CC BY
37УДК 691
РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ БЕТОННЫХ СТЕНОВЫХ КАМНЕЙ ИЗ МЕЛКОЗЕРНИСТЫХ СМЕСЕЙ
В.К. Баженов, М.А. Червонцева
Аннотация. В статье рассмотрен подбор состава мелкозернистых жестких смесей для изготовления бетонных стеновых камней, а также проведена оценка влияния формовочной земли на водопотреб-ность смесей и прочность мелкозернистого бетона в сравнении с кварцевым песком.
Ключевые слова: мелкозернистые бетоны, суперпластификаторы, стеновой камень.
DEVELOPMENT OF COMPOSITIONS OF CONCRETE AND WALL STONES FROM THE FINE AGGREGATE OF THE MIXTURES
V.K. Bazhenov, M.A. Chervontseva
Abstract. The article considers the selection of the composition of fine-grained hard mixtures for the manufacture of concrete wall stones, as well as the assessment of the influence of molding earth on the water consumption of mixtures and the strength of fine concrete in comparison with quartz sand.
Key words: fine-grained concrete, superplasticizers, wall stone.
Подбор составов мелкозернистых жестких смесей для изготовления бетонных стеновых камней марки СКЦ (ГОСТ 6133-84) проводился на основе цементного вяжущего, формовочной земли (ФЗ) и литейного шлака (ЛШ).
При проведении работ использовались цементы марок М 400 и М 500. Соотношение Ц:ФЗ принималось равным: 1:2, 1:3, 1:4, 1:6, 1:8, 1:10, 1:12, соотношение Ц:ФЗ:ЛШ-1:3:3, 1:4:2, 1:5:1.
Жесткость смесей принималась равной 5...10 сек.
Рассматривались следующие варианты:
- простое смешивание компонентов без добавки;
- простое смешивание компонентов с введением суперпластификатора С-3;
- совместный помол компонентов без добавки;
- совместный помол компонентов с сухим суперпластификатором С-3.
Перед проведением работ формовочная земля просеивалась через сито с диаметром отверстий 5 мм в соответствии с требованиями к мелкому заполнителю. Помол компонентов осуществлялся в лабораторной мельнице марки МБЛ с цилиндрическими мелющими телами в течение 1 часа до удельной поверхности 2800...3000 см2/г. [3].
Для определения прочности в каждой серии изготавливалось 24 балочки размером 4x4x16 см. 12 образцов подвергалось тепловлажностной обработке (ТВО) в лабораторной пропарочной камере с блоком Р-31М по режиму 2+3+8+2. Температура доступа изотепми-ческого прогрева - 80°С. Указанные образцы испытывались по 6 шт. через 12 часов после ТВО и в 28-суточном возрасте. Остальные образцы твердели в нормальных условиях и испытывались в возрасте 7 и 28 суток.
МОСКОВСКИЙ ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ -МОСКОВСКИЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ
На первом этапе проводилась оценка влияния формовочной земли на водопотребность смесей и прочность мелкозернистого бетона в сравнении с кварцевым песком (таблица 1). Испытания проводились в соответствии с ГОСТ 310.4-81 «Цементы. Методы определения прочности на растяжении при изгибе и сжатии» [1].
Таблица 1
Влияние формовочной земли (ФЗ) на водопотребность смесей Ъ и прочность мелкозернистого бетона
№ состава Состав смеси В/Ц Расплыв конуса по ГОСТ310.4-81 Прочность образцов в возрасте 12 час. после ТВО, кг/см2 Ц:ФЗ Ц:П
Я и Я сж
1 Цемент -1500 г Песок Вольский - 4500 г Вода - 645 г. 0,43 105 54,5 255,5 1:3
2 Цемент-1500 г ФЗ - 4500 г Вода-800г 0,533 110 46,5 170,8 1:3
Анализ полученных результатов показывает, что применение формовочной земли взамен кварцевого песка приводит к существенному увеличению водопотребности смеси (на 24 %) и снижению прочности (на 30 %).
