Лекция Бейорганикалық байланыстырғыш заттар негізінде алынатын құрылыс материалдары
Бетон қоспасы, құрамы мен касиеттері
жүктеу/скачать 399,51 Kb.
|
| 2. Бетон қоспасы, құрамы мен касиеттері
Бетон қоспасы деп бетон компоненттерінің беку жәнө қату процестері басталғанға дейінгі үнемді жасалған және біркелкі араластырылған қоспасын айтады. Бетон қоспасының құрамын қоспаның өзіне және бетонға қойылатын технологиялық талаптарға (беріктігі, аязға төзімділігі, т.б.) сүйене отырып анықтайды. Бетон қоспасының құрамын материалдардың Iм3 тығыздалған қоспасына шығыны түрінде бейнелейді (кг-мен). Цемент (Ц) ______________________________ 300 Су (С) __________________________________ 180 Майда толтырғыш-құм (К)_________________ 600 Ірі толтырғыш (І)_________________________ 1200 Тығыздалған бетон коспасының орташа тығыздығы 2280 кг/м3 Бетон қоспасының, құрамын міндетті түрде су-цемент қатынасын көр-сетіп, цемент мөлшері мен майда және ірі толтырғыш арасындағы салмақ бойынша (төмен дәлдікпек - аумағы бойынша) арақатынасы түрінде бейне-леуге болады. Цемент мөлшері бірлік ретінде қабылданатындықтан жоға-рыда келтірілген мысалда құрамдас бөліктер арасындағы салмақ бойынша арақатынас С/Ц=0,6 болғанда 1:2:4 болады (белгілі С/Ц-да жалпы түрде І:К/Ц:І/Ц). Өзінің құрылымы жөнінен бетон қоспасы біртұтас физикалық денені білдіреді, ондағы тұтқырдың бөлшектері, толтырғыштың су мен түйірлері өзара әсер ішкі күштерімен байланысқан. Бетон қоспасындағы жүйе құрғыш элемент цемент қамыры болып табылады. Цемент гидратталуының даму дәрежесіне орай қатты фаза бөлшектерінің дисперстілігі артады және цемент қамырының желімдеу, байланыстыру қабілеті ұлғаяды. Бетон қоспасының құрамы мен құрылымының байланысы келесі тәуелділіктерді түсінуге көмектеседі. Тығыздалған бетон қоспасының аумағы (оны І-ге тең деп алады) цемент қамырын толтырғыш дәндерінің аумағы ( ) мен ауалық бос кеңістіктің ( ) қосындысынан шығарылады, оны бетон аумағының үлесімен бейнелейміз: Тығыз құрылымды бетонда түйір аралық бос кеңістік нөлге жақын ( тен аз), сондықтанда ол толтырғыш дәндерінің аумағы мен цемент қамырының қосындысынан шығады деп қабылдауға болады, ендеше: Бастапқы кезеңде цемент қамыры цемент пен су түйірлерінен тұра-тындықтан, тығыз орналастырылған бетон қоспасының аумағын бейнелейтін теңдік мынандай түрге ие болады: мұнда: цемент тығыздығы, т/м3; тығыздалған бетон қоспасына қажетті цемент пен судың тиісінше көлемі, т; цементтің абсолютті аумағы, м3; - судың тығыздығы, т/м3. Бұл теңдікті абсолютті аумақтар теңдігі деп атайды, өйткені оған құрамдастардың абсолютті аумақтары енеді. Бетон құрамын есептеу кезінде ол ұсақ ірі толтырғыштардың қасында абсолютті аумағын анықтауға қызмет етеді ( қабылданған). немесе Портландцементтің тығыздығы шағын аумақта өзгеретіндіктен толтырғыштардың абсолютті көлемі негізінен цемент шығыны мен су-цемент қатынасына тәуелді екендігі көрініп тұр. Номограмма кординат басында кездесетін қисықтар семьясы түрінде болады. Жоғарғы