Радиационно-гигиеническая оценка сод ержания естественных ра- дионуклеидов обязательна для всех заполнителей, и в особенности для получаемых из промышленных отходов (металлургических шлаков и т. п.).
Пористые заполнители для легких бетонов получают главным образом искусственным путем (например, керамзит, шлаковую пемзу, аглопорит и перлит). Из природных пористых заполнителей применяют щебень из пемзы, туфа и пористых известняков, которые используют
ливают по их насыпной плотности (кг/м3). |
Для пористых заполнителей еще в большей степени, чем для плотных, имеет значение правильный зерновой состав. Пористые заполнители выпускают в виде фракций размерами 5... 10 мм; 10...20 мм и 20...40 мм. При приготовлении бетонной смеси их смешивают в требуемом соотношении.
Кератит — гранулы округлой формы с пористой сердцевиной и плотной спекшейся оболочкой. Благодаря такому строению прочность керамзита сравнительно высокая при небольшой насыпной плотности (250...600 кг/м3). Получают керамзит быстрым обжигом во вращающихся печах легкоплавких глинистых пород с большим содержанием оксидов железа и органических примесей до их вспучивания.
Керамзит выпускают в виде гравия (гранулы 5...40 мм) и песка (зерна менее 5 мм). Марки керамзита от 250 до 600 кг/м3. Морозостойкость керамзита не менее F15.
Шлаковая пемза — пористый щебень, получаемый вспучиванием расплавленных металлургических шлаков пугем их быстрого охлаждения водой или паром. Этот вид пористого заполнителя экономически очень эффективен, так как сырьем служат промышленные отходы, а переработка их крайне проста. Марки шлаковой пемзы от 400 до 1000. Прочность ее соответственно от 0,4 до 2 МПа.
Аглопорит — пористый заполнитель в виде гравия, щебня, получаемый спеканием (агломерацией) сырьевой шихты из глинистых пород и топливных отходов. Марки аглопорита от 400 до 900.
Вспученные перлитовый песок и щебень — пористые зерна белого или светло-серого цвета, получаемые путем быстрого (1...2 мин) нагрева до температуры 1000..,1200° С вулканических горных пород, содержащих небольшое количество (3...5 %) гидратной воды (перлит и др.).
При обжиге исходная порода увеличивается в объеме в 5...15 раз, а пористость образующихся зерен достигает 85...90 %.
Щебень, выпускаемый двух фракций (5... 10 и 10...20 мм), имеет насыпную плотность от 200 до 500 кг/м3. Перлитовый песок — особо легкий вид мелкого заполнителя: его насыпная плотность от 75 до 200 кг/м3.
■;; j.■
■ г'
Лабораторная работа №8 Испытание песка как заполнителя для бетонов <;•.
-: ■. и растворов
Цель: ознакомиться с требованиями ГОСТов к пескам, используемым в качестве заполнителей растворов и бетонов, и провести испытания песка в соответствии с этими требованиями.
Материалы: песок сухой кварцевый — 5 кг.
Приборы и приспособления: стандартный набор сит, сосуд вместимостью 1 дм3, совок, весы торговые с набором гирь, мензурка вместимостью 100...500 см3.
Ход работы
•*.V
5 -jv Ф
I. Определение зернового состава песка
Высушенную пробу песка массой 1 кг пропускают через стандартный набор сит (5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315 и 0,16 мм). Остатки на каждом из сит а (частные остатки) взвешивают с погрешностью 5 г. Также взвешивают пыль, прошедшую через сито 0,16 мм и оставшуюся на поддоне. Результаты заносят в таблицу. Далее вычисляют значения частных остатков а в % и заносят во вторую строку табл. 10.3.
Таблица 103. Результаты просеивания песка
|
Затем рассчитывают полные остатки А на каждом сите как сумму частных остатков на данном сите и всех вышележащих, например:
Д),63 — а2,5 ■*" «1,25 + й0,63- -
Далее подсчитывают общее количество просеянного песка, равное сумме частных остатков на ситах и поддоне (проход через сито № 0,16) и потери при просеве.
Пригодность песка по зерновому составу для использования в бетонах определяют, строя кривую просеивания песка и кривые по ГОСТу (см. рис. 10.1). Если кривая испытуемого песка укладывается между стандартными кривыми, ограничивающими область песков, допустимых для использования, песок по зерновому составу считается пригодным.
Модуль крупности песка вычисляют по формуле
Мк = (.42,5 + А,25 +... + 4),1 б)/100., '
Крупность песка определяют по модулю крупности песка Мк и полному остатку на сите № 0,63, % (см. § 10.2, табл. 10.1).
