Подбор состава бетонных смесей для изделий из керамзитобетона

Подобранный состав бетонной или растворной смеси должен обеспечить требуемый объемный вес и одновременно заданную марку (либо прочность бетона или раствора к определенному сроку твердения) и морозостойкость, а также необходимую удобоукладываемость бетонной смеси при наименьшем расходе цемента.

Для подбора состава бетонной или растворной смеси должны быть заданы: предельный объемный вес и требуемая марка (либо прочность бетона или раствора к определенному сроку), условия укладки и уплотнения бетонной смеси, режим твердения бетона, а также требуемая морозостойкость. Показатель удобоукладываемости смеси может быть заранее задан или установлен в процессе подбора состава по наименьшему коэффициенту выхода бетона или раствора.

При отсутствии паспортов предварительно, до подбора состава бетонной или растворной смеси, исходные материалы (вяжущие, заполнители, добавки) должны быть испытаны для установления их технических характеристик и проверки соответствия их качества требованиям действующих ГОСТов и ТУ.

Состав бетонной или растворной смеси можно подбирать любыми обоснованными способами, обеспечивающими наименьший расход вяжущих, если, удовлетворяются заданные требования к свойствам смеси и затвердевшего бетона или раствора. При этом любой способ подбора состава бетонной или растворной смеси должен включать:

• а) выбор из имеющегося сырья необходимых материалов для приготовления бетонной или растворной смеси (цемента, заполнителей и добавок) с учетом результатов предварительного их испытания и установления их соответствия требованиям действующих ГОСТов или ТУ;
• б) назначение ориентировочного расхода материалов (цемента, воды, заполнителей) для приготовления опытных замесов;
• в) уточнение расчетных данных приготовлением пробных бетонных замесов и испытанием контрольных образцов, изготовленных в условиях, приближенных к производственным.

Предварительно состав бетонной или растворной смеси можно назначать по таблицам, графикам или расчетно-теоретическим путем. При этом окончательный рабочий состав бетонной или растворной смеси должен назначаться лишь по результатам испытаний образцов, изготовленных из пробных замесов бетонной смеси.

Состав бетонной или растворной смеси подбирают на сухих заполнителях. При выдаче же рабочего состава бетона или раствора в дозировочное отделение лаборатория вносит коррективы, учитывающие фактическую влажность заполнителей.

Ниже приводятся методы подбора составов плотного, крупнопористого, среднепористого и поризованного керамзитобетона, которые разработаны с учетом работ других институтов.

Подбор состава бетонной смеси для плотного керамзитобетона

При назначении показателей удобоукладываемости керамзитобетонной плотной смеси в зависимости от типа бетонируемой конструкции и средства укладки бетонной смеси рекомендуется пользоваться данными табл. 63. Значения, найденные по этой таблице, должны быть в дальнейшем уточнены производственными испытаниями. При этом показатели удобоукладываемости, приведенные в таблице, определяются в соответствии с ГОСТ «Бетон тяжелый. Методы определения подвижности и жесткости бетонной смеси» по подвижности (осадке конуса в см) или жесткости (в сек.), определяемой в вискозиметре или упрощенным способом.

В зависимости от назначения плотного керамзитобетона рекомендуется применять для его приготовления заполнители, указанные в табл. 2.

Вместо керамзитового песка могут быть также рекомендованы другие виды легких песков (например, перлитовых, шлаковых и др.), объемные веса которых не превышают значений, приведенных в табл. 1.

Рекомендации по выбору показателей удобоукладываемости керамзитобетонной смеси, применяемой для изготовления бетонных и железобетонных изделий

Таблица 2. Рекомендации по выбору керамзитовых заполнителях

Для керамзитобетона марки более 100 в качестве мелкого заполнителя допускается применение кварцевого песка, если объемный вес бетона не превысит заданного. Допускается также применение смеси песков (например, кварцевого и керамзитового). Для приготовления керамзитобетонов низких марок (100 и менее), подвергаемых тепловой обработке, вместо мелкого заполнителя (песка) допускается применять золу-унос от пылевидного сжигания топлива, которая одновременно служит гидравлической добавкой к цементу и позволяет при прочих равных условиях снизить объемный вес бетона. При использовании шлакового песка или золы от пылевидного сжигания топлива а армированных изделиях из керамзитобетона содержание сернистых и сернокислых соединений (считая на S03) должно быть не более 1 % по весу.

Содержание же несгоревшего топлива в шлаковом песке или в золах (потери в весе при прокаливании) должно быть не более:

• а) для зол и шлакового песка от сжигания антрацитов и каменных углей — 10%;
• б) для зол и шлакового песка от сжигания бурых углей и торфа 5 %.

