Стальная арматура - один из наиболее распространенных материалов для повышения прочности бетонной смеси. Исследование состава песчаного бетона с фиброволокнами. Методы определения оптимальной длины сцепления базальтового волокна с цементным камнем.
При низкой оригинальности работы "Исследование физико-механических свойств гидромелиоративного бетона на основе барханных песков", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Для конструкций, работающих в агрессивных средах, для предотвращения коррозии стальной арматуры и самого бетона, предлагаются современные подходы вплоть до замены традиционной металлической арматуры на фиброволокна (стекло, базальтовые, органические и др.). Развитие строительного производства и технологии производства бетона уже в первые десятилетия показало, что, наконец, найден материал, который будет долговечным, и срок его службы будет измеряться столетиями. Прочность и долговечность железобетонных конструкций напрямую зависят не только от качества применяемых материалов, способа уплотнения бетонной смеси и условий выдерживания бетона, но и, главным образом, от рационального подбора состава бетонной смеси, ее подвижности (жесткости) и дозировки материалов. Выполняя подбор состава гидромелиоративного бетона очень важно учитывать все параметры и компоненты бетона, таких как: состав бетона, правильный расчет состава бетона, баланс и правильные нормы содержания воды в бетонной смеси, оптимальное содержание песка в бетоне, коэффициент раздвижки зерен крупного заполнителя в бетоне, водоцементное отношение и структура бетона; температурные влажностные условия твердения в зависимостях прочности бетона от В/Ц, расчетно-экспериментальное прогнозирование морозостойкости при проектировании составов бетона, морозостойкость, водонепроницаемость, адаптация расчетных составов бетона к производственным условиям, цементы с минеральными добавками и портландцемент, не содержащими минеральных добавок, активные минеральные добавки в бетонах, химические добавки, заполнители бетона. Бетон является одним из самых распространенных строительных материалов, бетон, который при приготовлении армирован дисперсными волокнами (фибрами) именуется - фибробетоном.Базальтовая фибра (38) (от лат. fibra - волокно) - короткие отрезки базальтового волокна предназначенные для дисперсного армирования вяжущих смесей, типа бетона, в строительстве. Модуль упругости волокна находится в пределах от 7 до 60 ГПА, прочность на растяжение от 600 до 3500 МПА. Дисперсионное армирование базальтовой фиброй повышает пластичность бетонной массы и уменьшает образование усадочных трещин и в отличие от стальной сетки, которая имеет ценность только после того, как бетон треснул, фибра предотвращает появление трещин в бетоне еще на стадии, когда он пребывает в пластическом состоянии. Совместная механическая активация цемента с волокном сможет не только улучшить прочностные свойства получаемого бетона, но и на порядок снизить количество вводимых в бетон химических добавок. Предлагается несколько иной подход для определения содержания волокон, исходя из соображений равенства нагрузок, которые выдерживают единичные объемы волокна и матрицы: Рм = Рв, Для микрообъема композиционного материала, армированного волокном, матрица должна выдерживать нагрузку, которую выдерживает волокно диаметром d.Применение базальтового волокна в количестве до 5 % от массы цемента увеличило прочность песчаного бетона на изгиб при растяжении до 1,5 раза, а на сжатие не менее 1,3 раза. Применение суперпластификатора С-3 улучшает удобоукладиваемость и формуемость бетонной смеси что важно при производстве тонкостенных конструкций для ирригационных каналов и увеличивает прочностные характеристики на 5-10 % затвердившего бетона. Применение в исследуемых составах мелкозернистых бетонов с микроволокном при облицовке каналов снижает вес конструкции; Моделирование «определения содержания волокон» позволяет значительно уменьшить количество предварительных испытаний.
Введение
Сегодня в мире динамично развивается строительная индустрия.
В нашей стране в результате уделяемого большого внимания на развитию интеграции науки, образования и производства, поддержки интеллектуального потенциала последовательно развивается и это направление.
