Пропорции цемента и песка для фундамента без щебня: Бетон без «посредников»: без щебня, цемента, песка или воды, гравия

Содержание

требования ко всем компонентам раствора

Цемент – самый востребованный строительный материал. Его основная функция – создать связку между другими строительными материалами, которые входят в состав бетонов и растворов разного назначения. Поэтому его называют связующим, остальные твёрдые компоненты наполнителями, а воду затворителем. Разбираемся в вопросе, какая пропорция цемента с песком для фундамента необходима.

Процентное соотношение компонентов бетонного раствораИсточник stroykarecept.ru

Бетон для фундамента

Так как фундамент – основа дома, на которую ложатся огромные нагрузки, соответственно его заливают из бетонного раствора. В зависимости от того, какой дом будет возводиться, здесь имеется в виду каменный, каркасный, в несколько этажей или одноэтажный, и так далее, выбор марки бетона играет важную роль.

К примеру, если дом каркасный в один этаж, то под него, во-первых, заливается небольших размеров фундаментная конструкция.

Во-вторых, берётся для этого марка бетона не более М200. Число в маркировке обозначает прочность раствора на сжатие после его затвердевания и измеряется в кг/см². То есть в соответствии с маркировкой такой бетонный раствор будет спокойно выдерживать давление, равное 200 кг на 1 см² площади фундаментного основания.

Если дом кирпичный, к тому же в несколько этажей, то марка бетона не должна быть меньше М300, оптимально же М400 или М500.

Понятно, что марка бетона во многом будет зависеть от марки используемого в нем цемента. И чем первая больше, тем выше вторая. Но не только это влияет на маркировку бетонной смеси. Поэтому перед тем как развести цемент для фундамента, необходимо разобраться в рецептурах предлагаемых растворов.

Марка бетона в соотношении с его прочностьюИсточник konspekta.net

Пропорции компонентов бетонного раствора для фундамента

Сразу оговоримся, что есть классическая рецептура, в которой соотношение компонентов, а именно: цемент-песок-щебень-вода, такое: 1:2:4:0,5. Именно её и используют в заводских условиях. Такой бетон для фундамента называют товарным. Чтобы получить ту или иную марку раствора, просто меняют марку цемента – в большую или в меньшую сторону.

В частном домостроении, когда бетонные смеси изготавливаются из выше обозначенных компонентов в бетономешалках, применяются другие рецептуры, в которых за основу берётся именно марка цемента и соотношение компонентов. Давайте рассмотрим часто используемые варианты.

В первую очередь обозначим бетоны для фундаментов с добавлением марки цемента М400:

  • Если требуется приготовить бетон марки М300, то в раствор закладывают 1 кг цемента, 1,9 кг песка, а также 3,7 кг щебня.
  • Марка бетона М400: 1:1,2:2,7 соответственно. Обратите внимание, что пропорции компонентов сократились. Больше стало цемента, меньше наполнителей.
  • Марка М500: 1:1,1:2,5.
Соотношение марки цемента с маркой приготовленного бетонаИсточник stroychik. ru

Теперь, в какой пропорции смешивать цемент с песком и щебнем, если для приготовления смеси используют связующий марки М500:

  1. Для марки бетона М300 потребуется 1 кг цемента, 2,4 кг песка и 4,3 щебня.
  2. Для М400 рецептура такова – 1:1,6:3,2.
  3. Для М500 – 1:1,4:2,9.

Как видите, марка связующего компонента значительно влияет на количественный состав остальных ингредиентов. Понятно, что чем выше марка цемента, тем он дороже, но за счёт снижение количественного состава наполнителей снижает себестоимость самого бетонного раствора. То есть в независимости от марки цемента цена товарного бетона, а точнее его марки, не изменяется.

Необходимо также учитывать и тот момент, что большое количество цемента относительно наполнителей делает бетон жёстким. С ним трудно работать. Но если в смесь добавляется большее количество щебёнки и цемента, то снижается такой показатель, как схватываемость. А если заливается много воды, то внутри раствора после высыхания образуются поры, которые впоследствии снижают качество фундамента.

А точнее, его сопротивляемость нагрузкам.

С густым бетоном трудно работатьИсточник nerudtula.ru
Как сделать цементный раствор для фундамента в зависимости от нагрузки и типа грунта

Рецептура в вёдрах

Понятно, что в заводских условиях компоненты бетонных растворов поступают в барабан бетономешалки строго порционно. И отмеряются они автоматическими весами. То есть на заводе с рецептурой ошибиться невозможно. Поэтому совет – приобретайте товарный бетон и заливайте из него фундамент под собственный дом.

Но что делать тем частным застройщикам, у которых нет возможности купить бетон на заводе. Ведь они готовят растворы в переносных или передвижных бетономешалках. Взвешивать каждую порцию материала на весах – это и долго, и утомительно. Поэтому многие и пользуются вёдрами, как шаблоном мерной величины.

К примеру, ведро цемента весит – 15 кг (± 0,5 кг), песок – 19 кг, щебень средней фракции – 17,5 кг. Исходя из этого, можно легко подсчитать, какое соотношение песка и цемента должно быть при заливке фундамента, конечно, с учётом щебня.

Для примера можно привести рецептуру бетонной смеси М200, используемого для фундамента из расчёта на 1 м³. Ведь бетон принимается кубометрами. Так вот для этого объёма потребуется 2 ведра цемента, 5 вёдер песка и 9 щебёнки. А вот воды потребуется 1 ведро.

В видео рассказывается о том, как взвешивать компоненты бетона вёдрами:

Характеристики компонентов

Итак, разобравшись с вопросом, какие пропорции цемента и песка для заливки фундамента необходимы, надо обозначить, что не последнее место в правильности приготовления бетона занимают характеристики наполнителей и затворителя.

Начнём с воды. Процесс смешивания воды с цементом называется затворение. Чтобы химическая реакция между затворителем и вяжущим прошла успешно, а конечный результат соответствовал требованиям, необходимо в раствор заливать чистую воду без грязи и солевых примесей.

Что касается песка, то и здесь его чистоте предъявляются особые требования. Ведь в нем всегда присутствуют органические вкрапления и глиняные добавки. И чем меньше их, тем лучше. При этом сами размеры песчинок не должны превышать 5 мм. Считается, что оптимальный песок, который применяется в изготовлении бетонов, промытый речной. Карьерный – это материал, в котором много глины, именно она снижает характеристики растворов.

Речной промытый песок предпочтительнее, чем карьерныйИсточник pol-inform.ru

Щебень – самый крупный наполнитель. Он также должен быть чистым. Что касается размеров, или по-другому фракции, то здесь надо учитывать размеры самого фундамента. Чем последний больше, тем большей фракции можно использовать щебёнку. Но специалисты рекомендуют мешать щебень разных фракций, чтобы таким образом максимально заполнить пространство между камнями. Именно так можно снизить расход цемента, не снижая качество бетона.

При этом надо учитывать, что марка крупного наполнителя должна быть в два раза больше марки бетона.


