| ← Апрель 2011 → | ||||||
|
2
|
3
|
|||||
|---|---|---|---|---|---|---|
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
|
11
|
12
|
13
|
14
|
15
|
16
|
17
|
|
18
|
19
|
20
|
21
|
22
|
23
|
24
|
|
25
|
27
|
28
|
29
|
30
|
||
За последние 60 дней ни разу не выходила
Сайт рассылки:
http://www.allbeton.ru/
Открыта:
27-12-2002
Адрес
автора: home.build.penobeton-owner@subscribe.ru
Статистика
-1 за неделю
ВесьБетон - 126 выпуск. Водопотребность бетонной смеси.
Рассылка "ВесьБетон" – 126-й выпуск.Водопотребность бетонной смесиЕ.В. Гордеев, главный технолог ЗАО «Промтехмонтаж – ЖБИ», г. Ярославль, А.Л. Захарычев, технический директор ООО «ВПК – Центр», г. Москва Правило постоянства водопотребности, сформулированное в 1933-м году [1] – один из основных постулатов современного бетоноведения. Привлекательность правила состоит в простоте расчетов бетона на его основе. Недостаток – недопустимо большие погрешности таких расчетов. Для повышения точности предпринято немало попыток ограничения применимости правила, например, областью допустимых количеств цемента и подвижности, позднее – областью водоцементых отношений [2]. Согласно [3] бетонные смеси в зависимости от соотношения вяжущего и заполнителя могут иметь три типа структур – смеси с «плавающим» заполнителем, смеси с плотной упаковкой заполнителей, крупнопористые смеси с недостатком цементного теста. Очевидно, что принципы расчета смесей разных структур должны быть различны. Автор [3] считает, что правило постоянства водопотребности действует для смесей с плотной упаковкой, в других случаях водопотребность линейно увеличивается по мере удаления от этой структуры. Формализации границ действия правила постоянства водопотребности до сих пор не получено. Последним достижением является работа [4], устанавливающая зависимость верхней границы от критического значения цементо-водного отношения, обратно пропорционально связанного с нормальной густотой цементного теста. Однако эмпирические результаты, например, в части мелкозернистых бетонов, противоречат выводам этой работы. Установление границ типов структур и расчета водопотребности для каждой из структур остается актуальным.
Мы предполагаем, что формализацию границ типов структур следует производить на основе анализа соотношений объемов заполнителя и цементного теста. Обозначим «Х» водоцементное отношение цементного теста заданной подвижности: В = ХЦ, где Ц – масса цемента, В - масса воды. В [5] показано, что значение Х пропорционально нормальной густоте цементного теста НГ, коэффициенты пропорциональности определяются классом подвижности смеси. В таблице 1 приведены значения коэффициентов для подвижных смесей по [6]. и экспериментально определенные значения Х для некоторых образцов цементов: Таблица 1
Максимально возможное количество цемента соответствует отсутствию заполнителя и заполнению всего объема смеси V цементным тестом: Цmax = V/(1/рц + Х), где рц – плотность цемента. Обозначим «С» зависящий от подвижности смеси и свойств цемента параметр 1/(1/рц + Х), тогда Цmax = CV. (1) В таблице 2 приведены экспериментально полученные значения рц, Х, С для некоторых образцов цемента, которые будут применяться ниже. Таблица 2
Максимально возможное количество заполнителя Зmax определяется плотностью упаковки заполнителя в заданном объеме смеси: Зmax = Vр’, (2) где р’ – насыпная плотность заполнителя. Максимуму массы заполнителя соответствует минимально возможное количество цемента Цmin. При З < Зmax возможны два случая: Объем цементного теста с водоцементным отношением Х больше объема пустот заполнителя. В этом случае подвижность смеси определяется подвижностью цементного теста. Водопотребность смеси вычисляется по формуле В = ХЦ + Зквп, где квп – водопоглощение заполнителя;Объем цементного теста с В/Ц = Х меньше объема пустот заполнителя. В этом случае необходима дополнительная вода Вм для заполнения разницы в объемах. В/Ц становится больше Х, разжижая цементное тесто. Согласно [3] при Ц от Цmin до Цпогр В = В(Цпогр). Поскольку количество заполнителя не может быть больше Зmax, при Ц меньше Цmin в смеси происходит накопление воздуха из-за