Влияние заполнителя для бетонов на расслаиваемость, удобообрабатываемость бетонной смеси и на прочность бетона

О целесообразности плотной упаковки заполнителей для бетона еще в 1890 г. высказывался севастопольский военный инженер И. Самович. который делил заполнители на четыре фракции: голыш, гравий, крупный песок и мелкий песок.
И К. Охотин в лабораторных опытах, смешивая четыре фракции, в которых зерна каждой последующей фракции были в 16 раз меньше зерен предыдущей, получил смеси с очень низкой пустотностью; так, смесь из 58% фракции 128 — 64 мм, 25% фракции 8 - 4 мм, 12% фракции 0,5 — 0,25 мм и 5% фракции 0,05 — 0,01 мм имела пустотность 4,6%, или 46 л на 1 м3.
Если бы удалось таким образом расположить заполнители в бетоне, можно было бы примерно в пять раз снизить расход цемента.
Но бетонная смесь, подобранная таким образом, окажется совершенно не удобообрабатываемой, так как заполнители образуют неизменяемую структуру — скелет, в которой взаимные смещения кусков и зерен заполнителей потребуют очень больших усилий, что практически невыполнимо. Если при таком зерновом составе раздвинуть заполнители введением большого объема цементного теста, бетонная смесь станет удобообрабатываемой, но она будет легко расслаиваться, в ней не будет необходимой связности, и в результате качество бетона окажется весьма низким.
Практика показала, что наиболее связные и не расслаивающиеся бетонные смеси получаются при непрерывном зерновом составе в первую очередь крупных заполнителей. Недостатком непрерывного зернового состава крупных и мелких заполнителей является повышенная пустотность их смеси, составляющая обычно около 30% т.. е. 300 л на 1 м3 всех заполнителей в насыпном виде, примерно в 6 раз больше, чем в оптимальной смеси В. В. Охотина.

Отсутствие одной из промежуточных фракций мелких заполнителей, а также фракции на границе между крупными и мелкими заполнителями меньше влияет на связность и расслаиваемость бетонной смеси, чем отсутствие промежуточной крупной фракции.
Что же касается прочности бетона, то отсутствие в заполнителей таких фракций влияет на этот параметр по-разному. В ряде случаев отсутствие средних фракций заполнителя мало изменяет прочность, как это было показано многими работами; например, В.В. Кураев в 1933 г. установил, что в жирных бетонах с предельной крупностью 25 мм, где отсутствовала фракция 5—15 мм, а при предельной крупности 7 мм - фракция 1 — 5 мм, прочность бетона не изменялась (во втором случае прочность несколько возросла).
Замена смеси рядового щебня и природного мелкого песка хорошо фракционированными заполнителями с непрерывным составом, но без фракции 0—0,3 мм, позволила увеличить прочность бетона на 23%, а замена природного подмосковного песка Вольским (состоящим в основном из кварцевых зерен одной фракции 0,6—1,2 мм) снижала прочность бетона на 12—15%.
Продолжение следует.

Добавить комментарий