Строительство ленточного фундамента: виды, материал, технология

Заключение

Итак, отвечая на главный вопрос – как разводить цемент с песком в пропорциях для фундамента, надо за основу брать марку цемента и количественное соотношение всех компонентов. Именно так поступают в заводских условиях производства товарного бетона. Но это не значит, что при ручном приготовлении смеси можно отходить от норм. И если есть трудности с точностью подбора соотношения компонентов, то воспользуйтесь ведром. При этом не забываем, что каждому ингредиенту предъявляются требования по характеристикам.

Как приготовить бетон — БетонМинск

Бетон — уникальный в своем роде материал, активно используемый в современном строительстве, ландшафтном дизайне, производстве штучных предметов: ваз, тротуарной плитки, столешниц, балясин и прочего. Речь идёт о строительном материале, который состоит из связующих веществ, наполнителей, песка.

Бетон, благодаря своей долговечности и уникальным свойствам, может использоваться для получения конструкции любой формы, прочности. Главное, при его изготовлении должны быть соблюдены правила, особые требования. Только тогда можно надеяться на то, бетон сможет составить хорошую конкуренцию мрамору, граниту и другим прочным натуральным материалам.

Особенности приготовления рассматриваемой смеси известны опытным строителям. Они знают, что рецептура раствора существенно изменяется в зависимости от цели строительства.

Ключевые характеристики бетона и его состав

Бетон — это такая строительная смесь, которая состоит из цемента, песка и специальных наполнителей.

Современные технологи настаивают на использовании особых добавок (их еще называют пластификаторами), которые способны наделить раствор важными свойствами.

Прочность на сжатие — ключевая особенность бетона. Данный показатель определяется в МПа (мега паскалях). Речь идёт о давлении, которое способен выдержать тот или иной класс бетона. Различают несколько основных марок материала в зависимости от прочности. Классы принято обозначать В7,5 – В80 (согласно ГОСТу, действующему в странах СНГ). Они отличаются типом цемента, размером фракции, разновидностью песка.

В простых растворах наполнители (щебень, шлак, галька, гравий) не используются. Подобные смеси, для изготовления которых требуются лишь крупный песок и цемент, применяются в виде подложки при возведении фундамента. Изготовить прочный материал без щебня невозможно.

Качество смеси во многом зависит от состава выбранных компонентов и их чистоты.

Составляющие бетона: какие требования предъявляются к ним

Прочность и долговечность бетона зависит от выбранных компонентов:

  1. Цемент

    Он является связующим веществом. Бывает нескольких видов: шлакопортландцемент, портландцемент (пользуется наибольшей популярностью), быстротвердеющий и др. Выбор подходящего цемента следует делать исходя из того, в каких условиях вы планируете использовать конечное изделие. Для несложного частного строительства достаточно М400. Наибольшей популярностью пользуется 500-ая марка цемента. Наличие буквы «Д», рядом с которой проставляются цифры, говорит о наличии примесей.

    Для качественного, прочного, долговечного бетона нужен хороший сухой сыпучий цемент. Комковатый материал (как и отсыревший) не позволит достичь нужного результата.

    При покупке товара обращайте внимание на целостность заводской упаковки, срок годности товара, наличие маркировки. Необходимый объем цемента заказывайте примерно за две недели до его применения (не позже).


  2. Песок

    От качества рассматриваемого компонента тоже во многом зависит будущий результат. Для приготовления хорошего бетонного раствора следует выбирать песок, фракции которого составляют 1,5-5 мм.

    Малопригодным считается песок, в составе которого есть пыль, остатки растений (корни, ветки), прочий мусор. Нечистый материал рекомендуется пропустить через сито. Идеальным вариантом можно назвать речной, морской песок, в котором нет глины, включений ила.

    Помимо чистоты важное значение имеет то, насколько песок влажный. Даже в сухом материале имеется порядка 2% воды, в то время как в мокром содержится более 10% воды. Выбирая мокрый песок, вы рискуете снизить плотность раствора, нарушить пропорции материала.


  3. Наполнители

    Имеется в виду гравий и щебень. Они придают бетону основную прочность. Измельченная горная порода отличается неровной, шероховатой поверхностью, что улучшает сцепление заполнителя с компонентами бетона. Речная галька для этого не подходит, потому как она слишком отполирована. В отдельных случаях возможно использование доменного шлака, керамзита. Если речь идет о приготовлении легкого бетона, то в качестве наполнителя можно выбрать измельченный пенополистирол или древесную стружку.

    Для лучшего заполнения пустот важно использовать материал разных фракций. Рекомендуется выбирать гравий или щебень среднего, мелкого, крупного размера: от 8 мм до 35 мм.

    Наличие глины, пыли недопустимо. Поэтому советуем хранить этот материал на брезенте.


  4. Вода

    К выбору данного компонента тоже следует отнестись внимательно. Во-первых, вода должна быть очищенной. Поэтому про озерную, болотную или речную воду стоит забыть, так как в ней имеются разные включения кислотного и щелочного типа. Отработанную воду применять тоже нельзя. Для долговечного бетона нужна простая чистая питьевая вода. Особое внимание следует уделить ее количеству. Пластичность раствора напрямую зависит от объема используемой воды. Жидкий материал лишён своих качеств. Поэтому важно делать смесь нужной консистенции.


  5. Добавки

    Опытные строители часто всыпают/вливают в бетон определённые добавки:


    1. Гашеная известь. Эта добавка делает процесс укладки раствора и выравнивания стяжки более удобным и быстрым.
    2. Пластификаторы. Они придают раствору тягучесть или вязкость, что способствует ускорению строительного процесса и улучшению конечного результата.
    3. Армирующие вещества. Такие специфические добавки нужны для выполнения, так называемой, тонкой стяжки, когда есть риск растрескивания бетона.
    4. Другие компоненты. Они наделяют раствор прогрессивными свойствами, столь необходимыми при проведении строительных работ во влажной среде или при минусовой температуре.

    Если есть сложности с выбором качественных материалов, проконсультируйтесь у опытных строителей.


Пропорции ингредиентов при приготовлении бетона

В зависимости от того, какая перед вами стоит цель строительства или производства, состав бетона может изменяться. К примеру, при сооружении фундамента требуется текучий, но прочный раствор с крупным щебнем. Для создания подложки можно брать материал марки В7,5, при этом необходим нежидкий раствор без наполнителей.

Самая распространённая формула бетона 1:3:6, где в заданных пропорциях берутся цемент, песок и заполнители. Воды требуется 0,5-1 часть.

Найти точное соотношение составляющих бетона в зависимости от его марки можно в специальных таблицах.

К приготовлению раствора следует приступать только после тщательного подсчета соотношения всех ингредиентов (весовых и объемных).

Многие опытные мастера используют 10 литровые ведра для проведения замеров. С их помощью легко измерить количество сыпучих материалов в домашних условиях. В одно ведро помещается 13-15 килограмм цемента, 14-17 килограмм песка и примерно столько же щебня.

Всё зависит от уплотнения, влажности материала и размера фракций. Соотношение пропорций ингредиентов по объему также несложно найти в таблице.

Как приготовить качественный раствор: способы

Различают два способа замеса бетонной смеси: ручной и механизированный.


