Коэффициент выхода бетонной смеси: Определение коэффициента выхода бетонной смеси

Занятие №29

Презентация отчетов по экскурсии на стройплощадку «Конструктивные элементы зданий»

Каждая рабочая группа представляет электронную презентацию на одну из тем:

1. Фундаменты

2. Колонны и балки

3. Плиты перекрытий и покрытий

4. Стеновые панели

5. Стеновые материалы (кирпич, камни, блоки)

Время для представления 5 мин. После этого все остальные задают вопросы группе. Каждая рабочая группа составляет вопросы по своей теме, передает другой группе, те отвечают, передают следующей группе, которая проверяет и оценивает ответы.

Домашнее задание* Подготовка к семинару «Нанотехнологии в производстве бетона»

Занятие №30

Расчет состава цементобетонной смеси методом абсолютных объёмов

1. РАСЧЕТ СОСТАВА ЦЕМЕНТОБЕТОННОЙ СМЕСИ методом абсолютных объёмов

3. I. Подбор состава цементобетонной смеси 1. Определяем водоцементное отношение В/Ц где А – коэффициент, зависящий от качества

6. 2. Определяем расход воды в литрах на 1 м3 бетона по таблице или графику в зависимости от максимальной крупности щебня (гравия)

8. 3. Определяем расход цемента по формуле:

9. 4.Определяем расход щебня (гравия): где Vпуст – пустотность щебня; рнщ — насыпная плотность щебня, г/см3; рщ – плотность щебня,

17. Примечание

Расчет производственного состава тяжелого бетона

Пример расчета состава тяжелого бетона

Идея расчета состава тяжелого бетона очень проста – сумма объемов всех компонентов (вода, песок, щебень, цемент) должна быть равна суммарному объему бетонной смеси. Это условие называется уравнением абсолютных объемов – предполагается, что в смеси полностью отсутствует воздух. Таким образом, если мы, например, знаем, что объем бетонной смеси равен 1 м 3 , а объемы воды, песка и цемента равны, соответственно, 180 л, 250 л и 100 л, то объем щебня равен (1000 – 180 – 250 – 100) = 470 л.

Рассчитаем состав бетона, который должен иметь прочность 300 кгс/см 2 с подвижностью бетонной смеси ОК = 4 см. В качестве исходных компонентов взяты цемент марки 400 с истинной плотностью ρ_ци = 3,1 г/см 3 и насыпной ρ_цн = 1,2 г/см 3 , крупнозернистый песок с истинной и насыпной плотностью ρ_пи = 2,65 г/см 3 , ρ_пн = 1,6 г/см 3 , водопотребность песка принять равной 5% (по его массе), щебень гранитный крупностью 40 мм с истинной и насыпной плотностью ρ_щи = 2,7 г/см 3 , ρ_щн = 1,45 г/см 3 и пустотностью α = 0,465. Учитывая характеристику заполнителей, коэффициент качества в формуле расчета прочности возьмем равным 0,6.

Из формулы расчета прочности бетона:

определяем водоцементное отношение:

Далее по таблице расхода воды по удобоукладываемости определяем требуемое количество воды (с учетом примечаний на водопотребность песка):

В = В _{+ Вп = 175 -10 = 165 л/м 3 ,}

после чего, расход цемента Ц = В/(В/Ц) = 165/0,57 = 290 кг/м 3 .

Теперь нам уже известны следующие параметры: суммарный объем смеси (1000 л), объем воды и объем цемента. Для того, чтобы определить расход заполнителей необходимо решить два уравнения – уравнение абсолютных объемов и уравнение раздвижки зерен щебня. Первое уравнение:

откуда, выразив абсолютные объемы через массу и истинную плотности, получим:

Второе уравнение выражает условие того, что растворная часть (гелеобразная) бетона заполняет все пустоты между зернами щебня, раздвигая их, при этом увеличивая пустотность щебня. Раздвижение зерен обусловлено формированием прослойки между зернами в виде обмазки их цементным тестом. Это учитывается коэффициентом К:

здесь, слева стоит сумма объемов цемента, песка и воды, а справа – объем пустот в щебне, умноженный на коэффициент К. Выразив объем щебня через насыпную плотность, получим следующее уравнение:

Решая уравнения (1) и (2), мы получим формулы для определения расхода щебня и песка:

Для наших данных мы получим следующие значения – Щ = 1210 кг/м 3 , П = 770 кг/м 3 . Расчетная плотность бетонной смеси:

ρ_бс = Ц + В + П + Щ = 2435 кг/м 3 ,

и массовый состав бетона:

1:x:y:z = Ц/Ц : П/Ц : Щ/Ц : В/Ц = 1:2,66:4,17:0,57.

Важным этапом подбора состава бетона является экспериментальная корректировка состава. Допустим, что результаты пробного замесы оказались следующие: чтобы получить требуемую подвижность, необходимо увеличить расход воды на 10 л/м 3 (соответственно, чтобы сохранить В/Ц, необходимо также увеличить и Ц), объемная масса скорректированного состава оказалась равной 2460 кг/м 3 .

Исходя из этих данных, новый расход воды равен В = 165 + 10 = 175 л/м 3 , а расход цемента Ц = В·Ц/В = 308 кг/м 3 . Массы песка и щебня остались прежними. Следовательно, скорректированный состав бетона:

Таким образом, в новом составе уменьшилась относительная доля песка и щебня.

Пример расчета состава тяжелого бетона
Пример расчета состава тяжелого бетона Идея расчета состава тяжелого бетона очень проста – сумма объемов всех компонентов (вода, песок, щебень, цемент) должна быть равна суммарному объему

Источник: betonvtomske.ru

Расчет производственного состава тяжелого бетона

Полевой (производственный) состав бетона определяют с учетом естественной влажности заполнителей. Производственные расходы песка П п , щебня (гравия) Щ(Г) п и воды В п (кг/м 3 бетонной смеси) рассчитывают по формулам:

П п =П+ П W_п/100 (2.11)

где П, Щ(Г), В – расходы песка, щебня (гравия) и воды (кг/м 3 ) лабораторного состава,

W_п , W_щ(г)– естественная влажность песка и щебня (гравия), %.

Пример расчета производственного состава тяжелого бетона

Рассчитать производственный состав тяжелого бетона М300 и расход материалов на замес в бетоносмесителе объем 4500 л для изготовления ж/б панелей перекрытий, формуемых на виброплощадке.

– портландцемент R_ц=48 МПа, r_ц=3150 кг/м 3 , r_нц=1210 кг/м 3 ,

– песок кварцевый М_кр=1,68, r_п=2670 кг/м 3 , r_нп=1570 кг/м 3 , W=6%,

– щебень (гранит) D_max=20 мм, r_щ=2810 кг/м 3 , r_нщ=1395 кг/м 3 , W=3%.

1. Для изготовления ж/б панелей перекрытий, формуемых на виброплощадке необходимо использовать бетонную смеси с ОК=2 см (см табл. 2.1)

2. Оценка качества материалов позволяет сделать следующее заключение:

– цемент с активностью 48 МПа (М400) – материал рядового качества

– песок мелкий (М_кр · 100=41 %, V_пп >38 % – материал низкого качества,

– щебень из плотной горной породы (гранита), но с пустотностью превышающей допустимое значение

V_пщ=(1-1395/2810) · 100=50,3 %, V_пщ >50 % – материал рядового качества,

т.е. можно согласно табл. 2.2 принять коэффициент качества материалов А=0,57

3. Расчет водоцементного отношения по формуле Боломея -Скрамтаева (2.2) для обычных бетонов (В/Ц³0,4)

В/Ц=0,57 · 48/ (30+0,5 · 0,57 · 48)=0,63

4. Водопотребность бетонной смеси по табл 2.3 для смеси с подвижностью

ОК=2 см при использовании в качестве заполнителя щебня с D_max=20 мм составит 180 кг/м 3 . Т.к. используется мелкий песок расход воды увеличиваем дополнительно на 10 кг/м 3 .

В=180+10=190 кг/м 3 .

5. Расчет расхода цемента производим по формуле (2.4) и сравниваем с минимально допустимым расходом по табл. 2.4.

Ц=В/(В/Ц)=190/0,63=302 кг/м 3

Расчетное значение расхода цемента Ц > Ц_min=200 кг/м 3 , поэтому в дальнейших расчетах принимаем Ц=302 кг/м 3 .

6. Расчет расхода щебня производим по формуле (2.7)

Выбор коэффициента раздвижки зерен a по табл.2.5 при расходе цемента 300 кг/м 3 и В/Ц=0,63 с учетом интерполяции a=1,36+0,02=1,38.

Щ= 1/(0,5 · 1,38/1395 + 1/2810)=1176 кг/м 3 .

7. Расход песка определяем по формуле (2.8)

П=[1-(302/3150 +190/ 1000 +1176/2810 )] · 2670=789 кг/м 3

Лабораторный состав бетонной смеси:

Цемент – 302 кг/м 3

Песок – 789 кг/м 3

Щебень – 1176 кг/м 3

Вода – 190 кг/м 3

8. Расчетная плотность бетонной смеси составляет

r_бс=302+789+1176+190=2457 кг/м 3 .

9. Коэффициент выхода бетонной смеси (2.10)

b=1/(302/1210 +789/ 1570 +1176/1395)]=0,63

10. Расход материалов на замес в бетоносмесителе определяется с учетом коэффициента выхода b по формуле

где М_бс – расход материала на замес, кг,

М – расход материала на 1 м 3 бетонной смеси, кг/м 3 ,

V_бс – объем бетоносмесителя, м 3 .

Расходы компонентов смеси на замес в бетоносмесителе объемом 4,5 м 3 составят:

Ц_бс=302 · 0,63 · 4,5=856 кг,

П_бс=789 · 0,63 · 4,5=2237 кг,

Щ_бс=1176 · 0,63 · 4,5=3334 кг,

В_бс=190 · 0,63 · 4,5=539 кг.

11. Производственный состав бетонной смеси с учетом влажности заполнителей по формулам (2.11) – (2.13)

Производственный состав бетонной смеси на один замес в бетоносмесителе объемом 4500 л

Цемент -856 кг/м 3

Песок – 2371 кг/м 3

Щебень – 3434 кг/м 3

Вода – 305 кг/м 3

Проектирование состава легкого бетона плотной структуры

На пористом заполнителе

В ограждающих конструкциях и для снижения собственной массы несущих конструкций применяют легкие бетоны на пористых заполнителях. В качестве заполнителей используют природные туфы, пемзу и искусственные материалы – керамзит, перлит, аглопорит, термозит и т.д.

При проектировании состава легкого бетона формулы для расчета прочности неприменимы из-за широкого диапазона свойств и характеристик пористых заполнителей.

