Влияние наполнителей на структуру мелкозернистых бетонов. Состав мелкозернистого бетона


Расчет состава мелкозернистого бетона

Наиболее просто и точно состав мелкозернистого (цементно-песчаного) бетона определяют расчетно-экспериментальным путем. В начале на основе определенных зависимостей рассчитывают предварительный состав бетона. Он должен обеспечить получение заданной подвижности смеси и заданной прочности бетона. Затем этот состав проверяют путем пробных затворений. В случае необходимости состав уточняют.

Расчет состава бетона производят в следующем порядке:

  1. Определяют водоцементное отношение, которое необходимо для получения заданной марки бетона:

Rб=АRц(Ц/В-0,8), В/Ц=АRц(Rб+0,8АRц)

где А-коэффициент, который зависит от качества применяемых материалов. Для высококачественных материалов он равен 0,8,для материалов среднего качества-0,75, а для цемента низких марок и мелкого песка-0,65;

Rц- активность цемента, МПа

Rб- прочность образцов- половинок балочек размером 4х4х16 см из цементно-песчаного бетона в возрасте 28 суток, выдержанных в нормальных условиях, МПа.

Формула действительна при коэффициенте уплотнения бетонной смеси более 0,97. Если такое уплотнение не достигается, то необходимо учитывать возможное снижение прочности примерно на 5% на каждый процент недоуплотнения.

  1. По графикам определяют соотношение между цементом и песком, которое обеспечивает заданную подвижность или удобоукладываемость смеси при В/Ц, установленном по вышеприведенной формуле.

(На графиках показана зависимость подвижности или удобоукдадываемости от В/Ц отношения для песка с Мкр=2,5 и водопотребностью 7%. Если водопотребность песка выше 7%, то содержание его уменьшается на 5% на каждый процент увеличения водопотребности).

  1. Рассчитывают расход цемента:

Если в готовом чистом бетоне нет вовлеченного воздуха (или его количество меньше 1,5%), то сумма абсолютных объемов составленных частей должна быть равна 1м3 или 1000л.

Тогда справедливо уравнение:

Ц/ρц+В+П/ρп=1000, откуда Ц 1000(1/ρц+В/Ц+n/ρп) ,

где ρп,ρц- истинные плотности цемента и песка;

n- соотношение между цементом и песком.

Малое количество вовлеченного воздуха имеет место при уплотнении бетонной смеси прессованием, прокатом, трамбованием, центрифугированием.

При уплотнении вибрированием в смесь вовлекается 2-8% воздуха по объему. В этом случае расход цемента определяется по формуле:

Ц=1000-ВВ(1/ρц=В/Ц+n/ρn),

где ВВ- объем вовлеченного воздуха, л.

Ориентировочно объем ВВ можно принимать: для подвижной смеси на среднем и крупном песке-20л, то же, на мелком песке-30л, для жесткой смеси на среднем и крупном песке-50л, то же, на мелком песке-70л.

  1. Определяют расход воды:

В=Ц*В/Ц

  1. Рассчитывают расход песка

П=nЦ

  1. На пробных замесах проверяют подвижность или удобоукладываемость цементно-песчаной смеси и при необходимости вносят поправки в состав бетона. Определяют плотность свежеуложенного бетона и на контрольных образцах проверяют прочность затвердевшего бетона.

По плотности свежеуложенной цементно-песчаной смеси устанавливают окончательный расход материалов на 1м3 бетона.

При определении состава бетона армоцементных конструкций необходимо учитывать формуемость армоцемента. Большое влияние на этот показатель оказывает схема армирования: число сеток, расстояние между ними, размер ячейки сетки. Чем гуще армирование, тем более интенсивным и продолжительным должно быть вибрирование.

Формуемость армоцемента зависит от способа уплотнения: вручную-5-15с; вибрирование с частой 50Гц-15-40с; вибрирование с пригрузом-60-100с.

studfiles.net

Мелкозернистый бетон состав. Особенности свойств мелкозернистого бетона

Мелкозернистый бетон

Мелкозернистый бетон, также как и декоративный, относится к группе тяжелых бетонов .  Материал представляет собой искусственный камень, и предназначен для изготовления тонкостенных конструкций, укладки дорожного полотна, возведения монолитных зданий, для создания тротуарной плитки и других изделий.

Мелкозернистый бетон

Наибольшую популярность данный вид бетона имеет в районах, где нет щебня. Качество мелкозернистого бетона определяется эффективностью использования цемента и песка, входящих в его состав.

Мелкозернистый бетон

Особенностью мелкозернистого бетона является то, что он производится без добавления крупных заполнителей (щебня и гравия), заполнителем является песок размером до 5мм. Использование заполнителей меньше 0.6 миллиметра существенно понижает характеристики бетона. Максимальная же крупность заполнителя должна быть не больше 10 мм. В качестве вяжущего элемента, как правило, применяется высокомарочный цемент из чистых клинкеров с повышенным содержанием алита, это обеспечивает наибольшую плотность бетона. При использовании шлакощелочного вяжущего предпочтительно использовать кварцевые мелкозернистые пески размером 0.7-1.2 миллиметра.

