// //
Дом arrow Научная литература arrow Приготовление бетонных смесей arrow Подбор состава бетона по различным методикам
Подбор состава бетона по различным методикам
3. Подбор состава бетона по различным методикам.

3.1. Цель и методы.

Правильный подбор состава является важнейшим мероприятием технологии бетона. Цель этой операции — получение бетона, удовлетворяющего заданным техническим требованиям при принятой технологии и наиболее экономичного по составу, т. е. бетона заданной марочной прочности при определенной удобоукладываемости смеси с использованием имеющихся материалов (щебень, гравий, песок, цемент). Обычно экономичность обеспечивается минимальным расходом цемента.

Может решаться и обратная задача: при заданном расходе цемента подобрать состав, который при принятой технологии обеспечит получение максимальной прочности бетона.

Необходимо отметить, что, несмотря на многочисленные предложения, в нашей стране нет еще стандартного метода подбора состава бетона, который обеспечивал бы высокую точность получаемых результатов, был бы достаточно прост и не трудоемок во времени при его выполнении.

Методы подбора состава бетона расчетно-экспериментальные и состоят из расчетной части и обязательной экспериментальной проверки и корректировки назначенного состава.

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.Расчет состава бетона

Как следует из пункта 3.1, расчет количества цемента, воды и заполнителей для обеспечения требуемой прочности затвердевшего бетона и подвижности смеси может быть произведен по формулам и графикам, выражающим основные зависимости свойств бетона от его состава

Однако приведенные зависимости не позволяют рассчитать раздельные содержания песка и щебня в смеси заполнителей. В то же время только при определенном отношении заполнителей мелкого к крупному обеспечивается наилучшая удобоукладываемость смеси и, следовательно, наиболее экономичный состав бетона. При малом содержании песка бетонные смеси расслаиваются, при большом требуют увеличенного - количества цементного теста.

Наиболее точно соотношение крупного заполнителя и песка может быть установлено опытным путем. Для этого приготовляют несколько замесов бетонной смеси при постоянных отношении  цемента и воды, но с разными соотношениями песка и крупного заполнителя и находят состав, при котором смесь будет иметь наилучшую удобоукладываемость.

Опытный метод определения соотношения между заполнителями точен, но трудоемок поэтому усилия многих ученых были направлены на установление аналитических зависимостей этой величины.

Физическая сущность оптимального соотношения между песком и крупным заполнителем заключается в построении такого скелета заполнителей, который требовал  бы минимального количества цементного теста определенной консистенции для заполнения всех межзерновых пустот и создания пленок вокруг зерен заполнителя, обеспечивающих требуемую удобоукладываемость бетонной смеси.

Изменить удобоукладываемость бетонной смеси при постоянном В/Ц (соотношение вода – цемент) можно изменяя толщину пленок цементного теста вокруг зерен заполнителей, при этом найденное оптимальное соотношение между песком и крупным заполнителем не изменится.

При постоянной удобоукладываемости (водосодержании) увеличение содержания цемента вызовет необходимость уменьшения количества песка, и наоборот.

Таким образом, оптимальное значение   П/Щ (песок – щебень) в бетонной смеси изменяется с изменением Ц/В смеси и не зависит от ее удобоукладываемости.

В последнее время детальные исследования зависимостей и свойств коэффициента а и величины г проведены В. П. Сизовым, «который считает, что коэффициент Ц/В нужно назначать более обоснованно, исходя не из расхода цементного теста, а из трех параметров: удобоукладываемости бетонной смеси, пустотности песка и пустотности крупного заполнителя. Для определения значений этого коэффициента им разработаны номограммы.

В. П. Сизовым составлены также уточненные графики водопотребности бетонной смеси в зависимости от требуемой удобоукладываемости, характеристики заполнителей и цементов.

Метод расчета состава бетона «по абсолютным объемам» критиковали многие исследователи, предлагавшие другие методы, однако при проверке они оказались гораздо сложнее и не давали более точных результатов.               

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3. Экспериментальная проверка состава бетона

При экспериментальной проверке состава бетона изготавливают пробный замес для определения фактической удобоукладываемости смеси и прочности затвердевшего бетона. Объем замеса зависит от количества образцов, необходимых для определения прочности на сжатие.

Если удобоукладываемость смеси получилась меньше требуемой, то следует добавить 5—10% цементного теста (цемента и воды), не меняя определенного расчетом цементоводного отношения. Если удобоукладываемость выше требуемой, то добавляют 4—10%  заполнителей, не меняя соотношения между, песком и щебнем. Так поступают до тех пор, пока удобоукладываемость не будет иметь требуемого значения.