  1. Первый способ считается самым популярным в домашнем строительстве. Вам потребуются ёмкость (как вариант, жестяное корыто), лопата, ведро.
    Насыпайте песок в емкость, делаете борозду посередине и засыпаете в неё цемент, всё тщательное перемешиваете и смачиваете материал водой. Добавляйте щебень и заново всё хорошо перемешивается. Затем добавляйте в воду до получения пластичного однородного раствора.
    Самое главное в данном процессе — скорость укладки смеси. Непродолжительные задержки чреваты расслоением полученной смеси, что может привести к потери важных свойств бетона. Дабы этого избежать, рекомендуем готовить раствор механизированным способом.

  2. Если вы решите замешивать раствор в бетоносмесителе, вам нужно будет придерживаться следующего алгоритма работ:
    насыпаете цемент, вливаете воду и после получения равномерной эмульсии (через 2-3 мин.) всыпаете песок, добавляете отставшие 10-15% воды.
    А затем можно всыпать/влить добавки, пластификаторы и прочие компоненты. Заполнитель добавляется в самую последнюю очередь. На весь процесс требуется порядка 10 минут. Во вращающемся миксере раствор не потеряет своих свойств, не расслоится. Важно расположить бетономешалку рядом с местом использования бетона, максимум в 40 метра от него.

Следование данным правилам позволит вам получить надежный материал.

Если же вы хотите заказать готовый материал действительно высокого качества, наша компания готова организовать для вас доставку бетона в любой город Беларуси. При необходимости предоставим автобетононасос. Обращайтесь!

Пропорции цемента и песка для фундамента

Изменяя пропорции компонентов смеси, можно получать товарные бетоны различных марок. Соотношение цемента и воды влияет на прочность монолитной конструкции. От качества песка зависит ресурс фундамента, щебень снижает усадку, добавляет прочность, сокращает бюджет строительства.

Соотношение компонентов товарных бетонов

Бетоны работают исключительно на сжатие, растягивающие нагрузки компенсируются арматурными каркасами и сетками. В зависимости от конструкции и сборных нагрузок от здания для фундамента выбирают разные марки/классы бетонов. При этом пропорции воды, цемента, щебня и песка выглядят следующим образом:

Бетон (класс/марка) Выход смеси в литрах на ведро цемента Соотношение Щ/П в литрах Соотношение Щ/П в килограммах
В7,5/М100 77 60/40 7/4,5
В15/М200 55 40/25 5/3
В22,5/М300 40 30/15 3. 7/2
В30/М400 30 25/10 2.6/1,2
В12,5/М150 65 50/33 5,5/3,5
В20/М250 44 35/20 4/2
В25/М350 35 28/15 2,7/1,6

 

В легком бетоне М100 минимальное содержание вяжущего, эта смесь используется для подбетонок, стяжек. Ленточный фундамент для легкой постройки или МАФ (например, беседка) можно изготовить из М150. На сухих непучинистых почвах можно использовать смеси М200, изготавливать из них ЖБИ продукцию. Бетоны марок от М250 наиболее востребованы в индивидуальном малоэтажном строительстве.

Внимание: Максимальной морозостойкостью обладают смеси М400, сквозь них почти не проникает влага, что позволяет снизить бюджет строительства при гидроизоляции подземной конструкции.

Требования к материалам

При изготовлении смеси важны, не только пропорции, но и качество цемента, щебня, воды и песка. Например, наполнитель мелкой фракции, добытый карьерным способом, содержит высокий процент глины. После намокания и промерзания фундамента частицы глины расширяются, увеличиваются в объеме на 7 – 10 процентов, приводя к раскрытию трещин, потере прочности, несущей способности. Рекомендации по выбору материалов для товарных бетонов приведены ниже.

Цемент

Индивидуальным застройщикам рекомендуется применять для фундамента смеси на основе портландного цемента, состоящего из молотых продуктов:

  • клинкер – необходим для образования цементного камня после контакта с водой
  • известняк – придает смеси прочность
  • гипс – позволяет регулировать сроки схватывания/твердения

Пропорции бетона отличаются при использовании цементов марок М400 – М600. Специальные добавки необходимы лишь при бетонировании зимой, в межсезонье. Они повышают скорость схватывания, позволяют набрать необходимую прочность до окончательного замерзания бетона.

Внимание: гарантированная производителем вяжущего материала прочность сохраняется лишь в герметичной таре при соблюдении условий хранения 2 месяца. Поэтому при покупке материала следует изучить упаковку. Например, через полгода характеристики снизятся уже на 30%, а через год пропорции следует увеличивать вчетверо.

При выборе марки цемента следует учесть необходимый класс бетона:

  • для В30 применяется только М500
  • из М400 можно изготовить бетоны В15 – В25
  • для В10 подойдет более дешевый цемент М300
  • подбетонку и стяжку из тощего бетона В7,5 можно залить цементом М200

Все характеристики вяжущего указаны на упаковке вместе с реквизитами производителя. Если подобная информация отсутствует на мешках, такой цемент покупать не следует.

Щебень

Крупный наполнитель бетона позволяет снизить бюджет строительства фундамента. Дробленая горная порода обволакивается вяжущим, цементный камень приближается по прочности к доломиту, гравию или граниту, из которых обычно изготовляют щебень в карьерах или намывают в руслах рек.

Внимание: Удобнее укладывать смеси с крупной фракцией наполнителя, поскольку они обладают достаточной подвижностью. Однако большие камни плохо скрываются внутри цементного молочка, поверхность конструкций получается неровной.

Вышеприведенные пропорции щебня не зависят от фракции этого нерудного материала. Однако следует выбирать минимальную лещаднось, указывающую на процент игольчатых и пластинчатых камней по сравнению с частицами кубовидной формы, которые придают основную прочность фундаменту.

Максимальной морозостойкостью обладает гранит, однако щебень из этой породы имеет высокую цену. Поэтому чаще применяется гравийный продукт со средними характеристиками. Бюджетная доломитовая порода годится для легких построек, подстилающих слоев или обратных засыпок.

Песок

Пропорции в смеси песка зависят от его влажности. Предпочтительнее для фундамента инертный материал мелкой фракции с минимальным процентом глины:

  • мытый карьерный песок – частицы имеют рваный край, обладают высокой адгезией внутри бетона
  • речной песок – глина вымывается водой, однако крупицы продукта имеют округлую форму, меньшее сцепление с прочими материалами смеси

Вреден для цемента песок с содержанием глины больше 3%. Поэтому при покупке материала можно определить качество народными способами:

  • если песок сжимается в кулаке в плотный комок, сохраняющий форму, от покупки стоит воздержаться
  • материал должен «стекать» сквозь пальцы после разжимания ладони
  • в бутылке с 2/3 песка и оставшейся частью воды не должно быть бурого цвета после взбалтывания

Внимание: Если купить нерудный материал и очищать его в пятне застройки, участок загрязняется глиной, выход чистого продукта становится гораздо меньше. Операция промывки отнимает время, время квалифицированных строителей, оплачиваемое заказчиком, расходуется напрасно.