В ходе проектирования состава легкого бетона на пористом заполнителе:

– предварительно назначают ориентировочный расход составляющих материалов на 1 м 3 бетона и на приготовление опытных замесов для трех составов бетона, два из которых отличаются от основного замеса расходом цемента соответственно увеличенного на 25 % и уменьшенного на 25 % по сравнению с расчетным значением,

– в процессе приготовления пробных замесов состав бетонной смеси уточняют,

– на контрольных образцах определяют показатели прочности при сжатии и среднюю плотность бетона,

– по кривым зависимости прочности от расхода цемента и средней плотности бетона от водопотребности бетонной смеси определяют состав бетона.

2.2.1 Расчет предварительного (ориентировочного) состава легкого бетона

Для расчета состава легкого бетона необходимо определить следующие исходные данные:

– класс керамзитобетона и его проектная прочность R_б, МПа,

– удобоукладываемость бетонной смеси , определяемая подвижностью

(осадка конуса ОК, см) или жесткостью по вискозиметру (с),

– вид и активность( марка) цемента R_ц, МПа,

-вид крупного легкого заполнителя и его насыпная плотность r_нк, кг/м 3 ,

– вид и насыпная плотность мелкого заполнителя r_нм, кг/м 3 .

Ориентировочный расход цемента назначают в соответствии с рекомендациями табл.2.6.

Ориентировочный расход цемента марки 400

для легкого бетона плотной структуры при жесткости бетонной смеси 6 – 7 с

Расчет производственного состава тяжелого бетона
Расчет производственного состава тяжелого бетона Полевой (производственный) состав бетона определяют с учетом естественной влажности заполнителей. Производственные расходы песка П п , щебня

Источник: cyberpedia.su

Расчет состава тяжелого бетона

Предельная крупность зерен гравия (щебня) (Д_наиб), мм

Ребристые конструкции, многопустотные панели, элементы тонкостенных оболочек, балки и другие изделия с размерами ребер, стенок полок до 25 мм или с многорядной арматурой

То же, армированные с наименьшими размерами ребер, стенок, полок, от 25 до 80 мм, с расстоянием между стержнями арматуры более 15 мм.

Крупноразмерные изделия (колонны, балки, ригели, фундаментные плиты, блоки и др.) с расстоянием между стержнями арматуры более 30 мм

2. Марку цемента. Назначается в зависимости от требуемого класса бетона (таблица 4)

Рекомендуемая марка цемента в зависимости от прочности бетона

Прочность бетона, МПа

3. Определяют водоцементное соотношение по формуле 1.

, если предполагаемое водоцементное соотношение > 0,4

или , если предполагаемое водоцементное соотношение 2 ,

R_Б – планируемый предел прочности бетона в возрасте 28 сут, кгс/см 2 .

А и А₁ – коэффициенты учитывающие влияние на прочность бетона исходных материалов, принимаются по таблице 5.

Значение коэффициентов А и А₁ в зависимости от качества материалов

Характеристика исходных материалов для бетона

Высококачественные (щебень из плотных и прочных горных пород, песок, оптимальной крупности, отвечающий соответствующим стандартам, портландцемент высокой активности без добавок или с минимальным количеством добавки, заполнители промыты)

Рядовые (гравий соответствующий техническим требованиям ГОСТа, портландцементы средней активности, шлакопортландцементы – высокой активности)

Пониженного качества (крупный заполнитель – пониженного качества, мелкий песок, низкоактивные цементы)

4. Определяют ориентировочный расход воды. Он зависит от необходимой удобоукладываемости смеси: жесткости или пластичности и наибольшей крупности крупного заполнителя (рисунок 12).

Рисунок 12 – График водопотребности бетонной смеси, изготовленной с применением портландцемента, песка средней крупности с водопотребностью 7% и гравия с наибольшей крупностью а – 80, б – 40, в – 20 и г – 10 мм.

При этом следует внести ряд поправок:

если в качестве крупного заполнителя используется щебень, к значению, полученному с графика, добавляют 10 л,

если водопотребность песка меньше или больше 7% расход воды уменьшают или увеличивают на 5 л на каждый процент водопотребности,

при применении пуццолановых цементов расход воды увеличивают на 15-20л,

при расходе цемента более 400 кг расход воды увеличивают на 10 л на каждые 100 кг (сверх 400),

если крупный заполнитель поглощает воду, то поглощаемое количество нужно прибавить к полученному количеству воды.

2 Расчет состава обычного (тяжелого) бетона
Расчет состава тяжелого бетона Предельная крупность зерен гравия (щебня) (Д наиб ), мм Ребристые конструкции, многопустотные панели, элементы тонкостенных оболочек, балки и другие изделия с

Источник: studfiles.net

Расчет состава тяжелого бетона

Характеристика бетонной смеси по удобоукладываемости: марка по жоткости П3.

Класс (марка) бетона по прочности на сжатие В15 (М200).

Вид цемента – среднеалюминатный ШПЦ:

Активность цемента R_ц =32,3 МПа.

Коэффициент нормальной густоты, К_нг = 28%.

Средняя плотность цемента, _ц = 2,88 г/см 3 .

Насыпная плотность цемента, _цн = 1220 кг/м 3 .

Характеристика крупного заполнителя.

Вид материала – гранитный щебень.

Наибольшая крупность 20 мм.

Средняя плотность зерен заполнителя _щ = 2,62 г/см 3 .

Насыпная плотность заполнителя _щн = 1515 кг/м 3 .

Влажность w = 2,2 %.

Характеристика мелкого заполнителя.

Вид материала – кварцевый песок.

Модуль крупности, М_кр = 1,6.

Средняя плотность заполнителя _п = 2,59 г/см 3 .

Насыпная плотность заполнителя _пн = 1560 кг/м 3 .

Влажность w = 5,7%.

Объем бетоносмесителя 1200л.

Химическая добавка ЛСТ+КТП.

Лабораторный состав тяжелого бетона

1. Определяем водоцементное отношение по формуле:

где А – коэффициент, зависящий от качества материалов, свойств бетонной смеси и бетона,

R_ц – активность (марка) цемента, кгс/см 2 ,

R_б – прочность бетона при сжатии в возрасте 28 сут., кгс/см 2 ,

К₁ – коэффициент, учитывающий минеральный состав цемента и условия твердения бетона,

К₂ – коэффициент, учитывающий производственные условия.

2. Определяем расход воды на 1 мі.

3. Корректируем водопотребность бетонной смеси.

Так как М_кр = 1,6, а стандартный должен быть 2,5, то необходимо увеличить расход воды на 7,2 л.

Так как К_нг = 28 %, а стандартная 28%, то не надо уменьшить количество воды

= Вm + В = 174+7,2 = 181,2л.

4. Рассчитываем расход цемента по формуле:

5. Рассчитываем расход щебня по формуле:

где щн – насыпная плотность крупного заполнителя, кг/дм3,

V_б – объем бетона,1м 3 ,

V_пщ – пустотность крупного заполнителя,

– коэффициент раздвижки зерен крупного заполнителя (избытка раствора), =1,46 (табл.2.1).

6. Определяем расход песка по формуле:

где Щ, В, П – расход соответственно щебня, воды и песка, кг/м 3 ,

_щ, _п, _ц – средняя плотность зерен соответственно щебня, песка и цемента, кг/дм 3 .

7. Абсолютный объем материалов:

Производственный состав бетона

Определяем количество воды содержащееся в щебне и песке, и рассчитываем производственный состав бетона с учетом влажности компонента:

где П – расход песка на 1 м 3 ,

W_п – влажность материала.

В_п = 479,2 (5,7 ? 100) = 27,3л.

где Щ – расход щебня на 1 м 3 ,

W_щ – влажность материала.

Впр = В – В_п – В_щ = 181,2 – 27,3 – 30 = 123,9л.

Теоретическая плотность бетонной смеси:

_б.с. = Ц + Впр + Щпр + Ппр ,

Корректируем состав щебня и песка:

Щпр = Щ + В_щ = 1360,9 + 30 = 1390,9кг,

Ппр = П + В_п = 479,2 + 27,3 = 506,5кг,

Расчет состава тяжелого бетона с химической добавкой

Добавка ЛСТ+КТП- пластифицирующие- воздухововлекающие.

1. Определяем водоцементное отношение.

Водоцементное отношение, согласно предыдущему расходу, составит В/Ц = 0,55.

2. Определяем ориентировочную дозировку добавки ЛСТ+КТП.

Количество добавки в расчете на сухое вещество составит:

ЛСТ+КТП (0,1. 0,25)+(0,002…0,01) от массы цемента.

Принимаем количество добавки ЛСТ (0,25%) КТП(0,01%).

3. Ведение данной добавки позволит уменьшить расход цемента на 5. 8%, Кэ = 3…5 %.

4. Определяем новый расход воды и цемента.

Выполняем корректировку воды с учетом ведения добавок:

В_д = В – (В• Кэ) = 181,2 – (181,2•0,04) = 173,96 л.

Находим новый расход цемента:

5. Определяем новый расход щебня с добавкой:

Определеям коэффициент (коэффициент раздвижки зерен крупного заполнителя) (избытка раствора), =1,46.

6. Определяем новый расход песка с добавкой:

7. Рассчитываем расход раствора добавки рабочей концентрации А, л, на 1 м3 бетона:

р = 1020 кг?мі, К = 5% – ЩСПК.

А = (414,9 · 0,3) ? (5 · 1,020) = 24,4л.

8. Недостающее на затворение 1 м3 бетона количество воды Н, л, определяем по формуле:

Н = В_д – Ащспк · р (1 – 0,01 · Кщспк) = 205,3 – 24,4 · 1,020 (1 – 0,01 ·5) = 181,7л.

9. Производим перерасчет количества компонентов на заданный обьем бетоносмесителей.

Определяем коэффициент выхода бетонной смеси:

Цз = (в · Vб.с. ? 1000) · Ц = (0,71 · 750 ? 1000) · 414,9 = 220,9кг,

Щз = (в · Vб.с. ? 1000) · Щ = (0,71 · 750 ? 1000) · 1277,8 = 661,2кг,

Пз = (в · Vб.с. ? 1000) · П = (0,71 · 750 ? 1000) · 522,7 = 278кг.

(Н) Вз = (в · Vб.с. ? 1000) · В = (0,71 · 750 ? 1000) · 205,3 = 108,8л,

(А) ЩСПК = (в · Vб.с. ? 1000) · С-3 = (0,71 · 750 ? 1000) · 24,4 = 12,9л.

Результаты расчетов заносятся в результирующую таблицу.

Расчет состава тяжелого бетона
Расчет состава тяжелого бетона Характеристика бетонной смеси по удобоукладываемости: марка по жоткости П3. Класс (марка) бетона по прочности на сжатие В15 (М200). Вид цемента –

Источник: studbooks.net

Состав бетонной смеси выражают двумя способами: 1. Соотношением по массе между цементом, песком и гравием (или щебнем) с обязательным указанием водоцементного отношения и активности цемента. Количество цемента принимают за 1, поэтому соотношение между составными частями бетона записывают в виде 1 :х:у с указанием В/Ц (например, 1:2:4 по массе при В/Ц=0,6). 2. Расходом материалов по массе (кг) на 1 м3 уложенной и уплотненной бетонной смеси, например: цемента —280, песка — 700, щебня — 1250, воды — 17С, итого — 2400.