иілген қисық толтырғыш цемент қамырына сай келеді, ал оның теңдігі болғандағы абсолютті аумақтардың, теңдігін аламыз. ; Әрбір гиперболалық қисық бетондағы толтырғыштың белгілі бір ау-мағына сай келеді және теңдікке жауап береді: ; Кординаттарда (С/Ц,С), әрбір еңісті тік, цементтің белгілі бір шығынына сай келеді (т/м3), өйткені тіктің еңіс бұрышының тангенсі сан жағынан цемент шығынына тең: С/(С/Ц)=Ц. Қисық пен еңісті тіктің кез-келген қиылысу нүктесі белгілі бір құрам мен құрылымдарға-бетон қоспасына сай келеді. Мәселен, номограммада алынған А нүктесі С/Ц=0,6, су және цемент шығыны тиісінше 0,13 және 0,3 т/м3 бетонды айқындайды; макроқұрылым толтырғыштардың Vц.қ=0,28м3 абсолютті аумағымен сипатталады. Номограммада құрылыста барынша кең қолданылатын бетон қоспалары-ның аймағы пунктирмен ерекшеленген. Толтырғыш дәндерінің арасындағы цемент қамырының қабаты мен бетон қоспасы құрылымының түрі, цемент қамырының аумағына байланысты болады. Толтырғыш түйірлерінің өзара орналасуы цемент қамырының аумағына байланысты «Контактты» және «жүзгіш» болуы мүмкін, ол бетон қоспасы мен бетонның қажетті қасиеттеріне негізделген. Бетон қоспасы басты екі талапқа жауап беруі тиіс: а) тығыздалудың қолданылған әдісіне сай келетін ыңғайлы орналасқыштыққа ие болу; ә)Бетонды орналастыру кезінде қол жеткен біртектілікті тасымалдау және орналастыру кезінде сақтау. Бетон қоспасының физикалық қасиеттерін бірінші жақындауда қатты дене мен шынайы сұйықтың қасиеттерін біріктіретін Бингама-Шведовтың реологиялық моделінің көмегімен сипаттауға болады. Масса I мен стол арасындағы үйкеліс күші құрылымдық беріктікті ( - қозғалудың шектік қуаты, Па), ал қозғалуға тұтқырлық кедергіні, сұйықты цилиндр ішінде қозғалған поршень 2 сипаттайды (динамикалық тұтқырлық, МПас). Үдемелі қуат ( ) қозғалудың шектік қуатынан асқанда бетон қоспасы тұтқыр сұйықтай ағады және ағынға жалпы қарсылық реологиялық теңдікпен анықталады: , мұнда, - жылдамдық градиенті. Бетон қоспасының механикалық әсер ету кезінде (мәселен, шайқағанда) сұйықталып, тыныш күйде қайта қоюлану қасиетін тиксотропия деп атайды. Шайқау бетон қоспасының ішкі байланысуын төмендетеді, ол құрылымдық беріктігін жоғалтып, сұйык күйінде қалыпты толтырады. Тиксотроптық сұйылту процесінен соң бетон қоспасын қайта қалпына келтіруге болады. Бетон қоспасының физикалық қасиеттерін оның ыңғаилы орналасушылығы, яғни қалыпты тығыздаудың таңдалған әдісімен толтыру, тығыздалған соң тығыз әрі біртекті масса түзу қабілетін айқындайды. Бетон қоспасының ынғайлы орналасуын бағалау үшін үш көрсеткішті пайда-ланады: сыналмақшы бетон - қоспасынан қалыпталған және оның құрылымдық беріктігінің сипаттамасы балып табылатын, қиық конусының отыру дә-режесімен (см) анықталатын жылжығыштығы; 2) бетон қоспасының динамикалық тұтқырлығын сипаттайтын арнайы прибордың көмегімен анықталатын (шайқап тығыздау секундымен) қатқылдығы; 3) тұндырылғаннан кейінгі бетон қоспасының су бөлінуімен бағаланатын байланыстылығы. Бетон