Способ определения состава бетонной смеси

Изобретение относится к строительству, а именно к производству строительных материалов. Данный способ может быть использован для определения состава бетонной смеси, приготавливаемой на бетонных заводах, на заводах железобетонных изделий и конструкций, а также на строительных площадках. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности определения оптимального состава бетонной смеси с учетом характеристики компонентов бетонной смеси, используемой водоредуцирующей добавки и оборудования для смешивания компонентов. В данном способе рассчитывают удельные объемы компонентов приготавливаемой бетонной смеси при использовании различных по гранулометрическому составу заполнителей (заполнители бетона - природные или искусственные сыпучие каменные материалы, которые, занимая в бетоне до 80-85% его объема, образуют жесткую основу бетона, уменьшая усадку и предотвращая образование усадочных трещин. Кроме того, учитывается содержание пылевидных и глинистых частиц в заполнителях и воздухововлечение оборудования для смешивания компонентов; воздухововлечение - процесс образования в бетоне большого числа пустот, заполненных воздухом, при этом, если воздух, вовлеченный в бетон при помощи специальных добавок, является полезным компонентом и повышает качество бетона, то воздух, случайно вовлеченный при перемешивании, ухудшает качество бетона - образует большие пустоты, заполненные воздухом, которые являются неупорядоченными, могут легко коалесцировать, при этом не происходит гидрофобизация поверхности стенок капиллярных ходов.

 

Способ определения состава бетонной смеси

Область техники

Изобретение относится к строительству, а именно к производству строительных материалов. Данный способ может быть использован для определения состава бетонной смеси, приготавливаемой на бетонных заводах, на заводах железобетонных изделий и конструкций, а также на строительных площадках и т.д.

Уровень техники

Наиболее близким техническим решением (прототип) является способ проектирования состава смеси песчаного бетона (патент RU 2005699, дата публикации 15.01.1994), включающий определение межзерновой пустотности компонентов (песка, цемента) расчетным путем и их пористости, проведение ситового анализа, т.е. определение частных остатков на наборе сит диаметром 2,5 мм, 1,25 мм, 0,63 мм, 0,315 мм, характеризующих гранулометрический состав используемого песка, расчет объемных коэффициентов раздвижки зерен по данным ситового анализа и определение расхода компонентов на 1 кубический метр бетонной смеси. Расход песка, цемента и воды рассчитывают по формулам:

Vп=1/αпцпв,

Vц=(Vпппцпв-1)/(αпцпвцв)

Vв=((Vпппцпв-1)/(αпцпвцв))*((αпццв-1)/αцв),

αпц=((dп+dц)/dп)^3,

αпв=((dп+h)/dп)^3,

αпв=((dц+h)/dц)^3,

где Vп, Vц, Vв - насыпные удельные объемы соответственно песка, цемента, удельный объем воды затворения;

Vпп, Vпц - объемы межзерновых пустот соответственно песка и цемента;

αпц, αпв, αцв - объемные коэффициенты раздвижки зерен соответственно песка-цементом, песка-водой, цемента-водой,

dп, dц - диаметры частиц песка и цемента соответственно.

Недостатком прототипа является то, что при расчете не учитывают содержание пылевидных и глинистых частиц в заполнителе. Кроме того, в данном способе не предполагают использование водоредуцирующей добавки, не учитывают влияние воздухововлечения оборудования для смешивания компонентов на прочность бетона.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является возможность определять оптимальный состав бетонной смеси, учитывая характеристики материалов, используемой водоредуцирующей добавки и оборудования для смешивания компонентов.

Поставленная цель достигается за счет того, что в способе определения состава бетонной смеси в качестве компонентов бетонной смеси используют цемент, заполнитель в виде песка, определяют частные остатки на наборе сит диаметром 2,5 мм, 1,25 мм, 0,63 мм, 0,315 мм, характеризующие гранулометрический состав используемого песка, рассчитывают удельные объем цемента Vц, объем заполнителя Vз, объем воды затворения, в качестве компонентов заполнителя дополнительно используют щебень, а в качестве компонента бетонной смеси также водоредуцирующую добавку, дополнительно используют при определении частных остатков на наборе сит, характеризующих гранулометрический состав используемого песка, сито диаметром 0,016 мм и дно, определяют частные остатки на наборе сит диаметром 20 мм, 10 мм, 5 мм, 2,5 мм и дно, характеризующие гранулометрический состав используемого щебня, определяют процент содержания пылевидных частиц и глинистых частиц в заполнителях Потм, рассчитывают полагаемую прочность бетона по формуле

Т п б = ( К б + К б 31.5 100 ) ( 1 + В з д 5 + З п 100 )

где Кб - требуемая прочность бетона на сжатие, Взд - воздухововлечение оборудования, Зп - указанный запас прочности, вычисляют водоцементное отношение ВЦ=ДР*Ац/(Тпб+0,5*Др*Ац), где ДР принимает значение 0,5 при марке по дробимости щебня от 600 до 800 (включительно), значение 0,55 - при марке по дробимости щебня от 801 до 1100 (включительно), значение 0,6 - при марке по дробимости щебня более 1100, Ац - активность цемента, вычисляют пропорциональные частные остатки щебня и песка на ситах aпi=(ai*ω)/100%, где ai - частные остатки на сите, ω - объемная процентная доля просеиваемого щебня (ωщ) и песка (ωп) в заполнителе соответственно, i - номер сита, при том, что ωщп=100%, и изначально выбирают произвольное значение любого из ωщ, ωп, вычисляют суммарные пропорциональные частные остатки для каждого сита как сумму пропорционального частного остатка щебня и пропорционального частного остатка песка, просеиваемых на этом сите, вычисляют полные остатки Ai на соответствующих ситах как сумму суммарных пропорциональных частных остатки для данного сита и сит с отверстиями большего диаметра, вычисляют совокупность проходов по ситам как сумму полных остатков всех сит, кроме сита с отверстиями максимального диаметра и сита с отверстиями минимального диаметра, отнесенную к 100%, рассчитывают массу воды затворения Мвз по формуле