Постановление Президента Ислама Каримова «О дополнительных мерах по стимулированию внедрения инновационных проектов и технологий в производство» от 15 июля 2008 года способствует дальнейшему расширению масштабов исследований по разработке современных строительных материалов и технологий.
Динамично развивающиеся промышленность и производство строительных материалов невозможно представить без новых качественных строительных материалов, в том числе композиционных.
Для обеспечения потребности в новых строительных материалах требуется всестороннее исследование различных видов местного сырья, и техногенных отходов промышленности для получения изделий и конструкции с требуемыми показателями и хорошей качеством.
Комитетом по координации развития науки и технологий при Кабинете Министров Республики Узбекистан совместно с Академией наук, министерствами и ведомствами, с участием ведущих ученых и специалистов страны определены восемь приоритетных направлений развития науки и технологий на 2012-2020 годы.
Они включают следующие сферы: - духовно-нравственное и культурное развитие демократического правового общества, формирование инновационной экономики;
- энерго- и ресурсосбережение в электроэнергетике;
- расширение использования возобновляемых источников энергии;
- развитие информационно-коммуникационных технологий;
- внедрение современных технологий, экологические аспекты и охрана окружающей среды;
- медицина и фармакология;
- химические технологии и нанотехнологии;
- наука о земле (геология, геофизика, сейсмология и переработка минерального сырья).
В соответствии с приоритетными направлениями развития науки и технологий формируются научно-технические программы в области фундаментальных (рождение научной идеи) и прикладных исследований (конкретные разработки), а также инноваций (первый шаг к промышленному производству).
Исходя из выше перечисленных направлений намеченный государством нами были поставлены задачи получения долговечного и технологичного гидромелиоративного бетона из барханного песка с фибро волокном используемых для ирригационных систем.
Возрастающий дефицит крупного заполнителя в отдельных регионах нашей Республики, в частности, в пустынных зонах Бухарской, Навоийской, Кашкадарьинских областях и в республике Каракалпакстан, обуславливает использование местного материала - барханного песка, целесообразность применения которого обусловлена, прежде всего, тем, что песчаные бетоны на их основе в отмеченных регионах намного дешевле, чем получаемые на привозных крупных заполнителях.
Но основа применения этих местных материалов заключается прежде всего в долговечности изготавливаемых конструкций и изделий. Разработка качественных песчаных бетонов на основе барханного песка еще недостаточно изучена, особенно в составе конструкций на гидромелиоративных и гидротехнических бетонах, таких как лотки, облицовочные плиты ирригационных каналов и др.
В настоящее время вопрос использования различных добавок (в том числе техногенных отходов и некондиционных местных материалов) в вещественный состав, возник с новой остротой. Предлагаются различные новые подходы к повышению эффективности и экономии цемента, применению химических добавок путем их комбинирования с высокодисперсными минеральными наполнителями с удельной поверхностью 5000 и более. В настоящее время разработана широкая номенклатура химических добавок разного назначения и изучены механизмы действия на процессы гидратации и структурообразования при твердении бетона.
Для конструкций, работающих в агрессивных средах, для предотвращения коррозии стальной арматуры и самого бетона, предлагаются современные подходы вплоть до замены традиционной металлической арматуры на фиброволокна (стекло, базальтовые, органические и др.). Микроармирование матрицы цементного камня обеспечивает долговечность конструкций, работающих в агрессивных средах. Как известно, лотки и облицовочные плиты каналов работают в очень сложных условиях, таких как: попеременное увлажнение и высушивание; замораживание и оттаивание; подвергаются воздействию различных ионов типа хлоридов и сульфатов.
Коренные изменения развития народного хозяйства страны во многом зависят от ускорения научно-технического прогресса.
В области строительства важной задачей является повышение долговечности и коррозионной стойкости бетонов при одновременной экономии материальных ресурсов, разработка и применение новых эффективных добавок.