Образцы, изготовленные для определения марочной прочности бетона, хранят и испытывают в соответствии с требованиями ГОСТ 10180-67.

Так как значения фактической прочности образцов могут отличаться от рассчитанной, рекомендуется, помимо основного состава, изготовлять образцы еще из двух замесов со значениями Ц/В, отличающимися от этого отношения в основном составе на ±0,05.

После испытания прочности, если она соответствует требуемым значениям, состав выдается для производства; при несоответствии производят перерасчет  состава с изменением Ц/В. Изменение величины Ц/В можно определить, построив график в координатах  Rб — Ц/В по значениям этих величин и образцов из дополнительных замесов.

При подборах составов бетонов естественного твердения для ускорения времени подбора изготавливают  две партии образцов на испытание — в возрасте 7 и 28 суток. При испытании семисуточных образцов можно уже ориентировочно судить о соответствии полученной прочности требуемой и произвести корректировку состава. При подборе состава бетона для заводских конструкций определенной отпускной прочности образцы испытывают после влажностной обработки по режиму твердения, принятому на заводе.

Обычно при применении заполнителей, удовлетворяющих требованиям ГОСТ, при экспериментальной проверке расчета по методике абсолютных объемов результаты близко соответствуют расчетным, применение же нестандартных материалов требует трудоемкой корректировки составов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.4. Экспериментальный метод подбора состава бетона

На заводах ЖБИ и больших стройках обычно приходится подбирать состав бетонов различной прочности, с постоянной подвижностью смесей, на имеющихся местных нестандартных материалах. В этом случае удобнее пользоваться экспериментальным методом. Трудоемкость его окупается точностью результатов и тем, что подбор проводится фактически один раз.

Водопотребность бетонных смесей различной удобоукладываемости могла бы быть представлена на графике семейством параллельных линий. Проще построить отдельный график изменения водопотребности в зависимости от требуемой удобоукладываемости бетонной смеси, тем более  что данные для построения такого графика накапливаются уже в процессе подбора 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.5. Полевой состав и коэффициент выхода бетона

Составы бетонов подбирают в лаборатории на сухих материалах. Эти составы называются номинальными.

Поскольку заполнители обычно имеют некоторую влажность, номинальные составы на производстве пересчитывают на полевые, учитывая влажность заполнителей. Допустим, что щебень и песок, используемые для бетона в вышеприведенном примере расчета состава бетона, имеют текущую влажность по весу 1 и 3%; тогда песок содержит воды 585* 0,03  = 17,5-18 л, щебень 1250*0,01 = 12,5 л-12 л.

Для сохранения вычисленного значения  количество воды при приготовлении бетонной смеси необходимо уменьшить на 30 л, а вес заполнителей соответственно увеличить

При расчете расхода материалов на замес в бетономешалке следует учитывать, что геометрический объем бетономешалок позволяет вмещать сумму естественных объемов материалов, которые после перемешивания дадут меньший объем бетонной смеси.

Отношение объема бетонной смеси к сумме объемов сухих материалов носит название коэффициента выхода бетона.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложения.                                                           

 

776887_C40B3_prigotovlenie_betonnoy_smesi_organizaciya_skladirovaniya_sos

         Рис. 1. Принципиальная схема приготовления бетонной смеси. Стадии процесса: I – приемка материалов, II – аккумулирование и дозирование компонентов, III – перемешивание смеси, IV – выдача смеси; 1-пневмотранспорт цемента; 2,4-циклон и фильтры; 3-питатель; 5-зпгрузочное устройство; 6-транспортер; 7,8-емкости; 9,10-верхние и нижние ограничители уровня; 11,12,13,14-дозаторы; 15-загрузочная воронка; 16-перекидной клапан; 17-бетономешалка; 18-раздаточные бункера; 19-устройство для активации цемента.

776887_C40B3_prigotovlenie_betonnoy_smesi_organizaciya_skladirovaniya_sos

Рис. 2. Технологическая схема двухступенчатой (партерной) смесительной установки: 1-склад цемента; 2-винтовой конвейер; 3-дозировочное смесительное отделение; 4,5,6-дозаторы цемента, воды, заполнителей; 7-склад заполнителей; 8-ленточный конвейер; 9-смеситель.