Различают лабораторный состав бетона, устанавливаемый для сухих материалов, и производственный (полевой)—для материалов в естественно-влажном состоянии. Лабораторный состав бетона определяют расчетно-экспериментальным путем. Состав бетона предварительно рассчитывают по абсолютным объемам, используя формулы для определения расхода воды, цемента, песка и щебня (гравия), выведенные на основании рассмотренных выше зависимостей, а затем уточняют пробными затворениями.

Порядок расчета состава бетона следующий:

1. Определяют В/Ц (или Ц/В) в зависимости от требуемой прочности, срока и условий твердения бетона. Водоцементное или цементно-водное отношение находят путем предварительных опытов устанавливающих зависимость прочности бетона от этого фактора и активности цемента (с применением местных заполнителей) или ориентировочно по формулам

При расчете состава бетона иногда необходимо учитывать требования к нему по морозостойкости, водонепроницаемости, прочности на растяжение при изгибе и пр. В этом случае для назначения Е/Ц используют соответствующие зависимости, примеры которых приведены далее, но способ определения состава бетона в принципе сохраняется.

2. Определяют расход воды в зависимости от требуемой подвижности бетонной смеси на основании результатов предварительных испытаний или ориентировочно по графикам на рис. 3 32. При этом необходимо учитывать водопоглощение крупного заполнителя, если оно более 0,5% по массе. Графики на рис. 3,32 составлены для расхода цемента до 400 кг/м3 с применением гравия и песка средней крупности с водопотребностью 7%. В случае использования других заполнителей необходимо вносить соответствующие поправки, указанные в примечании к графикам.

3 Определяют расход цемента:

Если расход цемента на 1 мя бетона окажется ниже допускаемого по СНиПу то следует увеличить его до требуемой нормы или ввести тонкомолотую добавку. Последнюю пои- меняют в случае, если активность цемента слишком высока для бетона данной марки.

4 Устанавливают коэффициент раздвижки а для пластичных бетонных смесей по графику в зависимости от количества цементного теста и крупности песка

5. Определяют расход щебня или гравия по формуле.

6. Определяют расход песка по формуле.

7. Проверяют на пробных замесах подвижность (осадку конуса) или жесткость бетонной смеси, при необходимости вносят поправки в расчет состава бетона. Если применяют воздухововлекающие добавки, то количество вовлеченного воздуха учитывают при подсчете расхода песка.

Современная технология отличается большим разнообразием требований к бетону, материалов для бетона и технологических приемов приготовления и укладки бетонной смеси. Однако нет необходимости создавать для каждого случая свой метод расчета.

Расчет состава обычного тяжелого бетона должен выполняться по рассмотренной методике. Специфические требования к бетону и материалам для него надо учитывать путем введения соответствующих поправок.

ГЛАВА 10
ГЛАВА 10. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОСТАВА ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА Состав бетонной смеси выражают двумя способами: 1. Соотношением по массе между цементом, песком и гравием (или щебнем) с обязательным

Источник: www.bibliotekar.ru

Моделирование механических свойств бетона с цементной долей, частично замещенной алюминиевыми отходами и золой опилок, с использованием искусственной нейронной сети

Были исследованы бетонные смеси с различными пропорциями замены AW и AW / SDA в диапазоне от 0 до 40%, чтобы установить ее прочность на сжатие. Мы намерены оценить влияние SDA и AW, которые являются промышленными отходами в бетоне; Скорость набора силы очень высока в течение первых 28 дней заброса, после чего она замедляется.Причина тому — наличие воды. Вода помогает облегчить процесс гидратации, растворяя минералы цемента, но она также вносит ионы в виде гидроксильных групп (ОН-) в продукты гидратации.

Бетон быстро набирает прочность на сжатие в первые дни после заливки, до 90% всего за 14 дней. Затем его прочность достигла 99% за 28 дней, бетон продолжает набирать прочность после этого периода, но этот показатель прироста прочности на сжатие намного меньше, чем до 28 дней.При проведении этих испытаний мы намерены выяснить влияние периодов гидратации на прочность на сжатие, чтобы понять метод повышения прочности бетонных смесей [26, 44, 45].

Целевая характеристическая прочность 35 Н / мм ² с содержанием цемента 290 Н / мм ² , содержанием крупного заполнителя 1198,65 кг / м ³ , содержанием мелкого заполнителя 766,35 кг / м ³ и водоцементное соотношение 0,45. AW был получен от компании Aluminium Extrusion Industry (ALEX), Inyishi в Ikeduru L.Г.А., штат Имо, Нигерия. Его получают путем нагревания алюминиевых ломов при температуре 1980 ° C в печи. Затем отходы просеивают через сито размером 150 мкм, чтобы получить частицы отходов в мелкодисперсном состоянии. С другой стороны, SDA была получена из древесины в Оверри, штат Имо. Опилки сжигали в контрольной печи для сжигания на сите с размером сита 150 мкм.

Для достижения цели данного исследования цементная часть бетона будет частично заменена различными соотношениями AW и SDA, а механические свойства и время схватывания будут оценены и смоделированы с использованием ИНС.Смеси были отлиты с использованием кубов размером 150 мм × 150 мм × 150 мм. Через 24 ч образец был извлечен из формы и отвержден в насыщенной дистиллированной воде Ca (OH) ₂ . Отверждение проводилось через 3, 7, 28, 60 и 90 дней соответственно. Фрагменты некоторых образцов сломанной пасты были протестированы на определение их состава с помощью рентгеновской дифрактометрии (XRD) и их микроструктуры с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM).

Обработка данных

Многослойный персептрон (MLP) — это тип нейронной сети, используемой в этом исследовании, с разработкой алгоритма обратного распространения с прямой связью, включенного в компьютерную программу для моделирования ИНС, программное обеспечение MATLAB.Были опробованы различные архитектуры, с помощью которых была определена соответствующая структура для наборов данных, включая определение количества нейронов скрытого слоя. Алгоритм обучения Левенберга – Марквардта — используемый алгоритм обучения; в котором обучение автоматически останавливается, когда обобщение перестает улучшаться, и на это указывает увеличение среднеквадратичной ошибки выборок проверки. Алгоритм Левенберга – Марквардта — очень эффективный метод, используемый в нелинейном программировании методом наименьших квадратов с неограниченными или неограниченными ограниченными задачами для поиска минимумов, и хорошо работает с большинством тестовых функций.Этот метод обычно имеет более быструю сходимость, чем другие алгоритмы. Но этот алгоритм должен поддерживать большие матрицы в памяти и требует много места. Он в основном используется для решения задач нелинейной регрессии. Затем производительность модели ИНС проверяется с использованием коэффициента детерминации R ² и среднеквадратичной ошибки RMSE. Правило обучения обратного распространения алгоритма градиентного спуска используется с функциями активации, такими как логарифмический сигмоид (logsig) и касательный сигмоид (tansig) для обучения и проверки [46, 47].

Методы

Прочность на сжатие

Для определения прочности бетона на сжатие цемент и мелкие заполнители были тщательно перемешаны; после смешивания бетонные кубы размером 150 мм x 150 мм x 150 мм были смазаны для уменьшения трения между бетоном и формой для кубов. С помощью совка кубики были заполнены до краев и также уплотнены. Уплотнение производилось в три слоя; после того, как бетон наберет достаточную прочность (24 часа), бетонные кубики будут извлечены из формы и помещены в резервуар для отверждения.Бетонные кубики выдерживали в течение 3, 7, 28, 60 и 90 дней соответственно. В конце каждого периода отверждения бетонные кубики измельчали ​​и регистрировали среднюю прочность [48].

Тест времени схватывания

Лабораторный эксперимент времени схватывания был проведен в соответствии с BS12 [49] с использованием аппарата Вика. Он использует штифты окончательной и начальной настройки для определения времени начальной и окончательной настройки соответственно. Диаметр установочного штифта составляет 1,13 ± 0,05 мм. Конечный установочный штифт имеет круглую режущую кромку диаметром 5 мм (внешний штифт) и установлен 0.5 мм (внутренний стержень) за кончиком иглы. Время начального схватывания — это период времени между добавлением воды в цемент и временем, когда игла квадратного сечения 1 мм не может проникнуть в цементную пасту, помещенную в форму Вика на расстоянии 5-7 мм от дна формы. Время окончательного схватывания — это период времени между добавлением воды в цемент и временем, когда игла диаметром 1 мм оставляет отпечаток на пасте в форме, а насадка диаметром 5 мм не оставляет отпечатка [50].

• Порядок действий

  1. 1.

     Перед началом теста времени схватывания выполните тест на консистенцию, чтобы получить воду, необходимую для придания пасте нормальной консистенции ( P ).

  2. 2.

     Возьмите 400 г цемента и приготовьте чистое цементное тесто, добавив 0,85 P воды по весу цемента.

  3. 3.

     Время измерения составляет от 3 до 5 минут. Включите секундомер в момент добавления воды в цемент. Рекордно это время ( т ₁ ).

  4. 4.

     Заполните форму Вика, опирающуюся на стеклянную пластину, цементным тестом с размерами, указанными выше. Полностью заполните форму и сгладьте поверхность пасты, доводя ее до верха формы. Подготовленный таким образом цементный блок называется тестовым блоком.

• Время начального схватывания

  1. 1.

     Поместите тестовый блок, заключенный в форму и опирающийся на непористую пластину, под стержнем, несущим иглу.

  2. 2.

     Осторожно опустите иглу, пока она не коснется поверхности тестового блока и быстро освободится, позволяя ей проникнуть в тестовый блок.

  3. 3.

     Вначале игла полностью протыкает тестовый блок. Повторите эту процедуру, т.е. быстро отпускайте иглу через каждые 2 минуты, пока игла не сможет проткнуть блок примерно на 5 мм от дна формы. Обратите внимание на этот раз ( т ₂ ).

• Время окончательного схватывания

  1. 1.

     Для определения времени окончательного схватывания замените иглу аппарата Вика на иглу с кольцевой насадкой.

  2. 2.

     Цемент считается окончательно схватившимся, если после осторожного прикладывания иглы окончательной фиксации к поверхности испытательного блока; игла оставляет на нем отпечаток, а насадка — нет. Рекордно это время ( т ₃ ).

• Расчет

  $$ {\ text {Initial}} \, {\ text {setting}} \, {\ text {time}} = t_ {2} — \, t_ {1} $$

  (4)

  $$ {\ text {Final}} \, {\ text {setting}} \, {\ text {time}} = t_ {3} — \, t_ {1}, $$

  (5)

  , где т ₁ = время, в которое вода впервые добавляется в цемент, т ₂ = время, когда игла не проходит на 5–7 мм от дна формы, т ₃ = Время, когда игла оставляет отпечаток, а насадка — нет.

