Кассетная линия производства панелей внутренних стен

 

Рисунок 2: График зернового состава  гравия

 

 Прочность зерен крупного  заполнителя оказывает существенное  влияние на прочность приготовленного  на нем бетона. В свою очередь,  марка щебня по прочности зависит  от прочности исходной горной  породы. Для тяжелых бетонов следует  применять щебень, получаемый из  горных пород, имеющих прочность  в 1,5-2 раза выше заданной марки  бетона.

 

Окончательно пригодность гравия или щебня для бетона требуемой  марки устанавливают по результатам  испытания бетона, сделанного на данном заполнителе.

 

2.1.4 Вода

 

При проведении бетонных работ воду используют для приготовления бетонных смесей и раствора, поливки бетона в процессе твердения, промывки заполнителей.

 

Во всех случаях допускается  к применению не любая вода, а  вода отвечающая техническим условиям. Качество воды оценивают по содержанию вредных примесей, которые могут  препятствовать нормальному схватыванию  и твердению вяжущего вещества либо вызывают появление в структуре  бетона новообразований, снижающих  прочность и долговечность бетона.

 

Таким образом, для затворения бетонной смеси и поливки твердеющего бетона можно без предварительной проверки применять питьевую воду, а также речную, озерную или воду из искусственных водоемов, не загрязненную сточными выбросами, солями и маслами.

 

2.1.5 Добавки к бетонам

 

С развитием технологии производства бетона все большее распространение  получают различного рода добавки, которые  улучшают свойства бетонной смеси и  повышают качество бетонов.

 

1) Пластифицирующие добавки представляют  собой поверхностно-активные вещества. По характеру действия различают  гидрофильно-пластифицирующие и гидрофобно-пластифицирующие добавки. Из числа гидрофильно-пластифицирующих наиболее часто применяют добавку ЛОТ (прежнее название СДБ). По химическому составу -- это кальциевая соль лигносульфоновой кислоты с примесью минеральных веществ. Поставляется обычно в жидком виде с содержанием сухого вещества около 50% или в твердом виде при 80%-ном содержании сухого вещества. Для пластификации бетонной смеси и раствора ее вводят в небольшом количестве -- 0,1-0,5% от массы цемента. Расход добавки -- 0,5-1 кг/м3 бетонной смеси.

 

2) К гидрофобно-пластифицирующим  добавкам относят мылонафт (натриевую  соль нафтеновых кислот), асидолмылонафт, гидрофобизирующие кремнийорганические жидкости ГКЖ-10 и ГКЖ-11. Эти добавки рекомендуется применять в тощих бетонах и растворах, отличающихся малым расходом цемента. После укладки и затвердевания бетона такие добавки, осаждаясь в порах, придают бетону водоотталкивающие свойства (гидрофобизуют бетон). В результате сильно уменьшается водопоглощение бетона, одновременно возрастает морозостойкость и сопротивляемость бетона коррозии. Применение таких добавок -- эффективный способ повышения долговечности бетонных и железобетонных конструкций.

 

3) Добавки, регулирующие схватывание  бетонных смесей и твердение  бетонов: ускоряющие либо замедляющие  схватывание, ускоряющие твердение,  противоморозные.

 

На практике чаще используют следующие  ускорители твердения бетона: хлорид кальция (ХК), сульфат натрия (СН), нитраты  кальция (НК) и натрия (НН), а также  многокомпонентные добавки: нитрит-нитрат кальция (ННК), нитрит-нитрат-хлорид кальция (ННХК).

 

4) Из замедлителей схватывания  лучше всего применять добавки,  уменьшающие одновременно водопотребность и расход цемента, а также пластифицирующие бетонные смеси и раствор. В этом отношении хорошие результаты дают органические вещества (ЛСТ) и кремнийорганические жидкости ГКЖ-10 и ГКЖ-11. Кроме того, употребляют добавку двуводного гипса, слабый раствор серной кислоты. Концентрация добавок колеблется от 0,2 до 2% и устанавливается в лаборатории.

 

5) Противоморозные добавки вводят  для того, чтобы обеспечить твердение  бетона зимой. При отрицательной  температуре вода замерзает, и  гидратация цемента прекращается. Образовавшийся лед разрыхляет  еще слабую структуру цементного  камня, что вызывает большую  потерю прочности бетона.

 

Чтобы обеспечить твердение бетона на морозе, вводят в бетонную смесь  вещества, понижающие температуру замерзания воды. Вода остается в жидком состоянии  даже при температуре -15...-20°С, и процесс  гидратации цемента продолжается. В  качестве противоморозных добавок  применяют следующие соли: хлорид натрия в сочетании с хлоридом кальция, нитрит натрия, комплексное  соединение нитрата кальция с  мочевиной.