Также необходимо сравнить количество мелких пылеватых примесей (проход через сито №0,16 мм) с требованиями стандартов.
II. Определение насыпной плотности песка различной влажности
Для работы берут пробу сухого песка массой 2 кг. Насыпную массу определяют с помощью цилиндрического сосуда вместимостью 1 дм3 (заранее надо определить массу пустого сосуда тс, г). Совком с высоты 10 см песок засыпают в мерный сосуд до тех пор, пока песок не образует конус над краями сосуда. Избыток песка срезают вровень с краями сосуда, и сосуд с песком взвешивают, определяя массу песка в сосуде т0 = тс + П — тс, где тс + п— масса сосуда с песком.
Затем всю пробу (2 кг) сухого песка собирают в тазик вместимостью
3...4 дм3 и увлажняют до 5 %. Для этого мензуркой отмеряют 100 см3 воды и выливают ее в песок, который тщательно перемешивают до достижения равномерной влажности во всем объеме. Увлажненный песок насыпают в мерный сосуд вместимостью 1 дм3 (так же, как и сухой песок — без уплотнения). Сосуд с песком взвешивают и вычисляют массу находящегося в нем песка по указанной формуле.
Эту операцию повторяют еще 3...4 раза, доводя влажность взятой пробы песка (2 кг) последовательно до 10,15 и 20 % (для мелкого песка возможно и до 25 %). Заканчивают испытание в тот момент, когда над поверхностью песка начнет выступать вода.
Полученные данные заносят в табл. 10.4, по ним вычисляют насыпную плотность песка и строят график изменения плотности песка (рнас) в зависимости от его влажности (lVm) (см. рис. 10.2). < •
Показатели | Влажность песка W, % по массе | |||||
| ||||||
Добавка воды, см3 Масса песка в сосуде, г Насыпная плотность песка, кг/м |
| •. \ (. | 1 V' ' | '■ j'-- | • v Г; i „■ • ■ | :1 Г-? £.7/ 1 |
Контрольные вопросы: |
I. Что вы знаете о заполнителях? 2. Расскажите о природном и искусственном песках. 3. Что такое модуль крупности песка? 4. Расскажите о крупных заполнителях — щебне и гравии. Чем щебень отличается от гравия? 5. Для каких целей применяют пористые заполнители и как устанавливают их марку?
* i ГЛАВА II. СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ
11.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Строительным раствором называют материал, получаемый в результате затвердевания рационально подобранной смеси вяжущего вещества (цемента, извести), мелкого заполнителя (песка) и воды, а в необходимых случаях и специальных добавок. До затвердевания этот материал называют растворной смесью.
Принципиальным отличием строительных растворов от мелкозернистых бетонов является то, что растворные смеси укладываются тонкими слоями обычно на пористое основание и одним из главных свойств растворов является хорошее сцепление с основанием.
По назначению строительные растворы бывают: кладочные — для кладки из кирпича, штучных камней и блоков; отделочные (штукатурные) — для оштукатуривания наружных и внутренних поверхностей конструкций; специальные — для омоноличивания сборных железобетонных конструкций, для устройства гидроизоляции и других специальных целей.
Растворы называют по свойствам входящего в них вяжущего (гидравлические, воздушные) и его виду (цементные, известковые, гипсовые и смешанные — цементно-известковые, цементно-глиняные, известково-гипсовые).
По плотности различают растворы обыкновенные тяжелые (плотность более 1500 кг/м3), получаемые на плотных заполнителях (природный песок и др.), к легкие (менее 1500 кг/м3), изготовляемые на 206
пористых заполнителях (керамзитовый песок, вспученный перлит и др.). Легкие растворы, кроме того, получают с помощью специальных пенообразующих добавок — поризованные растворы.
11.2. СВОЙСТВА РАСТВОРНЫХ СМЕСЕЙ И ЗАТВЕРДЕВШИХ РАСТВОРОВ
Растворная смесь должна обладать следующими свойствами: хорошей удобоукладываемостью и высокой водоудерживающей способностью, чтобы легко распределяться по пористому основанию и не давать ему отсасывать в себя воду. Вода необходима для твердения раствора.
Удобоукладываемость — способность растворной смеси легко распределяться по поверхности сплошным тонким слоем, хорошо сцепляясь с поверхностью основания. Удобоукладываемая растворная смесь даже при укладке на неровной поверхности заполняет все впадины и плотно примыкает к камням кладки. Удобоукладываемость оценивается подвижностью смеси.
