Подбор состава бетона с пластифицирующей добавкой

Обновлено: 05.05.2024

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. В настоящих рекомендациях освещены особенности производства бетонных работ с использованием суперпластификаторов и других эффективных добавок при возведении монолитных конструкций, зданий и сооружений из тяжелого и легкого бетона, а также специальных видов бетона.

1.2. Рекомендации предусматривают использование для производства бетонных работ наиболее эффективного современного оборудования и оснастки, автоматизированных и механизированных установок для приготовления и дозирования добавок, современных бетоносмесительных установок и бетонных заводов, автобетоносмесителей, специализированных перегружателей, усовершенствованных бункеров, пневмоустановок, бетононасосов, распределительных стрел и механических манипуляторов, торкрет-установок, унифицированных инвентарных опалубок, стандартных приборов контроля качества бетона.

1.3. Приведенные в рекомендациях положения могут быть использованы для определения целесообразности применения и выбора типа суперпластификаторов, подбора и назначения состава бетона, при выборе рациональных способов режимов приготовления, транспортировки, укладки и обработки бетонной смеси и бетона, в том числе в условиях отрицательных температур и сухого жаркого климата, а также при проектировании опалубки и разработке технологических карт, ППР и ПОС на возведение монолитных конструкций, зданий и сооружений.

2. ДОБАВКИ

2.1. Применение в монолитном бетоне суперпластификаторов и других эффективных добавок должно преследовать прежде всего цель - повышение технологичности бетонных работ и получение бетона с заданными свойствами. Повышение технологичности бетонных работ достигается улучшением удобоукладываемости, удобоперекачиваеиости бетонных смесей, стабильности их свойств в различных условиях, снижением трения и сцепления бетона с поверхностью опалубки.

2.2. Выбор типа добавок необходимо производить из условия получения максимального экономического эффекта от их применения с учетом требований, предъявляемых к бетону монолитных конструкций.

2.3. Применение пластификаторов типа СДБ (КДЖ) целесообразно для улучшения технологических свойств бетонных смесей с невысоким расходом цемента (менее 340 кг/м 3 ), а также для сохранения их удобоукладываемости и замедления сроков схватывания цемента при производстве бетонных работ в жаркую погоду. Введение этих добавок в оптимальных количествах без снижения расхода цемента увеличивает себестоимость бетонных смесей на 0,03 - 0,06 руб./м 3 .

2.4. Пластифицирующе-воздухововлекаюшие добавки типа омыленной растворимой смолы (ВЛХК), этилсиликоната натрия (ГКЖ-10) и других рационально использовать для получения однородных подвижных бетонных смесей (заданная подвижность смеси ОК = 8 - 15 см), преимущественно легкобетонных, с недостаточным суммарным содержанием в них мелких частиц (0,14 мм) и невысоким расходом цемента (менее 350 кг/м 3 ) а также для получения бетона повышенной морозостойкости.

2.5. Применение пластифицирующе-воздухововлекающих добавок увеличивает себестоимость бетона на 0,08 - 0,15 руб./м 3 .

2.6. Суперпластификаторы на основе нафталиноформальдегидных смол (С-3, 40-03) и меламинов (10-03), учитывая достаточно высокое удорожание бетонных смесей при их введении (0,8 - 1,8 руб./м 3 ), целесообразно применять для получения литых бетонных смесей, укладываемых в монолитные конструкции, к бетону которых предъявляются повышенные требования по прочности (марка 400 и выше), однородности, долговечности, а также если в этом случае будет достигнута экономия за счет снижения расхода цемента или дефицитных заполнителей.

2.7. При использовании высокоподвижных и литых смесей для монолитных конструкций из бетонов марок 800 и ниже, к которым не предъявляются специальные требования, рекомендуется применять суперпластификаторы на основе модифицированных лигносульфонатов (МЛС), увеличение себестоимости бетона при возведении которых составляет 0,12 - 0,2 руб./м 3 .

Лигносульфонаты, модифицированные в присутствии хлористого натрия (продолжительность пластифицирующего действия 40 - 50 мин), рекомендуется применять в тех случаях, когда кроме пластифицирующего эффекта преследуется цель ускорить набор прочности бетона в монолитных конструкциях. Ввиду наличия в этой добавке хлоридов (не более 1 %), применение ее для бетонирования высокоармированных конструкций должно допускаться только в комплексе с ингибиторами коррозии стали - нитрита натрия.

Лигносульфонаты, полученные с использованием сернокислого натрия, целесообразно применять в качестве суперпластификатора, сохраняющего пластифицирующий эффект в течение 60 - 80 мин. и не влияющего на физико-механические свойства бетона.

Лигносульфонаты, обработанные цементом, наиболее эффективно использовать, чтобы сохранить заданную подвижность высокоподвижных и литых бетонных смесей при необходимости их транспортировки в течение 1,5 - 2 ч и при производстве бетонных работ в жаркую погоду.

Для улучшения технологических свойств бетонной смеси (подвижности, однородности, нерасслаиваемости, жизнеспособности), а также повышения плотности, прочности, морозостойкости готового бетона можно применять лигносульфонаты, модифицированные высшими жирными спиртами фракции от С10 до C 12 (ТУ 38.30287-79) или кубовыми остатками от производства высших жирных спиртов (ТУ 38.302111-81).

2.8. Аналогичными технико-экономическими соображениями следует руководствоваться при выборе специальных (противоморозных добавок, замедлителей и ускорителей твердения), а также комплексных добавок. Рациональные концентрации добавок необходимо определять при подборе состава бетонной смеси из условия обеспечения наиболее благоприятных режимов приготовления, транспортировки, укладки и твердения бетона с заданными свойствами в зависимости от принятой технологии бетонных работ и условий их производства.

