Главная  Свойства 

 

Бетонная смесь - ее свойства и возможность их изменения

 

Штучные материалы, за исключением тесовой кровли, укладывают правильными рядами снизу вверх, т. е. от карниза к коньку. Каждый вышележащий ряд напускают на нижележащий, причем размер этого напуска для разных кровельных материалов различен. Разжелобки, ендовы, карнизы и т. п. покрывают оцинкованной кровельной сталью по сплошной деревянной опалубке; допускается покрывать разжелобки тремя-четырьмя слоями рубероида на горячей мастике.

 

К штучным кровельным материалам относятся: ас-бестоцементные плитки и листы; черепица, полимерные листы, деревянные материалы — доски, гонт, щепа.

 

Асбестоцементные плоские плитки ПК-1 имеют размер 400X400 мм. Асбестоцементные волнистые листы имеют шесть волн. Выпускаются листы следующих видов: обыкновенного профиля маркр ВО, усиленного профиля марки ВУ, унифицированного профиля марки УВ.

 

Ко всем видам листов волнистого профиля выпускаются фасонные детали: коньковые, лотковые, переходные и угловые. Волнистые листы можно укладывать двумя способами: первый — со смещением нахлестки в смежных по скату рядах на одну —три волны; второй — с расположением всех рядов по скату в одну линию, т. е. без смещения их. В этом случае-перед укладкой листов надо обрезать их углы с помощью электроножниц, ручных ножниц или пилы-ножовки. Асбестоцементные волнистые листы марки ВУ и УВ укладываются по второму способу (без смещения).

 

Основанием для кровли из листов обыкновенного профиля ВО служит деревянная обрешетка из брусков сечением 60X60 мм, располагаемых на расстоянии 530X540 мм между осями брусков для того, чтобы каждый лист опирался на три бруска с учетом нахлестки 120—140 мм. Для плотного примыкания кровельных листов к стене, возвышающейся над крышей, в штрабу заделывают металлическую полосу, согнутую вдоль под углом 120° и образующую фартук.

 

В качестве основания под кровлю из асбестоцемент-ных листов ВУ и УВ применяются железобетонные прогоны таврового сечения или балки из швеллерной или угловой стали. Листы к прогонам крепят оцинкованными крюками с гайками и шайбами. Крюки имеют различный вид в зависимости от принятого типа прогонов основания. Конек кровли накрывают коньковыми деталями, ендовы — лотковыми деталями. Все указанные асбестоцементные детали входят в комплект поставки заводом кровельных асбестоцементных материалов.

 

Неплотности и зазоры, получающиеся при укладке деталей, заделывают мастикой состава: битум, еоляровое масло, известь-пушонка. При организованном стоке воды обделку свесов делают из кровельной стали аналогично тому, как это делается в рулонных кровлях.

 

Кровельные покрытия из асбестоцементных листов выполняются бригадой кровельщиков, состоящей из следующих звеньев: заготовительного в составе двух человек — обрезает листы в мастерской, сверлит отверстия, устанавливает крепежные приборы; подготовительного в составе двух-трех человек — выполняет подготовительные работы на кровле: обделку примыканий, разметку рядов укладки листов на скатах крыши, транспортные работы; двух-трех звеньев кровельщиков по два человека в звене, которые раскладывают и укрепляют листы кровельного покрытия.

 

Хождение по асбестоцементным кровлям всех видов не разрешается. Для ходьбы по кровле в период ее устройства укладываются деревянные переносные мостики шириной не менее 30 см с прибитыми планками. На зданиях высотой более двух этажей по краю крыши устанавливается ограждение в виде стальной сварной решетки.

 

Кровельные покрытия из дерева (доски, гонт, дрань, щепа) ввиду их недолговечности и возгораемости применяются в районах, где лес является местным материалом.

 

Для конкретных условий транспортирования, формования и уплотнения рекомендуется выбирать определенную консистенцию бетона.