қоспасының жылжығыштығы прибор-конустың көмегімен өлшейді. №1 конусты толтырғышының түйірлерінің барынша ірілігі 40 мм дейінгі бетон қоспалары үшін, №2 конуста толтырғыштарының барынша ірілігі - 70 және 100 мм бетон қоспалары үшін қолданылады Бетон қоспасының жылжығыштығын анықтауға арналған конустардың ішкі өлшемдері келесідей, мм: табандарының диаметрлері: №1 конус №2 конус жоғарысынікі________________ 100 150 төменгісінікі ________________ 200 300 биіктігі _____________________ 300 450 Жылжығыштықты бетон қоспасының бір пробасымен сыналған екі анықтаудың орташасы ретінде есептеп шығарады. Егер конустың отыруы нөлге тең болса, онда бетон қоспасының ыңғайлы орналасушылығы қатқылдығымен сипатталады. Бетон қоспасының қатқылдығын (Қ) қатқылдықты анықтауға қажетті приборда, бетон қоспасының алдын ала қалыпталған конусын теңестіруге және тығыздауға қажетті шайқау уақытымен (секунд) сипаттайды. Прибордың цилиндрлік шығыршығын (оның ішкі диаметрі 240 мм, биіктігі 200мм) лабораториялық шайқау алаңына орнатып, қатты бекітеді. Шығыршыққа стандартты конусты кигізіп, бекітеді де белгіленген тәртіп бойынша бетон қоспасын толтырады, мұнан кейін алады. Прибордың дискін штатив көмегімен бетон қоспасының қалыпталған конусының бетіне түсіреді. Мұнан кейін шайқау алаңы мен секундомерді бір мезгілде іске қосып, цилиндрдегі бетон қоспасының тегістелуі мен тығыздалуын бақылайды. Шайқауды дискінің екі саңылауынан цемент қамыры шыға бастағанша жүргізеді (дискінің диаметрі 230 мм, диаметрі 10 мм саңылаулар диаметрі 180 мм ішкі шеңберде біркелкі орналасқан). Сол кезде секундомер мен шайқағышты бір мезгілде тоқтатады. Шайқап тығыздаудың секундтық уақыты қатқылдықты сипаттайды, оны бір бетон қоспасынан сыналған екі анықтаудың орташасы ретінде есептеп шығарады. У.І-кесте
Сынауға қатты, жылжымалы және құйма бетон қоспаларын пайдаланады (У.1-кесте). Бетон қоспасының қатқылдық және жылжығыштық көрсеткіштерін конс-трукциялардың ірілігін, арматуралаудың жиілігін және тығыздауда қол-данылган әдісін ескере отырып тағайындайды. Қатқыл қоспаларды тығыздау үшіи ұзақ шайқау, салмақ сала шайқау, шайқап қысу, шайқап нығыздау, яғни интенсивті механикалық әсер ету керек. Жылжығыш бетон қоспаларын әдетте шайқаумен тығыздайды. Құйма бетон қоспасы қалыпты өз салмағымен толтырады. Бетон қоспасының байланыстылығы бетонның құрылымы мен қасиеттерінің біртектілігін қамтамасыз етеді. Бетон қоспасының тасымалдау, қалыпқа құю және тығыздау кезіндегі біртектілігін сақтау қажет. Жылжымалы бетон қоспаларын тығыздағанда оны құрайтын түйірлер жақындаса түседі, сөйтіп судың бір бөлігі жоғарыға шығады. Су бетонның су өткізгіштігін арттырып, аязға төзімділігін төмендететін капиллярлық жолдар түзе отырып, толтырғыш түйіршіктері мен арматура өзектерін шайып өтеді. Артық су ірі толтырғыштың түиіршіктері астына жиналып, бетонның құрылымы мен қасиеттерін нашарлататын қуыстар түзеді. У.4-суретте бетон қоспасының қыртыстану процесі схемалық көрсетілген. Қатпарланудың