Микроструктурный и минералогический анализ

Были проведены эксперименты для определения влияния SDA и AW на время схватывания и прочность на сжатие цементного теста и раствора, соответственно. Для оценки изменения гидратированных фаз применяли рентгеновскую дифрактометрию (XRD) и сканирующую электронную микроскопию (SEM). XRD пасты при различных процессах гидратации показывает, что 0% замена цемента на SDA и AW имела типичный процесс гидратации. Пики Ca (OH) ₂ уменьшили дифрактограммы, и их интенсивность увеличивалась со временем.Вместе с C ₃ S со временем тоже уменьшились. При увеличении добавления SDA и AW интенсивность пиков Ca (OH) ₂ уменьшалась. В то время как самый высокий пик при 0% замене цемента на SDA и AW соответствовал таковому для Ca (OH) ₂ , он почти исчез при 40% замене цемента на SDA и AW. Диаграмма XRD 40% замены цемента на SDA и AW в разные периоды гидратации была практически одинаковой, за исключением некоторых различий в интенсивности.

Типичные микроструктуры пасты оценивали с помощью SEM-наблюдения. Наблюдение показало, что большое количество геля C – S – H произошло при 5% замене цемента на SDA и AW через 3 дня гидратации. Этот гель не только образовывал плотное покрытие на частицах цемента, но и развивался в порах. Аналогичная структура наблюдалась при 10%, 20%, 30% и 40% замене цемента на SDA и AW. Напротив, можно наблюдать только следы геля C – S – H, что массивный Ca (OH) ₂ рос через области геля C – S – H при 0% замене цемента на SDA и AW за 90-дневный период гидратации. , но Ca (OH) ₂ не выжил в зрелой гидратированной пасте (40% замена SDA и AW).

Установлено, что время схватывания цементного теста связано с увеличением количества продуктов гидратации. Этот процесс приводит к уменьшению расстояния между отдельными частицами до тех пор, пока пластический поток не будет ограничен силами сцепления. Хотя в некоторых исследованиях сообщается, что схватывание контролируется кристаллизацией эттрингита, большинство признают важность гидратации алита, особенно для нормального схватывания. Есть разумные основания полагать, что схватывание паст с SDA и AW в первую очередь связано с образованием C – S – H, которое связано с образованием C – S – H в результате гидратации C ₃ S, а также с реакцией между Ca (OH) ₂ и SDA и AW.Поскольку SDA и AW обладают высокой пуццолановой активностью, они будут реагировать с Ca (OH) ₂ , высвобождаемым при гидратации C ₃ S, с образованием C – S – H. Присутствие отложений Ca (OH) ₂ может ослабить связи между частицами гидратации, а также между цементом и заполнителями. С увеличением количества SDA и AW Ca (OH) ₂ уменьшается или полностью исчезает и превращается в C – S – H. Это наблюдение свидетельствует о том, что более слабые места в строительном растворе из-за наличия Ca (OH) ₂ были удалены, в то время как в то же время увеличилось содержание C – S – H.Возможно, поэтому добавление SDA и AW значительно увеличивает прочность строительного раствора.

Показатель эффективности

Результаты модели были проанализированы с использованием компьютерного статистического программного обеспечения SPSS 25.0 для определения качества соответствия и параметра функции потерь, такого как среднеквадратичная ошибка (RMSE), рассчитанная с использованием формул. (6–7), где n обозначает количество экземпляров, представленных модели, а M _i и P _i представляют измеренные и прогнозируемые выходные данные соответственно; результаты были рассчитаны и использованы для оценки производительности модели ИНС.{2} $$

(7)

RMSE — это стандартное отклонение разницы между измеренными и прогнозируемыми выходными данными, известное как остатки или ошибки прогнозирования. Эти остатки позволяют нам измерить, насколько мы далеки от точек данных линии регрессии. RMSE также помогает нам оценить степень разброса этих остатков от подобранной линии. Существует прямая связь между RMSE и значениями R ; если RMSE равно 0, то коэффициент корреляции равен 1, и наоборот, потому что все точки лежат на линии регрессии, что означает минимум или отсутствие ошибок [51].Коэффициент детерминации — это мера того, какая часть дисперсии наблюдаемых значений зависимых переменных может быть объяснена их отношением к независимой переменной. Это процент вариации, объясняемой линейной регрессией. Он рассчитывается путем возведения в квадрат значения коэффициента корреляции Пирсона. Это соотношение двух сумм квадратов тождеств. Он может принимать значения от 0 до 1, чем ближе значение к 1, тем лучше объяснительная сила независимой переменной [52].

Набор данных, использованных для разработки модели

Экспериментальные результаты, полученные с помощью лабораторной методологии для оценки механических свойств бетона с учетом различных пропорций AW и SDA для частичного замещения содержания цемента в цементирующей части бетона. Гистограмма, показанная на рис. 2, 3 и 4 дает подробное представление об общих данных, составляющих в общей сложности тридцать наборов данных.

Целевое время схватывания бетона

Целевые данные по прочности бетона на сжатие с учетом различных периодов гидратации

На рис. 2 показаны различные соотношения ингредиентов в смеси, а именно; OPC, SDA и AW. У нас есть количество прогонов (30). Отношение OPC было преобладающим, а соотношение AW и SDA варьировалось от 0 до 40%. Эти значения представляют собой соотношения компонентов смеси, поэтому они используются в качестве входного параметра нейронной сети.

На рис. 3 показано время схватывания цементного теста в зависимости от соотношений ингредиентов в секундах, а на рис.4 показывает прочность бетона на сжатие при различных периодах гидратации в Н / мм ² в диапазоне от 3 до 90 дней. Экспериментальные ответы были далее использованы при разработке модели в качестве целевого параметра. Скорость увеличения прочности относительно различных периодов гидратации была оценена для бетона, смешанного с AW и SDA.

Описательная статистика результатов лабораторных тестов, использованных для разработки модели ИНС, представлена ​​в Таблице 2.

Порядок выполнения работ по цементобетонным работам для смесей 1: 2: 4, 1: 1.5: 3

Подробные спецификации цементного бетона предоставляет пошаговое описание и спецификации для различных этапов производства и применения бетона, таких как материалы, пропорции смеси, смешивание содержимого, удобоукладываемость, опалубка, укладка и отверждение. Эта спецификация помогает в качестве руководства по выполнению цементобетонных работ для различных целей.

Порядок выполнения работ для цементобетонных заводов

Цементный бетон состоит из цемента, заполнителей и воды. Заполнители бывают двух типов: мелкие заполнители (песок) и крупные заполнители. Заполнитель должен быть инертным (инертным) с чистыми, плотными, твердыми, прочными, прочными и неабсорбирующими зернами, способными образовывать хорошее сцепление с цементным раствором.

должен быть свежим портландцементом или портландцементом Pozzolana (в соответствии с требованиями или спецификацией) и должен иметь требуемую прочность на разрыв и сжатие, а также крупность.

Мелкий заполнитель или песок должны быть крупными, иметь твердые, острые и угловатые зерна и проходить через квадратные сита 5 мм (3/16 дюйма). Он должен быть стандартного качества, очищен от пыли, грязи и органических веществ. Для бетонных работ нельзя использовать морской песок. Мелкие заполнители также могут состоять из щебня или искусственного песка, если это указано.

Это должен быть твердый щебень из гранита или аналогичного камня, очищенный от пыли и других посторонних материалов.Размер каменного балласта должен быть 20 мм (0,75 дюйма) и меньше, и его следует удерживать на квадратной ячейке 5 мм (0,25 дюйма). Они должны принадлежать к высококачественным сортам, чтобы пустоты не превышали 42%.

Размер крупных заполнителей должен соответствовать спецификации в зависимости от толщины бетона и характера работы. Например, размер крупного заполнителя для строительных работ должен составлять 20 мм, а для дорожных и массовых бетонных работ — от 40 до 60 мм.

Вода должна быть питьевой и не содержать щелочных и кислых веществ.

Также прочтите: Расчет количества материалов для бетона, цемента, песка, заполнителей

Пропорции, выбранные для цементобетона, соответствуют требованиям конструкции и прочности. Пропорция может быть 1: 2: 4 (бетон М15) или 1: 1,5: 3 для бетона М20. Пропорция бетона 1: 2: 4 означает соотношение цемент: песок: крупный заполнитель по объему, если не указано иное. Минимальная прочность на сжатие бетона при пропорции смеси 1: 2: 4 должна составлять 140 кг / кв.см или 2000 фунтов / кв. дюйм за 7 дней.

3.

Песок и крупные заполнители должны измеряться по объему с помощью ящиков. Цемент не нужно измерять коробкой, один мешок с цементом весом 50 кг следует рассматривать как объем 1/30 куб. М или 1,2 куб. Фута. Размер мерных ящиков может составлять 30 см x 30 см x 38 см или 35 см x 35 см x 28 см, что эквивалентно содержимому одного мешка с цементом.

Все материалы должны быть сухими. В случае использования влажного песка компенсация должна быть произведена путем добавления песка в объеме, необходимом для набухания песка.

Также читайте: Что такое Основа выбора пропорций бетонной смеси?

Для получения наилучшего качества бетонирование должно производиться машинным способом. Для небольших работ допускается ручное смешивание партиями.

В бетономешалку засыпается крупнозернистый заполнитель, песок и цемент в необходимом соотношении. Для бетона с пропорцией смеси 1: 2: 4 в миксер помещаются сначала четыре ящика с крупными заполнителями, затем два ящика с песком и один мешок с цементом.Затем миксер вращают для смешивания материалов в сухом состоянии, а затем постепенно добавляют воду до необходимого количества, то есть от 25 до 30 литров (от 5 до 6 галлонов) на мешок цемента для достижения требуемого водоцементного отношения.

Смешивание должно быть тщательным и иметь однородный цвет пластичной смеси. Время перемешивания может составлять от 1,5 до 2 минут на оборот для тщательного перемешивания. Смешанный бетон следует выгружать на кладочную площадку или тачку для транспортировки и укладки. Производительность бетономешалки от 15 до 20 замесов в час.

Подробнее: Разное Типы бетоносмесителей или бетоносмесителей

Ручное смешивание бетона должно производиться на каменной платформе или поддоне из листового железа. Для бетона с пропорцией смеси 1: 2: 4 следует тщательно перемешать первые две коробки с песком и один мешок с цементом. Затем сухая смесь цемента и песка помещается на стопку из 4 ящиков с каменными заполнителями, и вся смесь перемешивается в сухом виде, переворачиваясь не менее трех раз, чтобы получить однородную смесь.