 

В СССР согласно ГОСТ 10181—62 «Бетон тяжелый. Методы определения подвижности и жесткости бетонной смеси» различают подвижные бетонные смеси, которые характеризуются осадкой конуса, выражаемой в см, и жесткие смеси, характеризующиеся продолжительностью уплотнения в сек на техническом вискозиметре.

 

Свежезамешенную бетонную смесь различными методами транспортируют, формуют и уплотняют. С учетом особенностей технологии используют соответствующее оборудование, которое может успешно работать только в том случае, если бетонная смесь обладает определенными свойствами. Существует множество терминов для обозначения свойств бетонной смеси: обрабатываемость, уплотняемость, формуемость и т. д. Все эти понятия объединены в одно понятие «консистенция». Разработаны единые показатели определения консистенции ( 3 .

 

Технология и требуемая консистенция бетонной смеси. Такие технологические этапы, как транспортирование, формование и уплотнение (последние два практически неразделимы), предъявляют к консистенции бетонной смеси определенны-? требования.

 

В основном консистенция зависит от: содержания цементного клея; зернового состава заполнителей.

 

Требования к консистенции бетонной смеси могут быть сформулированы следующим образом:

 

Важность учета этих факторов вытекает из того, что большинство претензий к бетонным сооружениям можно отнести за счет проектирования слишком жестких бетонных смесей, которые либо были недостаточно уплотнены, либо потребовалось увеличить количество воды для достижения необходимой консистенции. Поэтому прежде всего рассмотрим связь между технологией и требуемой консистенцией. Зная эти факторы, практик сможет целенаправленно получать смесь необходимой консистенции.

 

Влияние цементного клея на консистенцию бетонной смеси. Влияние цементного клея обусловлено его ролью «смазки» зерен заполнителя. Предположим, что зерновой состав постоянен. Тогда бетонная смесь будет тем подвижнее, чем выше содержание в ней цементного клея. Консистенция, таким образом, с увеличением количества цементного клея будет изменяться в направлении Vl-Vb. Это изменение очень четко показано на 37.

 

Существует опять-таки противоречие между интенсивностью уплотнения и консистенцией бетонной смеси: бетонная смесь, уплотнявшаяся по предписанной технологии, была слишком пластичной. Текстура бетона неоднородна и свойства бетона (прежде всего прочность, усадка, ползучесть) сильно различаются менее пластичная (т. е. изменяется в направлении VI), то хорошее уплотнение бетона невозможно ( 3 или происходит зарастание формующих агрегатов. Предельно высокая пластичность (изменение в направлении V приводит к разбрызгиванию, и, что еще хуже, к расслоению смеси ( 3 . При этом чувствительность к колебаниям консистенции у различных технологических схем различна. Так, например, формовочные машины для изготовления бетонных камней и панелей очень чувствительны к консистенции бетонной смеси, а глубинный вибратор перекрывает большой спектр консистенций. Ступени консистенции от VI до V5 рекомендуются для следующих технологических схем: VI — бетонная смесь этой консистенции используется только на бетонных заводах с интенсивно действующими вибрационными устройствами (обычно вибростолы), когда арматуры в изготавливаемых изделиях немного; V2 — смесь этой консистенции применяется на бетонных заводах, а также на стройках с массивными изделиями, которые содержат небольшое количество арматуры, в качестве уплотнителей используются вибраторы и трамбовки; V3 — бетонная смесь этой консистенции встречается на стройках наиболее часто. При этом можно укладывать изделия небольших размеров с грубым армированием. При слишком длительном вибрировании здесь может наступать расслоение. Уплотняют смесь также штампованием и трамбованием; V4 — бетонную смесь этой консистенции применяют только в тех случаях, когда уплотнение затруднено (труднодоступные участки). Бетонная смесь этой консистенции укладывается без вибрирования или с кратким вибрированием. Крупные составляющие заполнителей седимен-тируют (см. 3 ; V5 — бетонная смесь этой консистенции требует очень незначительного уплотнения или вообще не требует его. Применение интенсивно действующих разжижителей сильно увеличило область применения смеси этой консистенции. Против явления расслаивания можно бороться применением более мелкозернистых заполнителей. К транспортированию бетонной смеси также предъявляется ряд важных требований. Например, ленточные транспортеры следует применять только для бетонных смесей со ступенями консистенции VI и V Транспортирование по трубам (гидравлическим способом или пневмотранспортом) годится для консистенции V3 и V Особенно сложна перевозка смеси автотранспортом. Здесь применяемые консистенции смеси зависят от типа машины, времени транспортирования и температуры.