В настоящее время вопросы добычи и переработки материалов, используемых в качестве заполнителей бетона, имеют первостепенное значение. Дефицит кондиционных заполнителей сдерживает быстрое наращивание темпов строительства, а неравномерное распределение запасов вынуждает перевозить их на значительное расстояние.
Для строительства в пустынных районах Средней Азии, где практически отсутствуют запасы крупного заполнителя, возникает необходимость доставки его из других районов на расстояние 300-600 км, что приводит к удорожанию стоимости строительства на 30-40 %. В то же время эти районы обладают неограниченными запасами некондиционных мелких пылевидных барханных песков.
В последние годы в связи с развитием в этих районах гидромелиоративного строительства повышается интерес к мелкозернистым бетонам, получаемым на местном строительном сырье.
На сегодняшний день не решена важная задача - повышения срока службы бетона на барханном песке, эксплуатируемого в гидромелиоративном строительстве.
Наряду с прочностью при сжатии для гидромелиоративного бетона, эксплуатационные качества которых определяются работой растянутой зоны., при повышенных требованиях по трещиностойкости нормируются также марки (классы) по прочности на осевое растяжение.
Для гидромелиоративного бетона сборных конструкций отпускная прочность должна быть не менее 70% от проектной. Для монолитных бетонных одежд каналов марка бетона назначается в зависимости от глубины воды в канале, толщины облицовки и технологии производства.
Трещиностойкость гидротехнического бетона массивных конструкций прямо связана с температурными напряжениями, обусловленными тепловыделением при твердении. Максимально допустимое значение тепловыделения бетона назначается в зависимости от нормируемой температуры при его разогреве в блоках.
Водонепроницаемость гидромелиоративного бетона в зависимости от вида сооружений может задаваться как марками так и коэффициентом фильтрации, между которыми как указывалось в гл.2 имеется корреляционная связь. При воздействии агрессивной среды указывается вид бетона по плотности. Показателями плотности бетона являются его водонепроницаемость и водопоглощение. Для зоны переменного уровня воды водопоглощение бетона не должно превышать 5% (от массы высушенных образцов), других зон не более 7%.
Проектирование составов гидромелиоративного бетона с большим количеством нормируемых параметров относится к наиболее сложным задачам многопараметрического проектирования составов бетона.
Предлагаемая автором работа является продолжением исследований кафедры строительных материалов по проблеме получения изделий из бетонов на основе барханных песков для гидомелиоративного строительства.
1.
Состояние вопроса и задачи исследований
1.1 Особенности работы гидромелиоративного бетона
Развитие строительного производства и технологии производства бетона уже в первые десятилетия показало, что, наконец, найден материал, который будет долговечным, и срок его службы будет измеряться столетиями.
Фактические сроки службы бетонных и железобетонных конструкций, эксплуатируемых примерно в одинаковых условиях, различаются в 3-7 и даже более раз. С течением времени на этот вид материала оказывают влияние сложные и комплексные нагрузки, включающие силовые, температурные, влажностные, коррозионные, экологические, радиационные воздействия.
В структуре бетона протекают длительные процессы усадки и ползучести, образования и развития различного рода структурных дефектов. В то же время под влиянием окружающей среды «худшие» факторы деструктурируют свойства материала менее интенсивно, чем исходно «лучшие».
Механизм приспособления бетона к условиям внешней среды связан, прежде всего, с «включением» его внутренних резервов для поддержания очередного уровня технического состояния.
Конец прошлого столетия показал, что функциональное приспособление структуры и свойств цементного бетона далеко не однозначно по качеству и долговечности.
Бетон - материал универсальный по своим свойствам, простой и мало энергоемкий в технологии производства, но сложный по своей капиллярно-пористой гетерогенной структуре. В действительности долговечность и надежность бетона в конструкциях и сооружениях, работающих в экстремальных условиях окружающей среды, во многих случаях можно оценить только на «удовлетворительно».
