1 Технико-экономическое обоснование района строительства (стр. 3 из 8)

При одинаковом В/Ц в цементном камне с минеральным наполнителем по сравнению с чисто клинкерным цементным камнем содержится меньше новообразований и выше пористость структуры. В результате, чем больше содержание минерального компонента, тем выше пористость структуры и ниже ее прочность и долговечность. Если минеральный компонент вступает в химические реакции с новообразованиями цемента в ходе его гидратации и при этом несколько увеличивает свой объем, то при небольшом объеме минерального наполнителя возможности вступления в реакцию с ним новообразований цементного камня ограничены, и изменение прочности цементного камня будет незначительным или даже не будет иметь места.

Снижение В/Ц, в первую очередь за счет применения суперпластификаторов, обеспечивает более эффективное использование активных минеральных наполнителей в бетоне.

При применении супертонких минеральных компонентов, например, микрокремнезема, структурообразование отличается от того, что имеет место при использовании минеральных наполнителей-разбавителей. В зтом случае супертонкие частицы минерального компонента заполняют поры между частицами цемента, уменьшая пористость и повышая плотность цементного камня, однако при этом микрокремнезем увеличивает водопотребность цементного теста. Меняя В/Ц за счет введения суперпластификатора и содержания микрокремнезема, можно активно управлять структурообразованием цементного камня и получать оптимальную структуру и свойства в соответствии с конкретными условиями эксплуатации.

Структура цементного камня определяет его пористость.

Расчетная при полной гидратации цемента пористость уменьшается при понижении В/Ц. При В/Ц = 0,38 относительная пористость приблизительно равна пористости цементного геля 0,28. При меньших В/Ц она уменьшается за счет включения частиц негидратированного цемента. При В/Ц > 0,38 к пористости геля добавляется контракционная пористость, а при В/Ц > 0,5 еще и капиллярная пористость.

На пористость влияет также степень уплотнения цементного теста. При низких значениях В/Ц увеличивается флокуляция цементных частиц и объем вовлеченного воздуха. В результате возрастает общая пористость цементного камня и понижается его прочность. Значительное понижение пористости цементного камня достигается при применении суперпластификаторов, обеспечивающих хорошее уплотнение бетонных смесей с низким В/Ц препятствующих флокуляции цементных частиц и уменьшающих объем вовлеченного воздуха, органо-минеральных добавок и внешнего давления. Используя для уплотнения цементного теста значительные давления. Абраме получил при В/Ц = 0,38 прочность цементного камня 280 МПа. При обычном уплотнении прочность бывает значительно ниже.

При низких В/Ц возрастает также роль условий выдерживания. При твердении в воде увеличивается степень гидратации цемента, уменьшается пористость цементного камня, что обеспечивает повышение его прочности.

В обычных бетонах цемент редко гидратируется полностью. При обычных сроках твердения успевает прогидратироваться только часть цемента, поэтому даже при В/Ц = 0,5 и выше в цементе сохраняются не прогидратировавшие зерна и значительное количество капиллярных пор.

Рис. 6. Изменение пористости бетона в процессе твердения:

1 – общая пористость;

2 – контракционная пористость;

3 – пористость геля;

4 – капиллярная пористость.

В бетоне цементный камень в результате введения заполнителя занимает только часть объема, поэтому, хотя общий характер зависимостей сохраняется, относительные их величины меньше. Если первоначальная капиллярная пористость для цементного камня при В/Ц = 0,5 достигает 61%, то в бетоне при расходе воды 170 л и цемента 340 кг она уменьшается до 17%. Изменение пористости бетона во времени показано на рис. 6.

При изменении расхода цемента и воды пористость также изменяется; ориентировочно можно считать, что для понижения капиллярной пористости на 1 % необходимо уменьшить расход воды на 10 л/м³ или на 20 – 35 кг/м³ увеличить расход цемента. Понижение капиллярной пористости ведет к повышению прочности и стойкости бетона, поэтому на производстве стремятся готовить бетонную смесь с минимальным расходом воды, допустимым по условиям формования конструкции или изделия.