алдын алу үшін қоспаның цемент, ұсақ және ірі толтырғыштар белгілі гранулометрлік құрамы қажет. Пластикалықты арттыратын үстемелерді қолданғанда араластыратын су мөлшерін азайту, бетон қоспапасының суды ұстап қалу қабілетін арттыру, жылжымалы бетон қоспасының қатпарлануымен күресудін басты шаралары болып табылады. Берілген материалдардан жасалған бетон қоспасының ыңғайлы орналасушылығы цемент қамырының мөлшері мен тұтқырлығына байланысты болады. Жылжымалы бетон қоспасында толтырғыш түйіршіктерінің аралығындағы кеңістіктерді толтыруға және түйіршіктерді «майлык» қабат түзуге қажетті цемент қамырының ең аз аумағы 1м3 бетонға 240-270 литрді құрайды; ол тұтқырдың (ол цемент пен ұсақ ұнтақталған үстемеден тұруы мүмкің 200-220 кг/м3 аралығындағы ең аз шығынына сай келеді. Цементтің тиісті көлемі жағдайында цемент қамырының тұтқырлығы немесе бетон қоспасының жылжығыштығы араластыратын судың мөлшерімен анықталады. Бетон құрамын анықтағанда берілген материалдан қажетті жылжымалықтағы бетон қоспасын алуға қажетті араластыратын суынын мөлшері (I м3 бетонға/, егер тұтқыр шығыны 200-400 кг/м3 аралығында болса, азды-көпті тұрақты көрсеткіш болып табылатындығын ескереді, сондықтан араластыратын судың мөлшерін ыңғайлы орналасудың қажеттті көрсеткіштеріне сүйене отырып, толтырғыштың түрі мен ірілігін және ондағы ұсақ бөлшектердің (тозаң саз, балдыр) мөлшерін ескере отырып табады. Бетон қоспасын пластикаландыру химиялық заттардың (ІХ-тарауда баяндалған) көмегімен жүзеге асырылады: гидрофилдеуші – СДБ, гидрофобтауші – мылонафт, т.б. микрокөбіктүзгіш – сабындалған ағаш қайнамасы, ГКЖ-94 және кешенді үстемелер. Бетон қоспасының жылжымалығын елеулі арттыратын және химиялық үстемелер – суперпластификаторлар жасап шығарылды. Суперпластификаторлар дегеніміз көбінесе синтетикалық полимерлер-меломинді шайырдың туындылары, нафталинсульфоқышқылдар, т.б. Бетон қоспасын цемент салмағынан 0,15-1,2%-ті көлемінде енгізілген суперпластификаторлар бетон қоспасын кәдімгі пластификаторларға қарағанда көп мөлшерде сұйылтады. Үстеме дозасы, %_____________________ 0 0,2 0,5 0,8 Бетон қоспасының жылжымалығы (КЩ), см 1 4 12 16 Пластикаландыру эффекті үстемені енгізгеннен кейінгі 1-1,5 сағат бойына сақталады, ал 2-3 сағаттан соң ол аз қалады. Сілтілі ортада бұл үстемелер бетонға және оның беріктігін нашарлатпайтын басқа затқа айналады. Суперпластификаторлар темірбетон бұйымдарын жасаудың құйма әдісін қолдануға, конструкцияларды бетон насосын пайдаланып қалыптауға, бетон қоспасын құбыр арқылы тасымалдауға мүмкіндік береді. Бұл үстемелер қоспаның жылжымалығын сақтай отырып, С/Ц-ның елеулі төмендеуге, сөйтіп 600-1000 маркалы жоғары беріктектегі бетондар жасауға мүмкіндік береді. Егер беріктікті арттыру қажет болмаса, үстемелерді бетон қоспасының ыңғайлы орналасуы мен бетон беріктігін сақтай отырып цемент шығынын азайтуға (су мөлшерінің азаюына пропорционалды) пайдаланады. жүктеу/скачать 399,51 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||