М в з = [ 21 ÷ 27 ] Г ц т С П П С + ( λ б с [ 7 ÷ 15 ] ) + ( П о т м [ 2 ÷ 5 ] ) + ( В д Р д [ 8 ÷ 15 ] ) ,

где Гцт - нормальная густота цементного теста, λбс - подвижность бетонной смеси, Потм - процент содержания пылевидных и глинистых частиц в заполнителе, Вд - водоредуцирование добавки, Рд - весовое отношение количества водоредуцирующей добавки к весовому количеству цемента, при том, что водоредуцирующую добавку добавляют в количестве меньшем, чем цемента, расчет объема цемента осуществляют по формуле Vцвз/ВЦ/ρц, расчет объема заполнителя осуществляют по формуле V з = 1 М в з ρ в з В з д 100 % М в з В Ц × Р д К д ρ д V ц ,

где ρвз - истинная плотность воды затворения, Кд - концентрация добавки, ρд - истинная плотность добавки, рассчитывают V п = V в × ω п 100 % , V щ = V в × ω щ 100 % а также специальную переменную X по формуле Х = M в з Р в з + В з д 100 % + M в з В Ц × Р д К д Р д + V ц С П П С , далее проверяют вхождение значения X в диапазон значений от 10 до 200, если рассчитывают бетон общетоварный, или мостовой, или бетон для пола, или самоуплотняющийся бетон, или кассетный, или бетон для тепловлажной обработки, или бетон для тепловой обработки, от 20 до 240, если рассчитывают бетон для буронабивных свай, если значение X принадлежит диапазону, соответствующему указанному виду бетона, то оптимальной пропорцией песка и щебня и оптимальным значением Рд считают выбранные выше, если X не принадлежит диапазону, соответствующему требуемому виду бетона, то устанавливают другое значение объемной процентной доли песка ωп, или объемной процентной доли щебня ωщ, или другое значение Рд, заново производят указанные выше расчеты и проверяют вхождение значения переменной X в диапазон, соответствующий требуемому виду бетона, изменение параметров производят до тех пор, пока значение переменной X не будет принадлежать диапазону, соответствующему требуемому виду бетона.

Осуществление изобретения

Важнейшей задачей при производстве бетона является определение оптимального состава бетонной смеси. Необходимо установить такой расход материалов, при котором наиболее экономично будет обеспечиваться получение удобоукладываемой бетонной смеси, а впоследствии бетона, заданной прочности. Данный способ позволяет рассчитывать удельные объемы (далее по тексту именуемые объемами) компонентов приготавливаемой бетонной смеси, при использовании различных по гранулометрическому составу заполнителей (заполнители бетона - природные или искусственные сыпучие каменные материалы, которые, занимая в бетоне до 80-85% его объема, образуют жесткую основу бетона, уменьшая усадку и предотвращая образование усадочных трещин (URL: ru.wikipedia.org/wiki/Заполнители_бетона, дата обращения 24.07.2014). Кроме того, учитывается содержание пылевидных и глинистых частиц в заполнителях и воздухововлечение оборудования для смешивания компонентов (воздухововлечение - процесс образования в бетоне большого числа пустот, заполненных воздухом, при этом, если воздух, вовлеченный в бетон при помощи специальных добавок, является полезным компонентом и повышает качество бетона, то воздух, случайно вовлеченный при перемешивании, ухудшает качество бетона - образует большие пустоты, заполненные воздухом, которые являются неупорядоченными, могут легко коалесцировать, при этом не происходит гидрофобизация поверхности стенок капиллярных ходов).

Данный способ предполагает нахождение возможных вариантов пропорций песка и щебня, а также возможного весового отношения количества водоредуцирующей добавки к весовому количеству цемента для последующего определения оптимальных пропорций песка и щебня и оптимального весового отношения количества водоредуцирующей добавки к весовому количеству цемента. Способ позволяет определять состав компонентов бетонной смеси на один кубический метр бетонной смеси.

Изобретение реализуется следующим образом. Определяют характеристики используемых заполнителей: гранулометрический состав заполнителя и содержание пылевидных и глинистых частиц в заполнителе.

Гранулометрический состав заполнителя характеризуется содержанием в нем зерен различной крупности и определяется просеиванием пробы заполнителя через сита.

Для определения гранулометрического состава крупного заполнителя (щебня) используются сита со следующими сечениями:

- 20 мм;

- 10 мм;

- 5 мм;

- 2,5 мм;

- 0 мм или «дно».

Для определения гранулометрического состава мелкого заполнителя (песка) используются сита со следующими сечениями:

- 5 мм;

- 2,5 мм;

- 1,25 мм;

- 0,63 мм;

- 0,315 мм;

- 0,016 мм;

- 0 мм или «дно».

Диаметр сечения сит регламентирован ГОСТ 6613-86.