Вода

Для гидратации цемента достаточно четверти воды от его массы в составе смеси. На практике для качественного перемешивания, обеспечения подвижности бетона применяется 50 – 65% жидкости. При испарении внутри конструкции образуются поры, снижающие прочность фундамента. Количество песка на процесс формирования цементного камня практически не влияет. Гораздо важнее для индивидуального застройщика водоцементное соотношение:

  • 0,6 – максимально возможное для обеспечения морозостойкости
  • 0,5 – стандартный показатель, использующийся чаще всего
  • 0,4 – применяется для ответственных конструкций, бетон плохо укладывается без специальных добавок

Внимание: Это соотношение влияет на водопроницаемость, обозначаемую W4 – W6. При низком водоцементном отношении В/Ц поверхности фундаментов следует укрывать пленками, предотвращая интенсивное испарение жидкости. Лишь в этом случае можно избежать усадочных трещин, деформаций.

Добавки

Для улучшения характеристик фундамента применяются химические добавки, вводимые в смесь не больше 10%. Каждый химреагент растворяется в теплой воде, которая используется при перемешивании вяжущего, наполнителя. Зимой используются ускорители твердения цемента и противоморозные реагенты. Летом необходимы пластификаторы, воздухововлекающие препараты, позволяющие экономить цемент.

Таким образом, кроме правильного соотношения песка и прочих компонентов бетона, необходимо покупать качественное сырье, согласно приведенным рекомендациям. Независимо от этого, предпочтительнее перемешивание в бетономешалках, поскольку при ручном изготовлении бетона теряется минимум 30% прочности.

 

Для прочного здания выберите правильную смесь

По случаю Дня бетона Нагеш Путтасвами изучает базовую смесь, столь важную в строительстве.

По случаю Дня бетона Нагеш Путтасвами изучает базовую смесь, столь важную в строительстве.

Как всем известно, строительство дома утомительно. Поскольку строительная отрасль все еще находится в неорганизованном секторе, нет никаких фиксированных правил, контролирующих ее работу, за исключением некоторых правил, таких как подзаконные акты о строительстве.Среди владельцев, подрядчиков или мелких строителей немногие знают о других правилах или рекомендациях, данных Бюро индийских стандартов (BIS) в отношении качества материалов, используемых в строительстве, или о правилах, которым необходимо следовать в строительной практике.

Эта статья представляет собой небольшую попытку обучить людей знанию компонентов, входящих в состав бетонной смеси.

Цемент

Цемент является одним из двух основных строительных материалов, который производится в контролируемых условиях, вторым является сталь.Цемент производится путем обжига известняка, сланца и некоторых других ингредиентов при температуре от 1200 до 1400 градусов по Цельсию. При этом образуются комки, называемые клинкером, который затем измельчают в порошок вместе с гипсом. Есть два типа цемента, для которых Бюро индийских стандартов (BIS) разработало спецификации, которые можно использовать в обычных строительных работах. Руководящие принципы BIS гарантируют, что продаваемые цементы удовлетворяют минимальным заданным параметрам качества.

Существует мнение, что смешанный цемент не годится для строительства, но это не так.На самом деле он намного лучше подходит для штукатурных и кладочных работ. Смешанные производятся путем смешивания промышленных побочных продуктов, таких как летучая зола или молотый гранулированный доменный шлак (GGBS). Раствор и бетон из этих цементов обладают большей прочностью и химической стойкостью. На самом деле многие подземные сооружения построены из шлакоцемента или бетон смешан с GGBS.

Важные факты

* Цвет цемента не является показателем прочности или каких-либо других параметров его качества.Его цвет исходит от сырья, используемого в производстве.

* Технически цемент представляет собой что-то вроде клея или смолы, когда он смешивается с водой (в результате реакции цемент-вода образуется гель, называемый гелем CSH). Добавление большего количества воды разбавит жевательную резинку и повлияет на качество жевательной резинки. Точно так же добавление большего количества воды к цементу разбавило бы гель CSH и сделало бы его слабым.

* Для завершения химической реакции цементу требуется определенное количество воды; любой избыток воды не будет участвовать в химической реакции, а останется в массе в виде воды.

* Использование меньшего количества цемента в любой работе приведет к меньшему количеству геля, следовательно, меньшему связыванию, и добавление большего количества цемента может не помочь.

* Использование цемента с добавками даст вам лучшие результаты, так как материалы для смешивания, такие как летучая зола или GGBS, медленно реагируют, поэтому они будут медленно высвобождать гель CSH в течение определенного периода времени. Было замечено, что если этот период составляет 90 дней или даже год, это укрепит бетон или раствор лучше. Его еще называют вторичным укреплением.

* Химическая реакция цемента необратима, поэтому рекомендуется получить надлежащее руководство от ваших инженеров или от технической помощи, предоставленной производителем цемента.

Бетон

Бетон использовался в качестве строительного материала более 2000 лет, со времен римской цивилизации, для строительства зданий, дорог и других памятников. Цементом в те времена служила зола, выходящая из вулканов (так называемая пуццулоновая зола), а в качестве вяжущего материала использовалась известь.

Бетон представляет собой смесь цемента, воды, песка и щебня (желе) в определенной пропорции, которая первоначально представляет собой удобоукладываемую массу и затвердевает с течением времени. Бетон обычно распознается по его прочности, которая представляет собой сжимающее напряжение, необходимое для образования кубической трещины размером 150 мм x 150 мм x 150 мм или разрушения в машине, называемой машиной для испытаний бетона. Обозначается как М10, М20, М25 и так далее. Бетон M20 означает, что этот бетон может выдерживать давление 20 мегапаскалей (относится к силе 200 кг на площади 1 см x 1 см).

Процесс изготовления и использования цементобетона регламентируется рекомендациями BIS. Приготовление бетона для получения определенных свойств (например, прочности, для определенного вида работ и т. д.) называется дозированием бетонной смеси. На прочность бетона влияют качество, прочность и другие свойства компонентов бетона, таких как песок, желе или щебень и цемент.

* Цементные мешки с маркировкой ISI и номером ниже указывают, какой тип цемента вы используете. Качество снижается со временем.Однако при хранении в хорошо защищенных помещениях его можно использовать до 60 дней, а вот цемент свыше 90 дней с момента изготовления не рекомендуется.

*Песок должен быть чистым речным песком или промышленным песком. Содержание ила (частиц глины) в песке очень вредно для изготавливаемого бетона или раствора. Промышленный песок не будет иметь этой проблемы; однако карьерная пыль не является промышленным песком. Допустимое содержание ила в песке 5—6%. Фильтрующий песок, поставляемый в большие города, не рекомендуется.

* Рядные заполнители или щебень или желе, как известно, обеспечивают массу и прочность бетонной массы. У нас должна быть смесь всех размеров каменных блоков меньше указанного размера, например, заполнители 20 мм должны быть смесью заполнителей 20, 10, 6 мм, чтобы маленькие кусочки располагались между большими и придавали бетону хорошую массу.

* Вода — это жизнь бетона, и пока цемент не вступит с ней в контакт, многие растворы не приобретут каких-либо вяжущих свойств.Однако избыток воды ослабит связующее свойство и повлияет на его прочность. Инженеры называют это водоцементным отношением. Меньшее водоцементное отношение обеспечивает лучшую прочность. Идеальное водоцементное отношение для домов и других обычных работ с бетоном М20 никогда не должно превышать 0,50 (т.е. 25 литров воды на один мешок цемента). Также трудно справиться с ограниченным количеством воды. Добавки, доступные в виде пластификаторов, могут использоваться только по рекомендации технической группы производителя цемента или производителя добавок.