нехватки цемента, пропорциональное недостающему объему цементного теста. Количество цемента, соответствующее пограничному состоянию (объем теста равен объему пустот заполнителя) определим из абсолютных объемов: Цпогр = (mV/p’)С/(1/p’ + квп), (3) где m – пустотность заполнителя. В пограничном состоянии достигается минимум водопотребности бетонной смеси. При заданном Ц масса заполнителя вычисляется по формуле: З = (V – Ц/С)/(1/р + квп), (4) где р – истинная плотность заполнителя. При З = Зmax из (4) и (2) следует Цmin = VС(1 - p’(1/р + квп)) (5) Таким образом, для определения водопотребности бетонной смеси достаточно определить реперные точки расходов цемента и заполнителя Зmax, Цmin, Цпогр и Цmax по формулам (2), (5), (3), (1) соответственно и рассчитать водопотребность по алгоритму: При Ц от Цmin до Цmax и З<Зmax, если Ц>Цпогр то В=ХЦ+Зквп; иначе В=X((mV/p’)С/(1/p’+квп))+Зквп. (6) Для экспериментальной проверки алгоритма были использованы цементы (таблица 2) и заполнители (таблица 3). Таблица 3
Результаты вычислений реперных значений сведены в таблицу 4. Таблица 4
Тремя способами полученные значения - экспериментально, расчетно по предлагаемому алгоритму и по [4] приведены в таблице 5. Вычисления по [4] получены усреднением экспериментальных значений для смесей одинаковых подвижностей и заполнителей в границах В/Ц по версии [4]. При снижении В/Ц ниже критического использовалась коррекция в соответствии с рекомендациями [4]. Таблица 5
Из таблицы 5 видно, что расчеты по алгоритму отличаются от экспериментально полученных результатов не более чем на 7%, что сопоставимо с приборной погрешностью при лабораторных измерениях осадки конуса. Таким образом, в зависимости от количества цемента в единице объема бетонные смеси можно разделить на три группы: Ц < Цmin. Расслаивающиеся смеси с низкой плотностью и большим количеством вовлеченного воздуха;Цmin < Ц < Цпогр. Смеси с средней прочностью, В/Ц зависит от количества цемента; Ц > Цпогр. Максимально прочные смеси с постоянным В/Ц. Очевидно, что изготовление смесей первой группы не целесообразно. Минимально допустимый с этой точки зрения расход цемента в ряде случаев превышает значение, определяемое ГОСТ 26633-91 и СНиП 82 02 95. При введении водоредуцирующих добавок значения Цmin, Цпогр увеличиваются, т.к. уменьшается значение Х и увеличивается С. Это обстоятельство следует учитывать при оценке эффективности добавок и разработке норм расходов смесей. Эффект от применения пластифицирующей добавки выражается коэффициентом водоредуцирования k [6], k = Хд/Х, где Х – В/Ц цементного теста без добавки, Хд – с добавкой при заданной подвижности. Из (1), (3) и (5) видно, что увеличение значений реперных точек пропоционально: Цmax д = КЦmax, Цпогр д = KЦпогр, Цmin д = КЦmin, где коэффициент пропорциональности К = (1 + рцХ)/ (1 + рцkХ). Для корректности результатов оценка эффективности добавок должна производиться в смесях 3-й группы. Между тем ГОСТ 30459-2008 обязывает применять бетонные смеси с количеством цемента 350 кг/м3, что в ряде случаев приведет к ошибочным выводам. Применение пластификаторов в смесях второй группы не приведет к существенному улучшению качественных и экономических показателей бетона за счет водоредуцирования. Возникает большая вероятность, особенно при работе с «тощими» смесями к переводу бетона из второй группы в первую. Большое количество таких случаев известно из практики, когда применение пластификатора приводит к появлению раковин на поверхности изделий, проблем при формовании, расслоению при вибрации. В таблице 6 приведены результаты определения реперных значений Ц бетонных смесей № 16 и 17 без добавок и с пластификаторами С-3 и Glenium 34 в рекомендуемых производителями дозировках. Таблица 6
Литература
Новости
Последние сообщения на форуме
Популярные темы на форуме
Новое в библиотеке
Новые статьи
(Все права защищены, публикация данной информации в любом
виде, без разрешения владельцев запрещена. С предложениями обращаться
info@ibeton.ru)
Copyright 2008 ООО Строй-Бетон. Все права защищены. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| В избранное | ||
