В данной статье мы продолжаем тему, начатую в статье о составе и характеристиках бетонной смеси и конечного изделия. Мы рассмотрим характеристики цемента, крупного и мелкого заполнителя, а также, зачем нужны различные добавки.
Цемент является вяжущим компонентом в бетонной смеси и, соединяясь с водой, в процессе твердения образует цементный камень. Важной характеристикой цемента является его прочность, которая задает марку цемента. Более точной характеристикой является активность цемента, показывающая фактическую прочность цементного камня. Основные виды цемента, применяемые в строительстве на сегодняшний день, являются портландцемент и шлакопортландцемент, а также сульфатостойкие и пуццолановые цементы, в зависимости от вида бетонируемой конструкции и ее назначения.
В процессе расчета состава бетона используется величина, называемая густота цементного теста, которая характеризует количество воды, необходимое для затворения (связывания с цементом), выраженное в процентах от веса цемента. Густота цемента не должна превышать 35% (идеальный вариант – 28%), при повышенных значениях густоты возможно появление усадочных трещин.
Важным параметром также является понятие истинной и насыпной плотностей. Под истинной плотностью понимают отношение массы зерна цемента к его объему (количественное значение составляет порядка 3000 кг/м3), под насыпной плотностью понимают плотность цемента в рыхлом состоянии, т.е. отношение некоторого количества цемента в «песочном» виде к объему этого количества. Порядок величины составляет 1300 кг/м3. Меньшее значение обусловлено наличием пустот между зернами цемента.
Аналогично определяется истинная и насыпная плотности другого составляющего – крупного и мелкого заполнителей. К мелкому заполнителю относится строительный песок, который характеризуется модулем крупности и влажностью. Песок – это рыхлая смесь (неорганический сыпучий материал) зерен горных пород, размер которых составляет от 0,1 мм до 5 мм (смесь, содержащая зерна большего размера называется щебень).
Поскольку зерновой состав (по размеру) песка неоднороден, для его характеристики вводят модуль крупности – число, отражающее массовую долю остатка на сите 0,63 мм. Например, если после просеивания 1 кг песка через сито 0,63 мм, на сите остается больше 0,75 кг, то такой песок относят к классу очень крупный и присваивают модуль крупности 3,5, если остаток — от 0,65 кг до 0,75 кг, то песок относится к классу повышенной крупности, а модуль крупности такого песка равен 3,0.
Существует более строгое определение модуля крупности через сумму полных остатков на всех ситах выше 0,16 мм, деленную на 100, однако суть в итоге сводится к вышесказанному. Под влажностью песка понимают массовую долю воды, содержащуюся в песке. Определяют как отношение разницы массы песка до высушивания (например, тепловой пушкой) и после к массе песка до высушивания. Для строительных целей (для бетонирования) используют песок с влажностью не более 10% с различным модулем крупности. В случае с крупным заполнителем (щебень или гравий) градация по крупности похожа на мелкий заполнитель. При этом используется как показатель «наибольшая крупность заполнителя», так и гранулометрический состав крупного заполнителя (который определяется просеиванием пробы через набор стандартных сит). Содержание отдельных фракций в крупном заполнителе в составе бетона должно соответствовать следующей таблице:
| Наибольшая крупность заполнителя | Содержание фракций в крупном заполнителе, % | ||||
| 5 – 10 мм | 10 – 20 мм | 20 – 40 мм | 40 – 80 мм | 80 – 120 мм | |
| 10 | 100 | — | — | — | — |
| 20 | 25 … 40 | 60 … 75 | — | — | — |
| 40 | 15 … 25 | 20 … 35 | 40 … 60 | — | — |
| 80 | 10 … 20 | 15 … 25 | 20 … 35 | 35 … 55 | — |
| 120 | 5 … 10 | 10 … 20 | 15 … 25 | 20 … 30 | 30 … 40 |
Последним компонентом, который мы в данной статье кратко рассмотрим, является – добавки. Эта тема в настоящее время переживает бурное развитие и, по существу, представляет собой определенную революцию в современном бетоноведении. Использование от 0,1% до 3% добавок по массе от цемента способно кардинальным образом изменить свойства конечного изделия, например, в несколько раз изменить прочность при уменьшении начальных финансовых затрат! Количество всех добавок, существующих на рынке сегодня, трудно перечислить – порядка 800 штук. Однако все они классифицируются по группе назначения:
- регулирующие свойства бетонных смесей — пластифицирующие, стабилизирующие, водоудерживающие, улучшающие схватывание и др.
- регулирующие твердение бетона,
- повышающие прочность, коррозионную стойкость, морозостойкость, снижающие проницаемость – водоредуцирующие, газообразующие, воздухововлекающие, кольматирующие и др.
- придающие бетону специальные свойства – противоморозные, гидрофобизирующие и др.
И, наконец, самое сложное и перспективное направление – применение комплексных добавок, направленных на изменение разных свойств бетона. Суть проблемы здесь состоит в том, чтобы правильно выбрать комбинацию существующих добавок, поскольку добавки разного типа влияют на свойства бетона по-разному, а также могут взаимодействовать между собой, усиливая или уменьшая конечный эффект. Для решения этой проблемы разрабатываются специальные методы математического моделирования и прогнозирования роли тех или иных добавок
При использовании материалов сайта, активная ссылка на источник обязательна.
Будьте уважительны к авторам публикаций!