2.9. Тип суперпластификатора и его дозировку рекомендуется назначать в зависимости от вида монолитных конструкций из условия возможности получения наибольшего технико-экономического эффекта за счет улучшения технологических свойств бетонной смеси и физико- механических характеристик бетона. Рациональная область применения суперпластификаторов приведена в табл. 1.

Проектирование и подбор состава бетона

Для повышения морозостойкости и водонепроницаемости бетона, улучшения технологических свойств бетонной смеси и экономного расходования цемента следует вводить в бетонную смесь химические добавки пластифицируюшего, пластифицирующе-воздуховлекающего, воздуховов- лекающего или газообразующего действия. Перечень рекомендованных добавок приведён в табл.28

При проектировании состава бетона морозостойких бетонов марок F100-F500 учитывается ограничение максимального водоцементного отношения и назначение необходимого объема вовлечен­ного воздуха в бетонной смеси, устанавливаемых в зависи­мости от проектной марки морозостойкости бетона, условий эксплуатации конструкции (состава воды-среды) и условий твердения бетона в соответствии с пп. 1-4.

1. Максимально допустимые значения В/Ц для бетонов марок F100 - F300 принимаются по табл. 29 (для бетонов, оттаивающих в пресной или слабо минерализованной воде при общем содержании солей 5 и ме­нее г/л) и по таблице 3 (для бетонов, оттаивающих в морской или минерализованной воде при общем содержании соли бо­лее 5 г/л) при содержании в бетонной смеси вовлеченного воз­духа в соответствии с пп. 4-7,

Допустимые В/Ц для морозостойких бетонов

Класс (марка) морозо­стой-кости Максимально допустимые В/Ц для бетонов, оттаива­ющих в пресной или слабоминерализованной воде
твердевших в естествен­ных условиях после тепловой обработки
F 100 F 150 F 200 F 300 0,60 0,57 0,55 0,47 0,55 0,52 0,50 0,45

Примечания. Обязательно применение воздухововлекающих и пластнфицирующе-воздуховов-лекающих добавок в бетонах марок F 200 и F 300.

2. В бетонах марок F 100 и F 150, приготовленных без добавок, повы­шающих морозостойкость, значение В/Ц уменьшают на 0,05.

Класс (марка) морозо­стой-кости Максимально допустимые В/Ц для бетонов, оттаива­ющих в минерали- ванной и в морской воде с общим содержанием солей более 5г/л
твердевших в естествен­ных условиях после тепловой обработки
F 100 F 150 F 200 F 300 0,55 0,52 0,50 0,43 0,50 0,47 0,45 0,40

Примечание. Применение воздухововлекающнх и пластифициру­еще- воздуховов-лекающих добавок в бетонах класса (марок) F 100- F 300 обязательно.

2. Воздухосодержание уплотненной бетонной смеси для морозостойких бетонов марок F100-

F300, насыщаемых в условиях эксплуатации пресной или слабоминерализованной водой, должно составлять в среднем 3 -5% по объему, но быть не меньше 2%.

Воздухосодержание уплотненной бетонной смеси для моро­зостойких бетонов марок F100 – F300, насыщаемых в период эксплуатации морской или минерализованной водой при об­щем содержании солей более 5 г/л, должно соответствовать таблице 31.

3. Объем вовлеченного воздуха в бетонных смесях для мостовых конструкций должен составлять 2- 4%, а для одеж­ды проезжей части мостов 5-6 % .

4. Указанное в п. 2,3 воздухосодержание бетонных смесей должно достигаться при обя-зательном введении в них воздухововлекающих или пластифицируюше-воздухововлекающих добавок или комплексных на их основе с целью распределения нормируемого объема вовлечен-ного воздуха в виде замкнутых пузырьков мельчайших размеров.

Воздухосодержание уплотненной бетонной смеси для бетонов,

насыщаемых морской или минерализованной водой

Наибольшая крупность круп­но-го заполни­теля, мм Воздухосодержание в % по объему при В/Ц
менее 0,40 0,41-0,60 более 0,50
2-4 2-3 2-3 2-3 3-5 2-4 2-3 2-3 5-7 4-6 3-5 2-4

5. Комплексные добавки, состоящие из пластификатора и воздухововлекающего или пласти-фицирующе-воздухововлекающего компонентов, следует применять для повышения морозо-стойкости бетона и одновременного улучшения свойств бетонной смеси и уменьшения расхода цемента.

6. Рекомендованные дозировки добавок, в том числе комплексных, приведены в таблице 32

Рекомендованные виды добавок и их дозировки

для повышения морозостойкости

Условное обозначение добавок Количество добавок в Расчете на сухое вещес- тво, % массы цемента
ЛСТ+(СКВ, СДО, КТП,СПД) ЛСТ+ГКЖ-94 С-3+ (СНВ, СДО, КТП, СПД) ЛСТМ-2+(СНВ, СДО, КТН) С-З+ЛСТ С-З+ЩСПК ЩСПК ГКЖ-10 ГКЖ-11 (0,1-0,2) + (0,003-0,05) (0,1-0,2) + 0,15кг (0,3-0,7) + (0,002-0,05) (0,1-0,3) + (0,003-0,03) 0,45 + (0,07-0,2) (0,3-0,7) + (0,15-0,30) 0,15 + 0,35 0,05 + 0,2 0,05 + 0,2

7. При применении пластифицированного портландцемен­та в бетонную смесь следует вводить одну из воздухововлекающих добавок, соответствующих табл. 28. При применении гидро-фобного портландцемента в бетонную смесь следует вво­дить добавку ЛСТ.

Применение добавки С-3 в бетонах на пластифицированном или гидрофобном цементе не допус­кается.

