Способ определения оптимального гранулометрического состава заполнителя для бетона, асфальтобетона, и полимербетона

 

Союз Советских

Социапистическик

Республик

ОПИСАНЙЕ изоБЮ и.;ния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15.06.78 (21)2635090/23-33 (51)М. Кл.

8 01 N 33/38 с присоединением заявки Нов

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 15,1) 80 Бюллетень Ио 42 (Я) УДК 620.1 (088.8) Дата опубликования описания (72) Автор изобретения

A. Н. Хархарцин (71) Заявитель (5.4) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО

СОСТАВЛ ЗАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ БЕТОНА,АСФАЛЬТОБЕТОНА

И ПОЛИМЕРБЕТОНА

Изобретение относится к технологии получения бетонов, а именно к способам определения рационального гранулометрического (зернового>состава заполнителя для цементобетона, 5 асфальто- и полимербетона и может быть использовано в производстве .строительных материалов.

Известен способ определения рационального гранулометрического сос тава заполнителя для бетона,,заключающийся в измерении поверхности и пустотности заполнителей 1) .

Расчет эффективного состава за" полнителей по этим показателям через- вычайно затруднен и невозможно подобрать высокоплотный состав из местного сырья. Кроме того, с одной сто- 2О роны, местное сырье и продукты его дробления. и измельчения не всегда укладываются в области оптимальных зерновых составов, рекомендованных производству бетона, с другой стороны, составы подобранные этими способами, не дают максимально возможной плотности .упаковки зерен заполните-лей (или наименьшей межзерновой пустотности). 30

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ определе ния оптимального гранулометрическогс состава заполнителя для бетона, асфальтобетона и полимербетона, включ ющий составление смеси заполнителей из отдельных фракций по непрерывной гранулометрии j2) .

Способ характеризуется сложностьк вычисления состава смеси. Кроме тоrо, не учитывает коэффициент раздвиж ки зерен, определяющий в основном плотность и прочность бетона.

Целью изобретения является увеличение,плотности и прочности бетона при одновременном уменьшении расхода вяжущего.

Цель достигается тем„ что в способе определения оптимального гранулометрического состава заполнителя для бетона, асфальтобетона и полимербетона, включающем составление смеси заполнителей из отдельных фракций по непрерывной гранулометрии, измеряют межзерновую пустотность и кэффициент предельной упаковки наиболее крупной фракции заполнителя, <

779883.а количество каждой последующей фракции вычисляют по формуле „с „„ "„ „, ) - 1 где Š— межзерновая пустотность виброуплотненного состава до введения в него очередной более мелкой фракции, количество каждой фракции, введенной в состав смеси, в объемных частях, коэффициент, учитывающий раздвижку зерен при максимальной их упаковке в смеси.

Кроме того, распределение по среднему размеру зерен каждой фракции в смеси при высокоплотной их упаковке вычисляют по формуле: а„-а„(() ), (2) где А

К =4-Е

4 средний размер зерен; коэффициент предельной упаковки, межзерновая пустотность наиболее крупной фракции заполнителя; номер последующей более мелкой фракции заполнителя степень сйстемы распре-. деления зерен по среднему размеру фракций в смеси, определяющая прерывность ее гранулометрического состава.

Способ определения эффективного гранулометрического состава заполнителей для бетона, асфальто- и .полимербетона осуществляют следующим об разом.

Выбирают наиболее крупную фракцию зернистого, материала из имеющегося сырья и определяют коэффициент предельной упаковки зерен и межзерновую пустбтность ее при виброуплотнении.

Распределение средних размеров зерен каждой необходимой фракции при высокоплотной их упаковке в смеси рас-, считывают по формуле (2) .Величину

m подбирают так, чтобы получаемое при этом распределение зерен по среднему размеру можно было бы легко выбрать из местного сырья или же из продуктов его дробления и измельчения.

После этого количество каждой подобранной фракции определяют по формуле (1). При этом удельную поверхность смеси заполнителей можно изменять в широких пределах соответствующим изменением величины m или числом

:мелких промежуточных фракций,то есть.

:из смеси можно исключать несколько промежуточных не смежных между собой мелких фракций или же увеличивать их число согласно распределению до пределов ситового анализа.

В прилагаемой таблице приведен расчет высокоплотных составов смеси гравия и кварцевого песка непрерывной и прерывистой гранулометрии, на основе которых готовились образцы материалов для исследований. Межзерновая пустотность этих смесей при виброуплотнении составляет 10,11,6,10 и 15 объемы.Ъ, что значительно меньше, чем это получено по известному способу, а удельная поверхность этих составов составляет от 11 см /г до

87 см /г. Причем прочность первых партий образцов бетона, асфальто- и полимербетона оказалась на этих смесях выше на 16-30%„ чем обычно используемые составы, и выше прочнос20 ти бетона, состав которого приводится в известном решении. Так при расходе цемента в составах, полученных по предлагаемому способу, марки М—

400-260: 210 кг/м (вместо 285 кг/м ) . и воды 160-190 кг/м плотность образцов бетона по предварительным испытаниям составила 2,46-2,54 г/см (вместо 2,4 г/cM ),а прочность 234262 кгс/см (вместо 200 кгс/см ). Преж. де всего, предлагаемым способом был рассчитан состав заполнителей и бетона применительно к сырью Новочеркасского КСМ Р 4 и был получен положительный эффект.. Прочность бетона только после суточной пропарки оказалась на 9-22% выше, а расход цемента на 17,7Ъ ниже по сравнению с промышленным бетоном,.предназначенным для фундаментных балок и труб.

