Высокопрочный бетон
Высокопрочный бетон -это бетон с прочностью от 60 до 100 МПа, которого получают на основе высоких марок цемента с использованием щебня прочностью не ниже 100 МПа, а также оптимального количества воды и промытого песка.
Приготовление высокопрочной бетонной смеси состоит из операций по приему и складированию составляющих материалов( цемента и заполнителей), дозирования и перемешивания их и выдачи готовой бетонной смеси на транспортные средства. Иногда в данный технологический цикл включаются дополнительные операции. Так, при бетонировании конструкций в условиях отрицательных температур необходимо подогревать заполнители и воду; при применеии бетонов с добавками( противоморозными, пластифицирующими, порообразующими и др.) необходимо предварительно приготовить водный раствор этих добавок.
Рисунок-1. Технологическая схема приготовления бетонной смеси
Бетонную смесь приготовляют по законченной или расчлененной технологии. При законченой технологии в качестве продукции получают готовую бетонную смесь, при расчлененной-отдозированные составляющие-сухую бетонную смесь.основные технические средства для приготовления бетонной смеси-расходные бункера с распределительными устройствами, дозаторы, бетоносмесители, системы внутренних транспортных средств и коммуникаций, раздаточный бункер.
Технические средства ( технологическое оборудование) компонуют по одноступенчатой( вертикальной ) или двухступенчатой ( партерной) схемам ( рис-2).При вертикальной схеме материальные элементы ( цемент, заполнители)поднимают в расходные бункера , откуда они перемещаются вниз гравитационно, под действием собственной массы.партерная компоновка обеспечивает меньшую высоту, но производственная площадь увеличивается.
Рисунок-2. Схемы компоновки бетоносмесительных установок
а) одноступенчатая (вертикальная); б) двухступенчатая (партерная);
1 – конвейер склада заполнителей; 2 – конвейер подачи заполнителей в расходные бункера; 3, 9, 10 – поворотная, направляющая и распределительная воронки; 4 – расходные бункера; 5 – труба пневмоподачи цемента; 6 – дозатор цемента; 7 – дозатор заполнителей; 8 – дозатор воды; 11 – смеситель; 12 – раздаточный бункер (копильник); 13 – автобетоновоз; 14 –автоцементовоз; 15 – скиповый подъемник
Приготовляют высокопрочные бетоны в бетоносмесителях принудительного действия. Готовят в основном высокопрочные бетонные смеси жесткие или малоподвижные с низким В/Ц=0,3…0,35( водоцементным отношением) и ниже. Для укладки таких бетонных смесей, а также для формования строительных изделий и конструкций используют интенсивное уплотнение( вибрирование с пригрузом, двойное вибрирование и другие).
Для приготовления высокопрочного бетона используют различные методы повышения активности цемента и повышения качества бетонных смесей, как например, применение суперпластификаторов, виброперемешивание, виброактивизация цемента, домол цемента, применяют также предельно допустимый , то есть высокий расход цемента, а также и другие методы.
Рисунок-3. Влияние увеличения расхода цемента на прирост прочности
Большие перспективы в получение высокопрочных бетонов связаны с применением вяжущего низкой водопотребности( ВНВ), которое получают совместным помолом высокомарочного портландцемента и суперпластификатора С-3.
По данным ВНИИ железобетона, бетоны на основе ВНВ имеют прочность при сжатии более 100…120 МПА. При бетонировании массивных сооружений целесообразно использовать для приготовления высокопрочных бетонов цементы с пониженным содержанием C3S и особенно C3A, лучше всего белитовые.
Такие цементы твердеют постепенно в течении длительного срока, обеспечивая высокую прочность бетона. Для приготовления и использования высокопрочных бетонов в массивных конструкций максимально допустимый расход цемента не должен превышать :
а) для белитового портландцемента-450 кг/м³.
б) для обычного портландцемента -400 кг/м³.
Рисунок-4. Транспортирование высокопрочного бетона
В других случаях максимально допустимый расход цемента в высокопрочном бетоне не должен превышать 500 кг/м³. Увеличение расхода цемента свыше указанных пределов неэффективно для повышения прочности бетона, так как она возрастает незначительно. Это хорошо видно на рисунке№1 на котором показано увеличение предела прочности бетона при сжатии в возрасте 28 суток на 1 кг добавочного цемента в зависимости от общего расхода цемента.
Для высокопрочного бетона заполнители должны быть чистыми и обладать хорошим зерновым составом а также малой пустотностью. В качестве крупного заполнителя следует применить фракционированный щебень из плотных и прочных горных пород. Предел прочности при сжатии исходных каменных пород должен быть у изверженных не более 100 МПа и у осадочных 80 МПа. Песок для высокопрочных бетонов должен иметь пустотность менее 40%.
*****