 

6) Добавки, сокращающие расход  цемента, -- это минеральные порошки,  побочные продукты промышленности: пылевидная зола теплоэлектростанций,  доменные и топливные шлаки  в тонкомолотом виде.

 

2.2 Панели внутренних стен из  конструкционно легкого бетона

 

Конструкционно легкие бетоны, отличающиеся высокой пористостью (до 40%) и сравнительно небольшой средней плотностью (от 1400 до 1800 кг/м3), широко используют для изготовления несущих и ограждающих сборных бетонных и железобетонных конструкций. Применение их вместо кирпича и тяжелого бетона дает возможность повысить теплозащитные качества ограждений, что, в свою очередь, позволяет уменьшить толщину и массу стен зданий и за счет этого сократить транспортные расходы.

 

2.2.1 Цемент

 

Получают на основе портландцемента.

 

Соотношение между марками цемента  и прочностью бетона должны соответствовать  значениям, приведенным в таблице 5.

 

Таблица 5:

 

Марка бетона 

М150 

М200 

 

Класс бетона 

В10 

В15 

 

Марка портландцемента 

300 

400 

 

 

 

Особенностью легких бетонов является то, что их прочность зависит не только от качества цемента, но н от его количества. С увеличением расхода цемента растет не только прочность, но и объемный вес бетона. Это связано с тем, что с повышением количества цементного теста легкобетонные смеси лучше уплотняются, а также возрастает содержание в бетоне наиболее прочного и тяжелого компонента -- цементного камня.

 

2.2.2 Мелкий заполнитель

 

В качестве мелкого заполнителя  применяют природный песок, но может  быть использован и дробленый  песок с объемным насыпным весом  не более 1200 кг/мг. Средняя плотность  этих бетонов с применением кварцевого песка составляет 1600 - 1800 кг/м3, что  значительно меньше, чем при применении плотного заполнителя для получения  тяжелого бетона той же прочности.

 

2.2.3 Крупные заполнители

 

В качестве крупного заполнителя для  изготовления конструкционного легкого  бетона применяют легкий пористыйкрупный заполнитель фракции от 5 до 40 мм и объемным насыпным весом не более 100 кг/мг: керамзитовый гравий (керамзитобетоны), аглопоритовый щебень (аглопоритобетоны) или шлаковую пемзу (шлакобетоны).

 

Легкие бетоны на пористых заполнителях имеют принципиальные отличия от обычных тяжелых бетонов, что  обусловлено особенностями пористых заполнителей. Последние имеют меньший  объемный вес, чем плотные, значительно  меньшую прочность, зачастую ниже заданной марки бетона; обладают сильно развитой и шероховатой поверхностью. Эти качества легкого заполнителя влияют как на свойства легкобетонным смесей, так и на свойства бетона.

 

2.2.4 Вода

 

Одним из решающих факторов, от которых  зависит прочность легкого бетона, является расход воды: при увеличении количества воды до оптимального прочность  бетона растет. Оптимальный расход воды в легких бетонах соответствует  наибольшей плотности смеси, уложенной  в заданных условиях, и устанавливается  по наибольшей прочности бетона или  же по наибольшему объемному весу уплотненной смеси. Если же количество воды превышает оптимальное для  данной смеси, то плотность цементного камня уменьшается, а с ней  уменьшается и прочность бетона. Для легкого бетона оптимальный  расход воды можно установить по наибольшему  объемному весу уплотненной бетонной смеси или наименьшему выходу бетона. Следует иметь также в  виду, что в легких бетонах, в отличие  от тяжелых, некоторый избыток воды менее вреден, чем ее недостаток. Оптимальному расходу воды для бетона данного состава соответствует  наилучшая удобоукладываемость, при которой наиболее компактно располагаются составляющие бетона.

 

Для приготовления и увлажнения легкого бетона применяется чистая питьевая вода, отвечающая тем же требованиям, что и для тяжелых бетонов.

 

2.2.5 Добавки для бетона

 

В качестве добавок для легких бетонов  применяют тонкомолотые доменные гранулированные  шлаки (диатомит, трепел, опоку, туф, пемзу, трасс). Кроме того, вводятся добавки, являющиеся замедлителями или ускорителями твердения -- хлористый кальций в  количестве 1--2% веса цемента (для железобетонных изделий до 1%). В качестве порообразователей для снижения объемного веса добавляют алюминиевый порошок, пергидроль, смолосапониновый порообразователь и др.