Затем медленно и постепенно добавляют воду из емкости для воды, пока содержимое перемешивается. Обычно на каждый мешок цемента добавляется от 25 до 30 литров (от 5 до 6 галлонов) воды. Содержимое следует перемешать до получения пластичной смеси необходимой удобоукладываемости и водоцементного отношения. Содержимое следует тщательно перемешать, перевернув не менее трех раз, чтобы получить однородный бетон.

Подробнее: Рука Смешивание бетона

Для контроля добавление воды и поддержание необходимой консистенции.Падение от 7,5 см до 10 см (от 3 до 4 дюймов) может быть разрешено для строительных работ и от 4 до 3 см. (От 1,5 до 2 дюймов) может быть разрешено для дорожных работ.

Также читают: Concrete Испытание на удобоукладываемость — процедура и результаты

Опалубка (центрирование и опалубка) должна быть обеспечена в соответствии с требованиями стандартных спецификаций перед укладкой бетона для ограничения, поддержки или удержания бетона на месте.Внутренняя поверхность опалубки должна быть смазана опалубочным маслом , чтобы предотвратить прилипание бетона к ней.

Фундамент и опалубка, поверх которой должен укладываться бетон, перед укладкой бетона следует очистить обрызгиванием водой. Как правило, формы не следует снимать до 14 дней, однако боковые формы можно снимать через 3 дня после бетонирования. Опалубку следует снимать медленно и осторожно, не нарушая и не повреждая бетон.

Также читайте: Бетон Срок снятия опалубки, характеристики и расчеты

7

Бетон следует аккуратно укладывать слоями, не превышающими 15 см или 6 дюймов, и уплотнять, забивая стержнями и утрамбовывая деревянными трамбовками или механическими вибраторами для бетона, пока не будет получена плотная бетонная смесь.

Для ответственных работ следует использовать механические вибрационные машины, для толстого или массивного бетона — вибраторы погружного типа, а для тонкого бетона — поверхностные бетонные вибраторы для уплотнения бетона. Следует избегать чрезмерной вибрации, чтобы предотвратить сегрегацию бетона .После своевременного снятия опалубки в бетоне не должно быть сот , воздушных отверстий или каких-либо других дефектов.

Бетон следует укладывать или укладывать непрерывно. Если укладка бетона приостановлена ​​на остаток дня или на следующий день, то конец следует сделать наклонным под углом 30 градусов и сделать шероховатым для дальнейшей стыковки. Когда работа будет возобновлена, предыдущий наклонный участок следует придать шероховатость, очистить, полить водой и нанести раствор из чистого цемента, а также уложить свежий бетон.Для последовательных слоев бетона верхний слой бетона следует укладывать до схватывания нижнего слоя.

Примерно через два часа укладки, когда бетон начался для затвердевания его следует держать во влажном состоянии, накрыв его мокрыми мешками или мокрым песком. в течение 24 часов, а затем отверждение путем заливки водой с образованием глиняных стен толщиной 7,5 см. или 3 дюйма высотой, или накрывая влажным песком или землей и сохраняя влажность непрерывно в течение 15 дней.

Если указано, отверждение может быть выполнено путем покрытия бетона специальной водонепроницаемой бумагой на 15 дней для предотвращения выхода или испарения влаги.

Подробнее о вулканизации цементного бетона — Время и продолжительность

(PDF) Проектирование бетонных смесей систематическими шагами и ИНН

Journal of Advanced Science and Engineering Research Vol 2, No 4 September (2012) 232-251

250

Таким образом, этот подход позволил найти взаимосвязь между различными неопределенными

параметров с несколькими входами и принципами вывода. Было обнаружено, что характеристики

этой системы уменьшали большое количество составов трасс, что приводит к снижению трудозатрат,

финансовых затрат и, наконец, дает гибкий график работ по строительству

на месте.Это также может обеспечить существенную неточность в этапах проектирования, предлагаемых другими методами

. Этот способ обеспечивает гибкость в выборе подходящего значения для нечетких параметров при проектировании смеси

и не требует наличия профессионалов высокого качества для своего применения. Сравнительные исследования

с использованием общепринятых методов показали, что методы Quad-form area и Quick были

, что дает очень хорошо принятые результаты, основанные на местных материалах.

Источники

Абрамс, Дафф, М.(1919, май). Проектирование бетонных смесей. Исследования конструкционных материалов

Лаборатория, Вестник №1, 1-20.

Аль-Аллу, Г., Х. (1989). Оптимизация содержания мелких частиц в бетоне и его влияние на прочность

и стоимость. M.Sc. докторская диссертация, Инженерный колледж, Университет Мосула, Ирак, 123.

Аль Джадер, М., Х. (2007). Графический метод расчета бетонной смеси. дипломная работа, Инженерный колледж

, Мосульский университет, Ирак, 105.

Аль-Халаф, М., Н. и Юсиф, Х., А. (1984). Технология бетона, Министерство высшего образования,

, Образование и научные исследования, Технологический университет.

BS, (1992). Агрегаты из природного источника для бетона. Британский институт стандартов, 882.

BS, (1983). Метод определения прочности бетонных кубов на сжатие. Британский

Standard Institution, 1881: Part116.

BS, (1983). Метод определения просадки. Британский институт стандартов, 1881: Часть 102.

IQS, (1984). Свойства обычного портландцемента. Центральное агентство по стандартизации и

Контроль качества-05, Ирак.

Кашмола, С. Ю. (1999). Предсказание 28-дневной прочности бетона с использованием ускорения.

Испытание на прочность. M.Sc. кандидатская диссертация, Инженерный колледж, Мосульский университет, Ирак, 96.

Марсия, Дж. Саймон, Эрик, С. Лагергрен и Кеннет, А.С. (1997, октябрь). Бетонная смесь

Оптимизация с использованием статистических методов расчета смеси.Международный симпозиум по высококачественному бетону

, Нью-Орианс, Луизиана, 20-22.

Невилл А. М. (2000). Свойства бетона, 4-е издание, Британская библиотека, Англия.

Othman, S.Y. (1986). Сравнение различных методов расчета смесей по некоторым свойствам

бетона с использованием местных заполнителей. Диссертация, Инженерный колледж, Мосул

, Ирак, 174.

Кирога П. Н. и Флолер Д. У. (2003 г., декабрь).Влияние характеристик заполнителя

на характеристики портландцементного бетона. Отчет об исследовании ICAR-104-1F,

Международный центр исследований агрегатов, Техасский университет в Остине.

Раджу, Н. К. (1981). Проектирование бетонных смесей, книжный магазин College Bookstore, 1701, Найсарак-Дели,

110-006.

Риши Гарг (2003, июнь). Проектирование бетонной смеси с использованием искусственной нейронной сети. диссертация,

Тхапарский инженерно-технологический институт, Димедский университет, Индия.

Ли Сын-Чанг, (2003). Прогноз прочности бетона с использованием искусственных нейронных сетей

. Журнал инженерных структур, 25, 849–857.

Что означает «PSI» на мешке с бетонной смесью?

2500 фунтов на квадратный дюйм. 3000 фунтов на квадратный дюйм. 4000 фунтов на квадратный дюйм. 5000 фунтов на квадратный дюйм. Голова еще кружится? Что означают все цифры на мешке с бетонной смесью? И, что более важно, как они повлияют на ваш следующий конкретный проект?

Прочность бетона измеряется в фунтах на квадратный дюйм (PSI) и является мерой способности бетона выдерживать нагрузки или выдерживать сжатие.Чем выше число, тем прочнее бетон. Прочность — это результат множества факторов, но в первую очередь это результат состава бетона — соотношения цемента, воды и заполнителя.

фунтов на квадратный дюйм измеряется несколькими методами в лабораториях или, в некоторых случаях, на месте. Но в этой статье мы избегаем нашего внутреннего конкретного ботаника и сосредоточимся на основных принципах, которые необходимо знать для вашего следующего домашнего проекта. Используйте эту информацию, чтобы убедиться, что вы используете бетон правильной прочности для вашего типа проекта и области применения.Хотя доступны и другие рейтинги бетона, вот самые распространенные рейтинги, которые должен знать каждый домовладелец, а также предлагаемые варианты использования.

Часто более доступный, чем более прочный бетон, 2500 фунтов на квадратный дюйм может быть полезен для проездов и пешеходных дорожек. Однако некоторые могут выбрать более прочный бетон, например, 3000 фунтов на квадратный дюйм, чтобы избежать чрезмерного растрескивания. Хорошее применение для этого бетона — это пешеходная дорожка сбоку от дома, которая не подвергается чрезмерному движению.Не забудьте проверить местные строительные нормы и правила, чтобы убедиться, что бетон 2500 фунтов на квадратный дюйм разрешен для вашего предполагаемого использования.

Жилая рабочая лошадка из бетона, 3000 фунтов на квадратный дюйм, может использоваться для проездов, патио и тротуаров. Его долговечность поможет избежать замораживания-оттаивания в суровые зимы. Это прекрасный выбор для любого общего использования в строительстве.

Хотя менее вероятно для обычного домашнего использования, где бетон на 3500 фунтов на квадратный дюйм светится в фундаментных плитах и ​​опорах.Это также хороший выбор там, где предполагается хранить или перемещать тяжелые грузы, например, подушки для автофургонов.

Обычно используется на складах и фабриках, где ожидается интенсивное движение транспорта или машин. Однако для домовладельца давление 4000 фунтов на квадратный дюйм может быть хорошим вариантом для мастерских или сараев на заднем дворе из-за его прочности и долговечности поверхности.

Используется в специальных строительных приложениях, включая некоторые крупномасштабные коммерческие и промышленные объекты, 5000 фунтов на квадратный дюйм может выдерживать сильные удары и экстремальный износ.

Это общие правила, и каждый сценарий и использование могут отличаться. Бетон сравнительно более высокой прочности может использоваться для любой работы, но не всегда может быть востребован. А использование бетона с более низким PSI позволяет сэкономить деньги. Просто убедитесь, что местные строительные нормы и правила допускают прочность бетона для конкретного проекта, который вы планируете.

Наконец, не забывайте о важности правильного формирования вашего проекта и избежания проблем с водой путем планирования адекватного дренажа.

Intermountain Concrete Specialties готов ответить на любые ваши вопросы, чтобы гарантировать получение превосходного конечного продукта.Мы готовы помочь — от аренды оборудования до нашего огромного предложения форм, стоек и стяжек. А с семью локациями от Сент-Джорджа до Айдахо-Фолс помощь всегда рядом.

Анализ общего содержания хлоридов в бетоне

Основные моменты

•

Пределы общего содержания хлоридов могут быть нарушены, в то время как пределы в материалах смеси соблюдены.

•

Влияние хлоридов в воде для смешивания на общее количество хлоридов минимально до w / c = 0.4.

•

Конструкция смеси с наименьшим соотношением w / c предпочтительна в отношении хлоридов.

