Страница 8: ВСН 212-91. Применение бетонов на природных пористых заполнителях для строительства транспортных тоннелей (31206)

Методика экспериментального определения водопоглощения крупных пористых заполнителей

I. Назначение

Методика предназначена для экспериментального определения количества воды, поглощаемого заполнителем в поры в производственных составах бетонной смеси с учетом условий формования и технологических факторов: состава бетона, расхода цемента, песка, водоцементного отношения, коэффициента избытка раствора, вибрации. Она может быть применена для корректировки расхода воды в замесах и определения В/Ц истинного при времени выдерживания от 30 до 60 мин.

II. Аппаратура

Весы технические (с точностью взвешивания до 0,01 г).

Сушильный шкаф.

Мерный цилиндр, емкостью 0,5 л.

Сферическая чашка для укладки и перемешивания смеси.

Мастерок для перемешивания смеси.

Лабораторная виброплощадка.

Бюкса или фарфоровая чашка для взвешивания проб.

III. Подготовка пробы

От массы заполнителя, идущего в замес, отбираются 15—20 гранул заполнителя без заметных повреждений, высушиваются до постоянной массы в сушильном шкафу и взвешиваются Кс.

Подготавливается раствор по составу, соответствующий растворной части бетона в объеме 0,3 литра.

IV. Порядок определения

Отобранные гранулы одновременно погружаются в приготовленный раствор, смесь тщательно перемешивается до полного обволакивания гранул раствором (не менее 0,5 мин);

гранулы заполнителя выдерживаются в растворе в течение времени от приготовления до укладки смеси принятого на производстве, но не менее 30 мин и не более 60 мин;

смесь выкладывается в металлическую форму размером 10??10??10 см и уплотняется на лабораторном вибростоле;

полученная проба расформовывается и разрыхляется и все гранулы извлекаются из смеси, очищаются от налипшего раствора, так чтобы их масса (вместе с налипшим раствором) составляла не более 1,2—1,4 массы сухих заполнителей), и взвешиваются, Кн;

взвешенная проба помещается в сушильный шкаф при температуре 105 — 110 ??С и после высушивания до постоянной массы опять взвешиваются, Кв;

подсчет водопоглощения крупного заполнителя из бетонной смеси в долях от массы заполнителя производится по формуле:

, (1)

где — водопоглощение пористого заполнителя из растворной части легкобетонной смеси (в долях от массы сухого заполнителя); Кс, Кн, Кв — соответственно масса заполнителя: до испытания, после его насыщения и извлечения из смеси (с налипшим раствором, после высушивания до постоянной массы (г); В, Ц, П — соответственно массы воды, цемента и песка в замесе (г); т = 1 + ?? коэффициент, учитывающий количество воды химически связываемой цементом, находящимся в растворе при сушке проб до постоянной массы; п — отношение массы песка к массе цемента; К — коэффициент, учитывающий количество воды по массе (от ее первоначального содержания в замесе), испарившейся из замеса за время выдерживания смеси (до ее укладки) (г); его значения К = 0,99 при 10 мин; К = 0,98 при 30 мин; К = 0,96 при 60 мин.

V. При неизвестном составе производственного замеса или при отборе пробы непосредственно из производственного замеса (бетоносмесителя) и, следовательно, при ее неизвестном составе водопоглощение крупного заполнителя в долях от его сухой массы рассчитывается по формуле (2)

, (2)

где — влажность раствора, отобранного с гранул заполнителя (в долях от его сухой массы), определяемая экспериментально весовым способом на технических весах (г) и рассчитываемая по формуле (3)

, (3)

где — масса пластичного жидкого раствора, снятого с гранул (г); — масса того же раствора, высушенного до постоянной массы (г); Кс — масса сухого крупного заполнителя (неизвестная заранее), определяемая путем его отмыва и последующего высушивания до постояной массы (г). Остальные обозначения те же, что и в формуле (1).

Теоретический расчет водопоглощения пористых заполнителей из бетонной смеси

I. Назначение

Расчет по теоретической формуле (4) позволяет теоретически рассчитать количество воды, отсасываемой заполнителем в поры через водопоглощение в воде по ГОСТ по заданным характеристикам заполнителей, составу бетона, условиям формования, технологическим факторам. Он может применяться для уточнения при назначении исходного расхода воды и определении В/Ц истинного при времени выдерживания от 30 до 60 мин.

II. Теоретический расчет водопоглощения заполнителей из бетонной смеси в % по массе производится по формуле (4):

, (4)

где В/Ц — принятое водоцементное отношение в бетонной смеси; Кt — коэффициент, учитывающий влияние времени. Кt = 1,1 при t = 30 мин, Кt = 1,25 при t = 60 мин; промежуточные значения коэффициентов берутся интерполяцией; ?? — переводной коэффициент, учитывающий долю воды, оставшуюся в замесе, за вычетом воды, расходуемой на смачивание (кварцевый) или на смачивание и водопоглощение (пористый) песок (табл. 1); К1 — коэффициент, учитывающий влияние вибрации (табл. 2) после принятого времени выдерживания смеси; К2 — коэффициент, учитывающий поправку на коэффициент избытка раствора (табл. 3). — водопоглощение заполнителя в воде (в долях от его массы) в поры через 60 мин, определяется через водопоглощение через 60 мин по ГОСТ 9758-77 по формуле (5); (6)

= 0,92 - 0,3 (для гравиеподобных заполнителей) (5)

= 0,8 - 3,3 (для щебнеподобных заполнителей (пемза) (6)

Ниже приводятся усредненные, ориентировочные значения коэффициентов ??, К1, К2 (таблицы 1, 2, 3).