Пробу сухого заполнителя массой 1000 г высыпают на сито с отверстиями максимального диаметра, под которым располагаются остальные сита (в порядке последовательного уменьшения размеров отверстий) и «дно». После просеивания заполнителя через сита механическим или ручным встряхиванием определяют частные остатки на ситах, выражаемые в процентах к общей массе пробы.

ai=(m1/m)*100%,

где ai - частные остатки на каждом сите,

m1 - масса остатка на сите,

m - масса исходной пробы.

Например, если остаток щебневой смеси на сите с сечением 20 мм составил 78 г, то частный остаток щебня на сите 20 мм составляет: (78/1000)*100%=7,8%.

Для определения процентного содержания пылевидных и глинистых частиц в заполнителях Потм используют различные методы, регламентированные ГОСТ 8735-88 «Песок для строительных работ» и ГОСТ 8269.0-97 «Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ» (например, метод отмучивания, пипеточный метод, метод мокрого просеивания и т.д.).

После определения характеристик используемых заполнителей, рассчитывают полагаемую прочность бетона Тпб. Расчет производят по следующей формуле:

Т п б = ( К б + К б 31.5 100 ) ( 1 + В з д 5 + З п 100 )

или:

Тпб=Тп1+Тп2+Тп3,

Тп1=Кб+Кб∗31,5÷100,

Тп2=Тп1∗Взд∗5÷100,

Тп3=Тп1∗Зп÷100,

где Тп1 - требуемая прочность бетона для требуемого класса бетона,

Тп2 - потеря прочности из-за воздухововлечения оборудования для смешивания компонентов,

Тп3 - прочность с учетом указанного запаса прочности,

Кб - прочность бетона на сжатие с гарантированной обеспеченностью 95% требуемого класса бетона (согласно СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения», класс бетона В соответствует значению кубиковой прочности бетона на сжатие в МПа с обеспеченностью 95%),

Взд - воздухововлечение оборудования. Воздухововлечение оборудования для смешивания компонентов - постоянная величина для каждого устройства (например, бетономешалки), поэтому измерение воздухововлечения оборудования для устройства производят один раз и в дальнейшем используют уже известное значение воздухововлечения оборудования. Измерение воздухововлечения оборудования для конкретного устройства осуществляют следующим образом. Переменной Взд присваивают произвольное значение, например, 5%. Определяют состав компонентов приготавливаемой бетонной смеси, используя описываемый метод. При этом значение Взд при расчетах принимают равным 5%. После определения компонентов бетонной смеси, производят пробный замес. Измеряют плотность бетонной смеси (измерение производят согласно ГОСТ 10181-2000 «Смеси бетонные. Методы испытаний»). Значение измеренной плотности готовой бетонной смеси сравнивают со значением расчетной плотности бетонной смеси (расчетную плотность бетонной смеси на 1 куб. метр рассчитывают по следующей формуле:

ρраспщцдобвз,

где Мп, Мщ, Мц, Мдоб, Мвз - масса песка, щебня, цемента, водоредуцирующей добавки и воды затворения соответственно). Если значения расчетной и измеренной плотности совпадают, тогда значение воздухововлечения, изначально взятое как произвольное, принимается как истинное для данной бетономешалки. В противном случае необходимо повторить расчет и пробный замес, изменив значение воздухововлечения. Это значение необходимо увеличивать, если фактическая плотность оказалась меньше расчетной, уменьшать, если фактическая плотность выше расчетной.

Зп - указанный запас прочности (значение запаса прочности может быть указано, например, в техническом задании на изготовление бетонной смеси, т.е. является исходной информацией).

Далее вычисляют водоцементное отношение (далее ВЦ) по формуле:

В Ц = Д Р А ц Т п б + 0,5 Д р А ц ,

где ДР принимает значение 0,5 при использовании щебня, который имеет марку по дробимости от 600 до 800 (включительно), значение 0,55 - при использовании щебня, который имеет марку по дробимости от 801 до 1100 (включительно), значение 0,6 - при использовании щебня, который имеет марку по дробимости более 1100. Марка щебня по дробимости характеризует прочность щебня при сжатии, и определяется на основании измеренной дробимости щебня. Дробимость (прочность) щебня определяют по степени разрушения зерен при сжатии (раздавливании) согласно ГОСТ 82 69.0-97 «Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний».)

Ац - активность цемента (согласно ГОСТ 30515-97 каждая партия цемента или ее часть, поставляемая в один адрес, должна сопровождаться документом о качестве, в котором указывают характеристики цемента, в том числе - активность цемента),

Тпб - полагаемая прочность бетона.

При использовании песка и щебня их пропорции с составе бетонной смеси могут быть различны. Песок должен равномерно и плотно заполнять пустоты, так как чем меньше количество пустот в бетоне, тем выше его качество, и тем долговечнее будет изделие из него. Данный способ предполагает перебор всех возможных пропорций песка и щебня (от 0% песка и 100% щебня до 100% песка и 0% щебня). Объемная процентная доля (отношение объема одного из заполнителей к общему объему заполнителей, выраженное в процентах) песка обозначим ωп, а объемную процентную долю щебня - ωщ. Поэтому в зависимости от пропорций рассчитывают пропорциональные частные остатки на ситах по формуле:

aпi=(ai*ω)/100%,

где aпi - пропорциональные частные остатки на сите,

ai - частные остатки на сите,

ω - объемная процентная доля просеиваемого заполнителя.

Например, частный остаток щебня на сите 20 мм составил 7,8%, что было описано в примере выше. При использовании 40% песка и 60% щебня пропорциональный частный остаток щебня на сите 20 мм составит: 7,8*60/100=4,68%. Аналогично рассчитывают пропорциональные частные остатки для всех сит и заполнителей. При использовании песчано-гравийной смеси пропорциональные частные остатки не рассчитывают, так как песчано-гравийная смесь единственный используемый заполнитель.