Подвижность растворной смеси оценивают по глубине погружения в нее эталонного конуса.
(рис. 11.1) массой 300 г, высотой 150 мм и углом при вершине 30°. Конус сделан из жести, внутри него помещен груз (свинцовая дробь).
В построечных условиях используют конус с делениями, нанесенными на его поверхности, и с цепочкой (или шнуром), прикрепленной к центру основания. Растворную смесь, подвижность которой надо определить, помещают в металлическую емкость (например, ведерко) и в нее погружают конус. В лабораториях используют специальный прибор, основным элементом которого является тот же конус (рис. 11.1,6).
В зависимости от назначения применяют растворы различной подвижности:
Назначение раствора
Бутовая кладка обыкновенная..........................................................
Заполнение швов в панельных и блочных зданиях.......................
Кладка из пустотелого кирпича и керамических камней...
Кладка из обыкновенного керамического кирпича......................
Штукатурные растворы.........................................................
Один из способов повышения подвижности растворной смеси
— увеличение содержания в ней воды, но при этом, чтобы сохранить прочность раствора и водоудерживающую способность смеси, увеличивают расход вяжущего. Более рациональный способ повышения подвижности — введение в раствор пластифицирующих добавок.
Водоудерживающая способность — это способность растворной смеси, удерживать воду при нанесении на пористое основание или при транспортировании. Если растворную смесь с малой водоудерживающей способностью нанести, например, на кирпич, то она быстро обезводится в результате отсасывания воды в поры кирпича. В этом случае затвердевший раствор будет пористым и непрочным.
При транспортировании растворные сйеси с низкой водоудерживающей способностью могут расслоиться: песок осядет вниз,, а вода окажется сверху. Чем ниже водоудерживающая способность, тем вероятнее расслоение растворной смеси.
Водоудерживающая способность зависит от количества вяжущего вещества в растворе, так как тончайший порошок вяжущего образует с водой вязкое тесто, препятствуя отделению воды и заполнителя. Повысить водоудерживающую способность без увеличения расхода цемента можно введением в растворную смесь тонкодисперсных минеральных порошков, в том числе и более дешевых вяжущих (извести, глины) или загущающих (водоудержи-! вающих) водорастворимых полимерных добавок, таких, как метил-» целлюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, и т. п. (см. § 9.7).
Затвердевший раствор должен иметь требуемые прочность и морозостойкость.
Прочность строительных растворов характеризуется маркой, определяемой по пределу прочности при сжатии образцов-кубов размером 70,7 х 70,7 х 70,7 мм. Образцы, изготовленные из рабочей растворной смеси, твердеют на воздухе в течение 28 сут при температуре (20 + 5)° С. Чтобы приблизить условия твердения образцов к реальным условиям твердения кладочных растворов, используют формы без дна и устанавливают их на пористое основание (кирпич).
По прочности на сжатие, выраженной в кгс/см2, строительные растворы делят на марки: 4; 10; 25; 50; 75; 100; 150; 200. Растворы марок 4; 10; 25 изготовляют обычно на извести и местных вяжущих; растворы более высоких марок — на смешанном цементно-известковом, цементно-глиняном и цементном вяжущих.
Прочность строительных растворов, так же, как и бетонов, зависит от марки вяжущего и его количества. Однако водовяжущее отношение в данном случае не имеет существенного значения, так как пористое основание, на которое наносят раствор, отсасывает из него воду, и количество воды в разных растворах становится приблизительно одинаковым.
Марки наиболее часто применяемых кладочных и штукатурных растворов значительно ниже марок бетона. Это объясняется тем, что прочность кладочных растворов существенно не влияет на прочность кладки из камней правильной формы, а штукатурные растворы практически не несут никакой нагрузки. Более высокие требования предъявляются к прочности растворов для омоноличивания несущих сборных конструкций.
Морозостойкость растворов, так же, как и бетонов, определяется кислом циклов «замораживания-оттаивания» до потери 25 % первоначальной прочности (или 5 % массы). По морозостойкости растворы [подразделяют на марки: F10...F200.
11.3. ПЛАСТИФИКАТОРЫ ДЛЯ РАСТВОРОВ
I Марки растворов по прочности обычно значительно ниже марки [цемента. Поэтому, чтобы получить раствор заданной прочности, тре- руется небольшое количество цемента. Но, с другой стороны, растворная смесь должна быть пластична и обладать высокой водоудержи- рающей способностью. Этого, наоборот, можно достичь только при Большом содержании в растворе вяжущего. Чтобы разрешить это противоречие, применяют смесь вяжущих, одно из которых придает раствору прочность, а другое — пластичность, или вводят в раствор ррганические пластификаторы.
