ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения технологической разработки.

В производственных условиях добавки вводят обычно в уже существующие составы компонентов. При этом добавка может изменить либо консистенцию смеси, прочность бетона или скорость его твердения. Во всех этих случаях необходима корректировка состава бетона.

Для уточнения соотношения компонентов и обеспечения требуемой удобоукладываемости расчеты рекомендуется проводить в следующем порядке. Если корректируется подвижность (П), то новый расход воды определяют по формуле:

, (1)

где :

В - водосодержание до введения добавки, л;

П ¹, П - фактическая и требуемая подвижность смеси, см.

При корректировке жесткости:

, (2)

где: Ж ¹ , Ж - фактическая и требуемая жесткость смеси, с.

Иногда может оказаться, что удобоукладываемость задана подвижностью, а контрольный замес определяется лишь жесткостью (или наоборот). Хотя подобные ситуации редки, но и в этих случаях можно подсчитать требуемое водосодержание. Основой служит формула, связывающая подвижность и жесткость бетонной смеси:

, (3)

которая действительна при П=1…8 см и Ж=2…17 с.

После определения нового расхода воды, обеспечивающего требуемую удобоукладываемость бетонной смеси, подсчитывают расход цемента (Ц) и абсолютный объем заполнителей (v ₃^а):

, (4)

v ₃^а=1000-(В+Ц/Рц+в) (5)

где:

Рц -плотность цемента (обычно 3,1 кг/л);

в -остаточный объем воздуха в уплотненной бетонной смеси (обычно в=20 л, если в смесь не вводятся воздухововлекающие добавки; при их наличии в=50 л).

Для определения крупного (К) и мелкого (М) заполнителей необходимо знать их оптимальное соотношение (r _о). Оно подсчитывается по формуле:

r _о= (2-d _m/ v ₃^а).r_м(6)

, (7)

, (8)

где:

d _m -максимальный абсолютный объем заполнителя в кубометре его уплотненной сухой смеси приr_м, л;

r _o, r_м- оптимальное и максимальное значение

, (9)

Рм и Рк - плотность (в куске) мелкого и крупного заполнителей, кг/м ³.

Из нового состава с прежним количеством добавки приготавливают контрольный замес и, если удобоукладываемость его оказалась в нужных пределах, формуют контрольные образцы. В случаях, когда они не дают требуемую прочность при заданных условиях и сроках вызревания, то необходима корректировка состава бетона. При выбранных материалах она осуществляется за счет изменения В/Ц. Его новая величина подсчитывается по формуле:

, (10)

rб - прочность бетона контрольного замеса;

rтр - требуемая прочность бетона.

Затем по формулам (4-8) подсчитывают расход вяжущего и заполнителей.

В случаях, когда добавка ускоряет твердение, то прирост прочности бетона, подвергаемого тепловой обработке, может быть использован либо для сокращения режима пропаривания, либо для уменьшения расхода цемента. Новая продолжительность тепловой обработки бетона с добавкой (Тд) может быть ориентировочно установлена по формуле:

Тд = Т - к.Т(rд -r), (11)

где:

Т - продолжительность тепловой обработки без добавки;

rд - прочность бетона с добавкой в регламентированный срок, после тепловой обработки, % отr ₂₈;

r- то же, бетона без добавки;

к - коэффициент, принимаемый равным 0,02; 0,03или 0,04 при прочности после тепловой обработки соответственно 50,70 и 85% отr _28.

Если массу добавок (пластифицирующих, противоморозных, ускорителей твердения и т.п.), которые вводят в смеси в небольших количествах, по сравнению с массой основных компонентов, можно на стадии предварительных расчетов состава бетона не учитывать, то количество наполнителя, снижающего активность высокомарочного вяжущего и улучшающего качество смеси, необходимо включать в формулу (5), дополняя выражение в скобках слагаемым Д/Рд - абсолютным объемом добавки, в котором:

, (12)

где Ц - расход вяжущего в кубометре бетона, кг.

Затем по формулам (6-8) подсчитывают расход заполнителей, а после приготовления бетонной смеси, обеспечивающей заданные свойства материалов, определяют ее плотность Рсм в кг/м ³. После этого окончательно подсчитывают расход всех компонентов на 1 м ³ бетона:

, (13)

, (14)

, (15)

, (16)

, (17)

гдее- сумма всех компонентов для контрольного замеса, кг

е= Цсм + Мсм + Ксм + Всм + Дсм (18)

Следует учитывать, что добавка-наполнитель, вводимая в количествах, определяемых формулой (12), позволяет не только экономить вяжущее. Она несколько увеличивает водопотребность смеси (примерно, на 1 л на каждый процент добавки, исчисляемой от веса заполнителей) и прочность бетона на растяжение при изгибе (на 8-10%), сохраняя прочность при сжатии неизменной;морозостойкость бетона снизилась на 6%. Эти данные получены в опытах при расходе материалов на замес (без добавки):Ц=300 кг, М+К=1878 кг, В=172 л (для индекса смеси П1). При Д=131 кг (7% от массы заполнителей) получение той же удобоукладываемости смеси достигнуто при В=179 л. Использовали портландцемент активностью «473», диоритовый щебень с НК=20 мм, песок с модулем крупности Мк=2,1 и содержанием глины, ила и мелких пылевидных фракций 1,8%, наполнитель - тонкомолотый кварцевый песок (проход через сито 0,14).

Приведенная методика корректировки состава цементобетона при использовании добавок позволяет аналитически находить соотношение компонентов, сводя всю работу к контролю удобоукладываемости смеси и прочности полученного материала.