Песок для бетона, влияние песков на свойства и параметры бетонов

Многочисленными исследователями были разработаны оптимальные зерновые составы песков для бетонов, с помощью кототорых стремились получить наиболее экономичные бетоны с наименьшим расходом цемента и наибольшей прочностью.

По данным Б. Г. Скрамтаева, Граф считал, что в песке должно быть зерен размером мельче 1 мм от 16 до 25%.

И. П. Александрин рекомендовал непрерывный зерновой состав всех заполнителей - крупных (гравия или щебня) и мелких (песка) — в зависимости от содержания цемента в бетоне (табл. 1); в этой таблице практически изменяется содержание только самой мелкой ( 0 - 1/500) и самой крупной фракции (1/2—1).
Зерновой состав всех заполнителей в бетоне на щебне.

Таблица 1. Зерновой состав всех заполнителей бетона на щебне

Процент указан от суммы крупных и мелких заполнителей

Так для бетона с предельной крупностью щебня 40 мм будет изменяться только содержание фракции 0 — 0,8 мм и 20—40 мм, в то время как содержание заполнителей в интервале от 0,8 до 20 мм будет постоянным, независимо от расхода цемента в бетоне.

Рис. 1. Допустимый зерновой состав песков и рекомендуемый для сборного железобетона
1- нижняя граница по ГОСТ, 2 - верхняя граница по ГОСТ для бетона марок больше 150 конструкций, работающих в тяжелых условиях, 3 - верхняя граница по ГОСТ для бетонов марок 150 и ниже. не насыщенного водой 4 - верхняя граница рекомендуемого для сборного железобетона зернового состава

Предложенная И. П. Александриным зависимость основана на том, что в тощих бетонах мелкие фракции песка могут компенсирвать недостаток цемента и обеспечить необходимую связность бетонной смеси, а иногда и водонепроницаемость бетона.
Такие функции могут нести, однако, только фракции песка размером ниже 50—60γ.
В ГОСТ 2781—50 приведен допускаемый зерновой состав песков (рис.1)

Рекомендуемый зерновой состав песков для бетона, употребляемого при строительстве плотин в США, приведен на рис. 2. В состав бетона с предельной крупностью щебня 150 мм, примененного на строительстве крупных плотин, входил песок с зерновым составом.
В рекомендациях шведского цементного общества (табл. 2) обращает внимание большое количество фракций 0,15 мм — 0; исследованиями Меркера найдено, что содержание этих фракций должно устанавливаться в зависимости от содержания цемента в бетоне. При расходе цемента 418 кг/м3 Меркер рекомендует вовсе исключить фракцию песка 0,15 -0, а при расходе цемента 250 кг\см3 уменьшить количество фракций 0,15мм - 0.до двух раз с данными табл 13.

Рис. 2 Рекомендуемый состав песков для бетона, употребляемого в плотинах США: 1- граница мелкого песка, 2 - граница крупного песка.

При возведении плотины в Австрии (650 тыс. м3 бетона) применялся обогащенный песок, состоявший из 50% фракции 1—3 мм и 50% фракции 0,12—1 мм. Этот песок был получен из природного (содержавшего 27% фракции 1—3 мм, 67% фракции 0,12—1 мм и 6% фракции 0—0,12 мм) путем удаления пыли 0,12 мм — 0 и фракционирования песка. Такое обогащение песка позволило несколько снизить В : Ц в бетонной смеси при неизменной ее подвижности и увеличить проч­ность бетона в возрасте 90 суток на 13—17% (71].

Таблица 2. Зерновой состав песков