Особенности состава мелкозернистого бетона

Обычно соотношение цемента к заполнителю находится в пределах 1:2 — 1:3, но при введении в смесь пластификаторов расход цемента можно уменьшить, доведя отношение до 1:4. Для повышения прочности в состав смеси можно добавлять тонкодисперсные наполнители (молотый шлак, зола, известняковая мука). Для улучшения свойств бетона в него можно добавить немного микрокремнезем. Для создания мелкозернистого бетона повышенной прочности необходимо применять чистый и крупный песок, а если песок мелкий, то обогатить его дробленым гравием.

Особенности состава мелкозернистого бетона

Особенности изготовления и применения мелкозернистого бетона

Отсутствие «скелета» из крупного заполнителя в виде щебня делает мелкозернистый бетон более подвижным, однако в то же время это позволяет создавать тонкостенные конструкции. При этом бетон, конечно же, необходимо армировать. Во время изготовления бетонной смеси и ее уплотнения обычным вибрированием в смесь вовлекается воздух, распределяясь в виде маленьких пузырьков по всей бетонной смеси. Это, конечно же, снижает прочность бетона. И чем больше жесткость бетона, тем больше вовлеченность воздуха в бетонную смесь. Таким образом, если необходимо получить прочный и плотный мелкозернистый бетон, необходимо применять методы уплотнения бетонной смеси, которые минимизируют воздухововлечение.

Особенности изготовления и применения мелкозернистого бетона

Песчаная смесь обладает большей пустотностью, нежели песчано-щебневая, поэтому при соотношении цемента к песку менее чем 1:3, цемента может не хватить для обволакивания всех зерен песка и заполнения пустот. Как следствие в бетоне возникнут дополнительные поры, что повлечет за собой снижение прочности. При использовании мелкого песка, у которого повышена пустотность, расход воды возрастает и прочность бетона уменьшается.

Также будет интересным почитать:

на Ваш сайт.

goshara.ru

Песчаный (мелкозернистый) бетон - это... Что такое Песчаный (мелкозернистый) бетон?

 Песчаный (мелкозернистый) бетон Песчаный (мелкозернистый) бетон, бетон, получаемый из смеси мелкого заполнителя (песка), вяжущего материала (цемента) и воды. По своему составу и некоторым свойствам П. (м.) б. сходен со строительными растворами. Применяется главным образом для изготовления тонкостенных (см. Армоцементные конструкции), а также обычных железобетонных конструкций и изделий. Мелкозернистая структура обусловливает повышенную прочность П. (м.) б. при растяжении, благодаря чему его используют в дорожном и аэродромном строительстве. Отсутствие в П. (м.) б. крупного заполнителя (щебня, гравия) существенно облегчает приготовление, транспортирование и укладку бетонной смеси (особенно при использовании бетононасосов). Отрицательное свойство П. (м.) б.— повышенный (по сравнению с др. видами бетона) расход вяжущего материала и связанное с этим увеличение усадки и ползучести. Уменьшение количества вяжущего материала в составе бетона достигается размолом части песка, применением пластифицирующих добавок, автоклавной обработкой изделий и др. способами.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

  • Песчаные растения
  • Песь (мед.)
Смотреть что такое "Песчаный (мелкозернистый) бетон" в других словарях:
  • МЕЛКОЗЕРНИСТЫЙ БЕТОН — то же, что песчаный бетон …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • ПЕСЧАНЫЙ БЕТОН — мелкозернистый бетон, в состав к рого входит вяжущее и мелкий заполнитель (песок). По составу П. б. аналогичны растворам строительным, но отличаются от них меньшей подвижностью (пластичностью) смесей из за различий в способах укладки. Применяются …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • Виды бетона — Термины рубрики: Виды бетона Аглопоритобетон Активированная смесь сфб Алб Арболит Арболит конструкционно теплоиз …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • асфальтобетон — (асфальтовый бетон), искусственный строительный материал, получаемый в результате уплотнения и затвердевания специально подобранной смеси щебня (гравия), песка, минерального порошка и битума. Применяют для устройства покрытий дорог, аэродромов,… …   Энциклопедия техники

  • Строительный 3d принтер — Эта статья предлагается к удалению. Пояснение причин и соответствующее обсуждение вы можете найти на странице Википедия:К удалению/1 ноября 2012. Пока процесс обсуждения …   Википедия

dic.academic.ru

Мелкозернистый бетон - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Мелкозернистый бетон

Cтраница 1

Мелкозернистый бетон - бетон, у которого крупность заполнителя до 10 мм.  [1]

Мелкозернистый бетон характеризуется максимальной крупностью заполнителей до 10 мм.  [2]

Мелкозернистый бетон не содержит крупного заполнителя, применяют его при изготовлении тонкостенных, в том числе армоце-ментных конструкций. Свойства мелкозернистого бетона характеризуются теми же факторами, что и обычный бетон. Однако из-за отсутствия крупного заполнителя увеличивается водопотребность бетонной смеси и чтобы получить равнопрочный бетон и равноподвиж-ную бетонную смесь возрастает расход цемента на 20 - 40 % по сравнению с обычным бетоном. Снижение расхода цемента возможно за счет применения высокопрочного песка, суперпластификатора, усиленного уплотнения.  [3]