При допустимо одинаковой прочности

40 промышленного бетона и бетона на многофракционном заполнителе, экономия цемента по Новочеркасскому

КСМ .9 4 при потребности его ц цементе 54 тыс.тонн в год составит бо4 лее 4 тыс. тонн в год, что составляет более 80 тыс. рублей в год.

Кроме того, лабораторией треста

"Новороссийскморстрой" были изготов- лены и исгытаны образцы цементных растворов на нефракционнированном песке местного карьера и фракционированном песке того же карьера, гранулометрический состав которого был рассчитан с помощью предлагаемого способа. Прочность образцов на фракционированном песке оказалась на

59,5Ъ выше прочности образцов раствора на местном нефракционированном песке.

Предлагаемый способ составления высокоплотных составов зернистых материалов может быть также использован для получения жестких смесей, используемых для возведения (грун65

779883 товых насыпей железных и автомобильных дорог, плотин, дамб, для засыпки высоковольтных кабелей подземной и подводной электропередачи5

Примеры расчета и подбора высокоплотных составов

Т,а о л и ц а при m»

100

0,13

14,9

0,61

40-20

20-10

300

590

16,8

0,25

140

0,63

6,8

10-5

9,3

0 51

7,1

150

0,66

190

5 3

9,2

5-2,5

0,70

3,66

11,0

2,5-1,2 0,74

660

230

1,65

12,0

240

0,78

6,96

86-80

1,2-0,6

0,6-0,3

0,9

270

13,4

96-90

96-88

90-77

15, 35

35, 36

82, 36

0,51; 0,3

0,82

0,2-0,15 0,87

13,0

770

260

0,16

12,6

240 цемент

240

80 при m-3

0,61

20 О, 176

7,8 0,318

472

40-20

20-10

10-5

100

184 886

12,6

39-47

50-56

65-72

74-80

90-82

90-82

0,63

О, 678.9,8

230

0,66

5,3

13,0 2,4

307

2,5-1, 2

2,2

О, 7 2

647

14,9 6,6

1,2-0,6 . 0,75

0,9

340

16,5

0,5-0i3

19,8

4 2 О

0,81

0,38

87,5

260

65 цемент при в б

0,61

0,35

100

40-20

10-5

1,2-0,6

0,93

5,53

15,6

0,70

5 3

16,6

440

0,79

0,9

28,0

16,0

0,2-0,15 0,88

0 15-0,06 0,94

0,16

72,0

11,8

0,03

210

20 цемент

0,09; 0,05 0,15-0,04 0,90

О, 15: 0,06 0,15-0,06 0,89

39-47

50-57

64-72

80-76 обеспечение высокой теплопроводности, а также для приготовления тяжелых гидротехнических бетонов, для бето:нов под основания и фундаменты, Продолжение таблицы верх, см /r при m--9

0,61

0,76

0,84

0,90

0,50

380

100

40-20

2,5-1,2

0,2-0,15

3,0

18,3

2,2

14,4

300

0,16

12,3

260

0,1

0,01 цемент

230

23 при m-12

1570

0,62

0,61

0,85

100

40-20

1,2-0,6

680

0,9

250. цемент

Формула изобретения Д 265 ) ) где

Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ

Заказ 9316/9

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1. Способ определения оптимального гранулометрического состава заполни теля для бетона, асфальтобетона и полимербетона, включающий составление смеси заполнителей из отдельных фракций по непрерывной гранулометрии, отличающийся тем, что, с целью увеличения плотности и прочности бетона при Одновременном уменьшении расхода вяжущего, измеряют межзерновую пустотность и ко:-эффициент предельной упаковки наиболее крупной .фракции заполнителя, а количество каждой последующей фракции вычисляют по формуле межзерновая пустотнОсть вибрОуплОтненного состава до введе- зц ния B негО o чередной более мелкой фракции; количество каждой фрак

ЦИИ, ВВЕДЕННОЙ В СОСтав смеси в объемных 55 частях;

С=1-,1 — коэффициент, учитывающий раздвижку зерен при максимальной их упаковке в смеси.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что распределение по среднему размеру зерен каждой фракции в смеси при высокоплотной их упаковке вычисляют по формуле: где tlat — средний размер зерен;

k„ - p — коэффициент предельной упаковки; — межзерновая пустотность наиболее крупной фракции заполнителя, И вЂ” номер последующей более мелкой фракции заполнителя; ="= 2. — степень системы распределения зерен по среднему размеру фракций в смеси, определяющая прерывность ее гранулометрического состава.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Москвин В. М. и др. "Подбор состава бетона с учетом поверхности и пустотности заполнителей" в кн.

"Ьетон и вяжущие", М, Госстроиздат, 1955.

2. Авторское свидетельство СССР

9 481568, кл. С 04 В 15/00, 1975.,