«Өндірістік және азаматтық құрылыс технолгиясы» кафедрасы
жүктеу/скачать 1,43 Mb.
|
860207301110 kaz 6M073000 Жолдыкараев Берик Жандарович 2018
| Бетонның құрамын зерттеу
Заманауи құрылысты сапалы бетонсыз жүзеге асыру мүмкін емес. Қазіргі кезде дүниежүзі бойынша бетонды жылына екі млрд.м3 қолданады. Бұл көрсеткіш бетонның өндірісінде оның заманауи түрлерін қолданып қана қоймай, құрылыста қолданылатын құрылыс материалдарының номенклатурасының тізімін кеңейтуге зор үлес қосты. Соңғы жылдары құрылыс алағында заманауи бетон өндіру кезінде жоғарғы тиімділікті суперпластификаторларды және гиперпластификаторларды кеңінен қолдануда. Осының нәтижесінде су/цемент қатынасы қырық пайызға төмендетіп, беріктігі жоғары бетон алуға мүмкіндік труды. Ежелден келе жатқан бетон – жасанды тас материалы; байланыстырғыш заттардан (цемент, гипс, алебастер, әктас, т.б.), су және толтырғыш материалдардан (құм, малтатас, қиыршықтас, т.б.) кейде арнайы үстеме заттардың қоспасының қатаюы нәтижесінде алынады; маңызды құрылыс материалдары болып табылады. Дайын қоспа қалыпқа құйылғанға дейін «бетон қоспасы» деп аталады. Бәрімізге белгілі тығыздығына байланысты (көлемі бойынша) байланысты аса ауыр (2500 кг/м3-ден жоғары), ауыр (1800-2500 кг/м3), жеңіл (1800-500 кг/м3), өте жеңіл (500 кг/м3-ден төмен) болып бөлінеді. Цемент негізіндегі қоспаны 2 реологиялық параметрлер арқылы сипаттауымызға болады. [4] Аққыштық шегі немесе ішкі кернеу.Су мөлшері төмен болған жағдайда бетон қоспа өзін қатты субстанция ретінде ұстайды, ал жоғары болса – ағады және өзін сұйықтық сияқты ұстайды. [7] Айтылған белгілер бетон қоспасының жылжымалығын және де сәйкесінше сапаның жоғарылау мүмкіндігін арттыру үшін өте маңызды. Пластикаланған тұтқырлығы деп – бетонды құю кезінде аққыштығын ғана сипаттаймайды, сонымен қатар құйылып болғаннан кейін қабаттануға беріктілікке, бос кеңістіктің болдырмауына және нығыз арматураланған бөлшектерде толтырғыштардың жылжу икемділігіне әсерін тигізеді. Жылжымалық қасиеті бетон қоспаның сапасын және ағу шегін сипаттайтын маңызды параметр болып табылады. Құрылыста тауарлы бетонды өндіру, оны жеткізу саласында жиі өзгерістерге ұшырайтын ортада жұмыс жасайды. Оның негізгі себептері бар, олар: пайданы көтеру мақсатында құрылыс кәсіпкерлері тиімді бағамен құрылыс матриалдары мен логистік компанияларды іздейді. Бірақ, қазір бетон зауыттары экономикалық жағынан тиімді материалдарды жеткізуді іздейді. [11] Сол материалдардың ішінде портландцемент, ең көп мөлшерде шығындалатын, ең қымбат, ең күрделі композициялық материал болып табылады. Шикізаттың химиялық құрамының және клинкерді зауытта өңдеу ерекшелігін ескеретін болсақ та, кез келген маркалы цементтің сәйкесінше әртүрлі физикалық сипаттамаларға ие болады. Химиялық құрамын қарастыратын болсақ, цемент төрт негізгі оксидтерден тұрады (CaO, SiO2 ,Al2O3 және Fe2O3), олар өз кезегінде төрт фазаға жіктеледі: үш кальцийлі силикат (алит немесе С3S), екі кальцийлі силикат (белит немесе C2S), үш кальцийлі алюминат (C3A), төрт кальцийлі алюмоферрит (С4АF). Әрбір фаза бетонның қатаю уақытын және беріктілігінде маңызды әсер етеді. Мысалға, үш кальцийлі силикат бетонның беріктігінің ерте жоғарылауына әсер етеді (28 күнге дейін), екі кальцийлі силикат – уақыт өте келе беріктігін алу (28 күннен кейін), үш кальцийлі алюминат және төрт кальцийлі алюмоферрит беріктікке жоғарғыдай әсер етпейді, дегенмен де қату уақыты мен бетон қоспасының жылжымалығының сақтап қалу немесе қалмауына әсерін тигізеді. Цементтің жасанды байланысын болдырмау үшін бетонды өндіру барысында кейбір сульфаттар (гипс) қосылады. [9] Цементтің сумен қатынасқа түсу кезінде гидратация жүру барысында гель тәріздес жаңа байланыс саны артады, қатты фазаның дисперсиясы артады, цемент қамырының байланысу қасиеті және оның бетон қоспасында байланыстырғыш ролі біршама жоғарылайды. 1-сурет. Цементтің сумен және қосылғышпен әрекеттескендегі гидратациясы. Цемент қамыры, бастапқы беріктілікпен сипатталады және құрылымдық жүйеге жатады. Жұқа су қабыршақтарымен жамылған, бөлшектер арасындағы молекулалық байланвсу күші әрекетінен цемент қамыры белгілі бір формаға келеді. Цемент қамырындағы сұйықтық фазасы қабықшасы оған пластикалық қасиет береді. Портландемент қамырының құрылымдық тұтқырлығы су суспензиясындағы қатты фазаның концентрациясына тәуелді. Сыртқы қатты күштер әсер еткен кезде құрылымдық жүйе сұйық денелермен әсерлесуімен салыстырғанда лезде өзгереді. [11] Цементтің гидратациясы жүрген уақытта гель тәріздес бөлшектер саны артады, қатты фазаның дисперсиясы артады, цемент қамырының жабысу қасиеті және оның бетон қоспасында толтырғыштармен байланысу қасиеті жоғарылайды. Белгілі бір беріктікке жеткен бетонның құрылымдық дизайні маңызды мәні бар фундаменталды фактор болып табылады. Бұл түсінік тауарлы бетонның басқа сипаттамалары және бетон сапасының көрсеткіші ретінде қолданылады. Кез келген құрылыс материалының беріктілігі әртүрлі жағдайларды анықталуы мүмкін: компрессия күштерінің жиыны, иілуге және сығылуға беріктілік күші және түрлі жобалық әрекет күші. Бетондар үшін компрессия күштерінің жиыны ерекшеліктерде көрсетілетін және құрылымдық дизайнда жиі қолданылатын сипаттамасы болып табылады. Берілген бетонның компрессиясының өлшенгелі отырған күші бетонның электрөткізгіштігі мен оның тестілеу тәсіліне тәуелді. Зертханалық жағдайда жасалған бетон кубтарының үшеуін сығу күші арқылы анықталады. Кубтарды сығу үшін олар ылғалды болу қажет. [15] Беріктік қоршаған ортаның әсеріне және күштерге қарсы тұратын бетонның құрылымының қабілеті. Бетон толтырғыштары келесідей түрлерге бөлінеді: ұсақ, ірі. Ұсақ толтырғыштарға – түйірлерінің диаметрі 0,14-5 мм аралығындағы құм (көбінесе кварцті, сирегірек дала шпаты, әк тасы) жатады. Құмның ірілігі оның беттік ауданына тікелей байланысты болады. Белгілі бір көлемі бар уақ түйірлердің беттік ауданы, олардың ірілігіне байланысты болып келеді. Белгілі бір көлемдегі уақ түйірлерінің ауданы ірі түйірлермен салыстырғанда үлкен болатындықтан, ұсақ құмның түйірлерін өзара біріктіру үшін, оларды байланыстырғыш заттың өте жұқа қабатымен жапсақ та цемент шығыны көбейеді. Осыған байланысты құмның ішінде диаметрі 0,14 мм елеуіштен өтетін түйіршіктердің мөлшері 10%-дан, ал 5 мм-ден ірі түйірлер мөлшері - 5%-дан аспауы тиіс. [16] Тауарлы бетонда және құрылыс ерітінділерінде қолданылатын құмның ірілік модулі деп (Мі) аталынады және келесі формуламен анықтауға болады: Мі = A2,5+A1,25+A0.63+A0.14/100. (1) Мұндағы А1,25 ;А0,14 деген – елегенде тесіктерінің диаметрі 2,5 – 0,14мм елеуіштерде құмның