•

Пропорции смеси являются важным фактором при определении пределов содержания хлоридов в материалах смеси.

•

Содержание хлоридов в воде для смешивания может быть выше пределов ASTM при низких соотношениях в / ц.

Реферат

В данной исследовательской работе представлен анализ общего содержания хлоридов в бетоне.В этом исследовании рассматривались бетонные смеси, одобренные муниципалитетом города Эр-Рияд в Саудовской Аравии для основного завода по производству товарных бетонных смесей. Анализ был основан на экспериментальном исследовании уровней хлоридов в воде для смешивания, заполнителях и бетоне. В анализе также использовались максимальные пределы общего содержания хлоридов в соответствии с британскими стандартами для бетона в сочетании с другими ингредиентами, необходимыми для смеси.

Полученные результаты показывают, что влияние содержания хлоридов в воде для затворения оказывает минимальное или умеренное влияние на содержание хлоридов в бетоне до w / c равным 0.4. Это также показывает, что заполнитель является критическим ингредиентом с точки зрения определения присутствия хлоридов в бетоне. Критически важно, что пределы содержания хлоридов в любой бетонной смеси могут быть нарушены, даже если пределы содержания хлоридов по-прежнему соответствуют некоторым стандартам их содержания в ингредиентах бетона. Пропорции любого дизайна смеси также являются важным фактором, который следует учитывать при попытке определить пределы содержания хлоридов в ингредиентах бетонных смесей для любого типа бетона.Жизненно важно эмпирически исследовать взаимосвязь между общим хлоридом и содержанием хлоридов в ингредиентах, чтобы точно определить пределы содержания хлоридов в ингредиентах бетонной смеси. С точки зрения содержания хлоридов предпочтительна конструкция смеси с наименьшим соотношением w / c . Наконец, содержание хлоридов в воде может быть выше, чем установленные ASTM пределы для смесей с низким водоцементным соотношением, и должно быть ниже пределов ASTM с высоким водоцементным соотношением.

Ключевые слова

Общий хлорид

Вода для смешивания

Заполнитель

Бетон

Коррозия

Долговечность

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Copyright © 2015 Автор. Опубликовано Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Разработка бетонной смеси: рецепт успеха

Определение наилучшего дизайна смеси для декоративного бетона похоже на создание рецепта изысканного лакомства.Он должен использовать лучшие качества различных ингредиентов для производства конкретного продукта, отвечающего вашим потребностям. По словам Келли Идиарт, вице-президента по обслуживанию клиентов компании Central Concrete, Сан-Хосе, Калифорния, качественный бетон одинаков как для декоративных, так и для не декоративных применений. Многое зависит от условий на стройплощадке с их конкретным уровнем влажности, грунтовым покрытием, отделкой и методами вулканизации.

В частности, дизайн смеси для декора будет варьироваться в зависимости от региона страны, участка и типа отделки, которую получит проект, — говорит Уорд Малиш, старший управляющий директор по техническим операциям Американского института бетона (ACI). Фармингтон-Хиллз, Мичиган.По его словам, по общим принципам не существует универсального дизайна смеси. Он предлагает, чтобы в хорошем миксе учитывались три элемента:

1. Свойства бетона в пластичном состоянии при выходе из грузовика,
2. Прочность готового бетона выдерживать нагрузки и устойчивость к замерзанию. Также экономика — сколько это стоит.
3. Если возможно, — говорит он, — максимально уменьшите количество используемого сырья, сохранив при этом прочность и долговечность.

«Все начинается с пропорции», — говорит Малиш, — и выбирая правильные пропорции каждого ингредиента. Вы делаете бетон из цемента и воды, чтобы образовалось связующее. Затем добавьте песок и заполнитель, чтобы получить его вещество. Добавки придадут особые качества. Сюда могут входить либо редукторы воды с различными характеристиками, либо модификаторы набора. Наконец, воздухововлекающие материалы и волокна добавляют прочности и долговечности, а цвет придает особую эстетику. Каждый из них делает бетон красивым и долговечным.

Вот как:

Цемент

Первым ингредиентом бетона является портландцемент, который обычно составляет от 10% до 15% смеси по объему. ASTM C150 перечисляет восемь типов цемента, которые обеспечивают ряд преимуществ для бетона. Три наиболее распространенных типа: Тип I для нормального бетона, Тип II, обеспечивающий умеренную сульфатостойкость, и Тип III, для быстро схватывающихся и высокопрочных бетонов. Портландцементы теперь выпускаются в виде смесей, которые могут соответствовать более чем одной спецификации ASTM.

Летучая зола, одна из минеральных добавок, может заменять от 18% до 20% цемента в смеси. Это приводит к более медленному схватыванию. Летучая зола также имеет тенденцию к снижению прочности на сжатие в раннем возрасте, но обычно увеличивает прочность в позднем возрасте.

Одним из основных преимуществ летучей золы является то, что она снижает стоимость бетона, поскольку она дешевле цемента. По словам Дона Скундрика, руководителя производства Liniger’s Tru Mix, Медфорд, Орегон, летучая зола в декоративных смесях вступает в реакцию с известью, замедляя выщелачивание.Это может привести к появлению неприглядных отложений. Важно отметить, что не вся летучая зола подходит для бетона. Неправильное использование может даже привести к отслаиванию поверхности из закаленного бетона.

Вода

Вода — это катализатор, который гидратирует цемент и делает смесь работоспособной. Для полной гидратации цемента необходимо соотношение воды и цемента от 0,19 до 0,22. Однако для того, чтобы бетон стал пригодным для обработки, соотношение воды и цемента составляет от 0,40 до 0,60.

Осадка определяет консистенцию бетона, поскольку она связана с его текучестью или подвижностью.Он не измеряет удобоукладываемость бетона. Напротив, чем выше величина осадки, тем подвижнее смесь. ASTM C143 описывает метод определения осадки бетона. Осадка должна поддерживаться на протяжении всего процесса заливки, и для этого можно использовать добавки.

При определении пропорций смеси для кубического ярда бетона вы должны сначала определить соотношение воды и бетона (которое относится к прочности на сжатие) и максимальный размер заполнителя. В отсутствие исторических данных о характеристиках данного набора материалов ACI 211 предоставляет относительные таблицы и дополнительную информацию для дозирования бетонной смеси.

«Правильное соотношение воды и цемента — это правило №1 при проектировании смесей», — говорит Скундрик. «Используйте как можно меньше воды, так как это влияет на качество бетона».

Избыток воды приведет к чрезмерному сбросу воды, поскольку бетон начнет затвердевать, говорит он. Таким образом, вещество будет давать усадку. Использование слишком большого количества воды также может повредить цвет поверхности. Вы можете использовать суперпластификаторы и другие добавки вместо воды, чтобы уменьшить их количество.

Агрегаты

В декоративных целях важны размер и форма заполнителей в дизайне смеси, — говорит Малиш.У каждого подрядчика есть свое мнение о размере частиц. Многие говорят, что это зависит от того, какую отделку вы используете.

Вот загадка. В декоре важны текстура и узор, на которые влияет размер используемого заполнителя. Чем глубже штамп, тем меньше потребуется камень. Но чем меньше камень, тем больше нужно цемента. Таким образом, для смеси требуется больше воды.

По словам Тома Ралстона, президента Ralston Concrete, Санта-Крус, Калифорния, использование мелкого мелкого гравия означает восполнение уменьшенной твердой массы песком. Это увеличивает потребность в воде, тем самым снижая структурную целостность.

Хотя 3⁄8-дюймовый заполнитель обеспечивает чистоту кромок при штамповке резиновыми или алюминиевыми штампами, по его словам, использование более крупных угловатых пород улучшает прочность. Породы имеют лучшую тенденцию к сцеплению, что уменьшает растрескивание. Он говорит, что более крупный агрегат трудно штамповать только тогда, когда используются алюминиевые или резиновые штампы. Он предлагает использовать 3⁄4-дюймовый угловой заполнитель со всеми штампами для полиуретановых текстурных матов, чтобы помочь преодолеть некоторые проблемы усадки.

Скундрик считает, что для штамповки приложений вам следует использовать камень меньшего размера 3⁄8 дюйма.Затем вы должны компенсировать это более высоким содержанием цемента и соотношением 45% заполнителя и 55% песка. Это полная противоположность нормальному миксу. Он советует использовать большое количество матриц, чтобы получить детали, необходимые для проштампованных приложений.

Idiart также предлагает использовать заполнитель меньшего размера для улучшения отпечатка. Однако он советует смешивать его с большим размером, чтобы повысить долговечность и качество.

Круглые камни или скалы, обрушенные водой, можно увидеть только в некоторых районах страны.Многие считают его лучшим в открытых дизайнах.

Добавки

Admixtures позволяет подобрать нужную смесь для конкретной работы, климата и участка, контролировать набор и повышать долговечность. ASTM C494 классифицирует общие типы добавок. К ним относятся редукторы воды, ускорители и замедлители схватывания.

Регуляторы воды действуют, как следует из названия. Они либо снижают потребность в воде, поддерживая спад, либо могут увеличивать просадку без дополнительной воды. Некоторые из них обеспечивают контроль за установкой в ​​дополнение к сокращению количества воды и действуют как ускорители или замедлители.

Различные типы редукторов воды передают разную степень снижения воды. Количество обычно колеблется от примерно 3% до 10%. Высококачественные водоредуцирующие добавки или суперпластификаторы обеспечивают высочайший уровень водоредуцирующих свойств. Обычно это значение составляет от 12% до примерно 25%. Ральстон отмечает, что суперпластификаторы увеличивают оседание без добавления воды.

ASTM C494 определяет ускорители как «добавку, которая ускоряет схватывание и раннее развитие прочности бетона.«Они могут или не могут обеспечить сокращение воды. В первую очередь они позволяют бетону сохранять равномерный схватывание при разной температуре.

При использовании этих добавок в комбинации необходимо соблюдать осторожность. Эти добавки, даже от одного и того же производителя, могут компенсировать друг друга, поэтому прежде чем начинать, получите надежный совет. Как говорит Ралстон: «Если вы используете добавки без разбора, например, слишком много замедлителя, это может нанести ущерб. Они могут задержать вашу настройку и создать губчатый эффект ».

Замедлители дают смеси противоположный эффект.Эти добавки замедляют скорость схватывания и могут компенсировать ускоряющий эффект жаркой погоды. Они также могут задерживать схватывание, что позволяет использовать специальные отделочные процессы, которые часто повышают прочность. Добавки обычно дозируются в жидких унциях на каждые 100 фунтов цемента на кубический ярд бетона.

Конструкция должна обеспечивать прочный бетон, который может выдерживать циклы замораживания-оттаивания в зимнем климате. Вы можете добиться этого за счет вовлечения воздуха.Это может происходить либо от воздухововлекающего цемента, либо от воздухововлекающих добавок, описанных в ASTM C260.

