Оптимизация состава и технологии бортового камня

4/2010 ВЕСТНИК _4/2010_МГСУ

ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА И ТЕХНОЛОГИИ БОРТОВОГО

КАМНЯ

KERBSTONE COMPOSITION AND MANUFACTURING TECHNIQUES OPTIMIZATION

О.В.Александрова, И. В.Мырзаханова O. V. Aleksandrova, I. V.Mirzakhanova

ГОУ ВПО МГСУ

В статье рассмотрен механизм влияния мелкого заполнителя на свойства материала и оптимизация его выбора в жестких бетонных смесях.

In article it would be desirable to give special attention to influence of a small filler and its optimum choice in rigid concrete mixes.

Главной целью введения заполнителей в бетон является улучшение технических свойств бетона, а также сокращение расхода цемента, который всегда являлся самым дорогим компонентом.

Основной задачей исследований явилась экспериментальная оценка влияния вида заполнителя на темпы твердения и прочность мелкозернистых бетонов для изготовления вибропрессованного бортового камня и тротуарной плитки. Составы бетона для изготовления вибропрессованных изделий должны обеспечивать соответствие технологических свойств бетонных смесей принятым параметрам укладки и уплотнения, а также соответствие показателей качества бетона в изделиях нормативным требованиям при принятых условиях твердения, способах и продолжительности ухода и условиях эксплуатации [2]. Характеристики используемых песка и цемента приведены в табл.1 и 2.

Для начала обратим внимание на один из наиболее важных показателей в мелкозернистых бетонах в целом - прочность. В ходе экспериментальных исследований в качестве контролируемого параметра использовалась прочность при сжатии образцов размерами 10*10*10 см мелкозернистых бетонов, выпиленных из готового изделия, изготовленного на виброплощадке в формах с насадкой и с динамическим пригрузом 10 КПа (100 кгс/см2) по ГОСТ 10180.

В мелкозернистом бетоне применение мелкого песка с повышенной удельной поверхностью и пустотностью приводит к необходимости увеличения расхода воды с целью сохранения заданной подвижности и заметно снижает прочность бетона. И если в обычном бетоне замена крупного песка средним снижает прочность на 5-10 %, то в мелкозернистом бетоне прочность может уменьшится на 25-30 %, а максимальная прочность песчаного бетона состава 1:2, 1:3, которой можно достигнуть при определенной интенсивности уплотнения, иногда снижается в 2-3 раза[1]. Так, образцы, изготовленные на крупном песке показали прочность выше, чем на среднем на 76 кгс/см2.

Таблица 1.

Характеристики песка Сычевского карьера

№ п/п Показатель Единицы измере- Значения пока-

ния зателя

1 Частные/полные остатки на ситах

2,5 9,18/9,18

1,25 г/% 21,76/30,94

0,63 34,83/65,77

0,315 30,4/95,91

0,16 3,19/99,1

<0,16 0,90/100

2 Модуль крупности - 3,01

3 Насыпная плотность кг/м3 1450

4 Плотность г/м3 2,54

5 пустотность % 48,3

Таблица 2.

Характеристики Воскресенского портландцемента ПЦ 400-Д20

№ п/п Показатель Единицы измерения Значения показателя

1 Удельная поверхность см2/г 3700

2 Нормальная густота % 23,6

3 Сроки схватывания

начало ч.-мин 2-25

конец 3-55

4 В/Ц раствора - 0,39

5 Расплыв конуса мм 115

6 Предел прочности при сжатии в возрасте, сут.

1 14,1

2 МПа 25,2

3 33,6

7 44,0

28 53,5

Однако при применении комплекса химических и минеральных добавок можно получить достаточно эффективные бетоны на мелких и даже тонких песках. Одной из таких добавок была рассмотрена модифицирующая добавка для полусухого вибропрессования с гидрофобизирующим эффектом производителя МС -БаисЬеш1е Мига-8ап BWA 16(Мурасан БВФ 16). Это комплексная добавка повышающая формуемость, связность и уплотняемость жестких смесей, придает им гидрофобные свойства.

Приготовление бетонных смесей осуществлялось в соответствии с требованиями ГОСТ 7473-94 в смесителе принудительного действия при следующем прядке загруз-

4/2010 М1 ВЕСТНИК

ки компонентов: «заполнитель-цемент-вода». Экспериментальный состав смеси приведен в табл. 3.

Таблица 3.

Расход материалов на 1 м3 бетонной смеси

Вид мелкого заполнителя Расход материалов на 1 м3 В/Ц Плотность, кг/м3

Цемент, кг Мелкий заполнитель, кг Вода, л Пигмент, % массы цемента

Песок Сы-чевский 420 1630 129 5 (21) 0,31 2179

При введении в смесь красящего пигмента необходимо компенсировать массу вводимого количества пигмента песком [3]. Определение прочности при сжатии и изгибе проводились в возрасте 1 и 28 сут. После тепловлажностной обработки (ТВО). Результаты испытаний представлены в табл. 4.

Таблица 4.

Прочность вибропрессованных мелкозернистых бетонов

Условия твердения Прочность, МПа, сжатие/изгиб, в возрасте, сут

1 2 3 4 5

Нормальные 19,5/2,7 27,8/4,1 35,7/4,3 48,9/5,6 56,0/6,4

ТВО 39,7/5.3 - - - 62,3/5,7

Проведение сравнительных замесов с использованием крупных песков (модуль крупности 2,96, содержание пылевидных, глинистых и илистых частиц 0,9% ) с оптимальной гранулометрией позволяет получать бетоны не только с более высокой прочностью по сравнению со средним песком (модуль крупности 2,27, содержание пылевидных, глинистых и илистых частиц 2,7%) , но и по водонепроницаемости и морозостойкости из-за создания более плотной структуры бетона и более низкого водоце-ментного отношения.

Для бетона на крупном, чистом песке с оптимальной кривой просеивания показатели морозостойкости соответствуют или превышают нормативный показатель в 200 циклов. Данные показывают, что коэффициент морозостойкости Кмрз (отношение прочности основных образцов после соответствующего числа циклов попеременного замораживания и оттаивания к прочности контрольных образцов перед испытаниями) бетона на крупном песке через 100 и 150 циклов попеременного замораживания и оттаивания (ПЗО) составляет 1,05 и 1,11 соответственно и даже после 200 циклов превышает 1. Это свидетельствует о преобладании конструктивных процессов (продолжающаяся гидратация цемента, продолжающийся рост прочности бетона, самозалечивание микродефектов) над деструктивными (образование и развитие микродефектов в результате кристаллизационного давления льда и гидравлического давления внутри-поровой жидкости при замораживании и, как следствие, падение прочности).

Водопоглощение изделий, изготовленных на крупном песке, также показали лучшие результаты. А этот параметр является важным, наряду с морозостойкостью, при изготовлении бортовых камней, т.к. он влияет на долговечность и срок службы готовых изделий.

Качество лицевой поверхности, не менее актуальное в стремительно развивающемся и требовательному вокруг нас мире, также соответствует всем нормативным показателям.

Из всего вышеперечисленного можно сделать вывод, что использование крупных песков с оптимальными показателями по всем параметрам позволит сократить расход цемента в бетоне и, как следствие, понизить себестоимость производимой продукции. Что позволит в свою очередь получать более качественную и конкурентоспособную продукцию.

Литература

1. Баженов Ю.М., Комар А.Г. Технология бетонных и железобетонных изделий. М., Стройиздат. 1984

2. Шадрин А.А.Исследование зернового состава песков для мелкозернистого бето-на.//Мелкозернистые бетоны. 1972

3. Шейнин A.M. повышение качества бетона путем подбора его состава.// автомобильные дороги. 1974, №6

The literature

1. Bajenov Yu. M., Komar A.G. Concrete and reinforced concrete products technology/ M. Stroyizdat. 1984

2. Sadrin A.A. Research grain composition of sand for small-grained concrete// Small- grained concrete, 1972

3. Shainin A.M. Concrete quality impronement by tne way of its composition selection/Highway, 1974. №6

Ключевые слова: мелкозернистый бетон, заполнитель, водоцементное отношение, водопоглощение, вибропрессование, модификатор, камень бортовой, модуль крупности, морозостойкость.

Keyword: small-grained concrete, filler, wafer-cement ratio, wafer adsorption, vibrocovpression, modifier, rtrbstone, fineness modulus, frost resistance.

Рецензент: В.Ф. Коровяков профессор д.т.н. зам. директора НИИМосстрой