На втором этапе определялось влияние соотношения Ц:ФЗ на прочность мелкозернистого бетона при простом смешивании компонентов.
На третьем этапе определялось влияние соотношения Ц:ФЗ при введении в смесь суперпластификатора С-3 на прочность мелкозернистого бетона при простом смешивании компонентов.
На четвертом этапе определялось влияние соотношения Ц:ФЗ на прочность мелкозернистого бетона при совместном помоле компонентов.
На пятом этапе определялось влияние соотношения Ц:ФЗ на прочность мелкозернистого бетона при совместном помоле компонентов с добавкой суперпластификатора С-3.
По результатам испытаний 2-5 этапов разработаны составы мелкозернистых бетонов марок 50...150 для изготовления стеновых камней.
Введение сухого суперпластификатора С-3 при помоле компонентов не дает положительного эффекта, поэтому использование указанного технологического приема нецелесообразно.
На шестом этапе определялось влияние соотношения Ц:ФЗ:ЛШ на прочность мелкозернистого бетона [2].
Полученные результаты показали, что при замене части формовочной земли молотым литейным шлаком прочность возрастает. Так, при замене 50 % формовочной земли молотым литейным шлаком прочность мелкозернистого бетона возрастает в 1,63 раза, что позволит сократить расход цемента при получении равнопрочных мелкозернистых бетонов на 50...90 кг/ м3 в зависимости от их марки.
На седьмом этапе проводилась сравнительная оценка прочности мелкозернистых бетонов на основе цемента и вяжущего типа ВНВ. Вяжущее получали путем совместного помола цемента и кварцевого песка в соотношении 1:1 с добавлением сухого С-3 в количестве 2 %.
МОСКОВСКИМ ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ УНИВЕРСИТЕТ -МОСКОВСКИЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ
Результаты показали, что применение ВНВ для получения мелкозернистых бетонов на основе формовочной земли позволяет снизить расход цемента в 1,5...2 раза.
Разработаны составы мелкозернистых бетонов марок 100...200 для изготовления стеновых камней (таблица 2).
Таблица 2
Ориентировочные составы мелкозернистых бетонов на цементе М 40
Марка бетона Расход материалов на 1 м3 бетона, кг
Вяжущее ФЗ ЛШ В
100 Ц-270 1600 - 240
150 Ц-270 1350 270 270
200 Ц-270 810 810 304
100 Вяжущее - 270, в том числе Ц - 135 1600 - 208
150 Вяжущее - 270, в том числе Ц - 135 1500 - 212
200 Вяжущее - 270, в том числе Ц - 135 1400 - 222
Примечание: ориентировочные составы бетонов разработаны на основании результатов испытания образцов после ТВО. Окончательные составы будут скорректированы после испытания образцов в 28-суточном возрасте.
Библиографический список
1. ГОСТ 310.4-81 «Цементы. Методы определения прочности на растяжении при изгибе и сжатии». URL: http://docs.cntd.ru/document/871001227 (дата обращения: 23.03.2018).
2. ДворкинЛ.И. Испытания бетонов и растворов. Проектирование их составов. М., 2015. URL: http:// www.iprbookshop.ru/23313.html (дата обращения: 23.03.2018).
3. Ляпидевская О.Б. Бетоны. Технические требования. Методы испытаний: сравнительный анализ российских и европейских строительных норм. М., 2013. URL: http://www.iprbookshop.ru/19996. html (дата обращения: 23.03.2018).
В.К. Баженов
кандидат технических наук, доцент
доцент кафедры зданий и сооружений на транспорте
Российского университета транспорта РУТ (МИИТ), г. Москва
М.А. Червонцева
и.о. заведующего кафедрой строительства и городского хозяйства Московского информационно-технологического университета -Московского архитектурно-строительного института