Согласно статистическому анализу, адаптационная изменчивость таких свойств бетона как трещиностойкость и коррозионная стойкость, связанная с приспособлением структуры и ее функций к условиям внешней среды, отвечает только эпохе классического бетона периода XIX и первой половины XX столетий.
Современные представления о технологических и технических свойствах бетона как композиционного материала разрабатываются с учетом строения и химии поверхности его составляющих компонентов, физико-химии их межфазного взаимодействия. Железобетонные конструкции гидромелиоративных сооружений также отличаются от железобетонных конструкций промышленных и гражданских зданий и сооружений некоторыми специфическими особенностями возведения и эксплуатации.
Основными отличиями являются: работа в условиях водной среды; часто - массивность и тонкостенной конструкций при относительно малом содержании арматуры; большое влияние температурных воздействий водной и воздушной сред эксплуатации и агрессивность указанных сред.
Эти особенности учитываются при проектировании, расчете и строительстве гидротехнических систем и сооружений.
Прочность и долговечность железобетонных конструкций напрямую зависят не только от качества применяемых материалов, способа уплотнения бетонной смеси и условий выдерживания бетона, но и, главным образом, от рационального подбора состава бетонной смеси, ее подвижности (жесткости) и дозировки материалов.
Выполняя подбор состава гидромелиоративного бетона очень важно учитывать все параметры и компоненты бетона, таких как: состав бетона, правильный расчет состава бетона, баланс и правильные нормы содержания воды в бетонной смеси, оптимальное содержание песка в бетоне, коэффициент раздвижки зерен крупного заполнителя в бетоне, водоцементное отношение и структура бетона; температурные влажностные условия твердения в зависимостях прочности бетона от В/Ц, расчетно-экспериментальное прогнозирование морозостойкости при проектировании составов бетона, морозостойкость, водонепроницаемость, адаптация расчетных составов бетона к производственным условиям, цементы с минеральными добавками и портландцемент, не содержащими минеральных добавок, активные минеральные добавки в бетонах, химические добавки, заполнители бетона. От этих данных в основном зависит качество бетона, поэтому при производстве бетона необходимо учитывать все расчеты. Подбор состава бетона - дело и, можно сказать, искусство профессиональных строителей. Реализация сложных строительных проектов требует тщательного подбора строительных материалов. В этих условиях подбор состава бетона становится отдельной задачей, решение которой зависит от профессионализма строителей. Свойства бетона, достаточно хорошо изученные, зависят от многих факторов. В их числе, водоцементное отношение, вид вяжущего, качество наполнителей, виброуплотнение и выдерживание готовой смеси.
В современном строительстве все больший интерес проявляется к композитной (FRP) арматуре (базальто-, стеклопластиковой и др.), обладающей рядом существенных преимуществ перед стальной арматурой - низкой плотностью, малой теплопроводностью, высокой прочностью и коррозионной стойкостью.
Сегодня остро стоит вопрос о долговечности и календарном сроке службы неметаллической арматуры, поэтому актуальным является создание методов оценки и прогнозирования сроков службы данного материала. Известно, что на протяжении всего периода эксплуатации арматура находится под воздействием щелочной среды бетона (РН = 12-13), что является одним из основных факторов, ответственных за старение и разрушение данного материала. Изучено влияние высокощелочной жидкой агрессивной среды на физико-механические свойства неметаллической арматуры. В качестве среды, моделирующей воздействие щелочной среды бетона, был выбран насыщенный раствор Ca(OH)2, при этом PH регулировалось в пределах 12,0-12,8. Получены экспериментальные температурно-временные зависимости изменения физико-механических характеристик арматурных стержней после экспозиции в Ca(OH)2.
Бетон является одним из самых распространенных строительных материалов, бетон, который при приготовлении армирован дисперсными волокнами (фибрами) именуется - фибробетоном.