толық қалдықтаының проценттік мөлшері. Ірілік модулі бойынша құмдар ірі (Мі = 2,5-3,5), ірілігі орташа (Мі = 2,0-2,5) және ұсақ (Мі = 1,5-2,0) болып үш түрге бөлінеді. Сетасының диаметрі 0,63 мм елеуіштегі ірі құмның толық қалдығы А0,63 = 50-75% аралығында болады. Әдетте бетон үшін негізінде ірі, ірілігі орташа және құрамында уақ түйірлері бар құм қолданылады. Қысы суық аймақтарда қолданылатын маркалары 200 және одан жоғары бетондар үшін орташа тығыздығы 1550 кг/м3 –нан кем емес құмды пайдаланған дұрыс. [11] Кесте -1 Құмның ірілігін табу кестесі (құрғақ құмның навескасы – 1000г)
Ол үшін құм түйірлері арасындағы қуыстарды азайту керек. Сондықтан құм құрамындағы әр мөлшерлі түйірлер болуы тиіс, құм түйірлерінің мөлшері - оны стандартты елеуііштер жиынтығынан өткізу арқылы анықталынады. Мысал үшін, алынған құмның құрамы 1-1-кестеде келтірілген. Бұл кестеде құмның ірілігін қалай табу әдісі көрсетілген. Мұнда келтірілген құмның ірілік модулі 2,6-ға тең. [19] Құмды стандартты елеуіштің жиынтығынан өткізіп сынаудың нәтижесін, график (сызықпен түсірілген бейне) арқылы көрсеткен қолайды. Егер көлденең бойына (абциссада) елеуіштердің тесік өлшемімен мм-мен, ал тік бойынша (ординатада) елеуіштегі толық қалдығын пайызбен келтіріп, 1.1-суреттегі графикамен салыстырсақ, онда бұл құмның құрамын 1.1-суреттегі графикамен салыстырсақ, онда бұл құмның бетон жасауға жарайтындығын байқаймыз. Өйткені оның құрамы диаграммадағы штрихталған аумақ ішінде. Бетонның ірі толтырғыштарына түйірлерінің диаметрі 5-70 мм (кейде150) аралығындағы жарықшақ (жарылға немесе малта құм) тастар жатады. Бұлар мөлшері 5-10, 10-20, 20-40 және 40-70 мм аралығыағы фракцияларға бөлінеді. Бұл толтырғыштардың нұсқасы текше формулалас болғаны тиімді. Пластинка және ине пішінді тастарды ірі толтырғыштағы мөлшеріне стандартты шек қояды: ол 15% - дан көп болмауы тиіс. [5] Жарықшақ тастардың беті малта тастармен салыстырғанда кедір бұдырлы келеді де, цементпен берірек байланысады. Сондықтан олар маркасы көбінесе 300 және одан да жоғары бетондар өндіруде қолданылады. Жарықшақ пен малта тастардың құрамында әр мөлшерлі түйірлер арасындағы қуыстардың көлемі аз болады да, олардан бетон алу үшін цемент аз кетеді (шығындалады). Бұл тастардың қуыстарының көлемі 45%-дан аспауы керек. [9] Уақ толтырғышты – құмды сыңарындай жарықшық немесе малта тастарды дстандартты елеуіштердің жинағынан өткізіп, оның нәтижесін суреттің принципімен салынған графика арқылы көрсетеміз. Саңылаулар көлемі – сумен толуы мүмкін. Сондықтан бұл көлемді табу үшін материал алдын ала 1050С-та салмағы өзгермегенше кептіріліп, содан соң тығыз бітелінген ыдысқа орналастырылады. Ыдыс ішіндегі ауа сорылып шығарылып, вакуумдалған материалға сұйық зат (су немесе керосин) сіңіріледі. Саңылауларды толық толтыруға кеткен сұйықтық шығыны, материалдағы саңылаулар көлеміне тең болады. Саңылаулар көлемін бұдан гөрі дәлірек анықтау қажет болса, сынау уақ тесіктерге де сіңгіш сұйытылған гелийді қолдану арқылы жүргізіледі. [12] Саңылаулардың көлемін тапқаннан соң, ол материалдың кәдімгі жағдайындағы көлемін алу арқылы, материалдың көлемі анықталынады, яғни: Vз= Vm-Vc (2) Одан әрі материалдың шын тығыздығын табуға болады. жүктеу/скачать 1,43 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||