Общие вопросы и ответы о бетонных песчаных и каменных заполнителях

Введение:

Заполнители песка и камня — это общий термин для таких материалов, как песок, галька (гравий), щебень, блочный камень и каменные материалы в проектах водного хозяйства и строительства, и они являются основными строительными материалами для таких конструкций, как бетон и каменная кладка. В этой статье обобщены 14 распространенных вопросов о заполнителях бетона, песка и камня, которые могут помочь строительным проектам.

1. Что следует учитывать при поступлении на объект крупных и мелких заполнителей?

•  Грубые заполнители : в основном контролируют размер частиц, градацию, форму частиц, содержание каменного порошка и содержание грязи. Проводить макроосмотр каждого автомобиля; неквалифицированные материалы не должны выгружаться. Кроме того, проверяйте все индикаторы партиями в соответствии со спецификациями.

•  Мелкие заполнители : контролируйте модуль крупности, содержание бурового раствора и комков бурового раствора. Проводить макроосмотр каждого автомобиля; неквалифицированные материалы не должны выгружаться. Аналогичным образом проведите проверку партии в соответствии со спецификациями.

2. Почему размер частиц крупных заполнителей следует контролировать в пределах 5–25 мм?

Размер частиц крупных заполнителей ограничен диаметром труб бетононасоса и высотой подачи. Как правило, соотношение максимального размера подаваемых частиц к высоте перекачки увеличивается. Например, если высота откачки <50 м, соотношение максимального размера частиц крупного заполнителя к диаметру транспортирующей трубы должно быть ≤1:3; при высоте откачки 100 м это соотношение снижается до 1:5, иначе произойдет засор труб.

3. Почему в бетоне, перекачиваемом насосом, необходимо контролировать содержание хлопьевидных частиц в крупных заполнителях?

Когда содержание чешуйчатых частиц велико, прочность на изгиб и сжатие чешуйчатых крупных заполнителей относительно низкая, а прочность сцепления между крупными заполнителями снижается, тем самым снижая прочность бетона. В товарном бетоне высокое содержание чешуйчатых частиц приводит к ухудшению формы частиц крупных заполнителей, что снижает текучесть бетона. В то же время чешуйчатые крупные заполнители могут легко засорить трубы, что приведет к засорению насоса или даже разрыву труб. Таким образом, для перекачиваемого бетона требуется содержание чешуйчатых частиц ≤10%, а к высокопрочному бетону предъявляются более высокие требования.

4. Какой песок нужен для товарного бетона?

Товарный бетон требует среднего песка. Помимо соблюдения требований по градации песка, содержанию ила и содержанию илистых комков, следует также обратить внимание на то, чтобы его содержание, прошедшее через сито 0,315 мм, составляло не менее 15%. Это оказывает существенное влияние на прокачиваемость бетона; если это значение слишком низкое, произойдет засорение труб, а бетон будет плохо удерживать воду и будет склонен к кровотечению.

5. Какое влияние оказывает слишком мелкий песок?

Если песок слишком мелкий, потребность бетона в воде увеличивается, а бетон, приготовленный из мелкого песка, имеет плохую удобоукладываемость и удержание воды, что приводит к снижению прочности бетона и легкому растрескиванию.

6. Что делать, если в наличии только мелкий песок?

Если есть проблемы с источником песка, бетон можно приготовить, смешав мелкий песок с небольшим количеством промышленного песка. Например, мелкий песок с модулем крупности менее 2,0 можно смешать с промышленным песком с модулем крупности 3,0–3,2 в соотношении примерно 6:4. Наблюдайте за его текучестью и прокачиваемостью, а конкретные корректировки можно внести путем пробного смешивания.

7. Каковы последствия чрезмерного содержания песчаного ила?

Чрезмерное содержание грязи в песке увеличивает водопотребность бетона, снижает водоудержание, увеличивает усадку, снижает прочность бетона и делает конструкции склонными к растрескиванию. Поэтому содержание раствора следует контролировать на уровне ≤3% (для С30–С50), а к высокопрочному бетону предъявляются более высокие требования.

8. Как комки грязи в песке и камне влияют на бетон?