Фибробетон обладает более высокой ударной прочностью, прочностью на срез и при растяжении, водонепроницаемостью, морозостойкостью, пожаростойкостью и сопротивлением кавитации.
Перечисленные достоинства в совокупности обеспечивают высокую эффективность применения данного материала, поэтому изделия из фибробетона, такие как фибробетонные блоки, панели и плиты используют в строительных конструкциях.
Технология производства фибробетона является обычной смесью песка, цемента, воды и определенного количества дисперсных волокон (фибры). Фибра, в свою очередь, производится из различных материалов.
Таблица 1.1. Характеристики видов волокон, которые используют для изготовления фибробетона
Волокно Плотность, г/см 3 Модуль упругости, МПА Прочность на растяжение, МПА Удлинение при разрыве, %
С точки зрения экономической эффективности стальная арматура является оптимальным материалом для повышения прочности бетона. Свойства фибробетона как композиционного материала определяются свойствами составляющих его компонентов.
Для производства фибробетона с наилучшими характеристиками необходимо выполнение следующих условий: добиться технологической совместимости бетона-матрицы и фибры, выбрать наилучшее сочетание вида фибры и бетона матрицы для того, чтобы получить необходимый по эксплуатационным характеристикам материал, для наиболее эффективного использования свойств прочности фибры необходимо максимальное заанкерирование фибры в бетоне. И необходимо учитывать, что при добавлении в бетон фибра должна быть очень тщательно перемешана, так как категорически не допускается попадание фибры комками.
Отмечается повышенная прочность на растяжение, изгиб, высокая трещиностойкость, водонепроницаемость, сопротивляемость ударным и циклическим нагрузкам, более высоким сопротивлением истиранию. Использование фибробетона в изгибаемых элементах повышает в значительных пределах трешиностойкость и вязкость по сравнению с чистым бетоном. При объемном содержании фибр 1-2,3% трешиностойкость бетона повышается в 2-3,3 раза, вязкость - 15-33 раза. При этом значительно снижаются трудозатраты.
Установлена экономическая целесообразность сталестеклофибробетонов. Приводится сравнительных расход на изготовление колец обделки тоннелей с применением традиционного бетона и сталестеклофибробетона Композитная арматура: достойная альтернатива металлическим изделиям.
Рассмотрены ряд направлений в строительной области, в которых применение композитной арматуры предпочтительнее металлического аналога. Прежде всего, к подобным сферам относятся гибкие связи при возведении многослойных ограждающих, облицовочных и других конструкций. Композитная арматура может быть использована для укрепления дорожного полотна, а также при возведении фундаментов и иных строительных работ. Данный материал нашел применение в восстановительных и реставрационных работах, ремонте. Современная технология производства арматуры позволила значительно снизить эксплуатационные и трудовые затраты на изготовление данного материала. В работе обоснована экономическая целесообразность применения композиционной арматуры место традиционной стальной.
В настоящее время промышленность сборного и монолитного бетона все чаще начинает использовать комплексные добавки для одновременного повышения ряда свойств. Недостаточно изученным является вопрос о влиянии каждого компонента в составе комплексной добавки и о порядке введения данных добавок в бетонную смесь.
Математическим планированием эксперимента проведена оптимизация новой комплексной добавки и выявлена роль каждого компонента в составе комплексной на физико-механические свойства бетона. Получены математические зависимости, позволяющие определить влияние каждого компонента комплексной добавки на прочность, морозостойкость и водонепроницаемость бетона. Исследовано влияние комплексной добавки и ее компонентов усадку и кинетику набухания в сульфатных средах.
Грамотный подбор состава бетона позволяет получить водонепроницаемый бетон, морозостойкий бетон. Для достижения повышенных прочностных характеристик тяжелых бетонов в настоящее время разработаны довольно эффективные методы, а именно снижение водопотребности бетонной смеси за счет использования суперпластификаторов, применение чистых высокопрочных фракционированных заполнителей, высокоактивных вяжущих веществ, микронаполнителей и т.д. в сочетании со строгим контролем на всех стадиях технологического процесса.