Микроскопические пустоты, образованные воздухововлекающими добавками, позволяют замороженной воде расширяться и не разрушать бетон. По словам Малиша, потребность в воздухововлечении варьируется от региона к региону. Он составляет от 3% до 7% от объема бетона.

Скундрик отмечает, что воздухововлекающие добавки могут сделать покрытие липким. Однако решение этой проблемы лежит в процессе отделки, а не в изменении дизайна смеси.

Ральстон предлагает подрядчикам изучить возможность использования таких материалов, как акриловый полимер. Они помогают улучшить сцепление смеси со старым бетоном и улучшить его эластичность. Такие полимеры, по словам Ралстона, означают более низкое соотношение воды и цемента и помогают уменьшить усадку, поскольку пластик заполняет эти промежуточные пустоты.

«По мере развития отрасли, — говорит он, — добавки к модифицированному акрилу и латексу будут приобретать все большее значение при разработке смесей, поскольку мы стремимся к более сложным применениям.Работа с этими добавками будет означать, что мы начнем видеть некоторые удивительные вещи ».

Волокно

Для предотвращения пластической усадки и растрескивания пластической осадки существует два распространенных типа синтетического волокна: нейлоновое моноволокно и моноволокно или фибриллированная полипропиленовая лента. Вы можете использовать их для трехмерного вторичного армирования декоративного бетона. Вы можете добавлять эти продукты, имеющиеся в предварительно взвешенных разлагаемых пакетах, в готовую смесь из расчета от 1 шт.От 0 до 1,5 фунтов на кубический ярд.

По словам Боба Зеллерса, вице-президента по технологиям и инжинирингу компании NyCon, Вестерли, Род-Айленд, преимущества использования синтетических волокон напрямую связаны с долговечностью бетона. Синтетические волокна предотвращают растрескивание при пластической усадке и повышают ударную вязкость. Они также уменьшают миграцию воды. Вы не смогли бы получить эти преимущества от старого подхода с проволочной сеткой, вторичным армированием.

Зеллерс утверждает, что синтетические волокна предотвращают усадку и повышают долговечность.Они помогают отделке противостоять истиранию поверхности. «Каждый подрядчик предпочитает нейлон или полипропилен», — говорит он. «Это как Форды против Шевроле».

Однако одно можно сказать наверняка. Более короткие микронные волокна лучше всего подходят для декоративного бетона. Более длинные волокна обычно торчат на поверхности готового бетона. Но вы можете легко сжечь их факелом, чтобы сохранить эстетичный вид с красочной текстурированной или штампованной бетонной отделкой.

Цвет

Помимо текстуры, цвет является отличительной чертой декоративных аппликаций.«Благодаря цвету бетон становится произведением искусства», — говорит Ралстон. «Но это самая сложная, самая сложная часть микса». По его словам, клиенты ожидают, что отделка будет выглядеть как окрашенная основа. Впоследствии вы должны научить их, что это будет иметь естественный, разнообразный эффект, вызванный множеством элементов в смеси.

Есть два метода добавления цвета к бетону. Один из методов окрашивания включает добавление интегральных красителей или пигментов оксида железа, не более 10% по весу. Второй метод использует цвет только на верхнем слое.Это добавляет некоторые затраты на рабочую силу, но обычно снижает стоимость цвета повсюду.

Фрэнк Пикколо из Совета по декоративному бетону и Natchitoches, Artcrete Inc., Луизиана, говорит, что разные подрядчики по бетону предпочитают разные виды окраски. «Мнения подобны пупку», — говорит он. «Он есть у всех». Некоторые подрядчики используют только цельный цвет, а другие предпочитают сухой коктейль, считая, что он дает более насыщенный цвет без выцветания. Третьи будут использовать комбинацию как интегральных, так и актуальных окрашивающих аппликаций.

Малиш говорит, что цельный цвет стоит дорого и может меняться от заливки к заливке. Но Скундрик предполагает, что цена выше только для красных, зеленых, синих и более темных цветов. Он отмечает, что цельные земные тона обычно более выгодны.

«Сложнее всего было использовать интегральные цвета», — говорит Ралстон. Однако многие компании теперь используют жидкие системы вместо сухих порошков. Жидкость добавляет компьютер, а не отдельный драйвер. Это значительно увеличивает согласованность.

Добавляет Идиарт, новые жидкостные системы — это «волна будущего».«Они предлагают простоту применения, а также последовательность.

Прочность

Промышленным стандартом полной прочности бетона считается измерение, выполняемое через 28 дней. Некоторые считают, что 3500-4000 фунтов на квадратный дюйм приемлемы для декоративного использования.

Согласно Piccolo, отвердители для окраски, наносимые сверху, которые включают смачиватели, были разработаны для обеспечения более высоких требований к PSI при промышленном использовании. Это обеспечило стойкость к истиранию с меньшими затратами, поскольку они могут укрепить бетонные поверхности в два-три раза выше стандартной прочности на сжатие.Однако, по его словам, в настоящее время люди используют отвердители цвета в декоративном бетоне для улучшения эстетики.

«PSI не так важен в декоре», — добавляет Скундрик. «Вы стремитесь получить поверхность высокого качества. А отвердители цвета просто придают бетону неповторимый вид натурального камня. Однако из-за упрочняющих свойств цветных отвердителей он действительно делает верхнюю часть бетона очень устойчивой к пешеходному или колесному движению. Устранить повреждения цветного затвердевшего бетона быстрее, и его легче смешать с существующей поверхностью.”

Декор

Все сводится к тому, что каждый подрядчик должен разработать свой собственный базовый рецепт для дизайна смеси, отвечающий его климатическим, местным и эстетическим потребностям. Фрэнк Раск, подрядчик из Лас-Вегаса, ставший консультантом, говорит, что он придумал свой собственный дизайн смеси, адаптировав его с помощью поставщика готовой смеси. Он начинает с цемента типа V, поскольку он устойчив к воздействию минералов в почве и воде. Он также не использует летучую золу, так как она вызывает образование пятен.

Для штамповки приложений он советует 5.От 5 до 6,5 мешков на кубический ярд, при соотношении песка и заполнителя 50/50 и 3/4 дюйма заполнителя. При применении с открытым заполнителем он рекомендует соотношение песка и заполнителя 70/30 или 60/40 с заполнителем с закругленными углами 3⁄8 дюйма. Он использует цельный цвет, на который наносится признанный в стране продукт для травления поверхностей.

И поскольку солнце и тень вызывают неравномерное затвердевание бетона, цвета могут проявляться по-разному. Поэтому он предлагает покрыть поверхность черным пластиком толщиной 6 мил на ночь, затем вернуться на следующее утро и несколько раз промыть поверхность под давлением.Для штамповочных работ, требующих более ориентированной на производство среды, он предлагает ходовые огни и добавление отвердителей цвета в ночное время, чтобы добиться более однородного цвета.

Работа с производителями товарных смесей

Подрядчики по декоративному бетону могут работать с производителями товарных смесей, описывая, что они хотят со смесью, а затем работать вместе, чтобы найти лучший способ достичь этого. В конце концов, Малиш советует сделать предварительное микширование, а затем настроить его, чтобы придать правильные пропорции для приложения этого сайта.

Piccolo добавляет, что помощь доступна в режиме онлайн. По его словам, у Американского общества подрядчиков по бетону, частью которого является Совет по декоративному бетону, есть горячая линия для членов, которые ответят на технические вопросы о дизайне смесей. Подрядчики также могут получить помощь от таких ресурсов, как Институт Скофилда, ACI, Портлендская цементная ассоциация и Национальная ассоциация товарных бетонных смесей.

Короче говоря, микс-дизайн, хотя и основан на научных свойствах, — это не только наука, но и искусство.Как великий повар, каждый подрядчик привносит в рецепт свой собственный опыт и понимание.

Вопросы читателей

Вопрос

Каковы хорошие формулы или композиции смесей для получения хорошего отвердителя цвета для сухого встряхивания?

Ответ от Concrete Decor

Хорошей отправной точкой для выбора хорошего состава смеси для ваших проектов по штампованному бетону будет поговорить с вашим местным поставщиком товарной смеси.

Некоторые скажут, что лучше всего использовать мелкий щебень.Тем не менее, я не согласен, если ваш бетон не будет пропускать только пешеходы, и в дизайн проекта встроено несколько стыков. Обязательно учитывайте расстояние, которое грузовик готовой смеси должен пройти, чтобы добраться до вашего проекта, а также добавки, доступные через вашего поставщика готовой смеси. Бывают случаи, когда важно иметь под рукой рекламные смеси для мешков от кого-то вроде Fritz-Pak, чтобы вы могли сохранить преимущество в установленное время.

Дизайн смеси материалов для заливки швов — Masonry Magazine

Тодд Фергюсон

В каменной промышленности установлены правила для цементного раствора, которые позволяют подрядчикам производить качественные материалы и эффективно доставлять их туда, где они необходимы на рабочем месте. «Стандартные спецификации для цементного раствора для каменной кладки» (ASTM C476) являются преобладающими спецификациями в каменной промышленности. Этот стандарт, официально признанный в федеральном реестре Соединенных Штатов Америки, обеспечивает неизменное качество и безопасность наших каменных конструкций.

ASTM C476 определяет типы цемента, песков, заполнителей, воды и других добавок, которые подрядчик может использовать при проектировании смеси материалов, а также способы дозирования этих компонентов. Помимо соответствия стандарту, подрядчик гарантирует, что кладочный раствор совместим с любым оборудованием для затирки раствора, используемым в проекте, таким как смесители для раствора, системы подачи и насосы для цементного раствора.

Цемент, или вяжущий материал, является наиболее важным компонентом раствора для достижения прочности на сжатие.Эта прочность является мерой давления, которое готовый бетон может выдержать до разрушения (ASTM C1019). Цемент также служит связующим для всех остальных компонентов раствора. ASTM C476 допускает использование различных типов портландцементов, смешанных цементов или известняковых продуктов, известных как негашеная или гашеная известь.

Летучая зола, пуццоланы и шлак могут использоваться в качестве цементирующего материала, хотя при использовании этих компонентов могут применяться другие условия. Затирка классифицируется как «мелкая» или «крупная» в зависимости от размера заполнителя, содержащегося в смеси.Мелкодисперсный раствор содержит только заполнители, проходящие через сито 3/8 дюйма, а крупный раствор содержит только заполнители, проходящие через сито диаметром в полдюйма. Спецификации ASTM дополнительно определяют требования к каждому компоненту раствора для каменной кладки. Например, портландцемент должен соответствовать C150, песок — C33, а заполнители — C404.