* Для таких процедур, как затвердевание, вибрация или уплотнение бетона, необходимо убедиться в отсутствии утечек в опалубке или центрировании. Современный цемент реагирует быстрее, чем старый цемент. Лучше все время поддерживать бетон влажным – начинайте распылять воду на бетон примерно через три-пять часов после бетонирования. Это уменьшает появление волосяных трещин. Отверждение должно продолжаться около 28 дней для бетона и от 12 до 15 дней для штукатурки и строительных растворов.

(Автор — инженер-строитель и член Индийского института бетона, Карнатака-Бангалор, центр)

%PDF-1. 2 % 241 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 241 74 0000000016 00000 н 0000001831 00000 н 0000002010 00000 н 0000002057 00000 н 0000002114 00000 н 0000002170 00000 н 0000002226 00000 н 0000003055 00000 н 0000003278 00000 н 0000003345 00000 н 0000003444 00000 н 0000003530 00000 н 0000003633 00000 н 0000003698 00000 н 0000003800 00000 н 0000003864 00000 н 0000003966 00000 н 0000004030 00000 н 0000004132 00000 н 0000004196 00000 н 0000004298 00000 н 0000004362 00000 н 0000004464 00000 н 0000004528 00000 н 0000004630 00000 н 0000004694 00000 н 0000004796 00000 н 0000004860 00000 н 0000004962 00000 н 0000005026 00000 н 0000005128 00000 н 0000005192 00000 н 0000005357 00000 н 0000005421 00000 н 0000005531 00000 н 0000005603 00000 н 0000005750 00000 н 0000005822 00000 н 0000005985 00000 н 0000006141 00000 н 0000006309 00000 н 0000006496 00000 н 0000006679 00000 н 0000006851 00000 н 0000007020 00000 н 0000007194 00000 н 0000007337 00000 н 0000007506 00000 н 0000007682 00000 н 0000007813 00000 н 0000007940 00000 н 0000008042 00000 н 0000008150 00000 н 0000008214 00000 н 0000008286 00000 н 0000008352 00000 н 0000008383 00000 н 0000009163 00000 н 0000009259 00000 н 0000009355 00000 н 0000009451 00000 н 0000009689 00000 н 0000009811 00000 н 0000009934 00000 н 0000010091 00000 н 0000010170 00000 н 0000011673 00000 н 0000011792 00000 н 0000011912 00000 н 0000019275 00000 н 0000019406 00000 н 0000019483 00000 н 0000002267 00000 н 0000003033 00000 н трейлер ] >> startxref 0 %%EOF 242 0 объект > эндообъект 243 0 объект [ 244 0 Р 245 0 Р 246 0 Р ] эндообъект 244 0 объект > /Ф 298 0 Р >> эндообъект 245 0 объект > /Ф 31 0 Р >> эндообъект 246 0 объект > /Ф 57 0 Р >> эндообъект 247 0 объект > эндообъект 313 0 объект > поток H]HSali#4Jph!tc6羷n,n»»*(8TA»(]Zn*%}~y/^

Экспериментальное исследование прочности на сдвиг цементно-песчано-гравийного материала

Экспериментальное исследование на сдвиг Развитие прочности цементно-песчано-гравийного (ЦПГ) материала проводилось с помощью испытаний на трехосное сжатие. Было проанализировано влияние содержания вяжущего вещества, содержания заполнителя и градации на сопротивление сдвигу материала CSG. Прочность на сдвиг значительно увеличилась с увеличением содержания вяжущего вещества и содержания заполнителя для данного всестороннего давления. Повышение прочности на сдвиг с увеличением содержания вяжущего намного превышает увеличение прочности на сдвиг с увеличением содержания заполнителя. Однако кривые напряжение-деформация и прочность на сдвиг изменились лишь незначительно, когда была скорректирована градация заполнителя для материала CSG.На основании данных испытаний предложен критерий прочности материала КСГ в зависимости от содержания вяжущего, содержания заполнителя и прочности на сдвиг градации заполнителя.

1. Введение

Подобно уплотняемому бетону (RCC), цементно-песчано-гравийный материал (CSG) состоит из воды, заполнителя (каменно-набросного материала, песчано-гравийного материала и т. д.) и вяжущих веществ, таких как портландцемент и летающий пепел. По сравнению с ЖБК преимущества материала CSG включают более низкие требования к содержанию вяжущего вещества, его совместимость с местным заполнителем и менее строгие требования к температурному режиму.Материалы CSG с различным содержанием вяжущего вещества, содержанием заполнителя и градацией использовались в различных инфраструктурных приложениях, таких как насыпи, обработка почвы, усиление для малых сельских гидроэнергетических сооружений и, чаще всего, в строительстве плотин [1].

Требования к прочности являются основной предпосылкой инженерных применений геотехнических материалов; таким образом, изучение прочностных характеристик геотехнических материалов чрезвычайно важно. С 1990-х годов ученые занимаются исследованием сцементированного песка.Ряд исследователей [2, 3] получили результаты по прочностным характеристикам материалов КСГ из серии испытаний на прочность на сжатие. Результаты предыдущих исследований показывают, что прочность на сжатие материала КСГ увеличивается с увеличением содержания вяжущего, оптимальное водоцементное отношение составляет 1,2, а прочность максимальна при содержании мелочи в пределах 25–30 %. Конгсукпрасерт и др. [4] изучали влияние нескольких факторов, включая содержание воды, содержание вяжущего вещества, сухую плотность и период отверждения, на прочность на сдвиг материала CSG с использованием испытаний на трехосное сжатие, проведенных при всестороннем давлении 19.8 кПа. Несмотря на обширность, влияние ограничивающего давления на прочность на сдвиг материала CSG не рассматривалось в этих предыдущих исследованиях. Ву и др. [5] проанализировали влияние возраста отверждения на прочность на сдвиг материала CSG с помощью трехосных испытаний и впоследствии использовали данные испытаний для установления критерия прочности на сдвиг в зависимости от возраста отверждения и всестороннего давления. Сан и др. [6] провели трехосные испытания материалов КСГ с содержанием вяжущего менее 60 кг/м 3 ; кроме того, Fu et al. провели статические и динамические трехосные испытания материалов CSG с содержанием вяжущего вещества более 60  кг/м 3 .[7]. Эти исследования в основном были сосредоточены на влиянии содержания вяжущего вещества на сопротивление сдвигу материала CSG при различных давлениях всестороннего сжатия. Амини и Хамиди [8] проанализировали влияние содержания вяжущего вещества на сцепление c и угол внутреннего трения φ по критерию Мора-Кулона в осушенных и недренированных условиях с использованием испытаний на трехосное сжатие. Однако в этих исследованиях не был предложен критерий прочности на сдвиг, основанный на содержании вяжущего вещества и всестороннем давлении.Ли и др. [9] провели испытания на трехосное сжатие искусственного сцементированного песка, который представляет собой тип материала, аналогичный материалу CSG, и предложили несколько новых критериев прочности, основанных на результатах экспериментов при различном содержании вяжущего вещества. Поскольку размер заполнителя в материале CSG значительно отличается от размера заполнителя в сцементированном песке, неясно, может ли критерий прочности, разработанный для искусственного сцементированного песка, быть непосредственно применен к материалу CSG. Клаф и др. [10] и Ван [11] проанализировали влияние содержания заполнителя на прочность на сдвиг материала CSG для различных всесторонних давлений, но не предложили критерий прочности на основе содержания заполнителя. Обзор литературы показывает, что исследования, касающиеся влияния градации заполнителя на прочность на сдвиг материала CSG, недостаточны. Для плотин CSG, поскольку геологические условия и требования каждого проекта плотины различаются, содержание вяжущего вещества, содержание заполнителя и градация материала CSG также различаются для разных плотин.

В этом исследовании были проведены испытания на трехосное сжатие для оценки влияния содержания вяжущего вещества, содержания заполнителя и градации на сопротивление сдвигу материала CSG.Кроме того, на основе полученных результатов предлагается новый критерий прочности материала CSG. Цель предлагаемого критерия прочности состоит в том, чтобы обеспечить основу для построения разумной конститутивной модели, подходящей для различных типов материалов CSG, и для удовлетворения инженерных требований для различных инфраструктурных приложений, включая строительство плотины CSG.

2. Материалы и методы
2.1. Сырье

Два типа материалов CSG, далее именуемые «Материал I» и «Материал II», были исследованы с помощью испытаний на осушенный трехосный сдвиг.

2.1.1. Материал I

 Цемент: обычный силикатный цемент марки 32,5 производства компании Anhui Digang Hailuo Cement Co., Ltd. Щебень: размер частиц менее 5 мм (3%), 5–10 мм (20%), 10–20 мм ( 35%) и 20–40 мм (42%), полученный из пригорода Нанкина [5]. Песок: размер частиц примерно 0–4,75 мм, песок средней крупности, измельченный из известняка. Вода: водопроводная.

Соотношение песка и щебня составляет 1 : 4, что было таким же, как и в экспериментальном исследовании Sun et al.[5]. В этой статье совокупная градация для Материала I обозначена как № 1.

2.1.2. Материал II

 Цемент: обычный силикатный цемент марки 42,5 от компании Anhui Digang Hailuo Cement Co., Ltd. Зольный унос: Зольная пыль типа I с рынка Нанкина. Песок и гравий: одна градация заполнителя (№ 2) и вторая градация (№ 3), которые перечислены в таблице 1. Вода: водопроводная вода.

20

3

3

меньше 1 мм 1-5 мм 5-10 мм 10-20 мм 20-40 мм

№2 градация 17% 12% 22% 15,5% 33,5%
№ 3 Грамация 16,25% 8,75% 21,25% 28,75% 25%

2.
2. Пропорции смеси материала CSG и программы испытаний

Для материала I водоцементное отношение составляло 1,0 [12], а содержание вяжущего вещества составляло 20 кг/м 3 , 40 кг/м 3 , 60 кг/ м 3 , 80 кг/м 3 , 100 кг/м 3 ; содержание заполнителя, включая содержание щебня и песка, составило 2090 кг/м 3 , 2110 кг/м 3 , 2130 кг/м 3 .Образцы материала I, различающиеся по содержанию вяжущего и заполнителя, были подвергнуты испытаниям на осушенный трехосный сдвиг при различных ограничивающих давлениях (300 кПа, 600 кПа, 900 кПа и 1200 кПа). Для подтверждения достаточности прочности материала CSG в данной статье в образцах использовалась смесь Материала I с содержанием вяжущего вещества 60 кг/м 3 и содержанием заполнителя 2110 кг/м 3 . подвергнуты дополнительным испытаниям на осушенный трехосный сдвиг, проводимым при различных всесторонних давлениях.Программы испытаний, проведенные с Материалом I для изучения влияния содержания вяжущего вещества и содержания заполнителя, представлены в Таблице 2. )

Совокупный контент (кг / м 3 ) агрегатная градация
1
2130 Нет.1
2 40 2130 № 1
3
3 60103 2110 N 1
4 6010103 2130 N 1
5 80 2090 № 1 № 1
6
6 № 1
7
7 80

3

2130 N 1
8 100 2130 №1

Для материала II отношение цемента к угольной золе составляло 1 : 1, а водоцементное отношение равнялось 1,0 [12]. Образцы материала II одной градации заполнителя (№ 2) были подвергнуты осушенным испытаниям на трехосный сдвиг при различных всесторонних давлениях (300 кПа, 600 кПа, 900 кПа и 1200 кПа) и различном содержании вяжущего вещества (20 кг/м 3 , 80 кг/м 3 , и 100 кг/м 3 ). Кроме того, для оценки влияния градации заполнителя на прочностные характеристики КСГ использовали вторую градацию (№ 1).3) был испытан на образцах Материала II. Они были подвергнуты осушенным испытаниям на трехосный сдвиг при различных ограничивающих давлениях (300 кПа, 600 кПа, 900 кПа и 1200 кПа). Программы испытаний, проведенные с Материалом II для изучения влияния содержания вяжущего вещества и градации заполнителя, представлены в Таблице 3. ) Совокупный контент (кг / м 3 ) агрегатная градация 1 20 2130 Нет.2 2 80103 2130 № 2 3 3 80

3 2130 N 2 4 100 2130 N 2


2.3. Оборудование и методы испытаний, использованные при испытаниях осушенных материалов на трехосный сдвиг

Испытания осушенных образцов материала CSG на трехосный сдвиг проводились с использованием динамического трехосного испытательного стенда TYD-1500, как показано на рисунке 1.

Смесевые материалы, использованные для изготовления образцов материала CSG для серии крупномасштабных трехосных испытаний, показаны на рис. 2(a). Материалы прессовали в стальных формах диаметром 30 см и высотой 70 см (рис. 2(б)). Образцы отверждались в лаборатории при температуре 20 ± 2°С в течение 28 суток.

Трехосные испытания для определения прочности на сдвиг материалов CSG проводились в соответствии с китайским стандартом SL237-1999 [13]. Образцы сначала насыщали, а затем подвергали одному из четырех уровней всестороннего давления (300, 600, 900 или 1200  кПа) в течение 10  мин перед осевой нагрузкой.Затем применялась осевая нагрузка со скоростью деформации 2 мм/мин, которая прекращалась, когда осевая деформация достигала 15%.

Для повышения точности результатов были приготовлены и испытаны по два образца для каждой группы испытаний. Для предотвращения повреждения тестера из-за падения частиц с поврежденных образцов образцы закрывались резиновыми манжетами, которые надежно закреплялись.

3. Результаты и обсуждение
3.1. Прочность на сдвиг в зависимости от содержания вяжущего вещества

Результаты испытаний на трехосный сдвиг в осушенном состоянии, проведенных на образцах материала I и материала II, представлены на рисунках 3 и 4.Как видно из этих рисунков, при низком содержании вяжущего вещества кривые q  −  ε a материала CSG состоят из трех стадий: увеличение начального напряжения, замедляющееся увеличение напряжения и пиковое напряжение, подобное материала каменной наброски в материале CSG. Влияние содержания вяжущего вещества на деформационно-размягчающее поведение материала очевидно. Кривые напряжение-деформация состоят из пяти стадий: начальное увеличение напряжения, замедление роста напряжения, пиковое напряжение, пластическое размягчение и остаточная прочность, которая приближается к прочности материала ЖБ при увеличении содержания вяжущего до 100 кг/м 3 .Максимальное напряжение и напряжение при данной осевой деформации значительно увеличиваются с увеличением содержания вяжущего при каждом всестороннем давлении, рассматриваемом в данном исследовании (300 кПа, 600 кПа, 900 кПа и 1200 кПа). Это связано с тем, что цементация между частицами в материале CSG увеличивается с содержанием вяжущего вещества, что приводит к изменению механизма внутренней несущей способности от трения между частицами, как в материале каменной наброски, к постепенному увеличению внутренней когезионной прочности.Это согласуется с результатами Li et al. [9], которые сообщили, что содержание вяжущего вещества является основным фактором, влияющим на прочность искусственного сцементированного песка, аналогичного материалу КСГ.

На рис. 5 показана прочность на сдвиг, которая представляет собой максимальное напряжение, показанное на кривых на рис. 3 и 4, при изменении всестороннего давления и содержания вяжущего вещества. Как показано на рис. 5, сопротивление сдвигу материала CSG колеблется от 1200 до 12 000 кПа и увеличивается с увеличением содержания вяжущего вещества и всестороннего давления.Зависимость между пиковой прочностью и всесторонним давлением приблизительно линейна для данного содержания вяжущего вещества. Это согласуется с наблюдениями Fu et al. [7] и другие исследователи [5], которые сообщили, что увеличение содержания вяжущего очень эффективно для повышения прочности на сдвиг CSG и различных других материалов, таких как цементированный песок и пенополиуретановые клейкие материалы для каменной наброски.

3.2. Прочность на сдвиг в зависимости от содержания заполнителя

На рис. 6 показаны кривые напряжения-деформации для материалов CSG в зависимости от содержания заполнителя, полученные в результате испытаний на трехосный сдвиг с дренированием.Как показано на рис. 6, содержание заполнителя мало влияет на форму кривой напряжения-деформации, но пиковое напряжение увеличивается по мере увеличения содержания заполнителя. Это связано с увеличением содержания заполнителя, усиливающего внутреннюю несущую способность материала CSG, что является результатом увеличения площади контакта частиц.

На рис. 7 показана прочность на сдвиг, которая является максимальным напряжением на кривых, показанных на рис. 6, для различных всестороннего давления и содержания заполнителя.Как видно из этих рисунков, прочность на сдвиг увеличивается с увеличением всестороннего давления и содержания заполнителя. Это согласуется с результатами Ванга [11] об изменении прочностных характеристик материала КСГ при относительной плотности и всестороннем давлении ниже 300 кПа. По сравнению с содержанием вяжущего, содержание заполнителя оказывает меньшее влияние на сопротивление сдвигу материала CSG.


3.3. Прочность на сдвиг в зависимости от градации заполнителя

На рис. 8 показаны кривые напряжения-деформации для материалов CSG с различными градациями заполнителя, полученные в результате испытаний на трехосный сдвиг с дренированием.Влияние градации заполнителя на поведение напряжения-деформации материала CSG не заметно ни для одного из рассмотренных ограничивающих давлений (300 кПа, 600 кПа, 900 кПа и 1200 кПа). Это аналогично минимальному влиянию градации на прочность каменно-набросного материала при содержании заполнителя от 60 до 70%.

4. Критерий прочности

Теория Мора-Кулона, которая служит основой для критерия прочности для материала CSG в этом исследовании, обычно используется для описания реакции материалов на напряжение-деформацию [5-8].Его можно выразить следующим образом: где — сцепление материала, — угол внутреннего трения, — касательное напряжение, — нормальное напряжение.

Чтобы описать отношения между пиковой прочностью и всесторонним давлением для различного содержания вяжущего вещества и содержания заполнителя, показанные на рисунках 6 и 7, критерий Мора-Кулона, представленный главным напряжением в (1), может быть выражен следующим образом: где — пиковая прочность, — ограничивающее давление для испытаний на осушенный трехосный сдвиг, — сцепление, — угол внутреннего трения (сопротивление сдвигу).

На основании (2) и результатов испытаний на сопротивление сдвигу, полученных при различном содержании вяжущего и заполнителя, для этого анализа были извлечены значения сцепления и угла внутреннего трения (сопротивление сдвигу), как показано в таблицах 4 и 5. .

Cemanting Content, C

6 C (кг / м 3 )

Сплоченность, C (KPA) Угол внутреннего трения (°)

20 256.1 40,3
40 405,2 38,9
60 691,9 38,0
80 1031,2 39,3
100 1280,1 41,4

8

8
Совокупное Содержание, ρ

6 г (кг / м 3 )

Сплоченность, C (KPA) угол трения (°)

2090 934. 4 38.8
2110
989.2 989.2 9891
2130

3

39.3

3

Теория Мев-Кулонов основана на предположении, что сцепление и угол сопротивления сдвигу в (1) постоянны. Однако для материалов CSG, используемых в практических инженерных приложениях, когезия и угол сопротивления сдвигу варьируются в зависимости от содержания вяжущего вещества и содержания заполнителя.Это означает, что исходное выражение теории прочности Мора-Кулона не подходит для материалов CSG с различным содержанием вяжущего вещества и содержанием заполнителя. Таким образом, предложен новый прочностной критерий сопротивления сдвигу материала КСГ. Этот критерий зависит от содержания вяжущего вещества и содержания заполнителя.

4.1. Сцепление
c

На основании значений сцепления, полученных при различном содержании вяжущего вещества (перечисленных в таблице 4), связь между сцеплением и содержанием вяжущего вещества можно выразить следующим образом: где — параметр, относящийся к составу CSG материала и – содержание вяжущего вещества.

Когда содержание вяжущего вещества в (3) низкое, сцепление материала CSG близко к нулю, что близко к сцеплению материала каменной наброски, согласно расчетам Sun et al. [5]. На рис. 9 показано сравнение данных испытаний и результатов, рассчитанных по (3) для материала CSG [5, 6, 8], каменной наброски, армированной PFA [14], сцементированного песка [9] и сцементированного грунта [15] для различных содержание вяжущего вещества. Как показано на рис. 9, результаты расчетов для материала CSG, материала каменной наброски, армированного PFA, и цементированного песка хорошо согласуются с экспериментальными результатами; это подтверждает, что (3) дает разумное описание сцепления этих сцементированных и связанных материалов в зависимости от содержания вяжущего вещества.Однако, поскольку почва в сцементированном грунте, изученном Baxter et al. [15] имел некоторую вязкость и значение сцепления больше нуля, (3) не подходит для этого типа сцементированного грунта.