Однако необходимо обратить внимание на возникающую в связи с этим проблему: с повышением прочности бетона растет и его хрупкость, снижаются пластично-деформационные свойства, что влечет за собой практически мгновенное разрушение материала при достижении им предельного состояния. Поэтому сейчас назревают предложения по введению повышенных коэффициентов безопасности и надежности при проектировании конструкций из высокопрочного бетона.
Таким образом, возникает необходимость повышения вязкости разрушения (трещиностойкости) высокопрочного бетона. Наиболее эффективное решение настоящей проблемы лежит в плоскости применения дисперсного армирования, способного обеспечить коренное улучшение механических характеристик бетона (прочности, трещиностойкости, ударопрочности и т.д.).
Повышение эксплуатационной надежности конструкций, в том числе в условиях действия агрессивных сред, возможность сокращения рабочих сечений конструкций, уменьшение расхода стержневой арматуры за счет увеличения несущей способности материала.
Рассматривается вопросы сцепления фибры цементной матрицей , так как создать композит, в котором прочность сцепления на границе раздела фаз «стальная фибра - матрица» преобладала бы над временным сопротивлением на разрыв самого волокна, весьма проблематично, причем в этом нет никакой необходимости для получения вязкого разрушения, то рассматривается случай: l<lkp.
Разрушение происходит за счет нарушения границ раздела между волокном и матрицей и вытягивания волокон из матрицы, что в большей степени способствует вязкому разрушению. Таким образом, большее значение имеют касательные напряжения (t), а не напряжения в самом волокне (?), и вязкость разрушения, основной вклад в которую вносит энергия, затраченная на вытягивание волокон, зависит от: - объемной доли волокон Vв;
- величины касательных напряжений на границе раздела фаз «фибра - матрица»;
- геометрических характеристик волокон (l/d).
При этом важно, что зависимость энергии по вытягиванию от длины волокна является более тесной, так как в выражении (9) имеется показатель степени, поэтому для увеличения энергии по вытягиванию необходимо стремиться к увеличению длины волокна, а в связи с этим - к увеличению отношения (l/d). Исходя из этого установлено, что отношение длины волокна к его диаметру (l/d) в большей степени влияет на трещиностойкость, чем на прочность сталефибробетона.
Таким образом, критериями управления вязкостью разрушения фибробетонах следует считать: - геометрические характеристики (типоразмер) волокон;
- объемную долю волокон в матрице;
- характеристику сцепления волокон с матрицей.
В данном случае дисперсная арматура, располагаясь в бетонной матрице, создает пространственный каркас, который препятствует образованию, росту и распространению трещин, при этом повышается не только прочность, но и, главное, вязкость разрушения бетона.
Соответствующий подбор состава бетона также требуется, чтобы качественно осуществить ремонт бетона. Как известно, для гидротехнических сооружений срок твердения (возраст) бетона, отвечающий его классам по прочности на сжатие, на осевое растяжение и марке по водонепроницаемости, принимается, как правило, для конструкций ирригационных канальных и речных гидротехнических сооружений 180 суток, для сборных и монолитных конструкций морских и речных портовых сооружений -28 суток. Срок твердения (возраст) бетона, отвечающий его проектной марке по морозостойкости, принимается 28 суток, для массивных конструкций, возводимых в теплой опалубке, 60 суток. Если известны сроки фактического нагружения конструкций, способы их возведения, условия твердения бетона, вид и качество применяемого цемента, то допускается устанавливать класс бетона в ином возрасте. Для сборных, в том числе предварительно напряженных конструкций, отпускную прочность бетона на сжатие следует принимать в соответствии с ГОСТ 13015.0-83, но не менее 70 % прочности принятого класса бетона.
Проектирование состава бетона сводится к трем взаимосвязанным задачам: 1. Назначение требований к техническим свойствам бетона и технологическим свойствам бетонной смеси.