776887_C40B3_prigotovlenie_betonnoy_smesi_organizaciya_skladirovaniya_sos

Рис. 3. Кинематическая схема дозатора легких заполнителей 6.027.АД-800-2БК: 1-цифровой указатель; 2-питатель; 3-редуктор; 4-клиноременная передача; 5-электродвигатель; 6-весовая рычажная система; 7,10-пневмоцилиндры; 8,11-загрузочный и разгрузочный затворы; 9-бункер.

776887_C40B3_prigotovlenie_betonnoy_smesi_organizaciya_skladirovaniya_sos

 

Рис. 4. Кинематическая схема дозатора добавок 6.145.АД-30-БЖ: 1-гири; 2,11-рычаги; 3-рамка; 4,9-крюки; 5-демпфер; 6-тяга; 7-мувта; 8-циферблатный указатель; 10-груз; 12-скоба; 13-пневмоуилиндр; 14,15,16-блокировочные преобразователи; 17-клапаны; 18-струнка.

776887_C40B3_prigotovlenie_betonnoy_smesi_organizaciya_skladirovaniya_sos

 

Рис.5. Схема двухфракционного дозатора добавок на тензометрических преобразователях (тензорезисторах): 1-клапаны; 2-шарниры; 3-мембраны; 4-пружины; 5-призменная опора; 6-бункер.


776887_C40B3_prigotovlenie_betonnoy_smesi_organizaciya_skladirovaniya_sos

Рис.6. Автоматический весовой дозатор заполнителей АВДИ 1200: 1-кожух; 2,27-тяги; 3-крючки; 4,17-грузоприемные рычаги; 5-подвеска; 6,29,30-передаточные рычаги; 7,15,21-пневматические цилиндры;8,14-воронки;9,77,73- электро­пневматические клапаны;10,12,22- конечные выключатели; 76- рама; 75,79- сектор­ные впускные затворы; 20- весовой бункер; 23- выпускной затвор; 24- циферблат­ный указатель; 25- демпфер (масляный успокоитель); 26- площадка; 28- регулиро­вочный винт; 31- стяжка.

776887_C40B3_prigotovlenie_betonnoy_smesi_organizaciya_skladirovaniya_sos

                                            

Рис.7. Гравитационный бетоносмеситель: общий вид.

 

 

 

 

 

 

 

776887_C40B3_prigotovlenie_betonnoy_smesi_organizaciya_skladirovaniya_sos

Рис.8. Схема действия смесителей цикличного действия: а- принудительного действия с вертикально расположенными смесительными валами (тарельчатые); б- принудительного действия с горизонтально расположенными смесительными валами (лотковые) - вверху одновальные, внизу двухвальные; /- барабан; 2- лопасти; 3- смесь; 4,6- разгрузочное и загрузочное отверстия; 5- центральный стакан; сплошные стрелки - направления вращения барабана или смесительного механизма, пунктирные - направления движения материалов.

 

776887_C40B3_prigotovlenie_betonnoy_smesi_organizaciya_skladirovaniya_sos

 

Рис. 9. Бетоносмеситель СБ-93: 1-корпус-чаша; 2- крышка; 3- вы­тяжной патрубок; 4- мотор-редук­тор; 5- пульт управления; 6- цент­ральный стакан; 7- сливная труба; 8- разгрузочный затвор; 9- загрузоч­ный люк для заполнителей; 10 - на­ружный очистительный скребок; 11- ротор; 12- пневматический ци­линдр; 13- пружина; 14- загрузоч­ный патрубок для цемента; 15- верх­няя лопасть; 16- донная лопасть; 17- внутренний очистной скребок


776887_C40B3_prigotovlenie_betonnoy_smesi_organizaciya_skladirovaniya_sos

              Рис. 10. Технологическая схема подачи золы-уноса в бетоносмеситель: 1-установка механической выгрузки вагона; 2-вагон; 3-золопровод; 4-распределительное устройство; 5-силосный склад; 6-пневморазгрузчик золы уноса; 7-блок циклонов; 8-струйный насос; 9-сборник пыли; 10-золопровод; 11-циклон; 12-блок циклонов; 13-установка вентилятора; 14-золобункер; 15-цементобункер; 16-дозатор; 17-бетоносмеситель.

                                                             776887_C40B3_prigotovlenie_betonnoy_smesi_organizaciya_skladirovaniya_sos

Рис. 11. Схема производства вяжущих низкой водопотребности: подача: А-цемента, Б-добавки, В-песка, Г-грохот, Д-бункер для сухого песка; Дозаторы: 1-цемента, 2-песка, 3-добавки, 4-питатель, 5-мельница, 6-сушильный барабан, 7-транспортеры, 8-силосы.

776887_C40B3_prigotovlenie_betonnoy_smesi_organizaciya_skladirovaniya_sos

Рис. 12. Схема пневмотранспорта цемента: а-на складе, б-в смесительном отделнении.

776887_C40B3_prigotovlenie_betonnoy_smesi_organizaciya_skladirovaniya_sos

Рис. 13. Автоматизированный прирельсовый склад цемента емкостью 720 т.: 1-автоцементовоз, 2-фильтр, 3-двухходовой переключатель, 4-цистерна, 5-пневморазгрузчик донный, 6-аэрожелоб, 7-разгрузчик цемента, 8-крытый вагон, 9-маневровая лебедка, 10-вагон-цементовоз, 11- пневматический насос, 12-подъемник цемента, 13-приемная коробка.


Рис. 14. Склады заполнителей штабельного типа: а- штабельно-линейный, б - шта-бельно-кольцевой, 1 - штабель заполнителя, 2 - наклонный ленточный конвейер, 3 - полувагон, 4 - разгрузочные средства, 5 - железнодорожный путь, 6 - подштабель­ный конвейер, 7 - радиальный путь.

                                 776887_C40B3_prigotovlenie_betonnoy_smesi_organizaciya_skladirovaniya_sos

Рис. 15. Склады заполнителя эстакадного типа: а - эстакадно-штабельный, б - эстакадно-траншейный, 1 - транспортные средства, 2 - разгрузчик Т-182А, 3 - бурофре-зерный рыхлитель смерзшихся материалов, 4 - железнодорожная платформа, 5,7,8,9 - наклонные ленточные конвейеры, 6 - бункер для приема материалов, 10 - лотковый виброзатвор-питатель, 11 - подштабельный ленточный конвейер, 12 - конвейер в бетоносмесительное отделение, 13 - железнодорожный путь, 14 - об­валовывающие призмы, 15 - сбрасывающая тележка, 16 - эстакадный ленточный конвейер, 17 - разделительные стенки.

бетоносмесительная уста­новка, 7 - вибратор, 8 - вибропитатель

776887_C40B3_prigotovlenie_betonnoy_smesi_organizaciya_skladirovaniya_sos

776887_C40B3_prigotovlenie_betonnoy_smesi_organizaciya_skladirovaniya_sosРис. 2.7. Склад заполнителей бункерно-кольцевого типа: 1 - транс­портные средства, 2 - транспор­тер, 3 - бункер,    4 - затвор

Рис.17. Отделение для хранения добавки: 1-насос, 2,6,7-трубопроводы, 3-система аспирации, 4-резервуар с добавкой, 5-паронагреватель.

Заключение.

И в заключении я хочу еще раз сказать, какую важную роль играет бетон в современном строительстве. Практически не на одном вновь возводимом и реконструируемом объекте не обходятся без этого незаменимого материала. В своей работе я описал производственный цикл приготовления бетонной смеси, обеспечение должного уровня сохранности составляющих его компонентов, а так же осветил методы подбора состава бетона. Моя работа предназначена для того, что бы заинтересовать читателя и быть может дать наиболее полные ответы на интересующие его вопросы.


Список используемой литературы.

1)    Баженов Ю.М., Комар А.Г. Технология бетонных и железобетонных изделий. МИСИ, 1984, - 622 с.

2)    Баженов Ю.М. Строительные материалы. МИСИ, 1983, - 472 с.

3)    Баженов Ю.М., Алимов Л.А. Технология бетона, строительных изделий и конструкций. АСВ, 2004, - 236 с.

4)    Бушуев С.Д., Михайлов В.С. Автоматика и автоматизация производственных процессов, М, ВШ, 1990, - 250 с.

5)    Горчаков Г.И. Строительные материалы, М, ВШ, 1981, - 412 с.

6)    Комар А.Г. Строительные материалы и изделия, М, ВШ, 1976, - 413 с.

7)    Хаютин Ю.Г. Монолитный бетон, МИСИ, 1991, - 576 с.

 

Контакты

115419, г. Москва, ул. Шаболовка, д. 34, стр. 3.



Просьба заранее предупредить о приезде, т.к. специалисты распределены по объектам




info@masterbetonov.ru




ООО «Стройсервис» работает на рынке строительного производства c 1992 года.
Основной ценностью для нашей компании являются клиенты, поскольку единственный реальный актив компании — это люди, удовлетворенные нашей работой, которые еще раз захотят воспользоваться нашими услугами. Мы стремимся сделать своих клиентов своими партнерами.