Далее рассчитывают суммарные пропорциональные частные остатки для каждого сита. Суммарные пропорциональные частные остатки для каждого сита определяются как сумма пропорциональных частных остатков всех заполнителей, просеиваемых на этом сите:

acпi=aпiщ+aпiп,

где acпi - суммарный пропорциональный частный остаток на i-м сите,

aпiщ, aпiп - пропорциональные частные остатки щебня и песка соответственно, просеиваемых на i-м сите.

Например, пропорциональный частный остаток по ситу 5 мм для песка составил 3,5%, а для щебня 4,68%, следовательно, суммарный пропорциональный частный остаток для сита 5 мм составил: 3,5%+4,68%=8,18%.

После расчета суммарных пропорциональных частных остатков рассчитывают полные остатки. Полные остатки - остатки, которые получились бы на каждом сите, если бы всю пробу заполнителя просеивали только сквозь него. Полный остаток представляет собой значение, которое аккумулирует суммарный пропорциональный частный остаток на данном сите и на всех ситах с более крупными отверстиями:

Ai=acпi+acпi-1+…+acп1,

где Ai - полный остаток на i-м сите,

aспi - суммарный пропорциональный частный остаток на i-м сите,

aсп1 - суммарный пропорциональный частный остаток на сите с отверстиями максимального диаметра.

Например, для сит были вычислены следующие суммарные пропорциональные частные остатки:

асп1 (20 мм)=2,28%,

асп2 (10 мм)=26,34%,

асп3 (5 мм)=29,32%,

асп4 (2,5 мм)=7%,

асп5 (1,25 мм)=7,44%,

асп6 (0,63 мм)=8,72%,

асп7 (0,315 мм)=9,36%,

асп8 (0,016 мм)=5,84%,

асп9 (0 мм)=3,7%.

Тогда полные остатки для сит будут рассчитаны таким образом:

A1 (20 мм)=2,28%

А2 (10 мм)=26,34%+2,28%=28,62%

А3 (5 мм)=29,32%+26,34%+2,28%=57,94%

A4 (2,5 мм)=7%+29,32%+26,34%+2,28%=64,94%

А5 (1,25 мм)=7,44%+7%+29,32%+26,34%+2,28%=72,38%

А6 (0,63 мм)=8,72%+7,44%+7%+29,32%+26,34%+2,28%=81,1%

А7 (0,315 мм)=9,36%+8,72%+7,44%+7%+29,32%+2б,34%+2,28%=90,46%

А8 (0,016 мм)=5,84%+9,36%+8,72%+7,44%+7%+29,32%+26,34%+2,28%=96,3%

А9 (0 мм)=3,7%+5,84%+9,36%+8,72%+7,44%+7%+29,32%+26,34%+2,28%=100%

После вычисления полных остатков определяют совокупность проходов по ситам, далее СППС. СППС представляет собой отношение суммы полных остатков всех сит, кроме сита с отверстиями максимального диаметра и сита с отверстиями минимального диаметра к 100%:

С П П С = Σ i = 2 k 1 A i 100 % ,

где Ai - полный остаток на i-м сите,

k - количество сит.

Определяют массу воды затворения Мвз. Вода затворения - вода, необходимая для получения бетонной смеси требуемой консистенции (URL: http://dic.academic.ru/dic.nsf/stroitel/1243, дата обращения 24.07.2014). Массу воды затворения Мвз рассчитывают по формуле:

М в з = [ 21 ÷ 27 ] Г ц т С П П С + ( λ б с [ 7 ÷ 15 ] ) + ( П о т м [ 2 ÷ 5 ] ) + ( В д Р д [ 8 ÷ 15 ] ) ,

где Гцт - нормальная густота цементного теста (согласно ГОСТ 30515-97 каждая партия цемента или ее часть, поставляемая в один адрес, должна сопровождаться документом о качестве, в котором указывают характеристики цемента, в том числе - нормальную густоту цементного теста),

λбс - подвижность бетонной смеси (подвижность бетонной смеси (удобоукладываемость) следует принимать в соответствии со способом формования и типом возводимой конструкции согласно СНиП 5.01.23-83),

Потм - процент содержания пылевидных и глинистых частиц в заполнителе,

Вд - водоредуцирование добавки (согласно ГОСТ 24211-2008 в нормативных или технических документах, в соответствии с которыми изготавливают и применяют конкретные виды добавок, должны быть указаны значения нормируемых показателей качества, обеспечивающих технологическую и/или техническую эффективность добавки данного класса в смесях, бетонах и растворах. Основной эффект действия водоредуцирующих добавок - уменьшение количества воды затворения),

Рд - весовое отношение количества водоредуцирующей добавки к весовому количеству цемента. Данный способ предполагает перебор возможных значений Рд в пределах от 0 до 1 с шагом 0,01 (0,01; 0,02…1).

Далее рассчитывают массу цемента Мц по формуле:

М ц = М в з В Ц .

Рассчитывают объем цемента Vц по формуле:

V ц = М ц ρ ц ,

где ρц - истинная плотность цемента.

Рассчитывают объем цементной пасты. Под цементной пастой в данном описании понимаем смесь воды, цемента, водоредуцирующей добавки и воздуха, вовлеченного в смесь при перемешивании. Формула расчета объема цементной пасты:

Vцп=Vц+Vв+Vвоз+Vд.

