Подбор рационального состава смеси на заводе бетона

Одной из важных задач при изготовлении изделий на заводе бетона является выбор исходных материалов и подбор рационального состава бетона, обеспечивающего заданные показатели бетонной смеси готового бетона при экономичном расходе цемента. В задании на определение состава бетона минимально должны быть указаны: а) требуемая прочность бетона при сжатии и возраст, в котором эта прочность должна быть обеспечена; б) характеристика бетонной смеси по подвижности или удобоукладываемости (жесткости). В задании могут быть также указаны дополнительные требования к бетону и бетонной смеси, например в отношении морозостойкости, а для легкого бетона - предельный объемный вес. Состав бетона подбирается с учетом технологических режимов приготовления и уплотнения смеси при формовании, а также условий твердения отформованных изделий.

 

Выбор исходных материалов

Предварительно необходимо произвести выбор исходных материалов и их испытание. В частности, цемент выбирается в зависимости от его активности, интенсивности роста прочности, а также в зависимости от его стойкости в изделиях и сооружениях, работающих в условиях агрессивного воздействия среды. От соотношения между активностью (маркой) цемента и маркой бетона зависят в значительной степени расход цемента в бетоне и возможность использования тонкомолотых минеральных добавок для экономии цемента. Активность цемента при получении бетона в бетоносмесителе из пластичной бетонной смеси должна быть примерно в 2 - 2,5 раза выше проектируемой марки бетона. В этих условиях требуемый расход цемента для получения пластичной удобообрабатываемой бетонной смеси примерно соответствует удовлетворительному использованию цемента в бетоне. При получении бетона из жестких смесей оптимальное соотношение между активностью цемента и требуемой маркой бетона может быть снижено, и должно находиться в пределах от 1,0 до 2,0, без значительного при этом увеличения расхода цемента.

 

Во всех случаях при отношении - выше рекомендованных пределов следует применять тонкомолотые минеральные добавки, так как снижение расхода цемента высокой активности по условиям обеспечения заданной прочности может привести к тому, что бетонная смесь станет неудобообрабатываемой. Вид цемента и его минералогический состав выбираются с учетом данных о составляющих бетона. Выбор заполнителей производится по показателям, предусмотренным в ГОСТах или в Технических условиях на заполнители для бетонов, а также по наибольшей допустимой крупности и минимальной прочности заполнителей, пригодной для заданной марки бетона. Для удобной и качественной укладки бетонной смеси в металлоформы наибольшая крупность заполнителя по существующим нормативам не должна превышать 1/4 минимального размера сечения бетонируемого элемента и быть больше расстояния между стержнями арматуры в свету в армированных конструкциях. В тонкостенных изделиях, удобных для бетонирования, например в плитах, наибольшая крупность заполнителя может доходить до половины наименьшего размера сечения элемента. Исходя из необходимой равнопрочности составляющих материалов в обычном бетоне, прочность заполнителя не должна быть выше прочности цементного камня и требуемой прочности бетона в целом. Однако, учитывая условия работы заполнителей в бетоне, возможен прирост прочности цементного камня со временем.

 

Следует учитывать то обстоятельство, что с показателем прочности связан целый ряд физических свойств камня, влияющих на стойкость бетона, поэтому рекомендуется применять заполнители с повышенной прочностью по сравнению с заданной для бетона. Так, для заполнителей обычного бетона минимальная прочность камня осадочных и метаморфических пород, из которых приготовлен щебень, должна быть не менее чем в 1,5 - 2 раза выше заданной прочности бетона, а для изверженных пород - не менее 800 кг/см2. Прочность гравия должна соответственно обеспечить возможность получения бетона с прочностью, на 50% превышающей заданную. Для бетонов повышенной прочности (более 250 кг/см2), а также для бетонов, подвергающихся в процессе эксплуатации водонасыщению и замораживанию, рекомендуется применять щебень из плотных невыветривающихся каменных пород с малым водопоглощением. При наличии нескольких источников получения заполнителей они выбираются с учетом стоимости их добычи, дальности и типа перевозки – самосвальными полуприцепами или железнодорожным транспортом. Например, при отсутствии достаточно крупного местного песка следует произвести экономическое и техническое сравнение использования местного мелкого песка с увеличенным расходом цемента в бетоне и привозного крупного, но более дорогого.