Мелкозернистый бетон имеет повышенную прочность на изгиб, хорошую водонепроницаемость и морозостойкость. Повышение эффективности мелкозернистого бетона возможно за счет использования отходов зол ТЭС и основных шлаков литейного производства. Мелкозернистый бетон широко применяется при изготовлении силикатных изделий автоклавного твердения.  [4]

Мелкозернистый бетон отличается большим содержанием цементного камня, поэтому его усадка и ползучесть несколько выше. Свойства мелкозернистого бетона определяются теми же факторами, что и обычного. Мелкозернистый бетон обладает повышенной прочностью на изгиб, хорошей водонепроницаемостью и морозостойкостью.  [5]

Мелкозернистые бетоны широко применяются при изготовлении силикатных изделий. Такой бетон, не содержащий щебня, используют для изготовления тонкостенных железобетонных конструкций. Армируя этот бетон стальными ткаными сетками, получают армоцемент - высокопрочный материал для тонкостенных конструкций.  [6]

Мелкозернистый бетон не имеет в своем составе крупных заполнителей и состоит из смеси портландцемента, воды и кварцевого песка. Соотношение компонентов в бетоне различное в зависимости от способа уплотнения и тепловой обработки массы.  [7]

Использование мелкозернистых бетонов в строительных изделиях и конструкциях различного назначения, подвергающихся суровым климатическим воздействиям севера Тюменской области ставит перед строителями задачу обеспечить мелкозернистым бетоном заданной марки не только по прочности, но и по морозостойкости.  [8]

Применение мелкозернистого бетона без специальных экспериментальных обоснований для них не допускается.  [9]

Применение мелкозернистого бетона без специальных экспериментальных обоснований для них не допускается.  [10]

Для мелкозернистых бетонов характерен недостаток теста ( тощий состав) и повышенная пористость воздухововлечения.  [11]

Морозостойкость мелкозернистого бетона при этом повышалась с F150 до F430 - 450 ( по ГОСТ 10060 - 87), а морозосолестойкость относительно насыщенного раствора сильвинита - с F8 до F37, при этом наибольшие показатели по названным характеристикам получены практически без потерь по прочности на сжатие.  [12]

Приготовление мелкозернистого бетона производится в бетоносмесителях принудительного перемешивания с осадкой конуса Строй-ЩШа 6 - 8 см. Нанесение мелкозернистого бетона производится пневмораспыдителем с модернизированной приставкой инженера ВС-Марчукова. Мелкозернистый цементноаолимерный бетон, нанесенный пневмоустановной отличается высокой прочностью, плотностью, солвг-водо - и бензонепроницаемостью и отсутствием деформаций усадки.  [13]

С мелкозернистых бетонов естественной влажности повышает прочность на сжатие более чем на 20 %, а ударная вязкость при этом возрастает примерно в 3 раза.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Состав мелкозернистого бетона

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к изготовлению составов мелкозернистых бетонов. Предложен состав мелкозернистого бетона, содержащий портландцемент, песок и воду, который содержит воду, предварительно обработанную в механоактиваторе при скорости вращения ротора 3350-3600 об/мин в течение 1-5 минут. Технический результат - повышение прочности материала на сжатие и изгиб и уменьшение водопоглощения. 1 табл.

 

Введение

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении составов мелкозернистых бетонов.

Уровень техники

Известен состав мелкозернистого бетона [Классен В.И. Омагничивание водных систем. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1982. - С.138-139], который содержит воду, вяжущее вещество - цемент, в качестве материала наполнителя - песок. Растворная смесь подвергается магнитной обработке.

Известен состав мелкозернистого бетона [Тебенихин Е.Ф. Безреагентные методы обработки воды в энергоустановках. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1985, с.10-11], который содержит воду, вяжущее вещество - цемент, в качестве материала наполнителя - песок. Вода затворения подвергается магнитной обработке.

Недостатками такого материала являются:

- низкая прочность на изгиб 2,84 МПа;

- низкая прочность при сжатии 13,3 МПа;

- высокое водопоглощение 10,9%.

Наиболее близким по составу к изобретению является состав мелкозернистого бетона [Баженов Ю.М. Технология бетона. - М.: Высшая школа, 1987. С.246-252], который содержит воду, песок, в качестве вяжущего вещества - портландцемент. Однако такой материал имеет недостатки:

- невысокая прочность при изгибе - 2,35 МПа;

- невысокая прочность при сжатии - 10,1 МПа;

- высокое водопоглощение - 13,3%.

Сущность изобретения

Задача изобретения состояла в поиске состава мелкозернистого бетона, содержащего портландцемент, песок и воду, который позволил бы увеличить прочность материала на изгиб, на сжатие и уменьшить его водопоглощение.

Поставленная задача решена составом мелкозернистого бетона, содержащего портландцемент, песок и воду, который содержит воду, предварительно обработанную в механоактиваторе при скорости вращения ротора 3350-3600 об/мин, времени обработки 1-5 минут.

