Sarvtor.ru

SarVtor.Ru
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Строительный справочник | материалы — конструкции — технологии

Строительный справочник | материалы — конструкции — технологии

Прочность и долговечность монолитных бетонных конструкций фундаментов напрямую зависят не только от качества применяемых материалов, способа уплотнения бетонной смеси и условий выдерживания бетона, но, главным образом, и от рационального подбора состава бетонной смеси, ее подвижности (жесткости) и дозировки материалов на замес бетономешалки.

Если объём строительства находится недалеко от бетонного завода (бетонного узла), то лучше заказать доставку бетона нужной марки с определенной подвижностью и крупностью щебня. Транспортирование бетонной смеси необходимо осуществлять автобетоносмесителями, которые не допускают потерю цементного молока, исключают попадание атмосферных осадков и прямое воздействие солнечных лучей, расслоение и нарушение однородности смеси.

В большинстве случаев при «самострое» с помощью наёмных рабочих или небольших строительных организаций, не имеющих опытного специалиста или договора со строительной лабораторией, подбор состава бетона и дозировка материалов производятся «на глазок» лопатами. Подвижность бетонной смеси не контролируется, а для облегчения укладки в смесь добавляют излишнее количество воды, что приводит к нарушению водоцементного (В/Ц) отношения и потере прочности бетона.

Схема определения подвижности (величины осадки конуса) бетонной смеси

Конечно, в условиях строительной площадки невозможно выполнить весь комплекс работ по определению качественных характеристик применяемых материалов: песка (удельный вес, объемная масса, пустотность, влажность, зерновой состав и модуль крупности, содержание глинистых частиц и органических примесей и др.); щебня (объемная масса, прочность, влажность, объём пустот, загрязненность, содержание пластинчатых и игловатых зерен и др.); цемента (удельный вес и удельная поверхность, сроки начала и окончания схватывания, активность и др.); бетонной смеси (подвижность, прочность, объемная масса, водоотделение, водонепроницаемость и др.). Однако и в построечных условиях можно с достаточной точностью оценить некоторые свойства материалов и с помощью справочных данных выполнить подбор составов бетонных смесей различных марок.

Одним из путей снижения себестоимости клеевых растворов может стать повышение активности и водоудерживающей способности вяжущего. Без существенного изменения минералогического состава клинкера повышение активности цемента возможно при его тонком помоле к удельной поверхности 500.700 м 2 /кг. Тонкомолотые цементы (ultrafine cements) с размером частиц до 10 нм имеют повышенную активность и водоудерживающую способность, однако при заметном увеличении их водопотребности. Поэтому к наиболее перспективными вяжущими для современных строительных материалов (сухих строительных смесей, высокопрочных бетонов и др.) следует отнести предложенные в середине 80-х годов и получившие сейчас новый импульс в развитии цементы низкой водопотребности (ЦНВ) [1]. Полученные совместным помолом портландцементного клинкера (или товарного цемента) и двуводного гипса с минеральной добавкой и суперпластификатором, они позволяют сохранить преимущества тонкомолотых цементов при существенном снижении их водопотребности (НГ = 16.18%), а также имеют пониженное содержание клинкерной составляющей. Последнее особенно важно с позиций уменьшения энергоемкости производства таких вяжущих. Поэтому целью настоящей работы было установление возможности использования ЦНВ в клеевых смесях, а также изучения влияния факторов состава на адгезионную прочность ЦНВ.

-унос как компонент цементов не должна содержать более 2,5% свободного СаО, более 3% щелочных оксидов, а п. п. п. не должны превышать 5%. По первым двум показателям зола, применявшаяся в исследованиях, находится на пределе допустимого. Поэтому доменный гранулированный шлак в составе портландцемента выполнял роль не только активной минеральной добавки, но также служил компенсатором негативного воздействия щелочей и свободного оксида кальция, присутствовавших в золе. Указанные компоненты не только поглощаются шлаком, но и способствуют повышению активности последнего.

Читайте так же:
Загрязнение атмосферы цементной промышленностью

С целью уменьшения количества опытов исследования адгезионных свойств были выполнены с применением математического планирования эксперимента. Был использован трехуровневый трехфакторный план В3 [2], условия планирования эксперимента приведены в табл. 2.

Таблица 2. Условия планирования эксперимента

Уровни варьирования факторов

Содержание золи-унос в ЦНВ, (З), %

Удельная поверхность вяжущего * , (Sуд), м 2 /кг

Содержание СП в вяжущем, %

* — фактически достигнутая удельная поверхность отличалась от запланированной на 15 м 2 /кг.

В ходе исследований в каждой точке плана изготавливали цементно-песчаный раствор состава вяжущее: песок = 1: 3. Адгезию растворов определяли как прочность на отрыв от бетонного основания образца размером 50 50 мм, изготовленного из керамической плитки. Плитки пригружали после укладки на клеевой раствор на 30с грузом массой 2 кг. По истечению 27 суток нормального твердения до плиток приклеивались железные пластинки и через 24 ч проводились испытания на отрыв.