При этом объем воды затворения Vвз, объем воздуха, вовлеченного в смесь при перемешивании Vвоз и объем водоредуцирующей добавки Vд рассчитывают по формулам:

V в з = М в з ρ в з ,

V в о з = В з д 100 % ,

V д = М ц × Р д / К д ρ д ,

где ρвз - истинная плотность воды затворения,

Кд - концентрация водоредуцирующей добавки (согласно ГОСТ 24211-2008 в нормативных или технических документах, в соответствии с которыми изготавливают и применяют конкретные виды добавок, должны быть указаны характеристики и свойства добавки, в том числе - концентрация),

ρд - истинная плотность водоредуцирующей добавки.

Далее рассчитывают объем заполнителей Vз. Объем заполнителей рассчитывают путем исключения из единицы объема цементной пасты (так как определение состава компонентов происходит из расчета на один кубический метр бетонной смеси). Формула расчета объема заполнителей:

Vз=1-Vцп.

На основании рассчитанного объема заполнителей и пропорций песка и щебня рассчитывают объем песка Vп и объем щебня Vщ:

V п = V з × ω п 100 % ,

V щ = V з × ω щ 100 % .

Так как данный способ предполагает перебор возможных вариантов пропорций песка и щебня и перебор возможного значения Рд, то после произведения описанных выше расчетов необходимо определить, являются ли выбранные для расчета пропорции песка и щебня и значение Рд оптимальными. Для выбора оптимальной пропорции песка и щебня и оптимального значения Рд введена специальная переменная X. Переменную X вычисляют по формуле:

X = V ц п С П П С .

Для выбора оптимального состава бетонной смеси необходимо проверить вхождение переменной X в определенный диапазон. Если способ используется для определения состава компонентов бетонной смеси для следующих бетонов:

- общетоварный,

- мостовой,

- для пола,

- суб (самоуплотняющийся бетон),

- касетный,

- бетон для тво (тепло-влажная обработка),

- бетон для то (тепловая обработка),

то переменная X должна принимать значения в диапазоне от 10 до 200.

Если способ используется для определения состава компонентов бетонной смеси для бетона для БНС (буронабивные сваи), тогда переменная X должна принимать значения в диапазоне от 20 до 240.

В том случае, если значение X принадлежит диапазону, соответствующему требуемому виду бетона, тогда оптимальной пропорцией песка и щебня и оптимальным значением Рд считают пропорции песка и щебня и значение Рд, при которых было получено данное значение X. Если же X не принадлежит диапазону, соответствующему требуемому виду бетона, то устанавливают другое значение объемной процентной доли песка ωп и объемной процентной доли щебня - ωщ или другое значение Рд, заново производят все расчеты и опять проверяют вхождение значения переменной X в диапазон, соответствующий требуемому виду бетона. Расчет производят, пока значение переменной X не будет принадлежать диапазону, соответствующему требуемому виду бетона.

Таким образом, результатом определения состава приготавливаемой бетонной смеси описанным выше способом является получение высококачественной бетонной смеси, оптимальный расход сырья при производстве, повышение эксплуатационных свойств бетона, а также возможность корректировать состав бетонной смеси в зависимости от характеристик заполнителей, добавок и других компонентов бетонной смеси.

Способ определения состава бетонной смеси, состоящий в том, что в качестве компонентов бетонной смеси используют цемент, заполнитель в виде песка, определяют частные остатки на наборе сит диаметром 2,5 мм, 1,25 мм, 0,63 мм, 0,315 мм, характеризующие гранулометрический состав используемого песка, рассчитывают удельные объем цемента Vц, объем заполнителя Vз, объем воды затворения, отличающийся тем, что в качестве компонентов заполнителя дополнительно используют щебень, а в качестве компонента бетонной смеси также водоредуцирующую добавку, дополнительно используют при определении частных остатков на наборе сит, характеризующих гранулометрический состав используемого песка, сито диаметром 0,016 мм и дно, определяют частные остатки на наборе сит диаметром 20 мм, 10 мм, 5 мм, 2,5 мм и дно, характеризующие гранулометрический состав используемого щебня, определяют процент содержания пылевидных частиц и глинистых частиц в заполнителях Потм, рассчитывают полагаемую прочность бетона по формуле

где Кб - требуемая прочность бетона на сжатие, Взд - воздухововлечение оборудования, Зп - указанный запас прочности, вычисляют водоцементное отношение ВЦ=ДР*Ац/(Тпб+0,5*Др*Ац), где ДР принимает значение 0,5 при марке по дробимости щебня от 600 до 800 (включительно), значение 0,55 - при марке по дробимости щебня от 801 до 1100 (включительно), значение 0,6 - при марке по дробимости щебня более 1100, Ац - активность цемента, вычисляют пропорциональные частные остатки щебня и песка на ситах апi=(ai*ω)/100%, где ai - частные остатки на сите, ω - объемная процентная доля просеиваемого щебня (ωщ) и песка (ωп) в заполнителе соответственно, i - номер сита, при том, что ωщп=100% и изначально выбирают произвольное значение любого из ωщ, ωп, вычисляют суммарные пропорциональные частные остатки для каждого сита как сумму пропорционального частного остатка щебня и пропорционального частного остатка песка, просеиваемых на этом сите, вычисляют полные остатки Ai на соответствующих ситах как сумму суммарных пропорциональных частных остатков для данного сита и сит с отверстиями большего диаметра, вычисляют совокупность проходов по ситам как сумму полных остатков всех сит, кроме сита с отверстиями максимального диаметра и сита с отверстиями минимального диаметра, отнесенную к 100%, рассчитывают массу воды затворения Мвз по формуле

где Гцт - нормальная густота цементного теста, λбс - подвижность бетонной смеси, Потм - процент содержания пылевидных и глинистых частиц в заполнителе, Вд - водоредуцирование добавки, Рд весовое отношение количества водоредуцирующей добавки к весовому количеству цемента, СППС равно отношению суммы полных остатков всех сит, кроме сита с отверстиями максимального диаметра и сита с отверстиями минимального диаметра к 100%, при том, что
водоредуцирующую добавку добавляют в количестве меньшем, чем цемента, расчет объема цемента осуществляют по формуле Vцвз/ВЦ/ρц, расчет объема заполнителя осуществляют по формуле , где ρвз - истинная плотность воды затворения, Кд - концентрация добавки, ρд - истинная плотность добавки, рассчитывают , , а также специальную переменную X по формуле , далее проверяют вхождение значения X в диапазон значений от 10 до 200, если рассчитывают бетон общетоварный, или мостовой, или половой, или самоуплотняющийся бетон, или кассетный, или бетон для тепловлажной обработки, или бетон для тепловой обработки, от 20 до 240, если рассчитывают бетон для буронабивных свай, если значение X принадлежит диапазону, соответствующему указанному виду бетона, то оптимальной пропорцией песка и щебня и оптимальным значением Рд считают выбранные выше, если X не принадлежит диапазону, соответствующему требуемому виду бетона, то устанавливают другое значение объемной процентной доли песка ωп или объемной процентной доли щебня ωщ или другое значение Рд, заново производят указанные выше расчеты и проверяют вхождение значения переменной X в диапазон, соответствующий требуемому виду бетона, изменение параметров производят до тех пор, пока значение переменной X не будет принадлежать диапазону, соответствующему требуемому виду бетона.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к применению связующих систем для изготовления гидрофобного строительного материала, содержащих соединения, которые включают оксид алюминия и оксид кремния, для изготовления гидрофобного строительного изделия, отличающегося тем, что сумма оксидов, рассчитанная в виде Al2O3 и SiO2, в связующей системе составляет ≥40 мас.%, на основе безводной связующей системы, и угол смачивания капли масла, размещенной на поверхности выдержанного строительного изделия, составляет ≥90°, где выполнение определения угла смачивания предлагается выполнять под водой.

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к сухим строительным смесям со сверхпроникающей в бетон способностью и высокой адгезией, и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве в качестве гидроизоляционной смеси проникающего действия для защиты бетона и восстановления его физико-механических свойств.

Изобретение относится к созданию композиционного строительного материала, который может быть использован для решения многих проблем, связанных с улучшением экологической обстановки, а именно пересыпки твердых бытовых отходов, восстановления техногенно загрязненных земель, рекультивации шламовых амбаров и отработанных карьеров.

Изобретение относится к технологиям получения невзрывных разрушающих средств (НРС) на основе известняка, которые применяются для разработки природного камня и щадящего разрушения строительных конструкций и объектов, выводимых из эксплуатации.
Изобретение относится к способу производства строительных материалов, в частности к технологии приготовления бетонных смесей, и может найти применение при выполнении монолитных бетонных работ для изготовления стеновых блоков, которые могут быть использованы при возведении складских помещений, гаражей и ограждений.

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для повышения удельной теплоемкости и теплоаккумулирующей способности бетонов и строительных растворов.

Изобретение относится к области промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве смешанных вяжущих веществ на основе гипса и портландцемента.

Изобретение относится к области промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве смешанных вяжущих веществ на основе гипса и портландцемента.

Изобретение относится к области промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве смешанных вяжущих веществ на основе гипса и портландцемента.

Изобретение относится к области экологии. Предложенный изолирующий материал включает глину, известковый материал, нефтяной шлам и буровой шлам при следующем содержании компонентов, вес.
Изобретение относится к области производства строительных материалов и изделий. Смесь для получения строительного композита включает 10 мас. ч. органического вяжущего и 90 мас. ч. наполнителя. При этом смесь дополнительно содержит 0,1-10% от своего объема заполненных гелием герметичных оболочек, выполненных из прочного термостойкого полимерного материала. Техническим результатом является снижение массы строительного композита. 2 пр.

Изобретение относится к горной промышленности и может использоваться при разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства. Технический результат - обеспечение безопасных условий горных работ при минимизации относительной деформации усадки закладочного массива. Способ минимизации усадки закладочного массива, включающий размещение в формируемом массиве армирующих элементов одновременно с твердеющей смесью, при этом компоненты указанной смеси смешивают не менее 20 минут, а в качестве армирующих элементов применяют микрофибру базальтовую модифицированную в количестве 7,5% от массы вяжущего, причем указанная микрофибра содержит, в масс. %: вата базальтовая с органической пропиткой - 99,3-99,6, наномодификатор - 0,0001-0,01, вода - 0,3-0,5. 2 табл.

Изобретение относится к области получения фунгицидных добавок для защиты от биоповреждений микроорганизмами строительных материалов. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в минимизации концентрации фунгицидной добавки - в составе керамического шликера, строительного раствора и т.д., при сохранении её свойств. Фунгицидная добавка для минеральных строительных композиций, представляющая собой флороглюцинфурфурольный олигомер, полученный путем поликонденсации фурфурола, флороглюцина и едкого натра, при соотношении фурфурола и флороглюцина, равном 1:2, а содержание едкого натра равно 50% от массы флороглюцина. 3 табл.

Группа изобретений относится к строительным растворам. Технический результат - увеличение срока годности после смешивания компонентов, водоудерживающей способности и открытого времени строительного раствора, высокие значения предела прочности на разрыв при использовании заявленного строительного раствора. Строительный раствор систем внешнего изоляционного покрытия (EIFS), предназначенный для нанесения при высоких температурах, характеризующийся увеличенным сроком годности после смешивания компонентов и повышенной водоудерживающей способностью, включает цемент, наполнитель/заполнитель, смесь метилгидроксиэтилцеллюлозы и гидроксиэтилцеллюлозы, достаточное количество воды, чтобы обеспечить соответствующую консистенцию строительного раствора, где количество смеси метилгидроксиэтилцеллюлозы и гидроксиэтилцеллюлозы составляет от приблизительно 0,1 мас. % до приблизительно 1 мас. % в расчете на массу сухого строительного раствора на основе EIFS, и где массовое соотношение метилгидроксиэтилцеллюлоза/гидроксиэтилцеллюлоза в смеси составляет величину в диапазоне от приблизительно 10:90 до приблизительно 90:10. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил., 6 табл., 6 пр.
Изобретение относится к горной промышленности и может использоваться при разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства. Технический результат - обеспечение безопасных условий горных работ при увеличении прочности закладки на растяжение. В способе упрочнения закладочного массива, включающем размещение в формируемом массиве армирующих элементов одновременно с твердеющей смесью, причем в качестве армирующих элементов применяют микрофибру базальтовую модифицированную (МБМ) в количестве 7,1% от массы вяжущего вещества. Микрофибра содержит, масс.% вату базальтовую с органической пропиткой - 99,3-99,6, углеродный наномодификатор фуллероидного типа - 0,00001-0,01, вода - остальное. 2 табл.
Изобретение относится к горной промышленности и может использоваться при разработке месторождений полезных ископаемых с твердеющей закладкой выработанного пространства. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении устойчивости искусственной кровли, ограничении негативного влияния подземных горных работ на окружающую среду, сохранении целостности поверхности земли и предохранении ее от оседания. Для достижения технического результата предложен способ минимизации относительной деформации усадки твердеющего закладочного массива, включающий размещение в формируемом массиве армирующих элементов одновременно с твердеющей смесью, причем для обеспечения однородности указанную смесь необходимо перемешивать не менее 25 минут, а в качестве армирующих элементов применяют асбест хризотиловый − хризотил в количестве 10% от массы вяжущего. 1 табл.

Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано для устройства земляного полотна, оснований и покрытий дорожных одежд промысловых дорог и площадок. Технический результат - повышение прочности и морозостойкости, а также экономической эффективности строительства. Состав для дорожного строительства, содержащий цемент, грунтощебень и модификатор, содержит в качестве модификатора буровой шлам - выбуренную породу, имеющую в своем составе нефть, и дополнительно фиброволокно, %: грунтощебень 100, цемент 2-12 (сверх 100%), буровой шлам 10-50 (сверх 100%), фиброволокно 0,01-5 (сверх 100%). 1 пр.,1 табл.

Настоящее изобретение относится к быстросуспендируемой порошкообразной композиции для применения в качестве сухого строительного раствора. Описана порошкообразная композиция для применения в качестве сухого строительного раствора, которая может быть получена приведением порошка, который содержит по меньшей мере одно неорганическое связующее вещество, в контакт с от 0.01 до 10 мас.%, в пересчете на общую массу композиции, жидкого компонента, содержащего по меньшей мере один сополимер, который может быть получен полимеризацией смеси мономеров, включающей (I) по меньшей мере один этиленово ненасыщенный мономер формулы (Ia) , где R1 и R2 каждый, независимо друг от друга, означают водород или алифатический углеводородный радикал, имеющий от 1 до 20 атомов углерода, Y означает Н, -COOMa, М означает водород, катион одновалентного или двухвалентного металла, ион аммония или радикал органического амина, а равно 1/2 или 1, (II) по меньшей мере один этиленово ненасыщенный мономер формулы (II) , где p равно целому числу от 0 до 6, у равно 0, v равно целому числу от 3 до 500, коэффициенты w являются, независимо друг от друга, одинаковыми или разными для каждой единицы (CwH2wO) и означают каждый целое число от 2 до 18, причем (CwH2wO) представляет собой хаотический сополимер этиленоксида-пропиленоксида, имеющий молекулярную массу от 160 до 10000 г/моль, в котором мольная доля пропиленоксидных единиц составляет от 10 до 30%, в пересчете на сумму этиленоксидных и пропиленоксидных единиц, R1 и R2 означают, как определено выше, R3 означает водород, алифатический углеводородный радикал, имеющий от 1 до 20 атомов углерода, циклоалифатический углеводородный радикал, имеющий от 5 до 8 атомов углерода, необязательно замещенный арильный радикал, имеющий от 6 до 14 атомов углерода, где жидкий компонент содержит от 1 до 60 мас.% по меньшей мере одного сополимера и от 30 до 98 мас.% органического растворителя. Также описан сополимер, который может быть получен полимеризацией смеси мономеров, включающей A) от 50 до 95 мол.% по меньшей мере одного этиленово ненасыщенного мономера формулы (Ia) , где R1 и R2 каждый, независимо друг от друга, означают водород или алифатический углеводородный радикал, имеющий от 1 до 20 атомов углерода, Y означает Н, -СООМа, М означает водород, катион одновалентного или двухвалентного металла, ион аммония или радикал органического амина, а равно 1/2 или 1, и B) от 5 до 50 мол.% по меньшей мере одного мономера формулы (III) где R9, R10 и R11 каждый, независимо друг от друга, означают водород или алифатический углеводород, имеющий от 1 до 5 атомов углерода, h равно целому числу от 0 до 150, (CeH2eO)f означает хаотический сополимер этиленоксид-пропиленоксида, в котором мольная доля пропиленоксидных единиц составляет от 10 до 30%, в пересчете на сумму этиленоксидных и пропиленоксидных единиц, и f равно целому числу от 10 до 150 и е означает 2 или 3. Описан способ получения указанного выше жидкого компонента и его применение. Технический результат – получение порошкообразной композиции для применения в качестве сухого строительного раствора, которая может быть быстро и равномерно диспергирована при помощи воды. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 табл., 8 пр.

Настоящее изобретение относится к диспергирующим веществам для гидравлических вяжущих веществ. Описано диспергирующее вещество для неорганических частиц, предпочтительно для неорганических вяжущих веществ, более предпочтительно для гидравлических вяжущих веществ, при этом указанное диспергирующее вещество содержит следующие структурные единицы: I) одну триазиновую структурную единицу, предпочтительно одну 1,3,5-триазиновую структурную единицу, II) одну или две полиалкиленгликолевые структурные единицы, предпочтительно одну полиалкиленгликолевую структурную единицу общей формулы (I) -(AO)n-R2, где А представляет собой алкилен, который имеет 2-18 атомов углерода, при этом по меньшей мере 60 мол. % А предпочтительно представляет собой алкилен, который имеет 2 атома углерода, особенно предпочтительно по меньшей мере 80 мол. % А представляет собой алкилен, который имеет 2 атома углерода, где каждое из данных в мол. % основано на общем количестве молей всех структурных единиц (АО)n в диспергирующем веществе, n представляет собой целое число от 2 до 500, предпочтительно 5-300, более предпочтительно 15-200, особенно предпочтительно 20-80, R2 является одинаковым или разным и независимо представляет собой Н и/или гидрокарбильный радикал, III) и две - четыре структурные единицы сложного эфира фосфорной кислоты, предпочтительно две - четыре структурные единицы сложного эфира фосфорной кислоты в присутствии одной полиалкиленгликолевой структурной единицы, более предпочтительно две структурные единицы сложного эфира фосфорной кислоты в присутствии двух полиалкиленгликолевых структурных единиц, которое отличается тем, что триазиновая структурная единица по меньшей мере по одному атому углерода ароматического триазинового цикла, предпочтительно по одному или двум атомам углерода ароматического триазинового цикла, независимо является замещенной заместителем, выбранным из общих формул (IIa) -N-(СН2СН2-O-РО3Н2)2 и/или (IIb) -NH-CH2CH2-O-PO3H2. Также описан способ получения указанного выше диспергирующего вещества. Описана смесь строительного материала, содержащая указанное выше диспергирующее вещество и неорганическое вяжущее вещество. Также описано применение указанного выше диспергирующего вещества в качестве добавок, уменьшающих водопотребность, в качестве средства для уменьшения вязкости, а также для повышения быстрого твердения неорганических вяжущих веществ на водной основе, и в качестве интенсификатора помола в производстве цемента. Технический результат – получение диспергирующего вещества, обеспечивающего значительное уменьшение водопотребности, уменьшение вязкости неорганических вяжущих веществ и в то же время достигающего их хорошего быстрого твердения. 7 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил., 7 табл., 11 пр.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении строительных, преимущественно бетонных или растворных, смесей в производстве бетонных и железобетонных изделий и конструкций сборного и монолитного строительства и в других производствах. Комплексная добавка для строительной композиции, включающая, мас.%: цемент 80-85, суперпластификатор С-3 2,0-3,5, микрокремнезем 10-12, цеолит природный или синтетический - остальное, содержит цеолит, модифицированный углеродными нанотрубками, в количестве 5-10% от его массы. Строительная композиция, включающая, мас.%: минеральное вяжущее 15-25, воду 8,5-10, заполнитель - остальное и порошкообразную комплексную добавку по п. 1, содержание комплексной добавки составляет 0,15-0,8% от массы минерального вяжущего. Технический результат - снижение расхода цемента за счет повышения активности добавки при сохранении прочностных характеристик бетона. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к строительству, а именно к производству строительных материалов. Данный способ может быть использован для определения состава бетонной смеси, приготавливаемой на бетонных заводах, на заводах железобетонных изделий и конструкций, а также на строительных площадках. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности определения оптимального состава бетонной смеси с учетом характеристики компонентов бетонной смеси, используемой водоредуцирующей добавки и оборудования для смешивания компонентов. В данном способе рассчитывают удельные объемы компонентов приготавливаемой бетонной смеси при использовании различных по гранулометрическому составу заполнителей (заполнители бетона - природные или искусственные сыпучие каменные материалы, которые, занимая в бетоне до 80-85 его объема, образуют жесткую основу бетона, уменьшая усадку и предотвращая образование усадочных трещин. Кроме того, учитывается содержание пылевидных и глинистых частиц в заполнителях и воздухововлечение оборудования для смешивания компонентов; воздухововлечение - процесс образования в бетоне большого числа пустот, заполненных воздухом, при этом, если воздух, вовлеченный в бетон при помощи специальных добавок, является полезным компонентом и повышает качество бетона, то воздух, случайно вовлеченный при перемешивании, ухудшает качество бетона - образует большие пустоты, заполненные воздухом, которые являются неупорядоченными, могут легко коалесцировать, при этом не происходит гидрофобизация поверхности стенок капиллярных ходов.

Наверх