Применение добавки ЛСТМ-2 в бетонах на пластифициро­ванном или гидрофобном цементе допускается только после экспериментального исследования.

8. Дозировки добавок, в том числе и компонентов комп­лексных добавок, уточняются при подборе состава бетонной смеси на конкретных материалах с обеспечением минималь­ной водо-потребности бетонной смеси, необходимого воздухосодержания у места ее укладки, достиже-ния заданной прочности бетона и отсутствия повреждения структуры бетона при принятом в производстве режиме тепловлажностной обработки.

9. Воздухосодержание бетонной смеси следует регулиро­вать при подборе состава изменением дозировки воздухово­влекающий или пластифицирующе-воздухововлекающей добавки в пределах, указанных в таблице 32.

При этом должны быть учтены возможные потери вовле­ченного воздуха бетонной смесью в зависимости от условий и длительности ее транспортирования, от интенсивности вибро­уплотнения.

Должно быть также учтено, что:

а) воздухосодержание бетонной смеси увеличивается с возрастанием дозировки добавки, с ростом подвижности бетонной смеси, с увеличением доли песка в смеси заполнителей при бо-лее эффективном перемешивании бетонной смеси:

б) воздухосодержание понижается с увеличением расхода цемента и с повышением темпера-ту-ры бетонной смеси.

Окончательно дозировка воздухововлекающей или пластифицирующе-воздухововлекаю-щей добавки, в том числе в со­ставе комплексной добавки, должна быть уточнена в пробном замесе, приготовленном в производственном смесителе.

10. Добавки ГКЖ-10 и ГКЖ-11рекомендуется приме­нять в бетонах марок не выше F200, оттаивающих в пресной воде.Добавку ЩСПК рекомендуется применять в бетонах ма­рок не выше F 300, оттаивающих в пресной воде.

11. При выборе вида добавок следует исходить из целе­сообразности применения на одном бетонном заводе только одного вида добавки (или одной комплексной добавки) с уче­том воз-можности ее использования для всей продукции, к бетону которой предъявляется требование морозостой­кости.

12. Назначаемая подвижность бетонной смеси должна со­ответствовать принятому в произ-водстве способу ее уплотне­ния. При этом должна быть учтена повышенная удобоукладывае-мость бетонных смесей с вовлеченным воздухом в количест­ве более 2% по объему, позволя-ющая снижать осадку конуса по сравнению со смесью без добавок или содержащей вовле­ченный воздух до 2% в соответствии с таблицей 33.

13. С целью предупреждения водоотделения в бетонных смесях и снижения морозостойкости бетона рекомендуется ограмичивать подвижность смесей осадкой конуса не более 6см для бе-тонов марки F 300 и для бетонов зоны переменного уровня морских гидротехнических соору-жений.

При соответствующем обосновании подвижность бетонной смеси для морозостойких бетонов может быть более 6см по осадке конуса.

Допускается применение высокоподвижных и литых бетон­ных смесей с комплексными до-бавками по таблице 32.

14. Для уменьшения расхода цемента в морозостойких бетонах следует снижать водопо-требность бетонных смесей путем:

1) введения в них комплексных добавок, содержащих наи­более эффективные пластификаторы;

2) использования пластифицирующего действия вовлечен­ного воздуха, каждый процент кото-рого в объеме бетона поз­воляет снизить расход воды на 3- 4л.

15. Необходимая прочность морозостойких бетонов дол­жна быть обеспечена соответст-вую-щим выбором соотношения количества цемента, объемов воды и вовлеченного воздуха при использовании линейной зависимости:


где Ц-расход цемента, кг/м 3 , В-расход воды, л/м 3 , Д-объем вовлечен­ного воздуха в уплот-ненной бетонной смеси, %,

Указанная зависимость может быть получена путем пред­варительного испытания бетонов на выбранных для примене­ния цементе и заполнителях, в том числе приготовленных без воздухововлекающих добавок.

16. Подбор состава морозостойкого бетона с химически­ми добавками следует производить пу-тем установления опти­мального соотношения между компонентами бетонной смеси, обес-печивающего выполнение требований, предъявляемых к бетонной смеси (подвижность, воз-духосодержание) и к бетону (морозостойкость, прочность, водонепроницаемость) и требований пп. 1-15.

5.1. Примеры подборов составов бетона с комплексной добавкой типа СНВ+ЛСТ

1. К бетонам с комплексной добавкой типа СНВ+ЛСТ относятся бетоны с добавками СПД + ЛСТ, СДО+ ЛСТ, КТП+ЛСТ.

2. При подборе конкретного состава бетона предварительно определяютт оптимальную дозу ЛСТ. Для бетонов естественного твердения дгозировка ЛСТ выбирается в диапазоне от 0,07 до 0,4% от массы цемента, а для бетонов, подвергающихся тепловой обработке-от 0,07 до 0,2%.

Оптимальная дозировка выбирается путем испытания бетонных смесей и бетонов с В/Ц, выбранным в соответствии с табл.29 и значениях дозировки ЛСТ по табл.32. Бетонные смеси при этом должны иметь задан­ную подвижность, а прочность образцов бетона контролируется в заданные сроки (например, в возрасте 7 и 28 суток или сразу после ТВО).

Для всех приготовленных смесей определяют содержание вовлеченного воздуха. По кон-тролируемой объемной массе бетонной смеси расчетным путем определяют расход воды.

Оптимальная дозировка, ЛСТ соответствует минимальному расходу и достижению наиболь-шей прочности при одинаковом расходе цемента

3. При расчете состава бетона с комплексной добавкой СНВ + ЛСТ определяют по табл. 34 ориентировочную водопотребность бетонных смесей с учетом примечаний к табл..

Водопотребность бетонных смесей

Наибольший размер круп-ного заполни-теля, мм Расход воды на 1м 3 при осадке конуса 5см, л
бетон на гравии бетон на щебне

Примечания. 1. Расход воды установлен для бетонных смесей с 0,15% ЛСТ при воздухосо-держании уплотненной смеси 2% и с осадкой конуса 5см.

2. При осадке конуса больше или меньше принятой расход воды соответственно увеличива-ют или уменьшают на 3л на каждый сантиметр осадки конуса.

3. При назначении содержания вовлеченного воздуха более 2% расход воды уменьшают на 3л на каждый дополнительный процент воздуха.

4. С учетом заранее установленной для применяемых материалов зависимости прочности бето-на от состава бетона в виде:


(13)

где Rц- активность цемента, кгс/см1; Ц и В- расход цемента и воды, кг/м 3 ;

Д- воздухосодержанне бетонной смеси, % по объему; А и а- коэффициенты, зависящие от качества заполнителей, определяют расход цемента


(14)

При построении зависимости (1), полученной на бетонах без воздухововлекающей добав-ки, принимается Д = 0.

При отсутствии заранее полученных данных о прочности бетона в зависимости от его сос-тава принимаются следующие ориентировочные эначения коэффициентов: А = 0,55, а = 0,5,

5. Сверяют ожидаемое водоцементное отношение, полученное при использовании данных, полученных с максимальным значением, установленным по табл.30.

Если ожидаемое В/Ц больше значения, установленного табл.30: то расход цемента изменяют в соответствии с формулой:


(15)

где Ц 1 - расход цемента, откорректированный с учетом требования морозостойкости бетона, В - водопотребность бетонной смеси, установленная п.3, (В/Ц)мрз - максимально допустимое водоцементное отношение, соответствующее табл.30.

6. Дальнейший расчет состава бетона производят в соответствиии методом абсолютных объемов. Определяют объем заполнителей:


(16)

7. По табл. 35 определяют ориентировочную долю песка от общего количества заполнителей (по объему).

Наиболь- ший раз­мер круп­ного за-полните­ля, мм Объемная доля песка в смеси заполнителей, %
в бетоне на гравии при воздухосодер- жании, % в бетоне на щебне при воздухосодержании, %
56 46 33 53 43 36 32 41 35 31

Примечания. 1. Процент песка установлен для бетонных смесей на природном песке с Мк = 2,5 при В/Ц=0,55.

2. При увеличении или уменьшении модуля крупности песка на 0,1 содержание песка соответственно увеличивается или уменьшается на 0,5%.

3. При увеличении или уменьшении В/Ц на 0,05 содержание леска соответственно увеличивается или уменьшается на 1%.

8. Определяют количество песка и щебня (гравия) в бетонной смеси:


(17)


(18)

9. Путем пробных замесов в лабораторном смесителе при оптимальной дозировке ЛСТ и при изменяющейся дозировке СНВ от 0,003 до 0,03% от массы цемента выбирают количество СНВ, обеспечивающую необходимое воздухосодержание бетонной смеси.

10. В случае необходимости корректируют расход воды с целью получения заданной подвижности бетонной смеси.

11. После уточнения расхода воды производят повторный расчет по пп. 4 -7.

12. Кроме принятого по п..7 количества песка, назначают еще отличающиеся на ±1 - 2%

доли песка и аналогично рассчитывают еще 2 состава бетона для опытных замесов. При этом расход воды и количество СНВ принимают как в первом составе.

13. Экспериментальным путем пробных замесов выбирают состав с наибольшей подвижнос-тью при хорошей связности и нерасслаиваемости бетонной смеси.

14. Осуществляют пробные замесы бетона выбранного состава в производственном смесителе с целью уточнения количества воздухововлекающего вещества для получения необходимого воздухововлечения. При этом добавка ЛСТ вводится в оптимальной дозе.

5.1.2. Бетон с комплексной добавкой ГКЖ-94+ЛСТ

1. Вначале путем пробных замесов на смесях с В/Ц, принимаемым по табл.29, устанавливают дозировку ЛСТ, обеспечивающую наилучший пластифицирующий эффект. При этом вместе с ЛСТ в бетонную смесь вводится добавка ГКЖ-94 в количестве 150 г/м 3 (или 300г 50%-ной эмульсии ГКЖ-94).

2. Эмульсия ГКЖ-94, готовится заблаговре­менно. У поступающей в готовом виде от промышленности (марки КЭ-30-64 по ТУ I I-154-69) проверяется стабильность.

3. В/Ц определяют по принятым расчетным формулам, например (13), как для бетона без добавок. Оно не должно превышать значений, установленных в табл. 29.

4. Установив по табл. 34 настоящего приложения или по пробным замесам необходимый для заданной подвижности расход воды, рассчитывают по известным методам проектиро-вания состава бетона расходы цемента и заполнителей.

5. Осуществляют пробный замес бетона, состав которого определён в соответствии с пп. 1-3.

Откорректировав расход воды и цемента с целью достижения заданной подвижности смеси при сохранении назначенного В/Ц, формуют опытные образцы для контроля прочности бетона в установленные сроки (после ТВО и в возрасте 28 суток),

6. При заниженных значениях прочности корректируют состав бетона с уменьшением В/Ц.

5. 1.3. Бетон с комплексной добавкой СНВ + суперпластификатор С-3

1. К добавкам этого типа СНВ+С-3 относятся и добавки СДО+С-3, КТП+С-3, СПД+С-3.

2. При подборе конкретного состава бетона предварительно определяют оптимальную дозиров-ку С-3 в диапазоне от 0,3 до 0,7% от массы цемента.

Оптимальная дозировка выбирается путем испытания бетонных смсей и бетонов с В/Ц, выбранным по табл.29. Бетонные смеси при этом должны иметь заданную подвижность. Прочность образцов бетона контролируется в заданные сроки. Бетонные смеси должны быть нерасслаиваемыми. Для всех приготовленных смесей устанавливают содержание вовлеченного воздуха. По контролируемой плотности расчетным путем определяют расход воды.

Оптимальная дозировка С-3 опрелеляет минимальный расход воды и достижение наиболь-шей прочности при одинаковом расходе цемента.

3. При оптимальной дозировке С-3 и установленном экспериментальном расходе воды, соот-ветствующем заданной подвижности бетонной смеси, определяют расход цемента по формуле (14) при значении воздухосодержания бетонной смеси 4-5%, но неменее 2%.

4. Дальнейшие расчеты состава бетона по методу абсолютных обьемов и его подбор производят в соответствии с пп. 5-12 раздела 4.1.

5. Для снижения водоотделения н предупреждения расслоенния бетонных смесей рекомен-дуется повышать долю песка в смеси заполните лей на 3-15%. При этом приращение доли песка увеличивается с ростом назначаемой подвижности бетонной смеси.

Бетон с добавкой ЩСПК

Состав бетона с добавкой ЩСПК назначается путем корректировки состава без добавок, подобранного проверенным способом, обеспечивающнм заданную подвижность бетонной смеси и получение требуемой прочности.

Дозировку ЩСПК выбирают в диапазоне от 0,15 до 0,.15% от массы цемента. При этом рас-ход воды может быть уменьшен на 3- 6%.

В составах требуемой морозостойкости величина В/Ц должна быть не выше значений, приведенных в табл.29, а величина воздухосодержання бетонной смеси-соответствовать требованиям 3-5%, но не менее 2%.

При выбранных параметрах бетонной смеси (расход воды, В/Ц, содержание вовлеченного воздуха) и заданной прочности бетона может быть определен расход цемента в соответствии с формулой 14.

Дальнейший расчет сотава бетона производят по методу абсолютных объемов, а правильность его проверяют испытанием бетонной смесей и бетона.

Подбор состава бетона с пластифицирующими добавками

При введении в состав бетонной смеси пластифи­цирующей добавки (ЛСТ и её модификаций) поверхностно-актив­ные вещества, входящие в состав добавки, адсорбируясь на поверхности клинкерных зерен цемента, уст­раняют слипание и уменьшают трение между ними, вследствие чего смесь становится более пластичной (те­кучей).

Пластифицирующий эффект добавки увеличи­вается с повышением тонкости помола цемен-та, его расхода в бетоне, исходной подвижности бетонной сме­си и больше для цементов свеже-го помола (нележалых). При применении шлако- или пуццолановых портландцементов, мелких песков, смесей с умеренным содер­жанием цемента добавки ЛСТ способствуют вовлечению в бетонную смесь заметного количества воздуха (до 2%), что приводит к увеличению ее связ­нос-ти и улучшению удобоукладываемости.

Однако пленки из поверхностно-активных веществ, образующихся на клинкерных зернах цемента, замедляют их гидратацию, вследствие чего бетоны характеризуются замедленным темпом твердения в раннем возрасте. Меньше всего это отрицательное действие пластифи-каторов проявляется на быстротвердеющих и высокоалюминатных портландцементах, подвер-гающихся тепловой обработке. Для бетонов, подвергающихся прогреву или обогреву, на низко-алюминатных портландцементах, шлако- и пуццолановых портландцементах введение добавок ЛСТ целесообразно, когда бетон до тепловой обработки выдерживается не менее 2 ч, а ско-рость подьема температуры не превышает 20°С в час. Если предварительное выдерживание меньше указанного, то введение пластифицирующих добавок возможно при скоростях подъ-ема температуры не более 15°С в час.

В указанных выше случаях применение добавок ЛСТ позволяет сократить расход портланд-це­мента. Однако превышение оптимальной дозировки до­бавки может привести к значительно-му замедлению твердения бетона, к получению пониженной прочности бетона как сразу после тепловой обработки, так и в более отдаленные сроки твердения.

Эффективность применения пластифицирующих и пластифицирующе-воздухововлекающих добавок, как правило, возрастает с увеличением расхода цемента в бе­тоне (свыше 350 кг/м 3 ).

При уменьшения расхода цемента с пластифицирующей, пластифицирующе-воздухововлекаю-щей или воздухововлекающей добавкой коррек­тировка состава бетона осушествляется сле­дующим образом:

а) производится пересчет подобранного исходного состава бетона при уменьшенном расходе цемента, но не­изменной доле песка в смеси заполнителей для тяжелого бетона или неизменной объемной массе для конструктив­ного легкого бетона;

б) из рассчитанных бетонных смесей приготовляются замесы с введением добавки, количество которой назна­чается по табл. 9 или 10, причем за счет корректировки расхода воды подби-раемые бетонные смеси, исходя из требуемой подвижности смеси без добавки и вида вводи­мой добавки должны соответствовать данным табл. 12;

в) из бетонных смесей, соответствующих по осадке конуса данным табл. 12, а по жесткости –смеси без добавок, но содержащих не более 5% воздуха, формуют образцы, которые затем под-вергаются тепловой обработ­ке или выдерживаются в естественных условиях и испы­тываются на прочность при сжатии; по результатам ис­пытаний устанавливается оптимальный состав с мини­мальным расходом цемента. Пластифицирующие добавки не изменяют прочнос­ти сцеп-ления бетона с арматурой, не вызывают корро­зии арматуры и приводят к получению бетона с пони­женными усадочными деформациями, несколько повы­шенной трещиностойкостью и морозостойкостью, осо­бенно когда при изготовлении смеси вовлекается замет­ное количество воздуха.

Пример.1 Необходимо подобрать состав бетона с добавкой ЛСТ при условии, что расход ма- териалов на 1м 3 бетона марки 400 без добавки составляет: среднеалюминатного портландце-мента марки 500-425кг, песка -625кг, щебня-1159кг, воды- 191л. Подвижность бетонной смеси составляет 4см по стандартному конусу, а проч­ность бетона через 4 ч после тепловой об-работки по ре­жиму 2+3+6+2 ч - около 28 МПа.

По табл. 14 находим, что в дан­ном случае расход цемента можно уменьшить на 8%. При этом количество добавки должно находиться в пределах 0,15-0,25% (см. табл. 11).

Корректировка состава бетона с пластифи­цирующей добавкой производится при неиз­менной доле песка в смеси заполнителей (625 : 1784 = 0,35). Тогда расход материалов при уменьшенном на 8% расходе цемента составит:

цемента. 425- 425 × 0,08 = 391кг

воды. 391× 0,45 = 176л

песка . 625+ (34+ 15) 0,35 = 642кг

щебня. 1159+(34+15) 0,65 = 1191кг

ЛСТ (сухого)….391× 0,0015 = 0,59кг

В 1л имеющегося 5%-ного раствора ЛСТ с плот­ностью 1,021 г/см 3 содержится 0,051кг сухого вещест­ва (см. табл. приложения 2). Для введения в бетон найденного выше количества ЛСТ в виде 5%-ного раствора на 1м 3 его потребуется …………0,59: 0,051 =11,5 л,

С учетом воды, содержащейся в 5%-ном растворе ЛСТ, для затворения бетонной смеси всего воды потре­буется………………………………………….176 - (11,5×1,021 - 0,59) = 164,8л.

Аналогичным образом производятся расчеты соста­вов бетона с дозировками ЛСТ 0,2 и 0,25%. Результаты этих расчетов представлены в табл. 19.

Таблица 19 Расчетные составы бетона с добавкой ЛСТ

№ состава Концетрация ЛСТ, % Расход материалов в кг (воды и добавки, л) на 1м 3 бетона В/Ц Уменьшение расхода це- мента, %
цемен- та песка щебня воды 5%-ного раство- ра ЛСТ
0,15 0,2 0,25 164,8 161,1 157,4 - 11,5 15,3 19,1 0,45 0,45 0,45 0,45

Из рассчитанных составов бетона приготовляются контрольные замесы, причем за счет кор-ректировки рас­хода воды добиваются получения смесей, по подвижно­сти удовлетворяющих рекомендациям табл. 12 (в дан­ном случае 3см). Из подобранных смесей формуются образцы, которые прогреваются по действующему ре­жиму и испытываются на прочность. Полученные опыт­ные данные приведены в табл. 20.

Показатели бетонной смеси и затвердевшего бетона с добавкой ЛСТ

№сос-тава Фактические показатели бетонной смеси Прочность образцов после пропаривания
Полот-ность, кг/м 3 ОК, см Жест-кость, с В/Ц МПа % от марки бетона МПа % от марки бетона
0,45 0,47 0,45 0,43 25,2 27,6 40,5 39,6 36,8

По прочностным показателям образцов можно сде­лать вывод, что для производства следует принять бе­тон состава 3.

Для этого состава определяется фактический расход материалов в связи с изменением плот-ности сме­си1. Тогда расход материалов составит:

цемента . 391 × 2400 : 2390 = 389кг

песка . 642 × 2400:2390 = 638кг

щебня . .1191 × 2400:2390 =1188кг

воды . .161,1 - 2400:2390 =160л

5%-ного раствора …….СДБ-15,3 × 2400 : 2390=15,2 л.

Исходя из найденных значений, производится кор­ректировка расхода материалов с естест-венной влаж­ностью.

3.2.1. Подбор состава с пластификатором ЛСТМ-2 с учётом коэффициента исполь-зования цемента (Кц) (по рекомендациям подбора состава бетона к ГОСТ 27006-86)

Пример 2. Требуется подобрать состав бетона с добавкой ЛСТМ-2. За­данный уровень прочности: после тепловой обработки - 21,0 МПа и в воз­расте 28 сут - 30,0 МПа. Заданная удобоукладываемость бетонной смеси ОК =2-4см.

Материалы: цемент ПЦ 500- Д20; песок Мк = 2,0 плотностью зерен 2,65 кг/л; щебень гранитный с предельной крупностью зерен 20мм и плот­ностью 2,63 кг/л.

Номинальный состав бетона без добавки с расходом мате­риалов на 1м 3 составлял: цемент - 315кг, вода - 185л,щебень - 1115кг, песок -745кг.

Для определения оптимальной дозировки пластификатора рассчитывают и подбирают че-тыре состава бетонной смеси с добавкой ЛСТМ-2 (в количестве 0,1- 0,25 % от массы цемента) при значении Ц/В = 1,7 и расходе щебня 1115кг, как в контрольном номинальном соста­ве. По-добранные составы приведены в табл. 21.

Составы и прочность бетона при различной дозировке ЛСТМ-2

Расход материалов на 1м 3 бетона, кг Содержание добавки в массе, %
0,1 0,15 0,2 0,25
цемент
вода.
щебень
песок
ЛСТМ-2 в расчете на сухое вещество - 0,29 0,42 0,55 0,68
ОК смеси, см 2,5 3,5
плотность бетонной смеси, кг/м 3
прочность бетона после пропаривания, МПа 23,2 23,8 24,7 23,9 21,0
значение Кц 1,36 1,21 1,13 1,15 1,29

В таблице приведены прочность бетона после пропаривания и установ­ленные значения коэффициента Кц. Исходя из полученных данных, дозировка до­бавки назначается при мини-мальном значении Кц или в пределах 0,15-0,20 % массы цемента.

Для подбора номинального состава бетона с пластификатором принима­ется дозировка до-бавки 0,15 % массы цемента. Состав бетона с Ц/В = 1,7 принят за начальный и подбираются еще два равноподвижных состава бетонной смеси с Ц/В = 1,4 и Ц/В = 2,0 с установленным содержанием добавки 0,15 % массы цемента. Расход воды и щебня в этих составах назначается та­кой же, как в начальном составе (В = 165л, Щ = 1115кг). Прочность бетонов с добавкой при Ц/В = 1,4; Ц/В = 1,7; Ц/В = 2,0 при соответствую­щих расходах цемента 230, 280 и 330кг составила R4ч = 16,7; 24,2 и 26,5; 35; 43 МПа.

Строим зависимость Rб = f(Ц/В) (Рис. 11) и устанавливаем Ц/В, обес­печивающее получение отпускной и марочной прочности: Ц/В = 1,65. Расход матери­алов в номинальном составе бетона с добав-ой составил, кг/м 3 : цемент . 265, вода…165, щебень…1115, песок…810, ЛСТМ-2…0,4 (в расчете на сухое вещество).

Определение Ц/В отношения, обеспе­чивающего прочность бетона с добав­кой ЛСТМ-2 через 4 ч и 28 сут после тепловой обработки


Рис.11. 1- прочность бетона через 4 ч после тепловой обработки; 2 - проч­ность бетона через 28 сут после теп­ловой обработки; I - оптимальный начальный состав; I I и I I I- допол­нительные составы.

3.2.2. Особенности подбора состава бетона с комплексной добавкой

(ускоритель + пластификатор)

При введении в состав бетонной смеси комплексной добавки, состоящей из ускорителя твердения в сочета­нии с пластифицирующей, пластифицирующе-воздухововлекающей, возду-хововлекающей или микрогазообра­зующей добавкой ускоритель твердения частично или пол-ностью нейтрализует отрицательное действие пос­ледних на схватывание и твердение бетона. При этом ускоритель (Nа2SО4, K2SО4) не изменяет или несколь­ко улучшает (NаСl, СаСl2, Са(NO3)2, ННК, ННХК) начальную консистенцию бетонной смеси.

Введение ускорителя, как правило, не эффективно, если другая добавка в составе комплек-сной не замед­ляет процесс схватывания и твердения. В этом случае ускоритель твердения спо-собствует лишь незначительному увеличению ранней прочности бетона.

Комплексная добавка, как правило, позволяет зна­чительно уменьшить расход цемента, чем одна плас­тифицирующая добавка, причем практически при лю­бых применяемых на практике режимах тепловой об­работки. Однако применение комплексной добавки, сотоящей из двух продуктов, менее технологично, в связи с чем ее целесообразно вводить в тех слчаях, когда одна пластифицирующая, пластифицирующе-воздухововлекающая или воздухововлекающая добавка не обеспечивает получения такого же эффекта.

Влияние комплексной добавки на свойства затвер­девшего бетона складывается из влияния на то или иное свойство входящих в нее индивидуальных добавок.

Корректировку состава бетона с комплексными добавками рекомендуется производить в последовательности входящих в неё компонентов в соответствии с составами добавок, при-веденными в табл.5.

Подбор состава бетона с пластифицирующей добавкой

РУКОВОДСТВО ПО ПРИМЕНЕНИЮ ХИМИЧЕСКИХ ДОБАВОК В БЕТОНЕ

Рекомендовано к изданию научно-техническим советом НИИЖБ Госстроя СССР.

Содержит основные положения по применению пластифицирующих, пластифицирующе-воздухововлекающих, воздухововлекающих, газообразующих, уплотняющих, замедляющих схватывание, ускоряющих твердение, противоморозных, ингибирующих сталь и комплексных добавок в бетоне.

Для инженерно-технических работников предприятий сборного железобетона и товарного бетона, строительных и проектных организаций.

ПРЕДИСЛОВИЕ

В Руководстве приведены требования к материалам, рекомендации по выбору вида и количества добавок, особенности подбора состава бетона с добавками, рекомендации по приготовлению водных растворов или эмульсий добавок и бетонной смеси, по назначению режима тепловой обработки бетона, указания по контролю за производством работ и качеством бетона, по технике безопасности и охране труда.

* На территории Российской Федерации действуют СНиП 2.03.11-85, здесь и далее по тексту;

** На территории Российской Федерации действуют СНиП 3.03.01-87. - Примечание изготовителя базы данных.

В Руководстве использованы также результаты исследований МАДИ Минвуза СССР (д-р хим. наук В.Б.Ратинов), ГИСИ Минвуза РСФСР (канд. техн. наук В.С.Исаев), МХТИ Минвуза РСФСР (канд. техн. наук В.М.Колбасов), Донецкого Промстройниипроекта Госстроя СССР (кандидаты техн. наук Ю.П.Чернышев, О.А.Пристромко), НИИСК Госстроя СССР (кандидаты техн. наук Н.И.Сытник, Г.С.Андрианова), ЦНИИПромзданий Госстроя СССР (инженеры Д.А.Аппак, В.И.Лувишук), УкрНИИГиМ Минводхоза СССР (кандидаты техн. наук В.Н.Лемехов, А.В.Загайчук), ВГПТИ "Союзоргтехводстрой" Минводхоза СССР (инженеры С.М.Петров, B.Д.Спирина), КТИ Минпромстроя СССР (инженеры А.С.Сорокин, Т.П.Белоусова), институт Гидроспецстрой Минэнерго СССР (инж. А.Б.Тринкер), Красноярского Промстройниипроекта Минтяжстроя СССР (кандидаты техн. наук А.И.Замощик, Н.Н.Ковальская), ВНИИГ Минэнерго СССР (кандидаты техн. наук В.Б.Судаков, Э.А.Литвинова, Ц.Г.Гинзбург), НИС Гидропроекта Минэнерго СССР (канд. техн. наук А.Д.Осипов), НИИЦемента Минстройматериалов СССР (д-р техн. наук Ю.С.Малинин, инж. Г.М.Тарнаруцкий), МИИТ МПС (канд. техн. наук П.С.Костяев), ВНИИСТ Миннефтегазстроя (канд. техн. наук Т.И.Розенберг), ЛИИЖТ МПС (д-р техн. наук О.В.Кунцевич, канд. техн. наук О.С.Попова), НИИСП Госстроя УССР (канд. техн. наук А.В.Зыскин, инж. О.Э.Гейхман), ПТИ "Оргтехстрой" Главсредазирсовхозстроя Минводхоза СССР (канд. техн. наук Р.С.Абрамова), ВЗИСИ Минвуза РСФСР (канд. техн. наук Н.М.Кашурников).