В смеси допускаются воздухововлекающие химические вещества, которые служат для защиты от замерзания и оттаивания конструкции кладки. Добавки для гидроизоляции, ускорения времени схватывания или замедления времени схватывания обычно не допускаются без специального разрешения.Вода, используемая в смеси, должна быть питьевой, и ее следует добавлять, чтобы добиться оседания от восьми до 11 дюймов. Осадка — это показатель консистенции или удобоукладываемости раствора. Все вместе эти компоненты составляют так называемый обычный раствор, который требует механического уплотнения, то есть вибрации, чтобы равномерно распределить раствор по всей конструкции.

Самоуплотняющиеся растворы (SSG) не требуют механического уплотнения. Эти материалы содержат дополнительный высокодисперсный водоредуктор и производятся с очень высокой осадкой, позволяющей материалу течь во все полости, где это указано.Предпочтительны «поликарбоксилатные» высокодисперсные восстановители воды, хотя также могут использоваться «модифицирующие вязкость» добавки. Помимо создания самоуплотняющихся свойств, эти водоредукторы могут улучшить совместимость с оборудованием для цементирования, уменьшить растрескивание из-за усадки бетона и помочь достичь максимальной прочности на сжатие конструкции смеси. Из-за дополнительных преимуществ водоредукторов они часто используются как в обычных, так и в самоуплотняющихся растворах.

Состав смеси — это рецепт дозирования материалов для приготовления раствора для каменной кладки. ASTM C476 дает два метода дозирования обычных растворов: «Заданная прочность на сжатие» и «Стандартные пропорции раствора по объему». Подрядчики, решившие указать прочность материалов на сжатие, могут заказать их у производителей материалов или у поставщиков готовых смесей. Утвержденные растворы имеют 28-дневную прочность на сжатие не менее 2000 фунтов на квадратный дюйм. Подрядчики заказывают обычные кладочные растворы плотностью от 2 000 до 4 000 фунтов на квадратный дюйм от производителей, которые поставляют мешки на 3 000 пундов (супер-мешки) или 80-фунтовые мешки.

Источник: ASTM C476-10

Эти производители предоставляют письменное заявление, показывающее прочность материала на сжатие.Производители оценивают урожайность и покрытие, которое подрядчики могут ожидать от объемных мешков с кладочным раствором. Каждый мешок весом 3000 фунтов даст около одного ярда раствора и позволит подрядчикам заполнить около 100 стандартных блоков размером 8 x 8 x 16 дюймов. Подрядчики также заказывают кладочные растворы по прочности на сжатие у производителей товарных смесей, которые доставляют их кубическими ярдами.

Готовая смесь может быть заказана по индивидуальному заказу с определенными размерами заполнителей и другими добавками, такими как понизители воды и воздухововлечение.В качестве третьего варианта определения прочности на сжатие некоторые производители предлагают конструкции из смеси материалов, совместимые с их оборудованием. Например, производители насосов для цементного раствора должны иметь конструкции смесей, пригодные для использования в поставляемом ими оборудовании. В этих смесях указаны прочность на сжатие и полные отдельные ингредиенты. Типичная смесь будет содержать компоненты, необходимые для каждого кубического ярда или кубического метра раствора, включая цемент, песок, заполнитель, водоредуктор, воздухововлечение и содержание воды.

Часто подрядчикам, занимающимся каменной кладкой, приходится производить заливку раствора на месте из-за сроков, бюджетных или других причин. Эти подрядчики могут использовать второй из двух утвержденных методов дозирования обычных строительных растворов, указанных в Стандарте C476, Таблица 1, в которой указаны требования к дозированию по объему. В таблице указаны пропорции мелкого и крупного раствора по соотношению цемента к влажным заполнителям. Заполнители для мелкой затирки должны быть в два-три раза больше цемента. Используя стандартный миксер объемом восемь кубических футов, подрядчики могут загрузить эквивалент двух мешков материала или примерно два кубических фута.Эта оценка производителей основана на том, сколько 80-фунтовых мешков со строительным раствором может обработать миксер без ущерба для качества смеси, или на том, какой вес может выдержать двигатель миксера. Вы не можете смешать восемь кубических футов материала в смесителе объемом восемь кубических футов.

Для создания тонкого раствора ASTM C476 подрядчик мог объединить половину кубического фута цемента (половину 94-фунтового мешка) с 1,5 кубическими футами влажного рыхлого песка (120 фунтов).Чтобы получить крупнозернистый раствор в соответствии с таблицей 1, используйте соотношение одной части цемента, двух-трех частей мелкого песка и одной-двух частей крупнозернистого песка. Снова используя смеситель объемом восемь кубических футов, подрядчик мог объединить половину кубического фута цемента, один кубический фут влажного рыхлого песка (80 фунтов) и половину кубического фута крупного заполнителя — насыпную плотность щебня. в среднем от 95 до 105 фунтов на кубический фут. ASTM C127 предоставляет метод определения веса грубых заполнителей на кубический фут.Добавьте воду либо в мелкий, либо в крупный раствор, чтобы добиться осадки от восьми до 11 дюймов.

Подрядчик решает, гарантирует ли проект заказ материалов у производителей, найм готовой смеси или дозирование на месте. Помимо предоставления супер-мешков с материалами, производители предлагают своим клиентам системы хранения силосов. Эти силосы часто используются в проектах по кладке. Силосы часто используются в тандеме со смесителем строительного раствора или даже смесителем непрерывного действия типа «wetmix», который прикреплен к силосу.Доступны смесители для растворов емкостью от шести до 12 кубических футов с такими функциями, как электродвигатели, газовые двигатели, различные типы сцепных устройств, гидравлический сброс, ручной сброс и телескопические ножки, позволяющие поднимать или опускать смеситель для соответствия другому оборудованию.

Эти телескопические опоры имеют большое преимущество при использовании миксера с оборудованием для цементации, гарантируя, что высота разгрузки соответствует высоте приемного бункера насоса или системы подачи материала. Большинство смесителей для раствора совместимы с кладочными растворами, подготовленными в соответствии с C476.Подрядчики используют смесители для раствора, у которых есть лопасти внутри для тщательного перемешивания смеси, чаще, чем они используют бетономешалки, которые используют циркуляционное движение для перемешивания материалов до тех пор, пока они не будут объединены. Материалы следует смешать в смесителе для раствора в течение как минимум пяти минут с водой, достаточной для достижения оседания от 8 до 11.

Контакторы заказывают растворы у поставщиков готовых смесей для больших заливок. Готовая смесь позволяет подрядчикам заказывать проверенный материал прочности на сжатие, увеличивая при этом производительность.Поскольку готовая смесь обеспечивает такую ​​большую партию с постоянной скоростью, подрядчики могут достичь высокой производительности при использовании насоса для цементного раствора, например, 10 ярдов и более в час. Для сравнения: подрядчики, использующие смесители для раствора, не могут справиться с максимальной производительностью насоса для раствора. Конечно, растворный смеситель по-прежнему является лучшим вариантом для изготовления кладочных растворов, если подрядчик должен заливать цементный раствор небольшие участки конструкции в разное время на протяжении всего проекта. В этих случаях имеет смысл производить меньшее количество цементного раствора в растворосмесителе и не платить за грузовик с готовой смесью.

После того, как материалы распределены по размеру и готовы к размещению, подрядчик будет заливать или перекачивать материалы в CMU. Подрядчики, использующие ведра и / или совки для раствора, практически не имеют ограничений в отношении того, какой тип смеси можно использовать. Единственное ограничение для затирки швов ведрами — это доступная рабочая сила. При использовании системы подачи материала или насоса для цементного раствора подрядчики в большинстве случаев могут использовать растворы для кладки, подготовленные в соответствии с C476. Системы подачи материала и большинство насосов для затирки каменного раствора рассчитаны на работу с полудюймовыми заполнителями, что делает их пригодными для тонких и крупных растворов.

Хотя оборудование может быть совместимо с заполнителем определенного размера, подрядчики должны использовать приемлемые пропорции этих заполнителей для производства «перекачиваемого» раствора. Указанный в спецификации оборудования размер заполнителя в полдюйма или дюйма не означает, что подрядчики могут использовать чрезмерное количество этого заполнителя. Это может привести к засорению шланга подачи материала или даже к повреждению оборудования. Обратитесь к производителю, чтобы убедиться, что состав смеси материалов совместим с системой подачи.Как указывалось ранее, производители насосов для цементного раствора часто предоставляют предварительно одобренный состав смеси, включая прочность на сжатие и пропорции каждого компонента. Эти конструкции смесей можно использовать для заказа у поставщиков готовых смесей или для пакетной обработки на месте. Подрядчики также могут использовать Таблицу 1 при дозировании растворов для систем подачи материала или насосов для цементного раствора. Таблица 1 не включает пропорции редуктора воды или воздухововлечение; однако владелец проекта может указать или одобрить эти добавки. Заказывая растворы у производителей, подрядчики должны указывать прочность на сжатие и агрегатное содержание.

Типичные мешки на 3000 фунтов для сыпучих материалов совместимы с большинством систем подачи материала и насосов для цементного раствора, но эти мешки имеют разную прочность на сжатие и состав. При использовании насоса для раствора или системы подачи важно получить размер и процентное содержание заполнителей в смеси. Это может быть проблемой, учитывая частный характер бизнеса по производству фасованных материалов. В целях безопасности заказывайте у этих производителей материалы с прочностью на сжатие 3000 фунтов на квадратный дюйм или выше и используйте сито для проверки размера заполнителя, чтобы убедиться, что он совместим с оборудованием для цементирования.

При использовании насоса для заливки раствора для заливки раствора в блоки CMU обязательно заправляйте шланги материала перед каждым использованием. Это делается путем перекачивания цементного раствора (цементно-водяной смеси) по всей длине шланга перед перекачкой кладочного раствора. Используйте около пяти галлонов цементного раствора на каждую 50-футовую секцию шланга для подачи материала. Диаметр шланга для материала следует выбирать с учетом размера заполнителя в смеси. Как показывает практика, диаметр шланга должен в четыре раза превышать размер заполнителя. Например, используйте шланг диаметром не менее двух дюймов для материалов, содержащих полудюймовые агрегаты.Промойте шланги водой после завершения заливки в течение дня и тщательно промойте все оборудование для заливки раствора, особенно цилиндры с материалом, где раствор может быть скрыт из поля зрения. Выполняйте все процедуры обслуживания, рекомендованные производителем для вашего смесителя, насоса или системы подачи.

Подрядчики имеют особые рекомендации, которым следует следовать при заказе или производстве цементного раствора для каменной кладки. Заказ материалов по их прочности на сжатие удобен и позволяет проверить соответствие материала спецификациям.Производство растворов путем измерения объема подходит для дозирования на месте и может быть выполнено с использованием стандартной таблицы дозирования 1 в C476. В любом случае производители оборудования для затирки швов предлагают ряд решений, разработанных в соответствии со стандартами затирки каменных швов. Подрядчики могут успешно завершить проекты затирки, соблюдая стандарты для материалов для затирки каменной кладки и выбрав наиболее совместимое оборудование для подачи затирки к структуре кладки.