Предельная крупность керамзитового гравия или щебня должна быть не более 3/4 от наименьшего расстояния между стержнями арматуры (в свету) и не более 1/з от наименьшего размера конструкций.

Ориентировочные расходы цемента марки 400 для приготовления керамзитобетона принимаются в пределах, приведенных в табл. 2, и в дальнейшем уточняются путем испытания контрольных бетонных кубиков, изготовленных из опытных замесов в процессе подбора состава бетона.

При использовании крупного керамзитового заполнителя с насыпным объемным весом более или менее 500 кг/м3 указанные в табл. 2 ориентировочные расходы цемента умножаются на коэффициенты, приведенные в табл. 3. При этом, однако, следует учитывать особенность керамзитобетона, которая заключается в том, что увеличение расхода цемента повышает прочность бетона при сжатии лишь до определенного предела, указанного в табл. 3. При достижении максимальной марки керамзитобетона, зависящей от объемного веса данного керамзита, увеличение расхода цемента практически эффекта не дает.

Таблица 3. Изменение расхода цемента при использовании керамзита различного объемного насыпного веса и предельные марки керамзитобетона на данном керамзите

Прочность керамзитобетона зависит во многом от марки цемента. При использовании для приготовления керамзитобетонной смеси цементов марок более или менее 400 расходы цемента, указанные в табл. 2, умножаются на коэффициенты, приведенные в табл. 4.

Данные табл. 4 относятся к случаям твердения изделий в нормальных условиях.

При тепловой обработке керамзитобетона коэффициенты, приведенные в табл. 4, должны уточняться опытным путем.

Таблица 4. Коэффициент изменения расхода цемента в зависимости от его марки

Однако исследования показывают, что тепловая обработка, как правило, мало влияет на указанные коэффициенты.

При домоле цемента или замене части портландцемента тонкомолотыми добавками, а также при добавлении поверхностноактивных добавок расход цемента может быть уменьшен, и его устанавливают опытным путем в соответствии с фактической активностью вяжущего и учетом условий твердения. Однако расход цемента при этом должен быть: для теплоизоляционных бетонов не менее 80 кг на 1 мг бетона, для конструктивно-теплоизоляционных неармированных бетонов — не менее 120 кг, для армированных бетонов всех видов — не менее 200—250 кг в зависимости от назначения конструкции.

Ориентировочные расходы цемента и молотого кварцевого песка для приготовления керамзитобетона автоклавного твердения принимаются по данным табл. 5 уточняются опытным путем.

Таблица 5. Ориентировочные расходы цемента и молотого кварцевого песка для приготовления керамзитобетона автоклавного твердения при удобоукладываемости бетонной смеси 30—60 сек.

Данные табл. 5 приведены при использовании молотого кварцевого песка. Расходы цемента при наличии других тонкомолотых добавок.

Подбор состава поризованного керамзитобетона

Поризованный керамзитобетон состоит из смеси керамзитового гравия (или щебня) и поризованного в процессе приготовления бетонной смеси цементного камня или раствора. В качестве порообразующих добавок можно использовать пенообразователи, известные в производстве ячеистых бетонов. Поризованную массу (состоящую из вяжущего, пенообразователя, воды и в случае необходимости песка) приготовляют так же, как и ячеистую бетонную смесь.

При автоклавной обработке до 60% цемента может быть заменено молотым кварцевым песком или золой, а при пропаривании— до 40% золой или другой тонкомолотой гидравлической добавкой. После приготовления в пенобетономешалке поризованной массы ее сливают в мешалку принудительного действия, куда засыпают керамзитовый крупный заполнитель. Расход поризованного цементного (растворного) теста на 1 м3 поризованного бетона определяют из условия заполнения межзерновой пустотноста крупного заполнителя.

Расход пеномассы обычно находится в пределах от 0,45 м3 на 1 м3 бетона при использовании керамзитового гравия и до 0,55 м3 при использовании керамзитового щебня. Расход крупного заполнителя принимают в пределах до 1 м3 на 1 м3 бетона.

Расход воды и пенообразователя уточняют опытным путем. После укладки легкобетонную поризованную смесь подвергают вибрированию не более 30 сек. Изделия из такого бетона можно подвергать автоклавной обработке, пропариванию и электропрогреву в соответствии с «Инструкцией по изготовлению легких бетонов на искусственных заполнителях с поризованным цементным камнем». Техническая характеристика легких бетонов с поризованным цементным камнем приведена в табл. 6.

Таблица 6. Техническая характеристика легких бетонов с поризованным цементным камнем

Примечание. Минимальные значения объемного веса бетона, расхода вяжущего и прочности относятся к бетону на керамзитовом гравии, а максимальные — к бетону на керамзитовом щебне.