 Рассылка "ВесьБетон" – 126-й выпуск. Водопотребность бетонной смеси Е.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. Сертифицированные установки для производства пенобетона Фомм-Проф. Завод Строй-Бетон, уже более 10 лет, производит и поставляет по всей России и за рубеж надежные и производительные установки для производства пенобетона Фомм-Проф. Данные установки сертифицированы и отмечены наградами на выставках России. Также установки Фомм-Проф поставляются во многие зарубежные страны, что говорит о их качестве и надежности. Для производства пенобетона в установках Фомм-Проф используется белковый пенообразователь GreenFroth. Данный пенообразователь производится в Италии и позволяет получать очень качественный пенобетон. На сегодняшний день данный пенообразователь используется более чем на 100 предприятиях России. Конкурентные преимущества установок Фомм-Проф: - высокое качество и наличие сертификата ГОСТ-Р
- установленная горловина для подачи материала и установленная дозация воды
- установленный высококачественный пеногенератор Фомм-ПГМ
- встроенный специальный шнек, позволяющий производить высококачественный пенобетон
- долговечность и дуракоустойчивость
При покупке установок Фомм-Проф каждый покупатель получает: - обучение технологии производства на собственном производстве в Санкт-Петербурге
- скидку на все поставки пенообразователя Green Froth!
- подарки - 2 проекта коттеджа + книга о пенобетоне
- бесплатную пожизненную РЕКЛАМУ в Российской БД производителей пенобетона которую посещает более 10 000 потенциальных покупателей в месяц!
Посмотреть подробное описание установок Фомм-Проф Для заказа звоните (812) 331-99-46 или пишите info@ibeton.ru | 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 | Класс подвижности | П1 | П2 | П3 | П4 | П5 | | Х (по [6]) | НГ | 1,2НГ | 1,4НГ | 1,5НГ | 1,6НГ | 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 | № | Марка цемента производитель | рц | Класс подвижности по ГОСТ 7473-94 | | П1 | П2 | П3 | | | Х | С | Х | С | Х | С | | | 1 | ЦЕМ I 42,5Н ОАО «Вольскцемент» | 3,18 | 0,220 | 1,871 | 0,264 | 1,729 | 0,308 | 1,607 | | | 2 | ЦЕМ I 32,5Н ОАО «Лафаржцемент» | 2,90 | 0,227 | 1,749 | 0,273 | 1,619 | 0,318 | 1,509 | | | 3 | ЦЕМ I 42,5Н ЗАО «Мальцовский портландцемент» | 3,08 | 0,247 | 1,750 | 0,296 | 1,611 | 0,345 | 1,492 | | 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 | № | Песок (П) | Щебень (Щ) | П/(Щ+П) | m | р | P’ | квп | | 1 | Мкр = 2,4 | - | 1 | 0,32 | 2,59 | 1,75 | 0,100 | | 2 | Мкр = 2,4 | Фр. 5-20 | 0,33 | 0,14 | 2,57 | 2,20 | 0,060 | | 3 | Мкр = 2,0 | Фр. 5-10 | 0,48 | 0,22 | 2,59 | 2,01 | 0,037 | Результаты вычислений реперных значений сведены в таблицу 4. Таблица 4 | № смеси | Цемент | Заполнитель | Зmax, кг/м3 | Цmin, кг/м3 | Цmax, кг/м3 | Цпогр, кг/м3 | | 1-5 | 1 | 1 | 1754 | 219 | 1502 | 411 | | 6-11 | 2 | 1 | 206 | 1412 | 387 | | 12-15 | 1 | 2 | 2281 | 19 | 1552 | 197 | | 16-17 | 3 | 3 | 2010 | 215 | 1439 | 300 | 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 | № | Ц, кг/м3 | Класс подвижности (осадка конуса, см) | В, кг/м3 | | Экспери-мент | Алгоритм | ППВ | | 1 | 747 | П5 (22) | 340 | 366 | 317 | | 2 | 1037 | 406 | 428 | 352 | | 3 | 1277 | 475 | 479 | 412 | | 4 | 370 | 311 | 299 | 311 | | 5 | 1503 | 527 | 527 | 393 | | 6 | 1200 | П5 (22) | 470 | 467 | 367 | | 7 | 273 | 311 | 306 | 311 | | 8 | 827 | 395 | 385 | 394 | | 9 | 366 | 308 | 293 | 348 | | 10 | 1412 | 513 | 513 | 416 | | 11 | 874 | П3 (13) | 360 | 373 | - | | 12 | 107 | П4 (19) | 199 | 189 | 207 | | 13 | 201 | 190 | 183 | 207 | | 14 | 369 | 209 | 224 | 207 | | 15 | 443 | 230 | 242 | 207 | | 16 | 208 | П4 (19) | 176 | 186 | 193 | | 17 | 354 | 209 | 200 | 193 | 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 | Состав | k | Цmin, кг/м3 | Цmax, кг/м3 | Цпогр, кг/м3 | | Без добавки | 1 | 215 | 1439 | 300 | | С-3, 0,5% от Ц | 0,85 | 234 | 1564 | 326 | | Glenium 34, 0,8% от Ц | 0,75 | 248 | 1661 | 346 | Литература - Сорокер В.И. Производственные расчеты состава бетона. – М.: Госстройиздат, 1933
- Дворкин Л.И., Дворкин О.Л. Проектирование бетонов с заданными свойствами. – Издательство РГТУ, 1999.
- Баженов Ю.М. Технология бетонов: учебное пособие для ВУЗов. – М.: Высш. Школа, 1987.
- Дворкин Л.И., Дворкин О.Л. Правило постоянства водопотребности бетонных смесей //Бетон и железобетон в Украине, №1, 2002.
- Ахвердов И.Н. Основы физики бетона. – М.:Стройиздат, 1981.
- Гордеев Е.В. Определение эффективности химических добавок при производстве товарного бетона//Весь бетон, №122, 2010.
Новости Последние сообщения на форуме | 01.04.2011, 18:13:46 | | | 01.04.2011, 17:00:02 | | | 01.04.2011, 16:22:32 | | | 01.04.2011, 15:31:35 | | | 01.04.2011, 12:55:54 | | | 01.04.2011, 12:18:42 | | | 01.04.2011, 10:39:38 | | | 01.04.2011, 08:48:25 | | | 01.04.2011, 05:58:22 | | | 01.04.2011, 01:56:50 | | Популярные темы на форуме | 17.03.2003, 03:39:37 | | | 14.02.2007, 16:30:41 | | | 17.08.2005, 01:23:03 | | | 08.09.2010, 00:33:08 | | | 19.07.2008, 08:23:38 | | | 27.01.2007, 12:31:48 | | | 09.06.2008, 08:53:47 | | | 13.02.2008, 11:36:00 | | | 19.08.2009, 22:34:01 | | | 04.03.2005, 16:34:52 | | Новое в библиотеке | 05.12.2010 | | | 07.07.2009 | | | 23.06.2009 | | | 23.06.2009 | | | 22.03.2009 | | | 21.01.2009 | | | 30.12.2008 | | | 30.12.2008 | | | 30.12.2008 | | | 29.12.2008 | | Новые статьи | 04.02.2011 | | | 04.02.2011 | | | 12.06.2010 | | | 10.04.2010 | | | 08.03.2010 | | | 08.03.2010 | | | 08.03.2010 | | | 04.03.2010 | | | 28.02.2010 | | | 28.02.2010 | | |
Комментариев нет:
Отправить комментарий