Определение состава многокомпонентных бетонов

В многокомпонентных бе исп-т композиционные выж. в-ва и комплексы хим и минер-х добавок. Многообразие сырьевых м-лов усложняет опр-ие составов этих бе и треб-т учета особенностей возд-ия различных составляющих на с-ва бе см и бе.

Влияние композиционного вяжущего на свойства бетонной смеси и бетона в определенной мере показывает нормальная густота вяжущего. Чем ниже величина НГ, тем при меньших значениях В/Ц могут быть получены равноподвижные бетонные смеси и тем выше будет прочность бетона при определенном расходе цемента.

У композиц-х вяж. НГ ниже, значит ц. испытыв-ся при меньших значениях В/Ц р-ра. В рез-те ↑ показатель его прочности и изменяется соотнош Rб/Rц, что треб-т корректирования коэф-та α в формуле прочн бе: при В/Ц≥0,4 и Ц/В≤2,5 Уточнить его м. в соответ-ии с формулой: , где НГ – НГ композиц-го вяж.

Применение композиционного вяжущего с более низкими значениями НГ уменьшает также водопотребность б.см. Её можно определить по формуле: где В_мб – водопотребность б.см определенной подвижности, на композиционном вяжущем, л/м³; В_о – водопотребность б.см на обычном исходном цементе, л/м³; К₁ – коэффициент снижения водопотребности за счет изменения НГ цемента( где НГ_ст – НГ обычного цемента в относительных единицах, которая условно принимается равной 0,28; НГ_кв – НГ композиционного вяжущего. По этой формуле можно сравнивать влияние композ-х вяжущих и цементов с различной величиной НГ, если водопотребность б.см на одном из них известна.

Композиц. вяж. особенно эффективны для высокопрочных бе с повыш-ми расходами ц-а!!! Существенное изменение свойств б.см и бе достигается при введении в их состав микрокремнезема с СП или органоминеральной добавки (МБ-01 или МБ-С).

Микрокремнезем (МКЗ) имеет оч вычокую уд. пов-ть (15-25 м²/г). Поэтому частицы МКЗ адсорбируют значит-ое кол-во воды. Для получения теста НГ в зав-ти от дисперсности МКЗ приходится исп-ть 40-130% воды от его массы. Что значит-но выше, чем необх-мо для ц-а и обычных минер-х зап-лей. Наиб распр-ны МКЗ с НГ=40%. МКЗ используют для повышения плотности бетона: располагаясь в порах тв фазы, состоящей из цем-го камня, наполнителя и зап-ля, МКЗ ↑ содерж-ие в структуре тв фазы и уплотняет ее, тем самым повышая прочн бе и изменяя реолог-е св-ва бе смеси. Но высокая водопотр-ть МКЗ м. вызывать ↑ пористости структуры, если максимально не снизить водопотр-ть бе смеси. Поэтому МКЗ прим-т совместно с СП, или в составе органоминеральной добавки, содержащей СП.

Рис. – Изменение прочности ц-а в зав-ти от кач-ва замещенного микрокремнеземом цемента: 1-бе без СП; 2-бе с СП.

При работе с МКЗ дозировка СП для обеспеч-ия равноподвижности бе смеси значит-но более высока, чем при обычной бе см.

При применении оптимальных дозировок СП введение в бетон микрокремнезёма взамен части цемента за счет уплотнения его структуры и активации физ-хим-х процессов структурообразования повышает прочность бетона, в то время как введение рядовых наполнителей (н-р, золы) наоборот снижает прочн бе (см график).

Рис – Относит прочн бе, приготовленных из равноподвижных смесей (ОК=6см), дозировка МКЗ при замещении им части ц-а и оптимальной дозировке СП: 1-МКЗ с НГ=130%; 2-МКЗ с НГ=60%; 3-МКЗ с НГ=40%; 4-зола-унос (для сравнения).

Это повышение прочн следует учитывать при подборе состава бе. В формулу прочности бетона можно ввести дополнительный коэффициент: (где - прочн бе с МКЗ, -прочн бе без кремнезема), определяемый по графику в зав-ти от дозировки МКЗ и его дисперсности. В этом случае и значения В/Ц следует определять из формулы: 1 кг МКЗ треб-т доп-но 1 л воды для сохранения опр-ой подвижности бе см. Тогда водопотребность многокомпонентной б.см с МКЗ и СП можно ориентировочно определить по формуле: где В_о – расход воды в обычной б.см на исп-мом цементе и зап-лях для получения заданной подвижности, опр-мой по графику; К₁ – коэффициент уменьшения водопотребности бе смеси вследствие применения СП (с учетом состава бе обычно К₁=0,75-0,85); Д – дозировка МКЗ в относит-х единицах; Ц – расход цемента, кг/м³. Определение состава многокомпонентного бе в этом случае можно проводить в 2 этапа: вначале рассчитывают состав контрольного бе по методике, исп-мой для обычного тяжелого бе, а затем корректируют полученный состав с учётом влияния на него доп-х компонентов: СП, МКЗ и др.

При применении различных органоминеральных модификаторов их эффективность по повышению пластифицирующей способности и прочности бетона целесообразно определять на основе предварительных испытаний добавки в мелкозернистом бетоне состава 1:3. В/Ц контрольного состава без добавки подбирают таким образом, чтобы расплыв конуса на встряхив. столике составлял 110-115мм. Основной состав с добавкой готовят при том же В/Ц, но с введением взамен части цемента 10% модификатора.

Рис – Увеличение РК р-ра 1:3 на встряхив. столике за счет введения органо-минер-ой добавки: 1-изменение подвижности контрольного р-ра без добавки; 2- то же, с добавкой 10% МБ-С взамен части ц-а.

Для мелкозернистого бе состава 1:3 РК на встряхив. столике зав-т от изменений В/Ц. При этом ориентировочное соотношение:

где - относит изменение РК в % по сравн с РК=105мм; - относит изменение вел-ны В/Ц по сравн с В/Ц₀, соответ-щим РК=105мм, в %. Поэтому если известно изменение Рк, то можно ориент-но опр-ть какое для этого потреб-ся изменение В/Ц или, учитывая постоянство состава, водопотр-ти бе смеси.

При проведении испытаний определяют расплывы конуса контрольного состава Рк₁ и основного состава Рк₂, а также показатели прочн при сжатии R¹₁ и R₂¹. По рез-там испытаний определят поправочные коэффициенты К₁¹ для корректировки водопотребности б.см и К₂¹ для уточнения прогнозируемой прочн бе (как доп-ый множитель в формуле прочн бе):

Эти зав-ти исп-ся при опр-ии расхода воды и ц-а в бе. Расход зап-лей опр-ся как в обычном бе. Это будут предварит-е, ориентировочные данные. Наиболее точные зав-ти св-в многокомпонентного бе от его состава можно получить путем проведения предварит-х испытаний на реальных м-лах с исп-ем методов метматич-го планирования экспериментов.

Если составы подбирались вначале по оринтир-ым зав-тям, то они м.б. уточнены в последующем на основе комп-х программ, анализирующих массив рез-тов котрольных испытаний в проц пр-ва. Полученные уточненные расчетные зав-ти обесп-т эффективное управление пр-вом с корректировкой состава при возможных колебаниях кач-ва сырья.
БИЛЕТ № 13