CC BY
67
АРХИТЕКТУРА
УДК 1418
М.М Гайнутдинов
студент КГАСУ г.Казань, РФ E-mail: [email protected] Н.МКрасиникова канд. техн. наук, доцент КГАСУ г. Казань, РФ E-mail: [email protected]
СРАВНЕНИЕ СВОЙСТВ САМОУПЛОТНЯЮЩИХСЯ БЕТОНОВ НА КРУПНОМ И МЕЛКОМ ЗАПОЛНИТЕЛЯХ
Аннотация
Приведены данные о сравнениях свойств самоуплотняющихся бетонов на крупном и мелком заполнителях. Рассмотрено влияния вида заполнителя на технологические и физико-механические показатели СУБ. Установлены эффективные сочетания заполнителя и наполнителей. Сделан вывод о возможности перехода от крупного заполнителя к мелкому заполнителю для получения высокопрочного самоуплотняющегося бетона. Установлено, что песчаная бетонная смесь с микрокремнеземом обладает более высокой удобоукладываемостью (подвижностью) и низкой воздухововлечением.
Ключевые слова
Высокопрочный бетон,песчаный бетон, самоуплотняющийся бетон, прочность, плотность,
удобоукладываемость (подвижность).
Введение
При любом уровне развития технологий сохраняют актуальность вопросы снижения энергоемкости технологических процессов и трудоемкости операций, повышения производительности труда, снижения влияния негативных факторов на организм человека. Однако, использование бетона в монолитном строительстве часто не решает эти проблемы, так как при выполнении работ существенные затраты идут на укладку и уплотнение бетонных смесей. Задействуется значительная рабочая сила, при этом нередки дефекты поверхности изделий, связанные с недоуплотнением. Конструктивные формы современных железобетонных элементов зданий и сооружений становятся все более сложными и необычными, что требует использования новых методов укладки бетонных смесей.
Следует отметить, что за 20 с небольшим лет прочность бетонов, используемых при строительстве объектов, возросла практически до 160 МПа.
Решение этой проблемы является применение самоуплотняющихся бетонных смесей [1, 2, 3, 4].
В российской нормативной документации под самоуплотняющимся подразумеваются смеси, способные укладывать в опалубку без вибрации, под воздействием собственной массы, равномерно распределяться во всем ее объеме при сохранении однородности даже при наличии густо расположенной арматуры, самостоятельно освобождаться от содержащегося в ней воздуха [3,4].
Необходимо отметить, что за рубежом строительные фирмы активнее используют СУБ при возведении объектов жилищного и транспортного строительства, чем в РФ[5]. Это связано не только с культурой производства СУБ, но и востребованностью (так как высокопрочные бетоны, до сих пор мало применяются при строительстве). Преимущества СУБ выгодны всем участникам строительного комплекса:
• наэтапа проектирования появляется возможность создания конструкций различных форм с утонченными деталями;
• на этапе строительства облегчаются бетонные работы и улучшаются условия труда;
• при выпуске бетонных смесей увеличивается производительность и снижаются энергозатраты;
• на заводах сборного железобетона благодаря СУБ возможен выпуск изделий неограниченной номенклатуры, а отсутствие вибрации увеличивает сроки службы форм [6].
Актуальной проблемой современного строительного материаловедения является ресурсосбережение и защита окружающей среды. Использование местного сырья для изготовления строительных материалов и изделий может значительно сократить стоимость строительства [7].
Мелкозернистый бетон актуален в регионах, где отсутствуют крупные заполнители, либо их доставка неэффективна в плане экономии. К таким регионам относится Республика Татарстан, не обладающая запасами высокопрочного щебня. Мелкозернистый бетон обладает рядом преимуществ перед обычным крупнозернистым бетоном, а именно: однородность структуры бетона, большее сцепление наполнителя с цементным камнем, высокая морозостойкость и большая сырьевая база.
Самоуплотняющиеся песчаные бетоны должны как минимум не уступать по технологическим и эксплуатационно-техническим свойствам бетонам на крупном заполнителе, чтобы найти применение в строительстве. В работе показано, что использование фракционированного песка, разработанные в [8] вместо крупного заполнителя позволяет получить самоуплотняющиеся бетоны с прочностью 60 МПа.
Целью данный работы явилось оценка возможности перехода с СУБа на крупном заполнителе, - на песчаный СУБ.
В данной работе, для достижения поставленной, цели были поставлены следующие задачи:
- оценить влияние на физико-механические показателей СУБ на крупном и мелких заполнителей ;
- оценить степень влияние замены купного заполнителя на технологические показатели СУБ;
- получить высокопрочный самоуплотняющийся песчаный бетон.
Характеристика матералов и методов исследования
1.1Материалы
В качестве исходных материалов было использовано:
- портландцемент типа ЦЕМ I 42,5 Н (ООО «Азия Цемент»), соответствующий ГОСТ 31108-2016,
- щебень М1400 (77 % фр. 5-10, 33 % фр. 10-20),
- обогащенный кварцевый песок (60% фр. 1,25-5, 20% фр. 0,315-1,25 и 20% фр. менее 0,315 мм),
-микрокремнезем Челябинского электрометаллургического комбината марки МК-85, с удельной
поверхностью более 12000 см2 /г,
-метакаолин с удельной поверхностью более 13000 см2 /г,
- суперпластификатора использовали PolyCarboxylateSuperplasticizer DM-907. Представляет из себя порошок желтоватого цвета, относящий к поликарбоксилатной группе.
1.2 Методы исследования
- Водоотделение бетонной смеси определялась по ГОСТ 10181-2014.
Вычисления проводились по формуле (1):
Пв=тв/рс.Убс (1)
тв - масса отделившейся воды, г;
Рс. - плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3
Убс - объем уплотненной бетонной смеси, см3.
- подвижность бетонной смеси для самоуплотняющегося бетона по расплыву конуса по ГОСТ 573452016;
- расслаиваемость бетонной смеси определялась по ГОСТ 10181-2014.
При определении расслаиваемости у песчаного бетона, вместо сито с отверстиями диаметром 5 мм, применяли с размером 1,25 мм.
- плотность бетонной смеси определяли по ГОСТ 10181-2014;
- воздухововлечение бетонной смесипроверялось на приборе "Testing";
- прочность на сжатие образцов-кубов 10х10х10 см, изготовленных из тяжелого бетона, по ГОСТ 10180-2012;
- Плотность бетона, определялись в соответствии с методиками ГОСТ 12730.0-78
Результаты испытаний
Согласно ГОСТ Р 57345-2016СУБ предусматривают три класса текучести: SF1 с диаметром расплыва D =550-650 мм; SF2 с D =660-750 мм; SF 3 с D=760-850 мм. Таким образом, ключевым показателем, определяющим принадлежность бетонной смеси к соответствующему классу SCC, является диаметр расплыва.
Для оценки технологических (реологических) свойств СУБ изготовлены равнопрочные составы с применением крупного заполнителя (№1,№2) и мелкозернистого бетона (№3,№4), отличающиеся между собой только видом наполнителя. В составах №1 и №3 применяли метакоалин, в №2,№4 -микрокремнезем.
Таблица 1
Составы самоуплотняющихся бетонных смесей БСТ В45 SF2
Расход компонентов, кг/м3
№ Цемент Количество фракций в щебне и Количество фракций в песке оптимального зернового соства н о Микрокремнезем 7 0 й
5-10 10-20 о Щ с 5-1,25 1,250,315 0,3150,16 ё 2 ■ 2 Q о m
1 480 770 330 900 - - - 48 - 3,84 160
2 480 770 330 900 - - - - 48 3,84 151
3 550 - - - 960 320 320 55 - 5,5 179
4 550 - - - 960 320 320 - 55 5,5 157
Таблица 2
Технологические свойства бетонной смеси
№ Расплывконуса,см Плотность, кг/м3 Воздухововлечение, % Расслаемость,%
1 56 2326 10 7,4
2 57 2336 12 3,6
3 75 2240 8 6,9
4 69 2280 8,2 3,8
Из табл.2 видно, что наибольшая плотность бетонной смеси достигается на крупном заполнителе, при этом воздухововлечение бетонной смеси выше мелкозернистой смеси на 2%-4%. Показатели расслоения у крупнозернитого СУБ и мелкозернистого СУБ соизмеримы. Обнаружено, что вне зависимости от вида смеси, наблюдается одна закономерность - снижение расслаемости в два раза при введении микрокремнезема.
