Проектирование состава силикатного бетона.

Цель работы: Определить состав силикатного бетона. Получение практических представлений о технологических приемах получения силикатного бетона в лабораторных условиях.

Получить практические представления о технологических приемах получения силикатного бетона.

Общие сведения. Силикатный бетон представляет собойбесцементный бетон автоклавного твердения. Вяжущим в нем является смесь извести с тонкомолотым кремнеземистым материалом. В процессе автоклавной обработки известь вступает с кремнеземистым компонентом в химическую реакцию, в результате которой образуются гидросиликаты кальция, скрепляющие зерна заполнителя в прочный монолит.

      Разновидности заполнителя для силикатного бетона:

• материалы, имеющие предел прочности при сжатии по оси в диапазоне 7,5 – 70;
• материалы, имеющие предел прочности на растяжение по оси в диапазоне 1 – 4;
• материалы, имеющие предел прочности на изгиб в пределах 2,5 – 7;
• с водонепроницаемостью в пределах В 2 – В 10;
• со средней плотностью 1000-2400 кг на кубический метр.

Современное производство силикатных бетонов предполагает использование различных вяжущих материалов:

• известково - кремнеземных, состоящих из тонко измельченного кварцевого песка и извести;
• шлаковых, в которых присутствует известь, металлургический, фосфорный либо топливный шлак;
• известково – зольных, включающих в свой состав топливную золу и измельченную известь;
• известково – белитовые, где смешаны песок, белитовый шлам, известково – кремнеземистая шихта

Чтобы приготовить кремнийсодержащий бетон, необходимы следующие компоненты:

• вяжущее;
• заполнители;
• вода;
• специальные добавки.

По объемной массе силикатные бетоны подразделяют на:

• силикатные тяжелые бетоны, которых заполнителями служат гравий, песок, щебень;
• силикатные легкие бетоны, в них наполнителем выступает керамзит, вермикулит;
• силикатные ячеистые бетоны, в роли наполнителя выступаю пузырьки воздуха, распределенные равномерно по всему объему изделия.

При создании силикатобетонных материалов осуществляется следующий порядок:

· добыча песка, выделение из него крупных фракций;

· добыча известняка, его термический обжиг;

· дробление извести;

· смешивание извести, песка, гипса, помол в шаровой мельнице;

· приготовление смеси. В бетоносмесителях при принудительном перемешивании к извести, песку, добавляют воду;

· формирование заданных изделий;

· твердение в автоклавах отформованных деталей при диапазоне температур 174 – 200 градусов, давлении в пределах 0,8 – 1,5 МПа. Если требуется изготовить плотное изделие, пользуются известью, имеющей удельную поверхность до 5000 см²/г, песок с показателем 4000 см ²/г;

· охлаждение изделия в автоклаве либо после извлечения из автоклава.

Выполнение работы

1. Определяем прочность бетона без учёта остаточного содержания воздуха

                     R_b = а R_ц                                                       (10.1)

 

2. Определяем прочность бетона с учётом остаточного объёма воздуха      

               

                     R_b = а R_ц                                            (10.2)

  

где R б – прочность бетона автоклавного твердения, кгс/см^2; R б  – активность вяжущего автоклавного твердения, кгс/см2; – цементноводное (вяжущеводное) отношение; Ц – расход цемента, кгс/м^3; В – расход воды, л/м^3; В1– содержание остаточного объёма воздуха в бетонной смеси (условное содержание воды в смеси, равное объёму воздуха, оставшегося после уплотнения), л/м^3; a, b – числовые коэффициенты;
	a = b = 0,6 при		Ц	≤ 2,5;
		В + 0,5В
	(		1
	a =0,4; b =0,3при		Ц		≥ 2,5.
			В + 0,5В

Содержание остаточного объёма воздуха В₁ в бетонной смеси подсчитывают по формуле

                       В₁= 1000 –( + + В), л/м³                                                       (10.3)

где Ц, П, В – содержание цемента, песка и воды в смеси, кг/м³; ρ_ц, ρ_п – плотность цемента и песка.

Для состава 1: 4 при жёсткости смеси 30 … 50 с на мелкозернистом песке В₁ = 55... 85 л/м³, на крупнозернистом В₁ = 30... 70 л/м³.

 

Содержание цемента (вяжущего), песка и воды в смеси вычисляют по формулам:

                                 Ц =         П = Ц n; В = Ц(В/Ц)             (10.4)

где m_V ^c – объёмная масса уплотнённой смеси, кг/м³; n – отношение песка к цементу по массе.

 

Используя методику расчёта и рекомендуемые значения соотношения компонентов для плотного силикатного бетона (табл. 10.1 – 10.4), можно готовить изделия с различными заданными характеристиками и свойствами.

10.1 Зависимость содержания активной CаО в смеси А_с,% от зернового состава песка

 

	Марка бетона	Песок
		очень мелкий	мелкий	средний	крупный
	150	5,5	5,2	5	4,5
	200	6	5,7	5,5	5
	300	7,7	7,5	7	6,5
	400	9,5	9	8,5	8