количеством зерен, проходящих сквозь сито №52, а иногда и сито №100, как это показано в табл. 3.20 и 3.21.  о 0,1 0 0.3 0, 0,5 0,6 0,7 0,8 QJS 1,0 Размер зерен - доля наибольшей крупности заполнителя Рис. 3.10. Кривые зернового состава заполнителя по Фуллеру Требование, чтобы заполнитель занимал максимально возможный относительный объем бетона, прежде всего объясняется экономическими соображениями, поскольку заполнитель дешевле цемента. Однако применение слишком жирных смесей является нежелательным и по ряду технических причин. Считают, что чем большее количество заполнителя уложено в заданный объем бетона, тем выше прочность бетона. Результаты исследований показывают, что максимальная плотность обеспечивается кривыми зернового состава полностью параболической формы или в начальной части параболической, а затем прямой при построении в обычном масштабе, как показано на рис. 3.10. Однако замечено, что использование заполнителя, фракционированного в соответствии с условиями получения максимальной плотности, приводит часто к получению жесткой и даже неудо-боукладываемой бетонной смеси. Удобоукладываемость повышается при некотором избытке теста сверх количества, требуемого для заполнения пустот в песке, а также при избытке цементно-песчаного раствора сверх количества, требуемого для заполнения пустот в крупном заполнителе. Рассмотрим роль удельной поверхности заполнителя. Водоцементное отношение в бетонной смеси обычно устанавливают исходя из требуемой прочности. В то же время количества цементного теста должно быть достаточно для покрытия поверхности всех зерен. Поэтому с уменьшением удельной поверхности заполнителя снижается расход теста и, следовательно, водопотребность бетонной смеси. Если в упрощенном виде в качестве показателя формы заполнителя взять сферу диаметром Д отношение площади поверхности зерна к его объему составит -. Это отношение поверхности зерен к их объему или, если-зерна характеризуются постоянным удельным весом, к их весу называют удельной поверхностью заполнителя. Для зерен другой формы был бы получен показатель, отличный от величины - , хотя площадь поверхности зерен будет обратно пропорциональна размеру зерен, что очевидно из рис. 3.11. Следует отметить, что логарифмический масштаб на графике использован как для оси ординат, так и для оси абсцисс. У фракционированного заполнителя зерновой состав и общая удельная поверхность связаны друг с другом, хотя имеется множество кривых зернового состава, соответствующих одной и той же удельной поверхности. При увеличении наибольшей крупности заполнителя общая удельная поверхность зерен и водопотребность смеси уменьшают- ся, однако эта зависимость не является линейной. Например, возрастание наибольшей крупности заполнителя с 9,52 до 63,5 мм может в определенных условиях снизить водопотребность бетонной смеси при сохранении той же удобоукладываемости на 50 л/м (рис, 3.12). При этом водоцементное отношение можно соответственно снизить на 0,15. 300
Размер зерен заполнителя., выравненный через номера или размеры отВерстий британстх сит Рис. 3.11. Зависимость между удельной поверхностью и размером зерен заполнителя д дробленый гравийный щебень; О - гравий неправильной формы; -1--окатанный гравий го 7 777 /56 * 11% 9,52 19,05 Зв,1 S3,5 Иаабольимая крупность запал нителя Ь мм Рис. 3.12. Влияние наибольшей крупности заполнителя на во допотребность бетонной смеси при постоянной величине осад-ки конуса / - заполнитель А; 2 - заполнитель В Практические ограничения наибольшей крупности заполнителя, проводимые в тех или иных условиях, и влияние величины наибольшей крупности заполнителя на прочность бетона будут рассмотрены далее. Выбрав наибольшую крупность заполнителя и его зерновой состав, мы можем выразить общую площадь поверхности зерен, используя удельную поверхность в качестве параметра. Именно общая поверхность заполнителя определяет водопотребность и удобоукладываемость бетонной смеси. Впервые подбор состава бетона на основе удельной поверхности заполнителя был предложен Л. Н. Эдвардсом в 1918 г. Интерес к этому методу недавно возобновился. Удельную поверхность можно определить с помощью метода водопроницаемости, однако простого способа испытаний в полевых условиях пока не предложено. Математический метод встречает определенные трудности из-за непо-стоянства формы различных зерен заполнителя. Однако это не единственная причина того, почему проектирование состава бетона на основе удельной поверхности заполнителя не получило всеобщего признания. Было выявлено, что вычисление площади поверхности не представляется возможным для зерен заполнителя более мелких, чем размер отверстий британского сита № 100, и для цемента. По-видимому, эти частицы, а также некоторые более крупные зерна 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 [ 34 ] 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