Изобретение позволяет получить следующие преимущества:

- повысить прочность материала при изгибе до величины не ниже 3,54 МПа;

- повысить прочность материала при сжатии до величины не ниже 22,9 МПа;

- уменьшить водопоглощение материала до величины не более 8,6%.

Сведения, подтверждающие возможность воспроизведения

изобретения

Для приготовления предлагаемого состава мелкозернистого бетона используют:

- в качестве вяжущего - портландцемент, например М500;

- в качестве материала заполнителя можно использовать пески с модулем крупности 2-3, традиционно используемые для мелкозернистого бетона;

- в качестве воды затворения применяют техническую воду. Необходимым условием является предварительная обработка воды затворения в механическом активаторе при скорости вращения ротора 3350-3600 об/мин, в течение 1-5 минут.

Состав готовят традиционным образом. Готовят цементно-песчаную смесь в необходимом соотношении цемента и песка (Ц/П=0,34-0,4), которые тщательно перемешивают до получения однородной массы. В полученную смесь вводят необходимое количество воды затворения (В/Ц=0,5-0,6), которая предварительно подвергнута обработке в механоактиваторе при скорости вращения ротора 3350-3600 об/мин, в течение 1-5 минут, и опять перемешивают до однородной массы. Из полученного состава мелкозернистого бетона формуют образец стандартной формы 40*40*160 мм. После твердения и выдержки образцов в течение 28 суток проводят их испытание. Прочность материала на сжатие определяют по ГОСТ 310-4-76, прочность на изгиб - по методике ГОСТ 10180-78, водопоглощение - по ГОСТ 12730-94.

Качественные показатели заявленного состава с использованием воды затворения, обработанной в механоактиваторе при различных скоростях вращения ротора и различной деятельности обработки, приведены в таблице.

Вид обработкиВяж.НаполнительЦ/ПВ/ЦЧисло оборотов ротора, об/минВремя обработки, минПрочность (МПа) на:Водопоглощение, %
сжатиеизгиб
1Механо-активацияЦемент М500Кварц. песок0,400,603350138,53,538,2
2Механо-активацияЦемент М500Кварц. песок0,340,403350523,23,597,2
3Механо-активацияЦемент М500Кварц. песок0,360,503600122,03,568,0
4Механо-активацияЦемент М500Кварц. песок0,340,603600530,53,847,9
ПрототипЦемент М500Кварц. песок0,350,510,12,3513,3

Состав мелкозернистого бетона, содержащий портландцемент, песок и воду, отличающийся тем, что он содержит воду, предварительно обработанную в механоактиваторе при скорости вращения ротора 3350-3600 об/мин в течение 1-5 мин.