Таблица 1

Значения переводных коэффициентов ??

* При использовании дробленых песков коэффициенты ?? снижаются на 15%.

Таблица 2

Значения коэффициентов K1

Таблица 3

Значения коэффициентов К2

Примечание. Все промежуточные значения коэффициентов берутся интерполяцией (по таблицам 1 — 3).

После определения водопоглощения крупных пористых заполнителей из бетонной смеси экспериментально по формулам (1). (2) или теоретически по формуле (4) производят расчет:

1. Воды, поглощенной крупным и мелким заполнителем по формуле (7)

Впогл = Вобщ (1 - ??) + K, (7)

где Вобщ — общий расход воды в замесе (л); К — расход крупных заполнителей (кг). Остальные обозначения те же.

2. Эта поглощенная вода, входящая в общий расход воды, должна быть исключена при подсчете истинного В/Ц (так как она не участвует в структурообразовании цементного камня) по формуле (8)

. (8)

Пример расчета подопоглощения и истинного водоцементного отношения

Задано: Водопоглощение туфа ахавнатунского в воде по ГОСТ через 1 ч = 8,6%, В/Ц = 1,0, время выдерживания смеси 30 мин. Расход цемента Ц = 380 кг/м3, В = 380 л, крупного заполнителя К = 583 кг/м3, замес приготавливается на щебнеподобном дробленом ахавнатунском туфе состава 1 : 2, при коэффициенте избытка 1,5.

I. Расчет водопоглощения крупного заполнителя в бетонной смеси по формуле (4)

1. Определяем водопоглощение в поры через водопоглощение по ГОСТ 9758/77 по формуле (6) в % для щебнеподобных заполнителей

= 0,8 - 3,3 = 3,6 %.

2. Определяем коэффициенты формулы (4): Kt = 1,1 при 30 мин; ?? = 0,72 (табл. 1); К1 = 1,05 (табл. 2); K2 = 0,95 (табл. 3).

3. Wб.с = В/Ц??????Kt??К1??K2 = 3,6??1??0,72??1,1??1,05??0,95 = 2,8 %.

Водопоглощение в бетонной смеси составляет 2,8 %.

II. Расчет истинного водоцементного отношения по формуле (8):

.

Приложение 3

Справочное

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ХИМИЧЕСКИХ ДОБАВОК

Нитрит натрия NaNО2 — ГОСТ 19906-74 — кристаллы белого цвета с желтоватым оттенком. Добавка поставляется в деревянных бочках или ящиках, фанерных барабанах или бумажных мешках. Продукт следует хранить в условиях, исключающих его управление. Стоимость добавки 100 — 150 руб. за 1 т в расчете на сухое вещество.

Водорастворимая полиамидная смола № 89 ТУ 6.05.1224-76 Минхимпрома СССР — темная однородная жидкость с зеленоватым оттенком — синтезируется на основе эпихлоргидрида и метафенилдиамина и виде раствора 30 — 45 %-ной концентрации. Устойчивость раствора к разведению водой 1 : 100. Содержание связанного хлористого водорода 15,5—18,5.

Триполифосфат натрия Na5P3O10 ?? (ГОСТ 13493-77 — высокомолекулярное полимерное неорганическое соединение, имеющее цепное строение; является диспергирующим агентом и эмульгатором). ТПФН поставляется с заводов-изготовителей в бумажных мешках массой 25—30 кг.

Смола нейтрализованная воздухововлекающая СНВ — ТУ 81-05-75-74 Министерства целлюлозно-бумажной промышленности СССР “Смола нейтрализованная воздухововлекающая (СНВ)” — абиетиновая смола, омыленная каустической содой. Изготавливается Тихвинским лесохимическим заводом в виде твердого продукта и поставляется в деревянных бочках. Стоимость добавки 1600 руб. за 1 т. Хранить ее следует в закрытых помещениях, исключающих увлажнение продукта.

Синтетическая поверхностно-активная добавка СПД-М-ТУ 38-30318-84 Миннефтехимпрома СССР — водный раствор смеси натриевых солей высших жирных и алкилнафтеновых кислот, водорастворимых кислот и неомыляемых веществ с содержанием сухих веществ не мене 40 %. Добавка изготавливается Ангарским нефтеперерабатывающим комбинатом, поставляется в железнодорожных цистернах и должна храниться в емкостях, защищенных от попадания осадков, при температуре не ниже точки замерзания продукта; гарантийный срок хранения два года. Стоимость 220 руб. на 1 т в расчете на сухое вещество.

Лигносульфонаты технические ЛСТ — ОСТ В-183-83 Министерства целлюлозно-бумажной промышленности СССР “Концентраты сульфитно-дрожжевой бражки” — продукт переработки сульфитно-дрожжевой бражки ССБ, изготовляющийся в виде жидких (КБЖ) и твердых (КБТ) концентраторов бражка с содержанием сухих веществ соответственно не менее 50 и 76 %. КБЖ поставляется в железнодорожных цистернах и должен храниться в условиях, исключающих увлажнение; КБТ поставляется в бумажных мешках, которые следует хранить в закрытых проветриваемых помещениях. Стоимость добавки 45 — 65 руб за 1 т в расчете на сухое вещество.

Кремнегель — отход суперфосфатных производств. Стоимость 3 руб. за 1 т в расчете на сухое вещество. Плотность раствора и содержание сухого вещества добавки в растворе в зависимости от его концентрации приведены в табл. 1—4.

Таблица 1

Таблица 2