Помимо тех же побочных эффектов, что и грязь, комки грязи в песке и камне могут серьезно снизить прочность бетона. Например, комки грязи могут ослабить поверхность разрушения бетона; при заливке грунта комочки грязи всплывают и после высыхания и усадки образуют на поверхности вогнутые дефекты.

9. Почему при приготовлении высокопрочного бетона следует использовать камни меньшего размера?

•  По мере увеличения размера частиц крупных заполнителей связь с цементным тестом ослабевает, увеличивая неоднородность внутренней структуры бетонных материалов и приводя к снижению прочности бетона.

•  Крупные заполнители сдерживают усадку цемента в бетоне. Из-за разных модулей упругости крупных заполнителей и цементного теста внутри бетона возникают растягивающие напряжения. Это растягивающее напряжение увеличивается с увеличением размера частиц крупного заполнителя, что еще больше снижает прочность бетона.

•  По мере увеличения размера частиц крупных заполнителей ориентация кристаллов Ca(OH)₂ в межфазной переходной зоне крупных заполнителей увеличивается, ослабляя межфазную структуру и снижая прочность бетона.

Тесты показывают :

•  В бетоне с крупными заполнителями 15–25 мм ширина межфазной трещины вокруг заполнителей составляет около 0,1 мм, длина трещины составляет 2/3 окружности частицы, причем межфазные трещины в большей степени связаны с трещинами в окружающем цементном тесте.

•  В бетоне с крупными заполнителями 5–10 мм ширина межфазной трещины одинакова, всего 0,03 мм, а длина трещины составляет всего 1/6 длины окружности частицы.

•  Для крупных заполнителей разного размера водные карманы, образующиеся под частицами после затвердевания бетона, накапливаются по-разному. Более крупные заполнители имеют больше водных карманов. После испарения воды в водяных карманах образовавшиеся трещины на границе раздела становятся шире, чем у более мелких частиц, что приводит к снижению прочности границы раздела.

10. Почему прочность галечного бетона на 3–4 МПа ниже, чем у щебеночного бетона при том же соотношении смеси?

Шероховатая поверхность крупных заполнителей способствует прочности контакта цементного теста с заполнителями. Бетон, приготовленный из гальки, по данным многолетних испытаний, с одной стороны, содержит больше выветрелых камней, а собственный показатель дробления ниже, чем у щебня. С другой стороны, его гладкая поверхность приводит к низкой межфазной прочности, поэтому прочность бетона, приготовленного с его использованием, на 3–4 МПа ниже, чем у щебеночного бетона с тем же соотношением смеси.

11. Почему влажность песка и камня необходимо измерять каждую смену?

Содержание песка и камня в товарном бетоне составляет около 800–1100 кг/м³. Каждый 1% влажности повлияет на расход воды в бетоне на 8–11 кг. Песок, обычно собираемый из рек, имеет сильное изменение содержания влаги. Если содержание влаги не определяется регулярно и объем воды для затворения не регулируется своевременно, это приведет к большим колебаниям осадки, удобоукладываемости и прочности каждой партии бетона.

12. Что такое щелочно-агрегатная реакция?

Щелочно-агрегатная реакция представляет собой химическую реакцию между щелочами в бетоне и заполнителями с активным кремнеземом в химическом составе, в результате которой образуется щелочно-силикагель, который поглощает воду и набухает. Напряжение расширения вызывает растрескивание бетона.

13. Как предотвратить щелочно-агрегатную реакцию?

Если местные крупные заполнители содержат активный кремнезем, содержание щелочи в добавках к бетону должно быть строго ограничено. Согласно «Правилам проектирования бетонных конструкций» (GB50010-2002) при использовании щелочеактивных заполнителей общее содержание щелочи во всех материалах в бетоне должно составлять ≤3% от массы бетона.

14. Какие предметы следует проверять при поступлении цемента на объект?

Для каждых 500 тонн цемента следует проводить случайный отбор проб для таких проверок, как прочность на сжатие, прочность на изгиб (3d, 28d), консистенция расхода воды, начальное и окончательное время схватывания и прочность.