I В качестве смеси вяжущих для получения растворов чаще всего используют цемент и известь — цементно-известковые растворы. Известь в таких растворах благодаря своей высокой дисперсности играет роль пластификатора.
I В 30-х годах проф. Н А. Поповым были предложены цементно~гли- тяные растворы, в которых в качестве пластифицирующей добавки использовалась глина. Казалось бы, что по аналогии с бетоном присутствие глины должно снижать прочность, водо- и морозостойкость ваствора. Однако в цементно-глиняных растворах частицы глины вавномерно распределены по всему объему, а не находятся в виде комьев или пленок, обволакивающих песок. Это достигается путем
введения глины в растворную смесь в виде глиняной суспензии (жидкого теста). В таком случае глина, так же, как и известь, играет роль пластификатора.
В качестве неорганических пластификаторов применяют и другие минеральные порошки: золы ТЭС, молотые шлаки, известняки и т. п.
Неорганические пластификаторы позволяют получить высококачественные (удобоукладываемые, нерасслаивающиеся) растворные смеси и увеличить прочность растворов при небольшом расходе цемента. Оптимальное количество неорганических пластифицирующих добавок увеличивается с повышением доли песка (соотношения песок: цемент) в растворной смеси.
Так, для растворов состава 1: 5 (цемент: песок) оптимальное количество добавки составляет 100 %, для растворов 1: 7,5 — 150 %; а для растворов 1:9 — 200 % от массы цемента (рис. 11.2).
жютдочтмг
приготовления растворов выпускается специальный цемент, в состав которого входит 20...30 % цементного клинкера, остальное — тонкомолотые неорганические добавки.
Для растворов марки 100 и выше рациональнее применять органические поверхностно-активные пластифицирующие добавки — лигно- сульфонаты технические (JICT), сульфитно-дрожжевую бражку (СДБ) и др.), вводимые в очень малых количествах (0,25...0,5 % от массы цемента). Действие таких добавок основано на вовлечении мельчайших
пузырьков воздуха в растворную смесь (микропенообразова- ние) и дополнительном диспергировании частиц цемента, что как бы увеличивает количество вяжущего в растворной смеси. Воздушные пузырьки придают пластичность растворной смеси, уменьшают водопоглощение и, образуя замкнутые поры, увеличивают морозостойкость раствора.
В настоящее время для пластификации растворных сме-
сей начинают применять суперпластификаторы — высокомолекулярные поверхностно-активные вещества, вводимые в растворную смесь в количестве до 1 % от массы цемента. Преимущество суперпластификаторов — сильная диспергация цемента в растворе: мелкие комочки цемента, которые трудно разбить механическим перемешиванием, распадаются на мельчайшие частицы под действием пластификатора, в результате чего увеличиваются поверхность вяжущего, удобоукладываемость и водоудерживающая способность растворной смеси.
Органические пластифицирующие добавки эффективны лишь для растворов с относительно большим расходом цемента (марок 100 и выше). Передозировка органических пластификаторов может привести к замедлению твердения раствора и снижению его прочности.
Органические пластификаторы, так же, как и неорганические, позволяют существенно сократить расход цемента. В некоторых случаях применяют совместно органические и неорганические пластификаторы.
11.4. ПОДБОР СОСТАВА, ПРИГОТОВЛЕНИЕ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ РАСТВОРОВ
Подбор состава растворов выполняют, исходя из требуемых марок, подвижности, назначения раствора и условий производства работ.
Состав раствора выражается количеством исходных материалов для получения 1 м3 растворной смеси или соотношением сухих компонентов (по массе или объему), при этом расход основного вяжущего принимают за 1. Например, состав растворной смеси, в которой на 1 ч. цемента приходится 0,7 ч. извести И б ч. песка, записывается
объемах загружают в смеситель и перемешивают в течение 3...5 мин. Получившееся глиняное молоко сливают из смесителя через сетку, а в смеситель добавляют новую порцию воды и глины. Через 10...20 замесов смесителв очищают от нераспавшихся комьев и камней.
Таблица 11.1. Ориентировочные составы растворов (в частях но объему)
|
С добавками пластифицирующих поверхностно-активных веществ,/; ’ (0,25...0,5 % от массы цемента) (цемент: известковое тесто: песок)
|
Поверхностно-активные и пластифицирующие добавка вводят в растворы, предварительно смешав их с водой, применяемой для затворе-
ния.
Приготовление растворов. Растворы приготовляют в виде готовых к применению смесей или в виде сухих смесей, затворяемых водой перед использованием.
Процесс приготовления растворной смеси состоит из дозирования исходных материалов, загрузки их в барабан растворосмесителя и перемешивания до получения однородной массы в растворосмесителях периодического действия с принудительным перемешиванием.
По конструкции различают растворосмесители с горизонтальным (рис. 11.3, а) или вертикальным (рис. 11.3, б) лопастными валами, последние называют турбулентными смесителями.
Растворосмесители с горизонтальным лопастным валом выпускают вместимостью по готовому замесу 30; 65; 80; 250 и 900 л. Все эти смесители, за исключением последнего,— передвижные. Вместимость по готовому замесу турбулентных смесителей, рабочим органом которых служат быстро вращающиеся роторы 65, 500 и 800 л.
Чтобы раствор обладал требуемыми свойствами, необходимо добиться однородности его состава. Для этого ограничивают минимальное время перемешивания. Средняя продолжительность цикла перемешивания для тяжелых растворов должна быть не менее 3 мин. Легкие растворы перемешивают дольше. Как уже говорилось, для 212
лопастной СО-46А; турбулентный СБ-43Б; / — рама; 2— барабан; 3 пасть; 5 — привод; 6 — разгрузочное устройство; 7 — бак
облегчения перемешивания известь и глину вводят в раствор в виде известкового или глиняного молока.
Для приготовления цементных растворов с неорганическими пластификаторами в растворосмеситель запивают известковое (глиняное) молоко такой консистенции, чтобы не нужно было дополнительно заливать воду, а затем засыпают заполнитель и цемент. Органические пластификаторы сначала перемешивают в растворосмесителе с водой в течение 30...45 с, а затем загружают остальные компоненты.
Растворы, как правило, приготовляют на централизованных бетонорастворных заводах или растворных узлах, что обеспечивает получение продукции высокого качества.
Зимой для получения растворов с положительной температурой составляющие раствора — песок и воду — подогревают до температуры не более 60° С. Вяжущее подогревать нельзя.
Транспортирование. Растворные смеси с заводов перевозят автосамосвалами или специальными машинами, в которых смесь постоянно подмешивается, что предохраняет ее от расслоения. Если используют автосамосвалы, во избежание расслоения смеси нормируется дальность ее перевозок (например, дальность перевозок цементно-известковых растворов по асфальтовой дороге — не более 10 км, по булыжной ~~
5...6 км).
На крупных стройках растворную смесь подают к месту использования по трубам с помощью растворонасосов.
Сроки хранения растворных смесей зависят от вида вяжущего и ограничиваются сроками его схватывания. Известковые растворы сохраняют свои свойства долго (пока из них не испарится вода).
В высохший известковый раствор можно добавить воду и вторично перемешать его. Цементные растворы необходимо использовать в течение 2...4 ч; разбавление водой и повторное перемешивание схватившихся цементных растворов не допускаются, так как это приводит к резкому падению марки раствора.
11.5. РАСТВОРЫ ДЛЯ КАМЕННОЙ КЛАДКИ - И МОНТАЖА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
В зависимости от вида конструкции (стена, фундамент и др.) и условий, в которых эта конструкция будет работать на основании требований СНиПа, устанавливаются основные требования к растворам (марка, водостойкость, морозостойкость) для возведения или монтажа этой конструкции.
В табл. 11.1 и 11.2 приведены минимальные допустимые марки кладочных растворов, применяемых при кладке наружных стен и подземных частей зданий при положительной температуре окружающего воздуха.
При монтаже стен горизонтальные швы между панелями из тяжелого бетона заполняют раствором марки не ниже 100, из легкого бетона
— не ниже 50. При монтаже стен из крупных блоков марки раствора для заполнения горизонтальных швов указываются в проекте (обычно
10...50). Для расшивки вертикальных швов панельных и крупноблочных стен марка раствора должна быть не ниже 50.
Таблица 11.2. Минимальные марки растворов для кладки наружных стен зданий
|
Для монтажа несущих железобетонных конструкций марка цементного раствора должна быть не ниже класса бетона этой конструкции.
При работах в зимних условиях марки растворов должны быть на одну ступень выше, чем растворов, используемых для этих же целей летом. Растворы для зимних работ могут выпускаться подогретыми. Температура раствора в момент его применения должна быть не менее
10° С при температуре наружного воздуха до — 10° С и не менее 20° С при температуре воздуха — 20° С.
Таблица 11.3. Минимальные марки растворов для кладки подземных и цокольных частей зданий
|
Дата добавления: 2015-10-21; просмотров: 19 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