 

3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОСТАВА БЕТОНА

 

Одной из основных технологических  задач является проектирование состава  бетонной смеси. Разработан ряд методов  проектирования состава, в том числе  имеются официальные руководства, облегчающие решение этой задачи. Каждый раз необходимо выбирать тот  метод проектирования (или подбора), который при принятой технологии способен обеспечить получение наиболее достоверного состава и оптимальной  структуры бетона. Тогда формируется  качество бетона, при котором имеется  не только комплекс заданных, но и экстремальных  показателей свойств, что соответствует  закону створа. При всех методах  на начальной стадии производится обоснованный выбор исходных материалов, чему способствуют табличные данные и вспомогательные  графики, помещаемые в соответствующие  руководства по подбору составов. В них выбор материалов обусловлен проектной маркой бетона к определенному  возрасту, разновидностью конструкций  и эксплуатационными условиями  с учетом марки бетона по морозостойкости, водонепроницаемости и др. На втором этапе проектирования производится определение количественных соотношений  принятых материалов, что достигается  с помощью несложных расчетов и опытов в лаборатории. Важно  обосновать такие количественные соотношения  компонентов бетонной смеси, при  которых принятая технология в состоянии обеспечить получение бетона необходимого качества и оптимальной структуры. На третьем этапе получают пробный замес бетонной смеси и более детально проверяют ключевые качественные показатели, а при необходимости производят уточнение (корректирование) проектного состава.

 

3.1 Проектирование состава тяжелого  бетона

 

Определяем подвижность (жесткость) смеси, которую назначают в зависимости  от размеров конструкции, густоты армирования, способов укладки и уплотнения (таблица 6).

 

Таблица 6

 

Конструкция и способ уплотнения 

Жесткость, с 

Подвижность, см 

 

ГОСТ 10181-81 

ГОСТ 10181-62  

 

Сборные ж/б с немедленной распалубкой, формуемые на виброплощадках или вибронасадком 

30-10 

120-40 

- 

 

Перекрытия с пустотами, стеновые панели, формуемые в горизонтальном положении на виброплощадках 

10-5 

40-20 

1-4 

 

Густоармированные элементы(колонны, ригели, плиты), изготавливаемые с  применением наружного или внутреннего  вибрирования 

5-3 

20-10 

5-9 

 

Формуемые на ударно-вибрационных установках 

30-20 

120-80 

- 

 

Формуемые в кассетах 

10-5 

- 

7-14 

 

Центрифугированные 

- 

- 

5-10 

 

Гидропрессованные (трубы) 

10-5 

40-20 

- 

 

 

 

Так как подбирать состав бетона мы будем для стеновых панелей  формуемых в кассетах, то принимаем: жесткость смеси 5-10 с (согласно ГОСТ 10181-81), а подвижность смеси 7-14 см.

 

Минимальный расход цемента зависит  от консистенции бетонной смеси и  крупности заполнителя (таблица 7).

 

Таблица 7:

 

Смесь 

Минимальный расход цемента, кг/м3, при  предельной крупности заполнителя, мм 

 

10 

20 

40 

70 

 

Особо жесткая (Ж>20 с) 

160 

150 

140 

130 

 

Жесткая (Ж=10-20 с) 

180 

160 

150 

140 

 

Малоподвижная (Ж=5-10 с) 

200 

180 

160 

150 

 

Подвижная (ОК=1-10см) 

220 

200 

180 

160 

 

Очень подвижная (ОК=10-16 см) 

240 

220 

210 

180 

 

Литая (ОК>16 см) 

250 

230 

200 

190 

 

 

 

 Так как, жесткость смеси  мы приняли 5-10 с (малоподвижная  смесь), ав качестве крупного заполнителя для тяжелого бетона применяют гравий и щебень из плотных горных пород с размером зерен от 5 до 40 мм, то принимаем минимальный расход цемента 160 кг/м3.

 

Для экономичного расходования цента  необходимо, чтобы его марка превышала  заданную марку бетона (таблица 8).

 

Таблица 8:

 

Марка бетона 

Марка цемента 

Марка бетона 

Маара цемента 

 

М100 

300 

М300 

500 

 

М150 

400 

М400 

600 

 

М200 

400 

М500 

600 

 

 

 

Так как, панели внутренних стен выполняют  из бетона марок М150 - М200, то принимаем  марку цемента 400.

 

Задание: Определить состав бетона марки  М200 с подвижностью бетонной смеси  по осадке конуса 7-14 см.

 

Применяемые материалы: ПЦ активностью 37,5 МПа и истинной плотностью 3,1 кг/л; песок средней крупности с  водопотребностью 7% и истинной плотностью 2,64 кг/л; гранитный щебень с предельной крупностью 40 мм, истинной плотностью 2,81 кг/л и насыпной плотностью 1,56 кг/л.

 

1. Определяем водоцементное отношение:

 

где А - эмпирический коэффициент, учитывающий  влияние заполнителей и др.факторов на прочность бетона, в среднем  А=0,6;