Результаты испытания на прочность при сжатии представлены на рис. 1.
Рисунок 1 - Показатели предела прочности на сжатие СУБ
~ 179 ~
Из рис. 1 видно, что в составах на крупном заполнителе предпочтительно применять метакаолин, что связано с более низким воздухововлечением по сравнению с составом на микрокремнеземе. Противоположная картина наблюдается в мелкозернистых составах, где введение микрокремнезема позволяет повысить прочность в марочном возрасте на 23%, относительно состава с метакаолином. Повышение прочности мы объясняем с полученным низким показателем водоотделения.
Анализируя результаты марочной прочности в составах №1-№4, можно сделать вывод, что мелкозернистый бетон позволяет получить прочность бетона (состав №4) на 7% выше прочности крупнозернистого СУБ (состав №1). Это стало возможным из-за подобранного оптимального зернового состава песка, когда достигается наиболее максимальная плотность упаковки зерен заполнителя.
Таким образом, в работе показана возможность перехода с крупнозернистого высокопрочного СУБ на мелкозернистый без потери технологических и прочностных свойств, соответственно бетонной смеси и бетона.
Результаты данной работы могут быть применены в строительной индустрии, что позволить снизить "зависимость" от дорогого крупного заполнителя и перейти к использованию местных ресурсов. Список использованной литературы:
1. Мозгалев К.М., Головнев С.Г. Самоуплотняющиеся бетоны: возможности применения и свойства // Академический вестник УралНИИПроект РААСН. 2011. №4. С. 70-74.
2. Budnik J. SelbstverdichtenderBetonalsSichtbeton fur das Science // Center in Wolfsburg //Betonwerk + Fertigteil - Techn. 2004. №2. pp. 82-85.
3. Kuch H., Palzer S. SelbstverdichtenderBetonzurHerstellung von Betonwaren und - fertigteilen // Beton. 2005. №1. рр. 10-12.
4. Brandl J. SelbstverdichtenderBetonbeimBaueines U-Bahnhofs // Beton. 2003. №9. pp. 424-427.
5. Хежев Т.А., Кажаров А.Р., Налоев А.Ю., Семенов Р.Н., Хамуков З.А., Желоков Т.Х. Строительные растворы на отходах камнедробления // Инженерный вестник Дона, 2016. №4. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2016/3776.
6. Аленкар, Р. Экономичное жилье из СУБ / Р. Аленкар, Ж. Маркон, П. Хелена // CPI - Международное бетонное производство. - 2010. - № 6. - С. 142-147.
7. Храпко, М. СУБ: успехи и трудности / М. Храпко // ICCX : мат-лы междунар. конф. - Санкт- Петербург, 2009. - С. 28-31.
8. Морозов Н.М., Боровских И.В., Хозин В.Г.Оптимизация гранулометрического состава песка для получения высокопрочного тонкозернистого бетона // Известия КазГАСУ, №2, 2008 - С. 121-125
© Гайнутдинов М.М., Красиникова Н.М., 2018
УДК 69.07
А.А. Покровская, магистр, ДГТУ г. Ростов-на-Дону, Р.Ф Е-тай:регеопа0513@таП.ги Е.В. Баукина , магистр, ДГТУ г. Ростов-на-Дону, Р.Ф Е-тай:ка^)а1206@тай.ги Ю.В. Степанцова, магистр, ДГТУ г. Ростов-на-Дону, Р.Ф Е-mail:[email protected]
МЕТОДИКА УСТАНОВЛЕНИЯ ПРИЧИН, УСЛОВИЙ ОБСТОЯТЕЛЬСТВ И МЕХАНИЗМА
РАЗРУШЕНИЯ КИРПИЧНЫХ ЗДАНИЙ
Аннотация
Производство экспертизы состоит из нескольких этапов: изучение технической документации,
180 -
~ I гад I ~