 

Зерновой состав заполнителей в бетоне и его значение для консистенции бетонной смеси. После того как мы выявили влияние цементного клея на консистенцию бетонной смеси, интересно уточнить, какую роль играет зерновой состав заполнителя. И здесь можно сделать выводы на основе данных (изложенных в начале раздела) о зерновом составе заполнителя, который может быть определен линией просеивания и выведенным из нее Л-числом. Зерновой состав песчано-гравийных смесей может существенно колебаться в пределах одного месторождения и тем более различных месторождений. Это особенно проявляется во фракциях отдельных зерновых классов. Говорят о крупнозернистых или мелкозернистых песках или гравийно-песча-ных смесях (см. разд. 2. . Изменение зернового состава оказывает решающее влияние на общую площадь поверхности всех песчаных и гравийных зерен определенного количества заполнителя. Если это не совсем убедительно, то поясним нашу мысль следующим примером.

 

Ф состав бетонной смеси следует проектировать с учетом не только требований, предъявляемых к свойствам бетона, но и технологических условий ее транспортирования и обработки.

 

3 Зависимость между консистенцией и содержанием цементного клея в бетонной смеси (предпосылка — одинаковый состав заполнителей)

 

Способность цементного клея создавать смазку, однако, зависит еще и от соотношения его составляющих— воды и цемента, т. е. от значения В/Ц. Определенное количество цементного клея обладает при более высоком значении В/Ц (из-за большего содержания воды) более сильным разжижающим действием. Приводимые ниже данные, однако, покажут, что консистенция смеси может быть представлена в виде зависимости только от одного во-досодержания.

 

Наукой о бетоне установлен оптимальный зерновой состав, который графически представлен областями, ограниченными линиями просеивания. Они составлены для заполнителей с наибольшими зернами. На 39—41 показаны эти линии для максимальных размеров 8, 16 и 63 мм соответственно. Наиболее часто применяемая в строительстве смесь с максимальным размером 31,5 мм рассмотрена более подробно на 42, чтобы можно было непосредственно найти составы зерновой смеси и линии просеивания. На примере связи между размером зерна и площадью поверхности (см. 3 видно, что эти линии просеивания имеют сильно отличающиеся суммарные площади поверхности. Кроме того, они свидетельствуют о различном объеме пустот.

 

Возьмем кубик со стороной ребра 10 см. Площадь его составляет 600 см Если из этого кубика изготовить (без потерь на разрезание) 8 кубиков с размером ребра 5 см, то размер общей поверхности удвоится. При многократном повторении этой операции удается выявить взаимосвязь между длиной ребра и общей поверхностью ( 3 .

 

Теперь вернемся к 33, к принципу Кеннеди. Совершенно ясно, что количество цементного клея, необходимое для смачивания зерен и заполнения объема пустот, очень сильно зависит от зернового состава заполнителей. В благоприятной области между линиями просеивания А и Б (см. рис, 39—4 расположены оптимальные значения площади поверхности зерен заполнителя и объема пустот. Потребность в цементном клее остается в допустимых границах.