2. Выбор материалов для бетона.
3. Собственно проектирование состава бетона, т. е. установление: - величины водоцементного отношения В/Ц, - оптимального зернового состава смеси заполнителей, - минимально необходимого расхода цемента Ц, кг/м 3.
Эта система параметров удобна тем, что такие важные свойства бетона, как прочность, морозостойкость и водонепроницаемость, выражаются сравнительно простыми функциями от параметров состава бетона. Комплекс требований, предъявляемых к бетону, должен обеспечить три основных качества: прочность, долговечность и экономичность бетона. Эти требования назначаются в проекте сооружения. Прочность бетона задается классами по прочности при сжатии и растяжении, с учетом напряженного состояния конструкции.
Долговечность бетона зависит от многих факторов и определяется рядом свойств, таких как морозостойкость, водонепроницаемость, водостойкость и др. Для массивных сооружений большое значение имеет термическая трещиностойкость бетона, которая обеспечивается пониженным тепловыделением, высокой предельной растяжимостью, малым коэффициентом температурного расширения. Параметры бетонной смеси должны обеспечить высокую технологичность ее транспортирования, укладки и уплотнения с учетом применяемых механизмов и методов бетонирования. Эти требования задаются в проекте производства работ в виде: осадки конуса (ОК), либо показателя жесткости (Ж), характеризующих удобоукладываемость; жизнеспособность и т. п.
Экономичность песчаного бетона определяется в основном расходом цемента, как наиболее дорогим компонентом в бетоне (если не принимать во внимание добавок). Здесь следует пояснить, что добавка не является обязательной составляющей в бетоне, а присутствие цемента - обязательно, но количество его для обеспечения требуемых свойств может быть и больше необходимого, что неоправданно увеличивает стоимость бетона. Поэтому общим экономическим принципом проектирования состава бетона является отыскание минимально необходимого расхода цемента.
2. Выбор материалов для бетона: 1. Выбор цемента.
При выборе вида цемента учитывают следующие моменты: - Агрессивность воды-среды. Если вода-среда характеризуется сульфатной агрессивностью, то следует применять сульфатостойкий портландцемент, пуццолановый портландцемент или сульфатостойкий шлакопортландцемент;
- Положение песчаного бетона в сооружении. В зоне переменного уровня воды нельзя применять пуццолановый и шлаковый портландцементы изза их низкой морозостойкости;
- Класс бетона по прочности. Высокоактивные цементы нецелесообразно применять для бетона, к которому не предъявляется высоких требований по прочности. Если для бетона низкой прочности использовать высокоактивный цемент, то расход цемента на 1 м 3 бетонной смеси окажется по расчету недопустимо низким, и это вызовет ухудшение технологических свойств бетонной смеси и некоторых технических свойств бетона (повышенное водоотделение и пониженная связность бетонной смеси, снижение объемной массы и водонепроницаемости бетона). Активность цемента не должна превышать класс бетона по прочности более чем в 3 раза, если проектный возраст бетона 28 дней, или в 2 раза, если проектный возраст 180 дней.
2. Выбор заполнителей.
Выбор заполнителей проводится на основании результатов испытаний отобранных проб, а также после технико-экономических сравнений различных вариантов заполнителей.
3. Выбор добавок.
Для приготовления бетона чаще всего применяют поверхностно-активные добавки. Они могут вводиться в бетонную смесь при ее затворении в бетономешалке. Иногда эти добавки уже содержатся в самом цементе.
1.2 Особенности подбора состава гидромелиоративного бетона
На практике правильно запроектировать состав бетона можно только экспериментальным подбором параметров под заданные свойства, т.е. из выбранных материалов готовят бетонную смесь и бетон произвольного состава и определяют их свойства путем испытаний. Если свойства испытанных образцов не соответствуют заданным, то изготавливают образцы другого состава, снова испытывают, и т.д. Важно, чтобы работа по проектированию свойств бетона была выполнена при минимальных затратах труда и не содержала лишних опытов. Разработаны основные принципы нахождения параметров состава бетона.