Особенности реакции, как влияют компоненты

Основой цемента любой марки составляют 4 минеральных соединения в разных пропорциях входящие в строительную смесь:

  • C3S трёхкальциевый силикат;
  • C3A трёхкальциевый алюминат;
  • C2S двухкальциевый силикат;
  • C4AF четырёхкальциевый алюмоферрит.

Любой из них вступая в контакт с водой по-своему влияет на химический процесс в отдельных временных отрезках нелинейного графика превращения раствора в каменный монолит.

Трехкальциевый силикат C3S активно участвует в процессе кристаллизации раствора в монолит на всем его протяжении. Эта химическая реакция носит изотермический характер, и соединение C3S с водой обеспечивает выделение тепла при замесе, затем снижение нагрева при перемешивании. В период схватывания энергия выделяется интенсивно и в дальнейшем, на этапе нормального твердения, 28 суток постепенно снижается.

Трехкальциевый алюминат C3A отвечает за процесс схватывания раствора. Именно его взаимодействие с водой приводит к выделению тепла при схватывании в первое время после заливки. По мере набора прочности активность минерала слабеет, и он прекращает работу.

Читайте так же:
Как покрасить цементную дорожку

Двухкальциевый силикат C2S включается в работу при выходе процесса нормального твердения на финиш (90% набора прочности бетона), то есть примерно через месяц соединения цементной смеси с водой. Его действие продолжает укреплять изделия из бетона после достижения заявленной прочности. Введение пластификаторов в смесь может сократить месячный промежуток времени и заставить работать этот компонент раньше без потери качества.

Четырехкальциевый алюмоферрит C4AF работает как катализатор на финишном отрезке твердения бетона. Взаимодействуя с водой, двухкальциевым силикатом C2S, а также модифицирующими добавками он существенно улучшает характеристики бетона.

Гидратация цемента — это длительный процесс взаимодействия его с водой, каждый ингредиент в нем играет основную роль на своем отрезке времени.

Факторы, влияющие на подвижность бетонной смеси

Различные цементы. Бетонные смеси, содержащие цемент с активной кремнеземистой добавкой особенно осадочного происхождения (трепел, диатомит), дают значительно меньшую осадку конуса, чем смеси с обыкновенным портландцементом.

Большое влияние рода цемента на подвижность бетонных смесей вытекает из того, что водопотребность различных цементов сама по себе колеблется в широких пределах (25—40% воды для теста нормальной густоты).

  1. С повышением содержания воды подвижность бетонной смеси увеличивается (но прочность понижается). Однако каждая бетонная смесь обладает определенной водоудерживающей способностью, устанавливаемой опытным путем; при большем содержании воды часть ее отделяется от бетонной смеси.
  2. С повышением содержания цементного теста при постоянном В/Ц или (что все равно) с уменьшением количества заполнителей подвижность бетонной смеси увеличивается, а прочность остается практически неизменной. Если цементное тесто взято только в количестве, необходимом для заполнения пустот между заполнителями, то бетонная смесь получается жесткой. Для того чтобы смесь стала подвижной, нужно не только заполнить пустоты, но и раздвинуть заполнители, поместив между ними прослойки из цементного теста. Чем толще будут эти прослойки (иначе говоря, чем жирнее будет бетонная смесь), тем выше ее подвижность.
  3. При большой крупности зерен применяемых заполнителей их суммарная поверхность, требующая смазки,уменьшается в результате подвижность бетонной смеси увеличивается.
  4. При содержании песка в смеси заполнителей сверх определенного предела, устанавливаемого опытом, бетонная смесь делается менее подвижной. Это объясняется увеличением поверхности заполнителей. Загрязняющие примеси в заполнителях обычно снижают подвижность жирной бетонной смеси.
  5. Подвижность бетонной смеси тем выше, чем округленнее и глаже зерна заполнителей, так как при этом уменьшается трение между ними. Поэтому бетонная смесь с округленным гравием подвижнее, чем смесь со щебнем. Однако у гравия сцепление с цементным раствором меньше, чем у щебня. Следовательно, прочность бетона в этом случае ниже
  6. Подвижность бетонной смеси может быть сильно увеличена путем введения в нее специальной добавки (пластификатора)
Читайте так же:
Геркулес цементная фасадная м100

Подвижность бетонных смесей, применяемых для бетонирования различных конструкций.

Ввиду многообразия факторов, влияющих на подвижность бетонной смеси, нельзя вычислить подвижность по какой-либо формуле, она определяется всегда опытным путем. Степень подвижности бетонной смеси выбирают в зависимости от размеров конструкции, густоты армирования, способа укладки и уплотнения; приблизительно выбирать подвижность бетонной смеси для бетонирования различных конструкций можно по данным табл. 2.
Следует учитывать, что при перекачивании бетонной смеси насосом осадка конуса должна быть 60—80 мм.