www.findpatent.ru

Мелкозернистые бетоны - Статьи - М350

В мелкозернистых бетонах (МЗБ) максимальную крупность заполнителя ограничивают 10 мм. Распространенной разновидностью этого вида бетона является песчаный бетон, не содержащий крупный заполнитель. Высокая удельная поверхность заполнителя в бетоне обусловливает повышенный (на 20-40%) расход цемента, необходимый для заполнения межзерновых пор и создания достаточной обмазки цементного теста. Снижение расхода цемента достигается выбором оптимального гранулометрического состава заполнителя, введением активных минеральных добавок и микронаполнителей, применением суперпластификаторов и эффективных способов уплотнения. Опытами, проведенными с использованием различных добавок, показано, что необходимый интервал Ц/В для песчаных бетонов с прочностью при сжатии 15 - 30 МПа в наибольшей мере сдвигается в сторону меньших значений при введении добавки микрокремнезема. Наибольшее значение оптимальной степени наполнения (Н/Ц, где Н и Ц - соответственно расходы активной добавки и цемента) характерно при применении золы и составляет 0,4-0,6, а наименьшее - микрокремнезема - 0,06-0,15. На величину оптимальной степени наполнения мелкозернистых бетонов дисперсными минеральными добавками влияет влагоемкость их частиц, химическая активность по отношению к Са(ОН)2 и участие в процессах структурообразования цементного камня. Особенностью мелкозернистых бетонных смесей является повышенное воздухововлечение. Многочисленные экспериментальные данные показывают, что на прочность мелкозернистого бетона при сжатии, кроме Ц/В, активности цемента и качества заполнителя, влияет много других факторов, таких как удобоукладываемость смеси, условия твердения бетона, наличие и количество активных минеральных добавок и т.д. Наряду с этим значительное влияние на свойства мелкозернистого бетона имеет также и способ уплотнения смеси. Качество заполнителя для мелкозернистых бетонов сказывается на его основных свойствах в большей мере, чем для обычных тяжелых бетонов. Поданным Ю.М. Баженова, замена в песчаном бетоне крупного песка мелким может уменьшать прочность на 25-30%, а иногда в 2-3 раза. Как при оптимальных В/Ц, так и при одинаковой удобоукладываемости смеси при применении песка средней крупности наиболее экономичные составы, обеспечивающие минимальное отношение расхода цемента к прочности бетона, достигаются при Ц:П = 1:2-1:3. При переходе на мелкозернистые пески оптимальными оказываются составы 1:1-1:1,5. При заданном В/Ц соотношение между песком определенной водопотребности и цементом (Ц:П = п) однозначно определяется показателем удобоукладываемости смеси. Для мелкозернистых бетонов из активных минеральных добавок наибольшее практическое значение имеют каменноугольные золы ТЭС, особенно в сочетании с добавками суперпластификаторов. Введение в бетонную смесь золы, в отличие от других активных минеральных добавок, обычно не ухудшает, а в ряде случаев улучшает удобоукладываемость. Уже первыми исследователями было установлено, что зависимость подвижности бетонной смеси от содержания в смеси золы имеет экстремальный характер, и оптимальное содержание ее должно быть не более 30% массы цемента. На пластифицирующий эффект золы влияют форма, состояние поверхности частиц, их дисперсность. Удобоукладываемость бетонной смеси улучшается при введении золы за счет остеклованной поверхности ее частиц, которые уменьшают внутреннее трение и снижают вязкость. Ряд исследователей считает, что шарообразные частицы золы могут рассматриваться как твердые «шарикоподшипники» в смеси, аналогично тому, как пузырьки эмульгированного воздуха при использовании воздухововлекающих добавок оказывают пластифицирующее действие на бетонную смесь, являясь своеобразными воздушными «шарикоподшипниками». Более крупные фракции золы содержат больше несгоревших углеродистых частиц, обладающих повышенным водопоглощением, и частиц неправильной эормы. Поэтому водопотребность при использовании зол повышенной дисперсности существенно снижается. Повышение дисперсности зол и снижение их водопотребности могут быть достигнуты отбором их из последних ступеней электрофильтров или помолом, разрушающим входящие в них органо-минеральные агрегаты. Введение золы способствует снижению водоотделения бетонной смеси. Бетонные смеси с оптимальной добавкой золы имеют достаточно высокую «жизнеспособность» и пригодны для транспортирования на дальние расстояния. Влияние золы на прочность мелкозернистого так же, как и других видов бетона зависит от ее свойств и дисперсности, содержания и химико-минералогического состава цемента, возраста и условий обработки бетона. Для мелкозернистых бетонов характерно повышенное отношение прочности на растяжение и изгиб к прочности на сжатие. При равной прочности на сжатие прочность при изгибе для мелкозернистых бетонов на 10-15% выше чем у обычных. Соответственно возрастают показатели динамических свойств бетонов. Повышенные значения прочности при растягивающих и изгибающих напряжениях а также динамических свойств мелкозернистых бетонов объясняются большой однородностью его структуры. В бетонах этого вида зерна песка склеиваются относительно тонкой пленкой и структура характеризуется более развитой системой пор и капилляров. Разработаны различные технологии получения песчаных бетонов с улучшенными свойствами: включающие домол цемента, совместный домол цемента с песком, применение вибросмесителей и струйных смесителей, использование методов интенсивного уплотнения - виброштампования, вибропрессования, полусухого прессования, роликового формования и т.д. Улучшение физико-механических свойств песчаных бетонов достигается при частичной или полной замене песка гранулированным доменным шлаком, имеющим высокое сцепление с цементным камнем. Разработана технология мелкозернистого шлакобетона классов В25-В80 с плотностью 1800-2300кг/м3.

Авторы: Л. И. Дворкин, О. Л. Дворкин

  • Представленная на этой странице информация увеличит экономию цены на бетон в Ногинске.
  • В тендерной системе «М350» цена бетона за куб с доставкой в Чехов складывается в ходе торгов между бетонными заводами Чехова и окрестностей.
  • Через обращения в нашу фирму каждый покупатель с объемом от 10 кубических метров может заказать бетон, Подольск (а точнее РБУ в нём) будут рады принять заказ.

m350.ru

Особенности свойств мелкозернистого бетона | Бетон и цемент

Особенности свойств мелкозернистого бетона. Описание свойств бетонаОсобенности свойств мелкозернистого бетона

Мелкозернистый бетон — это такой вид бетона в составе которого не содержится крупного заполнителя, такого как щебень или гравий.

Такой вил бетона применяется для изготовления тонкостенных железобетонных элементов, а для того чтобы получить высокопрочную конструкцию из мелкозернистого бетона, этот бетон армируют ткаными сетками для того чтобы получить армоцемент.

Мелкозернистый бетон так же используют в районах, где трудно достать или полностью отсутствует крупный заполнитель, такие как гравий или щебень.

Свойства мелкозернистого бетона.

Свойства мелкозернистого бетона. Особенности структуры бетонаСвойства мелкозернистого бетона

Факторы определяющие свойства мелкозернистого бетона являются теми же самыми, что и для любого другого вида бетона.

Но несмотря на это, мелкозернистый бетон имеет свои особенности, которые объясняются его структурой. Для этого бетона характерны такие особенности как мелкозернистость, высокая однородность и высокая пористость, а так же большое содержание цементного камня и отсутствие каменного скелета.

Содержание цемента в мелкозернистом бетоне.

При водоцементном соотношении равному 0,3 прочность бетона на прямую взаимосвязана с расходом цемента и с уменьшением его количества в составе бетонной смеси, резко понижает и прочность самого бетона.

Кроме того, малое содержание цемента в составе бетонной смеси привод к снижению многих ее параметров, таких как удобоукладываемость, плотность и соответственно прочность, а сама смесь хуже уплотняется, что в итоге так же ведет к уменьшению прочности готового бетона.

При более высоком водоцементном соотношении, от 0,4 и выше, максимальная прочность бетона получается при оптимальном соотношении песка и цемента, которое проверяется опытным путем. При этом же соотношении будет достигнута и максимальная плотность бетонной смеси.

Так же как и в первом случае, при снижении количества цемента в бетонной смеси, будет снижаться удобоукладываемость, а так же плотность бетонной смеси и прочность бетона.

А при повышенном содержании цемента в составе бетонной смеси, приводит к повышению количества избыточной воды, из-за этого резко возрастаепористость бетонной смеси и в последствии бетона, что сильно снижает его прочность. Поэтому для состава бетонной смеси есть свое оптимальное водоцементное соотношение, при котором достигается максимальная плотность и прочность.

При водоцементном соотношении ниже 0,4 и с высокой удобоукладываемостью бетонной смеси, можно получить мелкозернистый бетон, у которого будет прочность выше, чем у обычного бетона на крупном заполнителе. Но при этом, такой бетон требует большое количество цемента, что делает его не всегда экономически выгодным и поэтом может применяться только в исключительных случаях и иметь экономическое и техническое обоснование.

При более высоком водоцементном соотношении, чем 0,4 песчаные бетоны чаще всего имеют более низкую прочность, чем у обычных бетонов на крупном заполнителе. Величина уменьшения прочность на прямую зависит от качества материалов и метода уплотнения бетонной смеси.

Прочность песчаного бетона.

Прочность песчаного бетона. Соотношение компонентов для увеличения прочностиПрочность песчаного бетона

В некоторых случаях, при уплотнении мелкозернистой бетонной смеси методом обычного вибрирования, в данную смесь попадает воздух и остается там в виде пузырьков, которые распространяются практически по всему объему смеси. Попадание большого количества воздуха, резко увеличивает пористость бетона, и соответственно понижает его прочность. При этом, чем жестче бетонная смесь, тем большее количество воздуха попадает в бетонную смесь и остается внутри.

Поэтому для того чтобы получить достаточно плотную и прочную структуру готового мелкозернистого бетона, нужно подбирать такие виды уплотнения, которые в данном конкретном случае позволят избежать попадания большого количества воздуха внутрь смеси или вовсе исключат данное попадание.

Бетонная смесь без крупного заполнителя обладает высокой пустотностью благодаря песку содержащемуся в ней. При малом содержании цемента в бетонной смеси, менее чем 1:3, для обмазки всех зерен песка не хватает цементного теста и поэтому все пустоты между зернами песка не заполняются. В таком случае возрастает пористость всей бетонной смеси из-за нехватки цементного теста, что влечет за собой снижение прочности готового бетона.

Такое свойство объясняет тот факт, что практически невозможно получить достаточно прочный мелкозернистый бетон при малом расходе цемента, что вполне реально при изготовлении обычного бетона на крупном заполнителе.

В некоторых случаях, при изготовлении бетонной смеси появляется необходимость увеличения расхода воды для того чтобы сохранить нужную подвижность смеси, что в свою очередь сильно снижает прочность бетона.

beton-cement-ru.ru

sevparitet.ru

Влияние наполнителей на структуру мелкозернистых бетонов

Ключевые слова:нанодисперсный модификатор, дисперсность, механоактивация, микроструктура, мелкозернистый бетон, цемент, гидратация.

 

Эксплуатационные свойства любых строительных материалов существенно зависят от их надмолекулярной структуры. Одним из основных способов регулирования процессов структурообразования в композиционных материалах на основе бетона являются: 1) использование технологических приемов; 2) использование наполнителей, обеспечивающие прочную силу сцепления между отдельными частицами новообразований в структуре монолитного твердого тела.

Целью данной работы является изучение микроструктуры бетонов, твердеющих в различных условиях.

На микрофотографии образца мелкозернистого бетона с добавкой цемента, активированного в АГО и гидратировавшего в водной среде (рис.1.обр.№ 1) видна конфигурация мелких кристаллических образований призматической формы, поверхность в целом однородная, с ярко выраженными отдельными участками скоплений кристаллов. Можно предположить, что это области ускоренных процессов гидратации вокруг активированных зерен цемента. Кристаллические образования продуктов гидратации плотно расположены и имеют четкие грани, что свидетельствует о более полной реакции гидратации, произошедшей в водной среде.

На микрофотографиии бетонного образца аналогичного состава, гидратировавшего в воздушной среде (рис.1, обр. № 2) наблюдается структура с пластинчатыми и игольчатыми новообразованиями, характерными для ранней стадии, что может говорить о незавершенных процессах гидратации для образцов, твердевших в воздушной среде.

Рис. 1. Микроструктура (х500) бетонных образцов с 50 мас. % механоактивированным цементом: 1- АГО- водное твердение 2 –АГО-воздушное твердение 3- Пульвиризетте –водное твердение

 

Электронно-микроскопическими исследованиями установлено, что цементный камень бетона водного твердения обладает более плотной, однородной и мелкокристаллической структурой. Кристаллические образования продуктов гидратации плотно расположены и имеют четкие грани, что свидетельствует о более полной реакции гидратации, произошедшей в водной среде.

Рентгенофазовый анализ опытных образцов позволил установить, что трехкальциевый силикат (С3S) — алит, который участвует в нарастании прочности цемента на протяжении всего времени, присутствует на линиях 1,88, 2,12, 1,82, 1,92, 2,32, 3,01Å (рис.2).

Рис. 2. Интенсивность трехкальциевого силиката С3S — алита в опытных образцах

 

По количественному составу того или иного соединения можно говорить о полноте гидратации. Так, данные РФА показывают, что количественный состав трехкальциевого силиката исходных образцов составляет 49,5 %, в составе образцов с модифицированным цементом в планетарных мельницах АГО-2 и «Пульвизетте» в течение 2 мин. — 17,1 % и 17,4 %, соответственно, в чистом цементе — 65,2 %.

Таким образом, на основании результатов РФА, можно утверждать, что гидратация С3S у исходных образцов прошла на 24 %, у модифицированных в АГО-2 образцов — на 73 % и в «Пульверизетте» — на 74 %.

В исследуемых образцах содержание портландита — Са(ОН)2, показано в линиях 4.91, 4.92, 4.89Å (рис.3).

Рис. 3. Интенсивность портландита Са(ОН)2 в опытных образцах

 

Как показал рентгенофазовый анализ в исходных образцах (а) и в образцах с механоактивированным цементом АГО-2 (б) и «Пульверизетте» (в) можно выделить характерные для цемента минеральные фазы продуктов его гидратации. По длине пиков портландита Са(ОН)2 можно охарактеризовать степень гидратации цементного камня в образцах различного состава. Так, например, высота пиков, образованных портландитом неодинакова. Высокое значение пика интенсивности портландита (d = 320.000) наблюдается у образцов с содержанием 50 % от массы цемента механоактивированного в АГО-2, при содержании механоактивированного цемента 50 % от массы цемента в «Пульверизетте» интенсивность пика составляет d = 270.000, а исходного образца d = 120.000. Таким образом, РФА установлено, чем ниже интенсивность пика портландита, тем больше прочность будущего материала.

Количественный состав портландита по результатам РФА разный (рис.3). Содержание портландита составляет у исходного образца 2,9 %, что на 78 % и 82 % ниже по отношению к образцам, активированным в АГО-2 и «Пульверизетте». Следовательно, в связи с этим можно утверждать, что механическая активация частиц влияет на гидратацию цемента, которая, в свою очередь, влияет на физико-механические свойства композиционного материала.

Выводы

1.      Показана высокая эффективность применения механоактивационных технологий для улучшения физико-механических свойств цемента и мелкозернистых бетонов на его основе. Установлено, что все использованные в работе механоактивационные аппараты позволяют улучшать свойства лежалого цемента до нормативных и выше. Наилучшие результаты получены при механоактивации цементов на планетарной мельнице АГО-2.

2.      Увеличение удельной поверхности методом свободного удара вяжущих компонентов бетонной смеси обуславливает увеличение их реакционной способности, и, как следствие, получение бетонов, имеющих повышенную прочность. Механоактивация цемента позволила повысить прочностные показатели мелкозернистого бетона до 40 %.

3.      Методом РФА оценена степень гидратации бетонных смесей по интенсивностям пиков алита и портлантида. Показано, что применение в бетонных смесях механоактивированного цемента повышает степень гидратации цементного камня. Установлено, что структура бетонов с механоактивированным цементом характеризуется более плотной однородной мелкокристаллической структурой в случае твердения в водной среде по сравнению с твердением в воздушной среде.

4.      Установлена эффективность применения механоактивированных добавок минерального происхождения (цеолитов и глин), заключающаяся в улучшении основных эксплуатационных свойств бетонов. Выбор добавок основан на химическом и кристаллическом родстве с цементным вяжущим.

5.      Применение механоактивированных цеолита и глины повышает прочность бетонов на 48 и 22 % соответственно.

6.      Разработаны составы бетонных смесей с повышенным уровнем прочностных характеристик и технология обработки лежалых цементов с целью повышения их эксплуатационных характеристик до нормативных показателей.

6.

Литература:

 

1.    Брыков А. С. Гидратация портландцемента: учеб. пособие. СПб.: СПбГТИ(ТУ). 2008. 30 с.

2.    Лушникова А. А., Соковикова М. А., Пудов И. А. Формирование структуры и свойств бетонов, модифицированных дисперсными добавками // Вестник ЮУрГУ. 2011. № 16. С. 30–33.

3.    Овчаренко Г.И, Гильмияров Д. И., Викторов А. В., Фомичев Ю. Ю. Взаимосвязь фазового состава и прочности автоклавного прессованного материала // Науково-технiний збiрник «Сучаснi технологii, матерiали i конструкцii в будiвництвi». 2012. С. 27–32.

4.    Панина А. А., Лыгина Т.З, Губайдуллина А. М., Николаев К. Г., Халитова А. Н. Исследование портландцемента с модифицированной цеолитсодержащей добавкой // Известия КГАСУ. 2012. № 4 (22). С. 326–331.