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящее Руководство распространяется на применение добавок в бетонах на плотных заполнителях и в бетонах марок М150 и выше на пористых заполнителях при изготовлении сборных и монолитных конструкций различного назначения с целью:

а) снижения расхода цемента;

б) улучшения технологических свойств бетонной смеси (удобоукладываемость, однородность, нерасслаиваемость и др.);

в) регулирования потери подвижности бетонной смеси во времени, скорости процессов схватывания, твердения и тепловыделения;

г) сокращения продолжительности тепловой обработки бетона, ускорения сроков его распалубливания и загружения при естественном выдерживании;

д) придания уложенному бетону способности твердения в зимнее время без обогрева или прогрева при охлаждении его до отрицательных температур;

е) повышения прочности и морозостойкости, понижения водо- и газопроницаемости бетона;

ж) повышения стойкости бетона и железобетона в различных агрессивных средах;

з) усиления защитного действия бетона по отношению к стальной арматуре.

Добавки для бетонов марок М100 и менее на пористых заполнителях должны применяться в соответствии с СН 483-76 "Инструкция по изготовлению конструкций и изделий из бетонов, приготовляемых на пористых заполнителях" и "Руководства по заводской технологии приготовления наружных стеновых панелей из легких бетонов на пористых заполнителях" (М., Стройиздат, 1979), а для ячеистых бетонов - в соответствии с требованиями СН 277-70* "Инструкция по технологии изготовления изделия из ячеистых бетонов".

* На территории Российской Федерации действуют СН 277-80. - Примечание изготовителя базы данных.

1.2. В качестве добавок к бетону рекомендуется применять отдельные продукты или их сочетания, номенклатура которых приведена в табл.1 и 2.

Проектирование и подбор состава бетона с добавкой

6.1 Подбор состава бетона с пластифицирующими добавками заключается в корректировке рабочего состава бетона без добавки с учетом целей применения добавки.

6.2. Опытные замесы бетона с добавкой должны приготавливаться на тех же заполнителях и цементе, которые были приняты при подборе состава бетона.

6.3 Подбор состава бетона следует производить в соответствии с ГОСТ 27006 любым общепринятым методом, удовлетворяющим требованиям проекта по прочности и подвижности или жесткости смеси, объемам вовлеченного воздуха или другим показателям с последующей его корректировкой и назначением оптимального количества добавки.

6.4 Подбор состава бетона с добавкой следует проводить в лабораторных условиях на сухих заполнителях, при этом следует учитывать воду, входящую в состав добавки.

6.5 Все подобранные в лаборатории составы бетонов и режимы тепловой обработки изделий и конструкций следует откорректировать в производственных условиях.

6.6 Дозировка добавки устанавливается специалистом ОТП ООО «Полипласт-Казань» по результатам проведенных лабораторных или опытно-промышленных испытаний у предприятия-клиента либо с использованием его цемента, инертных материалов и с учетом особенностей технологии производства конкретного предприятия, для которого осуществляется подбор дозировки добавки.

6.7 При применении добавки для пластификации тяжелой бетонной смеси корректировка ее состава заключается в выборе оптимальной дозировки добавки и установлении доли песка в смеси заполнителей.

6.8 При применении добавки для повышения прочности или плотности тяжелого бетона корректировка состава бетонной смеси заключается в выборе оптимальной дозировки добавки и снижении водоцементного соотношения.

6.9 При применении добавки для улучшения технологии и качества легкого бетона на действующем производстве за основу принимают производственный состав и осуществляют его корректировку в зависимости от целей введения добавки с учетом следующих положений:

а) при ограниченной степени пластификации расходы воды и цемента в составе бетона с добавкой пластификатора уменьшают:

– при переходе от подвижности бетонной смеси П1 (без добавки) к П2 (с добавкой) на 10%;

– при переходе от подвижности бетонной смеси П1 (без добавки) к П3 (с добавкой) на 5%;

б) при корректировке составов высокоподвижных смесей должны приниматься меры, исключающие расслоение легкобетонной смеси при формовании:

– для крупного легкого заполнителя следует отдавать предпочтение фракции 5-10 мм с плотностью зерна, близкой к плотности бетона;

-наличие пористого песка является обязательным;

в) при введении добавки в целях повышения прочности легкого конструкционного бетона корректируют состав бетона с уменьшенным на 20% расходом воды;

г) при применении добавки для изготовления изделий из конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов подвижность легкобетонной смеси не должна превышать П1. Уменьшение водоцементного отношения, вызывающее воздуха с соответствующим повышением расхода воздухововлекающей или порообразующей добавки; расход остальных компонентов, плотность и прочность бетона при этом не изменяются.

Читайте также: