Мелкозернистые бетоны

В последние годы все шире применяются мелкозернистые бетоны (МЗБ), в том числе для литых, прессованных и вибропрессованных изделий.
Многочисленные экспериментальные данные показывают, что на прочность мелкозернистого бетона при сжатии кроме Ц/В, активности цемента и качества заполнителя, влияет много других факторов, таких как удобоукладываемость смеси, условия твердения, вид и количество активных минеральных добавок и т.д. Наряду с этим, значительное влияние на свойства мелкозернистого бетона имеет также и способ уплотнения смеси.
Предлагаемая методика проектирования состава мелкозернистого бетона имеет ряд особенностей по сравнению с существующими:
• при назначении необходимого цементно-водного отношения учитывается тип бетонной смеси по ее удобоукладываемости, который определяет способ формования изделий и конструкций;
• учитывается не только крупность, но и форма зерен заполнителя через величину его удельной поверхности;
• используется физическая концепция формирования плотной структуры бетонной смеси (цементное тесто заполняет пустоты между зернами заполнителя и создает на его зернах пленку некоторой толщины, от величины которой зависит удобоукладываемость бетонной смеси).
Анализ экспериментальных данных позволяет предложить усредненные значения коэффициентов А и b с учетом вида бетонных смесей по удобоукладываемости.
При расчете состава мелкозернистой бетонной смеси необходимо учитывать, что после ее уплотнения в бетоне всегда остается некоторый объем воздуха. Количество вовлеченного воздуха определяется особенностями конкретных воздухововлекающих добавок. Определенный объем воздуха остается в результате недоуплотнения бетонной смеси (защемленный воздух Vз.в). Аппроксимация данных позволяет предложить выражения для расчета объема защемленного в мелкозернистых бетонных смесях воздуха (л):
• для пластичных смесей:
Vз.в=-6,52ln(ОК+1) + 19,9,
• для жестких смесей:
Vз.в=24,95ln(Ж+1) - 8,3.
Для смесей, жесткость которых нельзя определить обычными методами, (сверхжесткие или полусухие смеси), а также для бетонных смесей, которые уплотняются силовыми способами, объем защемленного воздуха зависит от параметров и особенностей способа уплотнения. Для бетонных смесей, которые уплотняются вибропрессованием, количество защемленного воздуха можно найти по номограмме, полученной на основе экспериментальных данных. Расходы всех компонентов мелкозернистой бетонной смеси связываются между собою условием:
Vц.т+ Vп+ Vз.в =1000 л,
где Vц.т -объем цементного теста, л; Vп -объем песка, л.
Количество цементного теста должно быть таким, чтобы заполнить пустоты между зернами песка и создать на них пленку некоторой толщины.
Анализ известных экспериментальных данных дает возможность утверждать, что условная толщина пленки ?зависит от удобоукладываемости бетонной смеси (Ж или ОК), Ц/В, удельной поверхности заполнителя (S), пустотности заполнителя в насыпном состоянии и объема пустот между зернами заполнителя незаполненного цементным тестом (Vн).
Определить условную толщину цементной пленки на зернах заполнителя можно пользуясь номограммами полученными на основе экспериментальных данных В.П.Сизова.
Величина Vн характеризует недостаток цементного теста для заполнения пустот между зернами заполнителя (а в некоторых случаях и на создание пленки условно-минимальной толщины (13 мкм)), наличие защемленного воздуха.
В первом приближении Vн можно принимать равным объему защемленного воздуха Vз.в., однако в случае, если полученная величина ?будет меньше 13 мкм, Vн нужно увеличивать, пока условие не будет выполнено.
Снижение величины Vн можно достичь увеличением количества цементного теста за счет введения дисперсного активного или инертного наполнителя (например золы или гранитной пыли).