 

3 Зависимость длины ребра кубика постоянного объема от общей площади поверхности (как аналогия с заполнителями различного зернового состава)

 

1 — непригоден: слишком грубый; 2 — благоприятен как исключение; 3 ~ благоприятен; 4 — пригоден; 5 — непригоден: слишком мелок

 

3 Граничные ситовые линии для заполнителей бетона с наибольшим размером зерна 8 мм

 

4 Граничные ситовые линии заполнителей с наибольшим размером зерна 63 мм (обозначения те же, что и на предыдущих двух рисунках)

 

4 Граничные ситовые линии для заполнителей с наибольшим размером зерна 16 мм Числа на 39—42 в кружках обозначают:

 

Зерновые составы, лежащие в области ниже линии просеивания А, слишком грубы. Из-за очень малой поверхности зерен они дают слабое связывание и склонны к расслоению. Чтобы иллюстрировать сказанное, рассмотрим 43, на котором представлены результаты опыта по определению количества цементного клея в условиях зернового состава Б32 и консистенции V3 (середина). Если смешать то же самое количество цементного клея с зерновым составом, характеризующимся линией просеивания АЪ2 (наверху справа) и В32 (наверху слева), то получатся смеси с весьма различной консистенцией. Та же тенденция обнаруживается, если при сравнимых зерновых составах исключить самую крупную фракцию. При меньшем размере крупного зерна смесь из крупных зерен заполнителя становится идентичной широкому спектру более мелких зерен, которые требуют для склеивания дополнительного количества цементного клея. И этот пример иллюстрируется тем же рисунком. Итак, суммируя все сказанное, можно сделать вывод.

 

Добываемый из песчано-гравийных месторождений гравийный песок очень редко отвечает граничным областям. При этом благоприятная или применимая область (см. 39—4 не столь узка, как можно было бы себе представить из 4 Преобладает богатый песком гравий, например, такой, для которого установлены кривая просева и С-число. Таким образом, путем введения других заполнителей можно исправить состав такого гравийного песка и сделать его применимым или благоприятным в пределах областей просеивания.

 

В допустимой области, между Б и В, и объем пустот и удельная площадь поверхности выше; потребность в цементном клее соответственно увеличивается. Зерновые составы, находящиеся выше линии В, мелкозернисты. При таких составах и соответственно повышенном расходе цементного клея, хотя и можно достичь достаточного уплотнения, бетон обходится слишком (Дорого. Кроме того, ухудшается ряд его технических свойств, например, усадка и ползучесть увеличиваются.

 

В смесях, приготовленных по первым двум методам, представлены зерна всех классов. Это можно установить по линии просеивания, которая поднимается во всех областях (постоянная линия просеивания). При использовании третьего метода вполне возможно, что смешивают песок фракции 0—2 со щебнем фракции 16—32, т. е. в заполнителе нет зерен крупностью от 2 до 16 мм.

 

Количество цементного клея, необходимое для получения требуемой консистенции, определяется зерновым составом заполнителя и верхней границей крупности зерна. Оно увеличивается с уменьшением размера зерен (тенденция от А к В, или уменьшение числа К) и с уменьшением предельно большого размера зерна.

 

Бетоносмесительные установки могут использоваться с учетом этих трех методов; при этом предусматривается раздельное хранение отдельных фракций заполнителя, которые должны быть расположены так, чтобы все виды материала непосредственно могли доставляться к дозировочным и смесительным устройствам. Теперь возникает вопрос: сколько требуется каждой зерновой разновидности? Эта задача решается так же, как в физике и химии при наличии жидкости различной температуры или концентрации для получения смеси с определенной температурой или концентрацией. Этот расчет можно перенять, если необходимый зерновой состав определяется с помощью числа К.

 

Улучшение зернового состава. Для получения заполнителя, у которого зерновой состав отвечает линии просеивания, лежащей в благоприятной области, т. е. между граничными ситовыми линиями А я Б или, по крайней мере, в применимой области между граничными линиями Б и В, используют три метода: гравийный песок и щебень подвергают классификации на возможно большое число фракций; затем из них составляют смесь заполнителей. Этот метод очень трудоемок и применяется только для получения бетонов очень высокой прочности или, если это требуется, для очень «чувствительной» технологии; смешивают гравийный песок наибольшей и наименьшей крупности. Этот прием не нашел широкого распространения из-за того, что песчано-гравийные смеси слишком мелки; смешивают песчано-гравийную смесь, которая рассматривается как основное составляющее, с определенной группой крупных зерен, чаще всего щебнем (так как у гравия крупные составляющие редки).