Рассмотрим для наиболее простого случая - когда заданных свойств всего два: 1) прочность бетона при сжатии, 2) подвижность бетонной смеси.
Кроме того, пусть заполнители рассеиваются только на две фракции: фракция 0-5 мм - мелкий заполнитель (песок) и фракция более 5 мм - крупный заполнитель. В этом случае зерновой состав заполнителей характеризуется всего одним параметром r - долей песка от массы заполнителей. Тогда определение параметров состава бетона можно провести по схеме, представленной в таблице.
Проектирование состава гидромелоративного бетона представляет собой несколько более сложную задачу, т.к. в число заданных свойств, помимо прочности и подвижности, обычно входят и другие, например, водонепроницаемость и морозостойкость. Кроме того, для повышения качества бетона смесь заполнителей составляют не из двух, а из большего числа фракций (0-5, 5-10, 10-20, 20-40, 40-80 мм и т.д.), и параметр r должен быть заменен другим, который условно обозначим ЗС. По существу, ЗС подразумевает набор чисел, выражающих процентное содержание каждой фракции в смеси заполнителей. Таким образом, несколько видоизменяется постановка задачи по проектированию, которая показана в соответствующей колонке таблицы.
2. Сырьевые материалы и методики проведения экспериментов
Вывод
бетонный стальной арматура фиброволокно
1. Применение базальтового волокна в количестве до 5 % от массы цемента увеличило прочность песчаного бетона на изгиб при растяжении до 1,5 раза, а на сжатие не менее 1,3 раза.
2. Применение суперпластификатора С-3 улучшает удобоукладиваемость и формуемость бетонной смеси что важно при производстве тонкостенных конструкций для ирригационных каналов и увеличивает прочностные характеристики на 5-10 % затвердившего бетона.
3. Применение в исследуемых составах мелкозернистых бетонов с микроволокном при облицовке каналов снижает вес конструкции;
4. Изменяется система армирования, снижается расход арматуры и трудозатраты на укладку бетона;
5. Увеличивается трещиностойкость бетона, что повышает сейсмостойкость сооружения.
6. Моделирование « определения содержания волокон» позволяет значительно уменьшить количество предварительных испытаний. Погрешности теоритечиских расчетов и эскпериментальных исследований по определению процентного содержания армирующих компонентов составляет не более 20-25%.
7. При испытании армированных покрытий оптимальная длина базальтовых волокон составляет до-15 мм. Очевидно, здесь следует исходить из принципа работы волокон. Как указывалось ранее, оптимальная длина дискретных волокон, при сжатии композиционных материалов меньше чем при растяжении, в связи с тем, что короткие волокна более устойчивы.
8. Кроме того, на длину волокон влияет прочность контактного слоя и их диаметр, при прочности зоны контакта 0,4 МПА длина базальтовых волокон составляет до 15,0 мм, 9. Сравнение вариантов показал что ожидаемый эффект в денежном эквиваленте с 10 000 м3 бетонной смеси составляет 790 618 000 сум.
Список литературы
1. Каримов И.А. Бунедкорлик йулидан.-Тошкент: Узбекистон, 1996.-349с
2. Каримов И.А. По пути модеринизации страны и устойчивого развития экономики.- Ташкент: Узбекистан, 2008. - 280с.
3. Пащенко А.А. Армирование неорганических вяжущих веществ минеральными волокнами. Наука строительному производству. - М.: Стройиздат, 1988.
4. Стеклофибробетон в строительстве: материалы семинара. - М.: центральный Российский Дом знаний, 1992.
5. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. - М.: Наука, 1976. - 280с.
6. Баженов, Ю.М. Технология бетона / Ю.М. Баженов. - М.: АСВ, 2002. - 500с.
