Можно выделить основные факторы, которыми управляют технологи при подборе необходимой подвижности бетонной смеси.

  • Пластификатор.
  • Соотношение песок/щебень.
  • Вода затворения.
  • Цемент. В\Ц отношение.
  • Качество перемешивания бетона.
  • Формовочная машина.
  • Качество материалов.
  • Подвижность, необходимая для виброформования различных ЖБ изделий.

Разберем управление процессом подбора состава бетонной смеси с учетом этих факторов.

Пластификатор

Пластификатор, используемый в технологии ЛБФ должен улучшать подвижность бетонной смеси и замедлять первоначальное схватывание бетонной смеси в течение 2 часов.  Марка и количество пластификатора на 1м3 определено инструкцией по его применению и не должно изменяться в процессе подбора состава. При изменении вида пластификатора необходимо учитывать его особенности (Приложении № 4).

Соотношение песка и щебня

Вторая глава данного пособияпосвящена методике подбора состава бетонной смеси при агрегатно-поточном и стендовом способе производства ЖБ изделий. Их знание дает понимание оптимального соотношения песка и щебня при подборе составов, а также расчета количества материалов для получения бетонов требуемой прочности.

После расчета состава бетонной смеси можно сделать вывод, что оптимальное соотношение песка и щебня в ней близко в процентах к 40/60.  Это соотношение полностью себя оправдывает при агрегатно-поточной или стендовой технологиях изготовления ЖБ изделий. Но если проводить подбор состава для ЛБФ и использовать такое соотношение щебня и песка, то   положительные результаты не гарантируются.

Факторы управления процессом подбора состава бетонной смеси
Рис. 3. Щебень проступает в верхней части плиты.  Подвижность (ОК=2,5 см) хорошая
Факторы управления процессом подбора состава бетонной смеси
Рис. 4. Видно, что щебень не полностью укрыт цементно-песчаной смесью и проступает в верхней части плиты. По бокам плита ровная, бетонная смесь хорошо перемешана и уплотнена (ОК=1,8 см).

Технологи, эксплуатирующие ЛБФ знают, что в составе бетонной смеси песка всегда больше, чем щебня на 3-8%. При таком соотношении обеспечивается требуемая подвижность бетонной смеси, плита становится гладкой как по бокам, так и по верхней грани.

Факторы управления процессом подбора состава бетонной смеси
Рис. 5. Цементно-песчаная смесь равномерно укрывает весь щебень, но видны провалы над пустотами в плите. Причина в слишком высокой подвижности смеси (ОК=3,5 см).
Факторы управления процессом подбора состава бетонной смеси

Рис. 6. При ОК=2,0 см результат гораздо лучше. Провалов почти не видно. Смесь подвижная. Но для получения еще более ровной поверхности необходимо еще немного (ОК=1,8 см) понизить  подвижность бетона.

После получения требуемого результата по удобоукладываемости необходимо взять пробу для определения марки бетона по прочности и на сжатие, записать соотношение песка и щебня, измерить подвижность, ОК по стандартной методике, а также скорость передвижения частоту и амплитуду вибрации формовочной машины.  Если прочность бетона не соответствует проектной, то нужно ее откорректировать.

Вода затворения.

В Первом разделе (1.1.4, стр. 16)) требования к качеству воды изложены достаточно подробно. Эти же требования изложены в Приложении №3.

Цемент. В\Ц отношение.

В общем виде тема цемента раскрыта во первом разделе пособия.

В ТБФ используются цементы марок М500Д0; М400Д0; М400Д20. Решение по выбору марки цемента обычно принимает технолог. В большинстве случаев, предпочтение отдается цементам марки М400Д0 или М400Д20. При выборе марки цемента исходят из  критерия минимизации стоимости бетона. Для получения бетона  класса В30 в российской ТБФ, как правило достаточно 400-420 кг цемента марки М500Д0 или 430-450 кг цемента марки М400 на 1 м3 бетона.

Водоцементное отношение (В/Ц), часто используют в качестве критерия для управления процессом подбора состава бетонной смеси. Мы попробовали управлять подбором составов по показателю В/Ц. В процессе подбора составов нами были использованы следующие заполнители: две фракции щебня, песок средней крупности и отсевы дробления щебня.

При подборе оптимальной подвижности изменялись два параметра: отношение щебня и песка и количество воды. Изменяя одновременно количество воды затворения и отношение песка и щебня, мы не смогли учесть количество воды, которое попадало в состав бетонной смеси вместе с мокрым песком. Непредсказуемость изменения количества воды, содержащегося в мокром песке, приводила к ухудшению качества виброформования ЖБ изделий. Анализируя полученные результаты можно прийти к следующему выводу.

Управление процессом подбора составов бетонной смеси при одновременном изменении двух или трех параметров приводит к непредсказуемым и разнонаправленным результатам. Поэтому, из сотни результатов, пригодными для анализа оказались выборочные данные, в которых процесс управления подбором состава бетонной смеси производился с изменением одного параметра.

                                           Анализ полученных данных 

Приведены результаты, содержащие измерение величин подвижности бетонной смеси при изменении количества воды затворения. Измерялись показатели величины В/Ц, ОК и количество воды затворения. 

                                                                               Таблица № 3.5

Состав бетонной смеси, 1 кг/м3Вода затворенияОК, см В\ЦВес замеса, кг
Щебень Отсев песок цемент
1 804 1007   454 125 1,0 0,275 2410
2 1097 739   449 125 2,0 0,278 2430
3 898 518 514 452 130 2,0 0,298 2502
4 697 580 558 451 125 2,5 0,277 2431
5 750 654 552 450 130 3,0 0,289 2556
6 855 1008   448 130 3,5 0,290 2461
7 649 1415   455 130 4,0 0,286 2679
8 957 413 610 450 135 4,5 0,300 2555

Из Таблицы 3.5 видно, что общий вес, состав 1 м³ бетонной смеси, В/Ц изменялись незначительно и эти изменения лежат в пределах основной погрешности дозировки бетоносмесительного узла.

Показатель В/Ц разнонаправленно реагировал на изменение количества воды затворения, а также и величины ОК и поэтому, его невозможно было использовать в практике подбора состава бетона.

При сравнении количества воды затворения и величины ОК бетонной смеси выявлены устойчивые зависимости. Увеличении количества воды затворения (с 125 л по 135 л) привело к увеличению величины ОК с 1,0 до 4,5 см.

Из Таблицы №3.6. видна зависимость максимальных величин ОК и расхода воды затворения.

                                                                              Таблица 3.6

№ пробы  ОК, в см вода затворения, л
1. 1,00 125
8. 4,5 135
Разница 3,5 см 10 литров

При изменениях расхода воды затворения в пределах 10 литров  величина ОК изменялась на 3,5 см. Следовательно, один литр воды затворения (в среднем) изменял показатель ОК на 0,35 см. Видна высокая чувствительность изменений расхода воды затворения на изменение величин ОК (или подвижности бетонной смеси).


Авторским коллективом AО «Строительные Технологии и Машины» в составе Копша С.П. и Заикин В.А, под редакцией эксперта РАН, д.т.н., профессора Львовича К.И. подготовлено Методическое пособие «Подбор состава бетонной смеси для российской технологии изготовления преднапряженных железобетонных изделий методом непрерывного виброформования на длинных стендах«.

В Методическом пособии подробно рассказывается об основных методиках подбора составов бетонных смесей.
По вопросам приобретения Методического пособия и за консультациями просим обращаться:

+7 903 722 02 98

stm-moscow@mail.ru

Виктор Александрович Заикин