Удобоукладываемая бетонная смесь плотно, быстро и легко укладывается

При перевозке она не расслаивается, при испытании конусом садится целиком, не разваливаясь, от нее не отделяется разжиженное цементное тесто. При неудовлетворительно составленной бетонной смеси цементное тесто или раствор при встряхивании отделяется от щебня. Удобоукладываемость бетонной смеси зависит от правильного подбора ее состава, в частности, от достаточного (для заполнения пустот) содержания песка в смеси заполнителей, от достаточного, но не избыточного количества цементного теста.

Количество воды

Водосодержание бетона часто застает врасплох обывателей: сколько жидкости нужно для замеса раствора оптимальной подвижности? Тем не менее, знать это нужно, ведь вода находится в теле конструкции долгое время – гидратация может происходить в течение нескольких месяцев, необходимо обеспечить нормальные условия для этого.

В сводной таблице представлен технологический расход воды на куб при производстве бетона:

От чего зависит расход воды в бетоне:

  • Фракция песка и щебня;
  • Марка цемента и его тип;
  • Ожидаемая марка бетона.

Объем воды в бетоне не должен превышать норму – в погоне за пластичностью можно легко потерять качество, избыток жидкости тормозит гидратацию цемента, а ожидаемую прочность бетон не наберет. Соответственно, добавлять ее при замесе сверх нормы нельзя.

Читайте так же:
Цемент глушителя абра это

Слишком малое водосодержание бетонного раствора не даст перемешать компоненты должным образом, а пластичность у такого будет минимальной.

Чтобы получить бетон с хорошей пластичностью и удобоукладываеомстью, используйте специальные пластификаторы!

Пробный замес

Чтобы в домашних условиях приготовить бетон нужной консистенции и характеристик, выполняют пробный замес. Сначала все работы выполняются с использованием мастерка или лопаты совкового типа, потом же, после определения нужной пропорции, используют бетономешалку.

В емкость или на стальной лист, подготовленную площадку насыпают лопату цемента, 3 полных лопаты песка, увлажняют смесь, тщательно перемешивают лопатой. Далее всыпают крупную фракцию в объеме 5 лопат, добавляют по чуть-чуть воду и мешают, пока не получится вязкая консистенция. Воду лучше лить из емкости, чтобы определить нужный объем.

Потом бетонную смесь берут в руки, делают шар, кладут на любую площадку. На руках явных следов цемента быть не должно, а ком затвердеет и сохранит форму – значит, замес правильный. Такой бетон соответствует марке М75. Если же ком плывет – в нем много воды. Расслоение говорит о недостаточном объеме воды.

Если есть время ожидать затвердения раствора, можно провести другую проверку: залить бетон, выждать нужный период, потом ударить по монолиту зубилом в попытках расколоть. Если зубило вошло в толщу максимум на 5 мм, водоцементное отношение правильное, это бетон М75. И кусочки от монолита откалываться не должны.

Как делают цемент на производстве

На сегодня существует несколько способов производства:

  1. Мокрый метод – первая технология, по которой стали изготавливать цемент. По ней работают и по сей день, правда, немного по усовершенствованной методике.
  2. Сухой способ – более современный метод производства вяжущего, отличающийся большей экономностью сырья и энергетических ресурсов. Но, что самое важное, именно по этой технологии выбросы в атмосферу сокращаются.
  3. Комбинированные методики в России используются редко, в основном на предприятиях, работающих с зарубежными партнёрами. Например, как Вольский цементный завод.
Читайте так же:
Количество цемента при изготовлении шлакоблока

Осветить более подробно, всё же, хотелось именно мокрый метод производства цемента, так как по нему работают практические все цементные заводы в России и странах СНГ. На фото ниже представлены производственные мощности «Уралцемента» в Челябинской области, который начал свою работу 1957 году. Здесь вяжущее производят на основе известняка и глины по мокрому методу. В качестве топлива используют газ.Начинается производство в карьере с добычи основного сырья.

Далее добытое сырье дополнительно обрабатывается и поступает в печь мокрого измельчения, где превращается в шлам. После чего шлам идёт дальше в сырьевые мельницы и шлам бассейны.

Полученный тонкодисперстный шлам отправляется во вращающуюся печь, где обжигается при температуре +1450°C. Результат этого процесса – клинкер.

Получаемый клинкер охлаждается в специальных холодильных установках, после чего транспортируется для дальнейшего измельчения в мельнице.

Мельница для клинкера

К измельчённому клинкеру добавляют также тонкодисперстный гипс и минеральные добавки.

Процесс смешивания ингредиентов

Готовый цемент отправляют на хранение в специальные бункера.

На таком крупном производственном предприятии просто не может быть лаборатории, сотрудники которой пристально следят за каждым производственным процессом и качеством цемента.

Это основные производственные процессы по мокрой технологии. На всех заводах они идентичны. Единственное, делаются правки на сырьевые компоненты и специфику оборудования. Из чего и как делают цемент подробно расскажут видео.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector