Способ подбора гранулометрического состава заполнителя для бетонов

(50 Й ВЛ:." К " Р %ТЕ.Л.:", Г. БРЕТЕНИ САНИ Г. Смирн аполнителя для именено в про" 7. 2 табл СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРУ 779883, кл. С 01 Я 33/38, 1978.Гершберг О.А, Технология бетонныхи железобетонных изделий. М 1971,с. 72-74.(54) СПОСОБ ПОДБОРА ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ЗАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ БЕТОНОВ(57) Изобретение относится к способам подбора состава з,801440888 мышленности строительных материалов,Цель изобретения - повышение прочности бетона при одновременном сокращении расхода вяжущего. Состав заполнителя подбирают следующим образом. Отбирают наибольшую и последующие фракции, затем определяют плотность, межзерновую пустотность и коэффициентформы зерен каждой фракции в глицерине или цементном тесте в виброуплотненном состоянии, дополнительно рассчитывают относительное объемное содержание эллипсоидов, соответствующих размерам отобранных фракций, после чего рассчитывают количественноесодержание фракций по формулам. Повышение прочности бЕтона составляет343 прн сокращении расхода цемента наИзобретение относится к способамподбора состава заполнителя для бетона и может найти применение в промышленности строительных материалов.5Целью изобретения является повыше ние прочности бетона при одновременном сокращении расхода вяжущего.П р и м е р. Исходные материалы:крупный заполнитель - гравий фракций 20-40, 10-20 и 5-10 мм с истинной плотностью 2630 кг/м, мелкий заполнитель - фракции песка с истиннойплотностью 2630 кг/м 2,5-5,0; 1,252, 5; 0,63-1,25, 0,31 - 0,63; 0,14-50,31 мм, Отбирают наибольшую фракцию - 20-40 мм,Соотношение между средними диаметрами первой и второй фракций должнобыть :4, а между последующими 1:2. 20Поэтому для составления смеси отбирают две Фракции гравия: 20-40 мм,5-10 мм и пять фракций песка: 2,55 зО; 1,25 в 2 Ою 63-в 25 031 в Оь;0,14-0,31 мм, всего семь фракций заполнителя,Определяют плотность ; каждойФракции в растворе глицерина 937.-нойконцентрации или цементном т"сте сВ/Ц =. 0,5. Для этого берут пробу 30(навеску) заполнителя каждой фракции по 5 кг, вводят в раствор глицерина и перемешивают, укладывают всосуд, сверху в сосуд опускают пуансон (пригруз) и устанавливают егона виброплощадку. Вибрируют заполнитель по режиму Формования железо-.бетонных изделий (например, амплитуда 0,3 мм, частота 3000 об/мин)до установления постоянного уровня, щОпределяют объем уплотненного заполнителя, рассчитывают плотность фракции заполнителя в виброуплотненномсостоянии по Формулешгде ш - масса заполнителя, кг;Ч - объем заполнителя в виброуплотненном состоянии,50Так, для Фракции 20-40 мм5- 0 030 = 1660 кг/м . Аналогично определяют плотность последую 55 щих Фракций,Рассчитывают межзерновую пустот- ность Р; каждой фракции, используя ФормулуРР: 100р Э истинная плотность зеренИ 1заполнителя -и фракции,кг/мТак, для фракции 20-40 ммРассчитывают коэффициенты формызерен каждой фракции по формуле 1 в Р;/100ф 0,74 Так, для фракции 2,5-5,0 мм-г 38 о вдф 0,74В табл. 1 приведены плотность, межзерновая пустотность и коэффициент формы зерен остальных фракций, определенных укаэанными методами.Рассчитывают коэффициент (по формуле Р 1 36,9 1,4226 26 Ч;оМ 1 П =" Кф; М; 1=Ь где П =2произведение коэффици-ентов формы зерен второйи последующих фракций. Рассчитывают приближенным числовымметодом относительное содержание эл-липсоидов (Ч;), соответствующих размерам отобранных фракций заполнителя.Оно составляет в долях объема цляфракции 20-40 мм; 5-10 мм - 0,106;2,5-5 мм - 0,06; 1,25-2,5 - 0,041;Оэ 63-1 э 25 Ою 0231 Оф 31-0163 - 0)01410,14-0,31 - 0,010,Определяют значение К, т.е. величину раздвижки первой фракции цементным тестом с частично абсорбированными на их поверхности зернамиболее мелких фракций, Для этого берут пробу первой фракции, например,в объеме 5 л. Рассчитывают теоретически необходимое количество помассе каждой фракции для заполненияпустот смеси, состоящей из болеекрупных фракций.Количество по массе первой фракции (М,) определяют по формуле М=;Ч, где Ч и - объем пробы первой фракции, м , Чп = 0,005 м.Количество второй и последующихфракций (М;) определяют по формуле.По результатам расчета получают. М 8,3 кг, М = 1,47 кг, М 3 = 0,99 кг, М= 0,81 кг, М 0,56, М 0,42 кг, М 7 = 0,40 кг.Составляют смесь из рассчитанных количеств каждой фракции и определяют реальный объем смеси фракций (Ч ) в цементном тесте в виброуплотненном состоянии. Ч р = 5,75 л. Затем рассчитывают коэффициент раэдвижки зерен:Чд 5, 75Р 5 5По полученным исходным данным рассчитывают количественное содержание каждой из фракций нам бетона по формулам 10 15 20 Ч ш дВ н ) Кр П; Ку, - количественное содержаниепервой, наибольшей фракции;30 - количественное содержаниевторой и последующих фракций г где ш,ш, = = 1443 1660 Э 20-40 мм; 0,1061443 1 0,85 фракция 5-10 мм; 0,06 1443 1,42 0,85 0,84 фракция 2,5-5 ммкг - фракция 35 256,6 кг 42 40- 172 кг 0 023 1443 1 42 0,85 0,84 0,82 0,82 фракция 0,63-1,25 мм; 0,014 443 1,420,85 0,84 0,82 0,82 0,81 73 кг -фракция О, 31-0, 63 мм; 0,010 1443 1,42т 0,85 0,84 0,82 0,82 0,8 0,76 70 кг - фракция 0,14-0,3 мм. 0,040.1443 1,42 450,85 0,84 0,82фракция 1,25-2,5 мм Составляют смесь из рассчитанных фракций заполнителя для приготовления бетона, Пустотность полученной смеси фракций воставляет 10,5%.Количественное содержание фракций на 1 м бетона, рассчитанное по способу-прототипу, представлено ниже:Размер фракции, ммСодержание фракции на 1 м, кг20-40 8205- 0 3200,6 - 1,2 3400,15-1,23200,06 - 0,15 242Пустотность смеси фракций заполнителя, подобранной по способу-прототипу, составляет 22,87..Состав, рассчитанный по предлагаемому способу, имеет меньшую пустот-ность.На основе рассчитанного составазаполнителя были приготовлены бетонные образцы с использованием цемента Ачинского цементного заводаМ 400. Составы бетонов и предел прочности на сжатие их в 28-суточном возрасте приведены в табл. 2.Как следует из табл. 2, бетон назаполнителе, подобранном по предлагаемому способу, при расходе цемента М 400 175 кг/м имеет прочность35,5 МПа, а по прототипу при расходецемента 210 кг/м (т.е.на 143 больше) - прочность 23,4 МПа, т.е. на34,17. меньше.Таким образоМ, предлагаемый способ подбора гранулометрического состава позволяет значительно уменьшить межзерновую пустотность заполнителя, повысить прочность бетонапри одновременном уменьшении расхода цемента.формула изобретенияСпособ подбора гранулометрического состава заполнителя для бетонов, включающий фракционирование, определение плотности, межзерновой пустот- ности каждой фракции, определение коэффициента раздвижки зерен и составление смеси из фракций, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения прочности бетона при одновременном сокращении расхода вяжущего, отбирают наибольшую фракцию,440888где ш 1 Кр 1=оПш,КрЧ; тП =лф 1 Таблица 1 Плотность заРазмерфракций,мм Иежзерноваяпустотность, (Р;), 7 Коэффициентыформы зерен,К Вид заполнителя полнителя в виброуплотненном состоянии,кг/м Гравий20-40 5-1036,9 0,85 1660 1650 37,3 0,85 38 0,84 1630 Песок2,5-5,0 0,82 1,25-2,50,63-1,250,31-0,630,14-0,3600 0,82 1600 39 40 0,81 158 44 0,76 1413 вторую смежную с ней, средний диаметр которой меньше в 4 раза, и последующие фракции непрерывной грану лометрии с соотношением средних диаа метров 1:2, затем отбирают пробу каж. дой фракции, вводят, в цементное тесто или глицерин, виброуплотняют и определяют плотность, после чего определяют межзерновую пустотность 1 О и коэффициент формы зерен каждой фракции по формуле1 - Р/100 .где К - коэффициент формы зерен; 1 БФР - межзерновая пустотность,определенная в цементномтесте или глицерине в виб-,роуплотненном состоянии, дополнительно рассчитывают относи тельное объемное содержание эллипсоидов, соответствующих размерам отобранных фракций, в плотнейп 1 ей упаковке, а количественное содержание фракций по массе рассчитывают по 25 Формулам количественное содержание. первой наибольшей фракции; количественное содержание второй и последующей фракцийплотность наибольшей фракции заполнителя, определенная в цементном тесте или глицерине в виброуплотненном состоянии;коэффициент раздвижки зерен наибольшей фракции;относительное объемное содержание эллипсоидов с размерами, соответствующими 1-м фракциям заполнителя, в плотнейшей упаковке Ч 11,000 Ч = О 106; Чэ = = 0,060; Ч, = 0,041; Ч=0023 Ч ь Оэ 014 Ч 7 = 0,010; коэффициент, равныйР где Р 1 - межзерновая пустот- ность первой фракции; произведение коэффициентов формы зерен второй и последующих фракций.8Таблица 2 14 ч 0888 Прочность Состав бетона Расход компонентов на 1 м.Цемент кг Водал Предлагаемому 175 115 20 35,5 По прототйпу 210 56 30 23,4 Составитель Н. Федорова Техред А.Кравчук Редактор Т. Лазоренко Корректор С. Шекмар Тираж 594ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 640/27 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 на заполнителе,подобранномпо способу 1 Удобо укла-дываемость,с