Проектирование состава силикатного бетона.
Цель работы: Определить состав силикатного бетона. Получение практических представлений о технологических приемах получения силикатного бетона в лабораторных условиях.
Получить практические представления о технологических приемах получения силикатного бетона.
Общие сведения. Силикатный бетон представляет собойбесцементный бетон автоклавного твердения. Вяжущим в нем является смесь извести с тонкомолотым кремнеземистым материалом. В процессе автоклавной обработки известь вступает с кремнеземистым компонентом в химическую реакцию, в результате которой образуются гидросиликаты кальция, скрепляющие зерна заполнителя в прочный монолит.
Разновидности заполнителя для силикатного бетона:
- материалы, имеющие предел прочности при сжатии по оси в диапазоне 7,5 – 70;
- материалы, имеющие предел прочности на растяжение по оси в диапазоне 1 – 4;
- материалы, имеющие предел прочности на изгиб в пределах 2,5 – 7;
- с водонепроницаемостью в пределах В 2 – В 10;
- со средней плотностью 1000-2400 кг на кубический метр.
Современное производство силикатных бетонов предполагает использование различных вяжущих материалов:
- известково - кремнеземных, состоящих из тонко измельченного кварцевого песка и извести;
- шлаковых, в которых присутствует известь, металлургический, фосфорный либо топливный шлак;
- известково – зольных, включающих в свой состав топливную золу и измельченную известь;
- известково – белитовые, где смешаны песок, белитовый шлам, известково – кремнеземистая шихта
Чтобы приготовить кремнийсодержащий бетон, необходимы следующие компоненты:
- вяжущее;
- заполнители;
- вода;
- специальные добавки.
По объемной массе силикатные бетоны подразделяют на:
- силикатные тяжелые бетоны, которых заполнителями служат гравий, песок, щебень;
- силикатные легкие бетоны, в них наполнителем выступает керамзит, вермикулит;
- силикатные ячеистые бетоны, в роли наполнителя выступаю пузырьки воздуха, распределенные равномерно по всему объему изделия.
При создании силикатобетонных материалов осуществляется следующий порядок:
· добыча песка, выделение из него крупных фракций;
· добыча известняка, его термический обжиг;
· дробление извести;
· смешивание извести, песка, гипса, помол в шаровой мельнице;
· приготовление смеси. В бетоносмесителях при принудительном перемешивании к извести, песку, добавляют воду;
· формирование заданных изделий;
· твердение в автоклавах отформованных деталей при диапазоне температур 174 – 200 градусов, давлении в пределах 0,8 – 1,5 МПа. Если требуется изготовить плотное изделие, пользуются известью, имеющей удельную поверхность до 5000 см2/г, песок с показателем 4000 см 2/г;
· охлаждение изделия в автоклаве либо после извлечения из автоклава.
Выполнение работы
1. Определяем прочность бетона без учёта остаточного содержания воздуха
Rb = а Rц (10.1)
2. Определяем прочность бетона с учётом остаточного объёма воздуха
Rb = а Rц (10.2)
где R б – прочность бетона автоклавного твердения, кгс/см2; R б – активность вяжущего автоклавного твердения, кгс/см2; – цементноводное (вяжущеводное) отношение; Ц – расход цемента, кгс/м3; В – расход воды, л/м3; В1– содержание остаточного объёма воздуха в бетонной смеси (условное содержание воды в смеси, равное объёму воздуха, оставшегося после уплотнения), л/м3; a, b – числовые коэффициенты; | ||||||
a = b = 0,6 при | Ц | ≤ 2,5; | ||||
В + 0,5В | ||||||
( | 1 | |||||
a =0,4; b =0,3при | Ц | ≥ 2,5. | ||||
В + 0,5В | ||||||
Содержание остаточного объёма воздуха В1 в бетонной смеси подсчитывают по формуле
В1= 1000 –( + + В), л/м3 (10.3)
где Ц, П, В – содержание цемента, песка и воды в смеси, кг/м3; ρц, ρп – плотность цемента и песка.
Для состава 1: 4 при жёсткости смеси 30 … 50 с на мелкозернистом песке В1 = 55... 85 л/м3, на крупнозернистом В1 = 30... 70 л/м3.
Содержание цемента (вяжущего), песка и воды в смеси вычисляют по формулам:
Ц = П = Ц n; В = Ц(В/Ц) (10.4)
где mV c – объёмная масса уплотнённой смеси, кг/м3; n – отношение песка к цементу по массе.
Используя методику расчёта и рекомендуемые значения соотношения компонентов для плотного силикатного бетона (табл. 10.1 – 10.4), можно готовить изделия с различными заданными характеристиками и свойствами.
10.1 Зависимость содержания активной CаО в смеси Ас,% от зернового состава песка
Марка бетона | Песок | ||||
очень мелкий | мелкий | средний | крупный | ||
150 | 5,5 | 5,2 | 5 | 4,5 | |
200 | 6 | 5,7 | 5,5 | 5 | |
300 | 7,7 | 7,5 | 7 | 6,5 | |
400 | 9,5 | 9 | 8,5 | 8 |