Оспалар негізіндегі ауыр бетонның құрамын таңдау және оңтайландыру

Қ оспалы бетонның қ ұ рамы, қ оспалардың бетон араласпасы мен бетонның қ асиеттеріне ә серін ескере отырып, бетон араласпасы мен бетон алу технологиясын ескеру арқ ылы таң далады.

Қ оспаларды ауыр жә не ұ сақ тү йіршікті бетондарда қ алдану тө мендегі технологиялық мә селелерді шешуге мү мкіндік береді:

- байланыстырғ ыш заттың шығ ынын тө мендетуге;

- ірі толтырғ ыштың шығ ынын тө мендетуге немесе майда толтырғ ыштармен алмастыруғ а;

- бетон араласпасының технологиялық жә не реологиялық қ асиеттерін жақ сартуғ а;

- уақ ытқ а байланысты бетон араласпасының жылжымалылығ ы мен қ атаю жә не ұ стасу процестерін реттеуге;

- жылуылғ алды агрегаттарда бетонды жылуылғ алды ө ң деу уақ ытын тө мендетуге;

- бетонды табиғ и жағ дайда кептіру кезінде қ алыпсыздандыру мерзімін тө мендетуге;

- бетонның беріктігін жә не газ жә не су ө ткізбеу қ абілетін арттыруғ а;

- бетон мен темірбетонның аязғ а тө зімділігі мен коррозиялық тө зімділігін арттыруғ а;

- бетонның арматурағ а қ атысты қ орғ аныш қ асиеттерін арттыруғ а мү мкіндік береді.

Ең алдымен RHEOBUILD 561, RHEOBUILD 181К қ оспасының цементтің негізгі сипаттамаларына ә сері зерттелді. Зерттеу нә тижелері 1.13- кестеде кө рсетілген.

1.13-кесте

Қ оспаның цементтің негізгі қ асиеттеріне ә сері

1.1 сурет – Қ оспаның цементтің негізгі қ асиеттеріне ә сері

Қ оспалардың цементтің ұ стасу мерзіміне ә серін зерттеу МеСТ 10178 талаптарына сә йкес жү ргізілді. Алынғ ан мә ліметтер RHEOBUILD 561 қ оспасы цемент ұ стасуының басталуы мен аяқ талу мерзімін де ұ зартатындығ ын кө рсетті. Ал RHEOBUILD 181К қ оспасы керісінше цементтің ұ стасу мерзімін тө мендетті.

Ауыр бетонның қ ұ рамын таң дау «Бетон қ ұ рамын таң дау ережесі. МеСТ 27006–86» талаптарына сә йкес есептеу жә не эксперименттік зерттеулердің нә тижелері негізінде жү ргізілді, мұ нда бетон компоненттерінің шығ ыны график, номограмма немесе таблицалық мә ліметтер негізінде тиісті формулаларғ а сә йкес есептеліп, соң ғ ы эксперименталдық тексерулермен реттеледі.

Бетон қ ұ рамының есептемесі абсолюттік кө лемдік тә сілмен жү ргізілді, яғ ни барлық бетон компонентерінің жалпы кө лемі 1000л тең деп алынады.

Цемент-су қ атынасы бетон беріктігіне сә йкес Боломей-Скрамтаев формуласы негізінде анық талады.

Дә ндерді қ озғ алту коэффициентін тө мендегі формулалармен немесе 3-кесте негізінде анық тауғ а болады.

Жылжымалы араласпалар ү шін:

α = 0, 88 + 0, 0011Ц + 0, 018·ОК, (7)

Қ атаң араласпалар ү шін:

α = 1 + 0.45 ∙ 10^-3 ∙ Ц (8)

Қ ұ мның шығ ыны тө мендегі формуламен есептеледі:

П = (1000 – ((Ц/ρ _ц) + (Щ/ρ _щ) + С))^.ρ _қ , (9)

Мұ нда: ρ _ц, ρ _щ - қ ұ м мен цементтің тығ ыздық тары, кг/дм³.

Бетон араласпасына ендірілетін қ оспаның мө лшері [] (Пособие по применению химических добавок при производсве сборных железобетонных конструкций и изделий (к СНиП 3.09.01-85) НИИЖБ. – М: Стройиздат 1989.-39с) ә дебиетте кө рсетілген ә дістемеге сә йкес есептелді.

Мә селен, араласпағ а ендірілетін қ оспаның мө лшері 2% шамасында болсын.

100кг цемент ү шін қ ажетті қ оспаның мө лшерін есетейміз:

100 кг – 100%

X кг – 2%

Қ оспаның табиғ и ылғ алдылығ ы болады, сондық тан қ оспаның табиғ и ылғ алдылығ ын 5% болғ ан жағ дайда, қ оспаның шығ ыны мынағ ан тең:

кг қ ұ рғ ақ қ оспа

2. Қ оспалар негізінен жұ мысшы концентрациядағ ы ерітінді тү рінде қ олданылады, сондық тан қ оспа ерітіндісінің кө лемін табу қ ажет (М: ƿ = 1, 14г/см³, С = 25%):

2, 11кг - 25%

Х - 100% х = (2, 11 ∙ 100%): 25% = 8, 44кг жұ мысшы концентрациядағ ы қ оспа ерітіндісі қ олданылады.

V = m: ƿ = 8, 44: 1, 14 = 7, 4л, яғ ни 100кг цемент ү шін 7, 4л жұ мысшы концентрациядағ ы қ оспа ерітіндісі қ олданылады.

Қ оспалы бетондардың қ ұ рамын есептеу қ оспалардың бетонның негізгі физика-механикалық қ асиеттеріне ә серін ескеру арқ ылы қ оспасыз бетондардың қ ұ рамын есептеудің дә стү рлі ә дістемесі негізінде жү ргізілді.

Қ оспалы бетон араласпасын дайындаудың дә стү рлі бетон араласпасын дайындаудан негізгі ерекшелігі, бетонараластырғ ышқ а қ атаю суымен бірге, бетон қ ұ рамын таң дау кезінде анық талғ ан қ оспа мө лшері ендіріледі. Суда еритін қ оспаларды араласпағ а ендіру ү шін, алдын ала қ оспалардың жұ мысшы концентрациядағ ы ерітіндісі, ал суда ерімейтін қ оспалар ү шін сулы суспензиялар емн эмульсиялары дайындалады.

Жұ мысшы ерітіндінің концентрациясы тө мендегі формула кө мегімен анық талады:

C = 2Д / n, %,

Мұ ндағ ы Д – цементтің ең аз шығ ыны кезінегі, қ ұ рғ ақ зат массасына есептегендегі қ оспа мө лшері, n – ү лестегіштің мү мкін болғ ан қ ателігі.

1м³ бетон ү шін жұ мсалатын жұ мысшы концентрациядағ ы қ оспа ерітіндісінің шығ ынын тө мендегі формула бойынша есептейді:

А = Ц · w / (ƿ ·C), л

Мұ ндағ ы: Ц - 1м³ бетон ү шін цемент шығ ыны, кг;

w – қ оспа мө лшері, цемент массасына шақ қ анда %;

C – жұ мысшы ерітіндінің концентрациясы, %;

ƿ – жұ мысшы ерітіндінің тығ ыздығ ы, г/см³;

1м³ бетонды қ атайту ү шін жетпейтін қ алғ ан судың мө лшерін, тө мендегі қ атынас негізінде есептейді:

Н = C – А · П(1-0, 01К), л

Мұ ндағ ы В – 1м³ бетон ү шін есептелген судың мө лшері, л.

Егер қ оспаның жұ мысшы концентрациядағ ы ерітіндісі, сұ йық қ оспалар негізінде дайындалса, онда сұ йық қ оспаның мө лшері тө мендегі формула негізінде есептеледі:

Р = Q · D₁ / D, л

Мұ ндағ ы Q – дайындалатын ерітіндінің кө лемі, л;

D₁ – 1л дайындалғ ан ерітіндідегі сусыз заттың мө лшері, кг;

D – 1л сұ йық ө німдегі сусыз заттың мө лшері, кг.

Бұ л жағ дайда араласпаны қ атайту ү шін қ ажетті судың мә лшерін тө мендегі формула бойынша есептейді:

A = Q – Р, л

Қ оспалы бетонның қ ұ рамы алдын ала бетонның қ ажетті жылжымалылығ ы негізінде есептелген қ оспасыз бетонның таң далғ ан қ ұ рамын реттеу негізінде, немесе тікелей қ оспалы бетон ү шін есептеледі.

Қ оспалы бетонның қ ұ рамы зертханалық жә не ө ндірістік жағ дайларда зерттеліп, шикізаттық материалдардың ерекшеліктері мен қ олданылатын технологияларғ а сә йкес таң далады. Ең алдымен қ оспалардың бетон араласпасының жылжымалылығ ына ә сері зерттелді. Ол ү шін жылжымалылығ ы П1 қ оспасыз бетонның қ ұ рамы таң далып, оның қ ұ рамы лабораториялық зерттеу нә тижелеріне сә йкес реттелді. Реттелген қ оспасыз бетонның қ ұ рамына сә йкес, пластификатордың белгілі мө лшеріне сә йкес қ оспалы бетонның қ ұ рамы есептеліп, бетон жылжымалылығ ына сә йкес реттелді. Алынғ ан нә тижелерге сә йкес қ оспалардың бетон араласпасының жылжымалылығ ына ә сері анық талды.

1.14-кесте

1 м³ бетонғ а жұ мсалатын шикізаттық материалдардың шығ ыны

Бетон араласпасы тө мендегі ә діспен дайындалды: алдымен бетонның есептік қ ұ рамы негізінде ө лшеп алынғ ан қ ұ рғ ақ компоненттер 2-3 мин кө лемінде біртекті араласпа тү згенше араластырылды. Біртекті араласпағ а қ атаю суының 60% қ ұ йғ ан соң, судың қ алғ ан бө лігіне ө лшеп алынғ ан пластификатордың жұ мысшы концентрациялы ерітіндісін қ ұ йып, оны бетон араласпасына қ ұ йдық. Араласпаны тағ ы да 2-3 мин. кө лемінде араластырып, оның жылжымалығ ын сә йкес ә дістеме негізінде анық тадық. Қ оспасыз бетон мен қ оспалы бетонның жылжымалығ ын салыстыра отырып, қ оспалардың бетон араласпасының жылжымалығ ына ә серін зерттедік. Бетон араласпасының жылжымалығ ы (ОК) берілген нормағ а сә йкес келмесе, бетонның есептік қ ұ рамына сә йкес ө згертулер енгіздік. Дайын бетон араласпасын дайындалғ ан қ алыптарғ а қ ұ йып, қ алыптарды 1-2 мин. кө лемінде дірілалаң ында ұ стап, араласпаны тығ ызадық.

Дайындалғ ан ү лгілерді арнайы ваннада кептіріп, олардың негізгі сипаттамаларын арнайы МеСТ талаптарына сә йкес сынадық. Зерттеулерде қ оспалардың бетон араласпасының жылжымалылығ ына, бетонның беріктік жинау динамикасына, ылғ алдылығ ы мен сусің іргіштігіне жә не жібу коэффициентіне ә сері анық талды.

1.15-кесте

RHEOBUILD 561 қ оспасымен оң тайлы қ ұ рамын анық тау нә тижелері

1. 1.2 сурет – RHEOBUILD 561 қ оспасы мө лшерінің бетонның беріктік жинау динамикасына ә сері

1.15 - кестеден жә не 1.1 - суреттен кө рінгендей RHEOBUILD 561 қ оспасы бетонның бастапқ ы қ атаю кезіндегі жылдамдығ ын аздап баяулататындығ ы байқ алады. Бірақ 28 тә уліктегі беріктігі 0, 8% қ оспамен, бақ ылау ү лгісімен салыстырғ анда 23%, 1% қ оспамен 57, 1, 2% қ оспамен 61 жә не 1, 4% қ оспамен 62% артты.

1.3 сурет – RHEOBUILD 561 қ оспасы мө лшерінің бетонның беріктігіне ә сері

Қ оспа мө лшерінің бетонның беріктігіне ә серін талдау, бетоның 28 тә уліктегі беріктігі қ оспа мө лшері артқ ан сайын, артатындығ ын кө рсетті. Бірақ бетон араласпасының ең жоғ ары жылжымалығ ы жә не беріктігі қ оспаның мө лшері 1, 2% болғ ан жағ дайда алынды. Сондық тан RHEOBUILD 561 қ оспасымен бетонның оң тайлы қ ұ рамы ретінде қ ұ рамында 1, 2% қ оспасы бар қ ұ рам таң далды.

1.16 кесте

RHEOBUILD 181К қ оспасымен оң тайлы қ ұ рамын анық тау нә тижелері

1.4 сурет – RHEOBUILD 181К қ оспасы мө лшерінің бетонның беріктік жинау динамикасына ә сері

1.16 - кестеден жә не 1.2 - суреттен кө рінгендей RHEOBUILD 181К қ оспасы бетонның беріктік жинау динамикасына RHEOBUILD 561 қ оспасынан ө згеше ә сер етеді, яғ ни қ оспа бетонның ерте беріктік жинауын қ амтамасыз етті. Мә селен 3 тә улік мерзімдегі 0, 8% қ оспамен бетон беріктігі бақ ылау ү лгісімен салыстырғ анда 15%, 1% қ оспамен 29, 1, 2% қ оспамен 39 жә не 1, 4% қ оспамен 38% артық. Сонымен бірге 28 тә уліктегі бетон беріктігі 0, 8% қ оспамен, бақ ылау ү лгісімен салыстырғ анда 26%, 1% қ оспамен 56, 1, 2% қ оспамен 55 жә не 1, 4% қ оспамен 57% артты.

1.5 сурет – RHEOBUILD 181К қ оспасы мө лшерінің бетонның беріктігіне ә сері

RHEOBUILD 181К қ оспасы мө лшерінің бетонның беріктігіне ә серін талдау, бетонның 28 тә уліктегі беріктігі қ оспа мө лшері артқ ан сайын, артатындығ ын кө рсетті. Бірақ бетон араласпасының ең жоғ ары жылжымалығ ы жә не беріктігі қ оспаның мө лшері 1% болғ ан жағ дайда алынды. Сондық тан RHEOBUILD 181К қ оспасымен бетонның оң тайлы қ ұ рамы ретінде қ ұ рамында 1% қ оспасы бар қ ұ рам таң далды.