 

В подобном случае линия просейвания смеси в области 2—16 мм идет горизонтально и ее обозначают как непредставительную, а соответствующую смесь — как «выпадающую». Подобные смеси равнозначны обычным, но могут давать существенное экономическое преимущество. Они требуют при своем применении большего практического опыта. Области применения данных смесей также обозначены на 39—42.

 

содержит мелкую фракцию (1—2 мм) постоянного состава.

 

Например, имеется песчано-гравийная смесь и щебень и известны числа К (см. раздел 2. : определяются щебень Кх, гравийно-песчаная смесь Ку. Благоприятное для бетона значение числа обозначим как желательную величину жел.

 

Водосодержание бетонной смеси. Ряд исследователей и практиков сводят взаимосвязь консистенция — цементный клей только к содержанию воды и рассматривают количество цемента как граничное условие. Это упрощает теоретические бетона в зависимости от требуемой обобщения и приводит к достаточно удовлетворительным решениям.

 

4 Система улучшения кривой просеивания методом частичных добавок

 

4 Взаимосвязь между консистенцией и водопотребностью в зависимости от линий просеивания и ограничений крупности заполнителя

 

Некоторые практики предпочитают другой метод определения составляющих компонентов заполнителя, пользуясь оценкой и результатами экспериментов. Опытный практик при этом работает удивительно быстро. Покажем это на примере. Зерновой состав заполнителя (/ и представлен на 4 Выберем часть материала (например 40%), умножим на значение всех ординат (полные проходы) и полученные данные нанесем на 4 Эта часть материала должна быть возможно более близкой к требуемой линии просеивания. Аналогично поступают и с материалом, но ординаты наносят с конца ординаты графика для материала. При желании по такой схеме можно смешивать и большее количество материалов. Практически полученные результаты сводят в таблицу. Естественно, что эту методику можно обосновать теоретически, опираясь на законы геометрии.

 

Заключение. Граничные линии просеивания и требования хорошего зернового состава заполнителей часто рассматриваются как догма, так как это требование сформулировано и в книгах, и в стандартах. Из принципа Кеннеди следует, что целесообразность возможно меньшего содержания в бетоне цементного клея требует поиска таких заполнителей, которые отличаются малыми площадями поверхности и малым объемом пустот. Эти правила можно было бы нарушить, но не следует забывать о последствиях. Если, например, использовать смесь заполнителей, линия просеивания которой лежит выше линии В в области, то из нее можно изготовить бетон, но только с высоким содержанием цементного клея вследствие большой площади поверхности, так что бетон будет стоить очень дорого и ему будут присущи все технические недостатки, приведенные в разд. При заполнителях с зерновым составом ниже граничной ситовой линии А увеличивающийся объем пустот действует подобным же образом. Кроме того, эти зерновые составы очень склонны к расслоению. Поэтому нормы и правила запрещают применение таких смесей заполнителей. На практике трудно находить пригодные природные смеси: особенно песчано-гравийные смеси в северных районах ГДР обнаруживают недостаток крупных составляющих. Поэтому приходится щебень из южных районов транспортировать на большие расстояния. И здесь хороший зерновой состав не догма, а необходимое требование, реализуемое путем сравнения технико-экономических показателей.

 

Таким путем можно в зависимости от зернового состава заполнителей и требуемой консистенции бетонной смеси, пользуясь данными табл. 8 или 45, определить водосодержание 1 м3 бетона. При этом необходимо учитывать случаи корректировки, приведенные в табл. Введение пластификаторов изменяет картину настолько, что необходимая консистенция достигается с меньшим водосо-держанием, т. е. семейство кривых на 45 сдвигается влево. Из-за различного механизма влияния этих веществ, однако, не удается достаточно точно- указать корректирующие величины.

 



Фундаменты на проса дочных грунтах. Кровли из асбестоцементаых плоских и волнистых листов. Кровли из мягких материалов. Крыши бань и саун. Легированные стали и твердые сплавы. Малярные работы. Материалы и изделия из горных пород.

 

Главная  Свойства 



0.0122