Оптимальное уменьшение пористости бетона можно достигнуть, если при определении его состава использовать наиболее плотную упаковку твердой фазы. Учитывая значительную разницу в размерах частиц, рационально разделить их на группы соответствия, добиваясь в каждой наиболее плотной упаковки и наименьшей пустотности. В каждой группе частицы одной фазы отличаются по размерам от частиц другой фазы на порядок и больше. Можно выделить три группы: “щебень-песок”, «заполнитель-цемент», «смесь цемента с заполнителем - супертонкий минеральный компонент», например, микрокремнезем. Располагаясь в пустотах щебня, песок уменьшает пустотность системы «щебень-песок», цемент уменьшает пустотность системы “цемент-заполнитель”, а микрокремнезем заполняет наиболее мелкие пустоты, обеспечивая минимальную пустотность твердой фазы бетона. Если пустотность песка и щебня составляет 40 – 45%, то пустотность их смеси 20 – 25%, пустотность «цемент-заполнитель» 12 – 14%, а при введении микрокремнезема она снижается до 7 – 10%. Это усредненные показатели, в действительности от свойств составляющих бетона и его состава, который должен удовлетворять ряду технологических и конструктивных требований, пустотность может изменяться в несколько других соотношениях, но основная тенденция уменьшения пустотности за счет заполнения пустот в более крупной твердой фазе частицами более мелкой фазы сохраняется.

Определенное влияние на эту зависимость будет оказывать и склонность мельчайших частиц к агрегированию, так как в агрегатах наблюдается более рыхлая упаковка, что препятствует получению минимальной пустотности твердой фазы. В технологии используют специальные приемы, уменьшающие агрегацию частиц цемента и микронаполнителя: введение специальных добавок, механическая активация смеси и другие.

Частицы цемента, особенно наиболее тонкие, и микронаполнителя имеют малый вес и большую удельную поверхность. Влияние сил гравитации, обеспечивающих получение плотных упаковок твердой фазы, в них очень мало и возрастают силы поверхностного взаимодействия, затрудняющие упаковку частиц. В этом случае большое значение приобретают внешние силы, например, влияние пригруза щебнем, весом вышележащих слоев бетона или специальные способы формования бетонных изделий, обеспечивающие уплотнение смеси под давлением, использование специальных добавок, способствующих более плотной укладке твердой фазы. Применение специальных технологических приемов в определенных случаях будет соответствовать получению более плотной первоначальной структуры твердой фазы бетона.

Для практических целей часто требуется знать сроки схватывания бетонной смеси. Их определяют по изменению предельного напряжения сдвига (например, испытанием на выдергивание из бетонной смеси стержня с выступами), по скорости прохождения ультразвука или по кривым тепловыделения. Кривые нарастания структурной прочности, скорости ультразвука или тепловыделения имеют оба характерных участка. Первый участок, по времени совпадающий со скрытым периодом гидратации характеризуется незначительным повышением структурной прочности. Бетонная смесь сохраняет свойства структурированной жидкости. Затем наступает второй период гидратации, бетонная смесь схватывается, что вызывает резкое увеличение структурной прочности, скорости ультразвука и тепловыделения.

Время от начала затворения до момента резкого возрастания прочности Вырезано.

Для приобретения полной версии работы перейдите по ссылке.

Армирование.

Укладка арматурного каркаса в форму производится вручную, согласно рабочим чертежам. Закладные детали устанавливаются в форму строго в проектное положение, и зафиксировать при помощи фиксирующих струбцин через борт формы.

Загрузка и укладка бетонной смеси.

Бетоноукладчик (1620–00 00.00.00 ПС с числом бункеров 1, со скоростью передвижения 0,1 м/сек, мощностью двигателя перемещения 1,5 кВт, размером 7,2×4×6,0) поставится под загрузочную точку, даётся сигнал на подачу бетонной смеси. Далее производится укладку бетонной смеси в форму. Время от момента окончания перемешивания бетонной смеси до укладки ее в форму не должно превышать 45 мин.

Виброуплотнение бетонной смеси.

Виброуплотнение бетонной смеси осуществляется на унифицированной виброплощадке К 1594.00.00.00 ИЭ, грузоподъемностью 15 т, с амплитудой 1 – 4мм, частатой колебаний, об/мин 850 – 950, габаритные размеры 6,0×3,685 м, мощностью 45кВт.

Термообработка.

Термообработка изделий осуществляется в ямных камерах с улучшенной при ее реконструкции теплоизоляцией.

Стендовый способ производства.

По капитальным затратам преимущество остается за стендовым способом при формовании изделий на горизонтальных стендах. Простота оборудования, незначительная ее энергоемкость, возможность легко перейти на выпуск изделий самых разнообразных типоразмеров, минимум транспортных операций – основные достоинства этого способа формования. Рациональность применения стендового способа возрастает с увеличением массы и размера изделий, перемещение которых по отдельным технологическим постам влечет большие затраты или практически трудно осуществимо.