Основные термины (генерируются автоматически): водная среда, водное твердение, воздушная среда, цемент, количественный состав, мелкозернистый бетон, рентгенофазовый анализ, кристаллическое образование продуктов гидратации, исходный образец, цементный камень.

moluch.ru

Состав мелкозернистого бетона

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к изготовлению составов мелкозернистых бетонов. Предложен состав мелкозернистого бетона, содержащий портландцемент, песок и воду, который содержит воду, предварительно обработанную в механоактиваторе при скорости вращения ротора 3350-3600 об/мин в течение 1-5 минут. Технический результат - повышение прочности материала на сжатие и изгиб и уменьшение водопоглощения. 1 табл.

 

Введение

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении составов мелкозернистых бетонов.

Уровень техники

Известен состав мелкозернистого бетона [Классен В.И. Омагничивание водных систем. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1982. - С.138-139], который содержит воду, вяжущее вещество - цемент, в качестве материала наполнителя - песок. Растворная смесь подвергается магнитной обработке.

Известен состав мелкозернистого бетона [Тебенихин Е.Ф. Безреагентные методы обработки воды в энергоустановках. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1985, с.10-11], который содержит воду, вяжущее вещество - цемент, в качестве материала наполнителя - песок. Вода затворения подвергается магнитной обработке.

Недостатками такого материала являются:

- низкая прочность на изгиб 2,84 МПа;

- низкая прочность при сжатии 13,3 МПа;

- высокое водопоглощение 10,9%.

Наиболее близким по составу к изобретению является состав мелкозернистого бетона [Баженов Ю.М. Технология бетона. - М.: Высшая школа, 1987. С.246-252], который содержит воду, песок, в качестве вяжущего вещества - портландцемент. Однако такой материал имеет недостатки:

- невысокая прочность при изгибе - 2,35 МПа;

- невысокая прочность при сжатии - 10,1 МПа;

- высокое водопоглощение - 13,3%.

Сущность изобретения

Задача изобретения состояла в поиске состава мелкозернистого бетона, содержащего портландцемент, песок и воду, который позволил бы увеличить прочность материала на изгиб, на сжатие и уменьшить его водопоглощение.

Поставленная задача решена составом мелкозернистого бетона, содержащего портландцемент, песок и воду, который содержит воду, предварительно обработанную в механоактиваторе при скорости вращения ротора 3350-3600 об/мин, времени обработки 1-5 минут.

Изобретение позволяет получить следующие преимущества:

- повысить прочность материала при изгибе до величины не ниже 3,54 МПа;

- повысить прочность материала при сжатии до величины не ниже 22,9 МПа;

- уменьшить водопоглощение материала до величины не более 8,6%.

Сведения, подтверждающие возможность воспроизведения

изобретения

Для приготовления предлагаемого состава мелкозернистого бетона используют:

- в качестве вяжущего - портландцемент, например М500;

- в качестве материала заполнителя можно использовать пески с модулем крупности 2-3, традиционно используемые для мелкозернистого бетона;

- в качестве воды затворения применяют техническую воду. Необходимым условием является предварительная обработка воды затворения в механическом активаторе при скорости вращения ротора 3350-3600 об/мин, в течение 1-5 минут.

Состав готовят традиционным образом. Готовят цементно-песчаную смесь в необходимом соотношении цемента и песка (Ц/П=0,34-0,4), которые тщательно перемешивают до получения однородной массы. В полученную смесь вводят необходимое количество воды затворения (В/Ц=0,5-0,6), которая предварительно подвергнута обработке в механоактиваторе при скорости вращения ротора 3350-3600 об/мин, в течение 1-5 минут, и опять перемешивают до однородной массы. Из полученного состава мелкозернистого бетона формуют образец стандартной формы 40*40*160 мм. После твердения и выдержки образцов в течение 28 суток проводят их испытание. Прочность материала на сжатие определяют по ГОСТ 310-4-76, прочность на изгиб - по методике ГОСТ 10180-78, водопоглощение - по ГОСТ 12730-94.

Качественные показатели заявленного состава с использованием воды затворения, обработанной в механоактиваторе при различных скоростях вращения ротора и различной деятельности обработки, приведены в таблице.

Вид обработкиВяж.НаполнительЦ/ПВ/ЦЧисло оборотов ротора, об/минВремя обработки, минПрочность (МПа) на:Водопоглощение, %
сжатиеизгиб
1Механо-активацияЦемент М500Кварц. песок0,400,603350138,53,538,2
2Механо-активацияЦемент М500Кварц. песок0,340,403350523,23,597,2
3Механо-активацияЦемент М500Кварц. песок0,360,503600122,03,568,0
4Механо-активацияЦемент М500Кварц. песок0,340,603600530,53,847,9
ПрототипЦемент М500Кварц. песок0,350,510,12,3513,3

Состав мелкозернистого бетона, содержащий портландцемент, песок и воду, отличающийся тем, что он содержит воду, предварительно обработанную в механоактиваторе при скорости вращения ротора 3350-3600 об/мин в течение 1-5 мин.

www.findpatent.ru