На основе значений сцепления, полученных для различного содержания заполнителя (таблица 5), были построены кривые сцепления в зависимости от содержания заполнителя, как показано на рисунке 10. Эти кривые показывают, что сцепление материала CSG увеличивается с увеличением содержания заполнителя. содержание. Однако по сравнению с влиянием содержания вяжущего, влияние содержания заполнителя на сцепление КСГ меньше.


Взаимосвязь между сцеплением и содержанием заполнителя можно сформулировать следующим образом: где параметр, относящийся к типу заполнителя в материале CSG, и представляет собой содержание заполнителя. Комбинируя (3 и 4), можно получить следующее выражение для сцепления c в зависимости от содержания вяжущего вещества и содержания заполнителя: где — параметр, относящийся к составу и типу заполнителя для материала CSG. По результатам испытаний на трехосный сдвиг с дренированием, описанных выше,  = 0.005.

4.2. Угол внутреннего трения
φ

На рис. 11 показаны значения угла внутреннего трения, полученные для материала CSG [5, 6, 8], каменной наброски, армированной PFA [14], сцементированного песка [9] и сцементированного грунта [15] для различное содержание вяжущего вещества. Как показано на рисунке 11, угол внутреннего трения материала CSG, каменной наброски, армированной PFA, сцементированного песка и сцементированного грунта находится в диапазоне от 30° до 50°, что незначительно отличается от диапазона от 25° до 65° для гравия [16]. .Причина этой разницы в том, что вяжущие вещества в сцементированных материалах ограничивают угол скольжения заполнителя. Угол внутреннего трения материала CSG и каменной наброски, армированной PFA, при различном содержании вяжущего составляет примерно 39,5°. Точно так же угол внутреннего трения материала CSG составляет примерно 39° для различных содержаний заполнителя, как показано в Таблице 5. На основании этих результатов значение угла внутреннего трения для материала CSG принимается равным 39,3° для диапазона содержания вяжущего и совокупное содержание.


4.3. Критерий прочности в зависимости от содержания вяжущего вещества и содержания заполнителя

На основании обобщенных выше результатов предлагается следующее выражение для прочности на сдвиг материала CSG в зависимости от содержания вяжущего вещества и содержания заполнителя: где — параметр, связанный с тип и состав материала КСГ.

Для данного значения c (6) описывает пиковую прочность материала CSG для различного содержания заполнителя.Для заданного значения (6) описывает пиковую прочность материала КСГ при различном содержании вяжущего вещества.

По результатам трехосных испытаний Материала I при различном содержании вяжущего вещества и (6),  = 0,005 и φ  = 39,3°. Уравнение (6) также может быть выражено следующим образом:

Для проверки (6) были проведены испытания осушенных образцов на трехосный сдвиг с содержанием вяжущего вещества 60 кг/м 3 и содержанием заполнителя 2110 кг/м 3 . проводится при всестороннем давлении 300 кПа, 600 кПа, 900 кПа и 1200 кПа.Результаты испытаний и результаты расчетов показаны на рисунке 12. Результаты расчетов хорошо согласуются с результатами экспериментов, тем самым демонстрируя, что (6) можно использовать для описания прочности на сдвиг материала CSG в зависимости от содержания вяжущего вещества и содержания заполнителя.


5. Выводы

Влияние содержания вяжущего вещества, содержания заполнителя и градации на сопротивление сдвигу материала CSG было исследовано с помощью испытаний на осушенный трехосный сдвиг.Выводы, сделанные по результатам испытаний, можно резюмировать следующим образом. (а) Влияние содержания вяжущего вещества на сопротивление сдвигу материала CSG намного значительнее, чем влияние содержания и градации заполнителя. (б) Сцепление CSG увеличивается с увеличением содержания вяжущего и заполнителя, в то время как угол внутреннего трения меняется незначительно. Влиянием градации заполнителя на сцепление и угол внутреннего трения можно пренебречь. (c) Предложен критерий прочности материала CSG на основе анализа прочностных характеристик материала в зависимости от содержания вяжущего вещества, содержания заполнителя, и совокупная градация.В целом, модель прочности хорошо соответствует данным испытаний материала CSG и может предоставить данные для численного расчета плотины CSG.

Доступность данных

Тестовые и расчетные данные, использованные для поддержки результатов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии фактических или потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Благодарности

Это исследование было поддержано проектами, включая Национальную программу развития науки и техники в период 12-й пятилетки (2012BAD10B02), Общие программы Национального фонда естественных наук Китая (51179061) и Фундаментальный Исследовательские фонды центральных университетов (2014B36814).

Поддерживайте эластичность бетона с помощью правильного заполнителя

Любая бетонная смесь – это попытка сбалансировать стоимость, удобоукладываемость и время схватывания при сохранении необходимых качеств прочности и долговечности. Производители готовых смесей используют разные ингредиенты от региона к региону в зависимости от того, что имеется в наличии, и от того, какую погоду будет испытывать бетон до и после отверждения.

Крупный заполнитель составляет более 40 процентов стандартной бетонной смеси.Доступный тип заполнителя различается в разных регионах. В северных частях Северной Америки круглый гравий встречается естественным образом в результате действия ледников во время ледниковых периодов. Другими доступными заполнителями являются щебень угловатой формы и переработанный бетон.

Какой заполнитель лучше всего использовать для штамповки? Чтобы ответить на этот вопрос, требуется понимание роли заполнителя в смеси.

Сказка о двух смесях
Не существует такого понятия, как «лучшая смесь» для декоративных целей.«Не обязательно есть один правильный путь, но есть верхний и нижний пределы для каждого ингредиента, и если вы будете работать в них, вы получите лучшие результаты», — говорит Брюс Чаттин, исполнительный директор Вашингтонской ассоциации заполнителей и бетона. Изучение двух смесей от подрядчиков по декоративному бетону в разных частях Северной Америки показывает, насколько велики могут быть региональные и личные различия.

Том Ральстон из Tom Ralston Concrete в Санта-Круз, Калифорния, начинает с этой смеси для одного кубического ярда бетона:

Цемент: 564 фунта (6 мешков)
Песок: 1300-1500 фунтов
Заполнитель: 1600-1800 фунтов
Вода: 312 фунтов (39 галлонов)
Разбавитель воды: 18 унций погода редко бывает в Санта-Крус, который находится на побережье к югу от Сан-Франциско)

Ralston указывает, что смесь следует заливать с осадкой от 3 до 4 дюймов.Вместо того, чтобы пытаться предсказать погоду, он приказывает грузовику прибыть за 30–45 минут до заливки, а затем на месте дозирует его добавками Fritz-Pak для ускорения или замедления схватывания по мере необходимости.

В Цинциннати, штат Огайо, Боб Уэйр, президент магазина декоративного бетона, предпочитает другую смесь, подходящую для его климата с заморозками и оттепелями:

Цемент: 564 фунта
Песок: 1330 фунтов
Гравий № 8 (мелкий гравий): 770 фунтов
Гравий № 57 (щебень размером до 1 1/2 дюйма)): 1130 фунтов
Вода: 230 фунтов
Разбавитель воды: 21 унция
Воздухововлекающая добавка для получения 6-процентного содержания воздуха

Несмотря на то, что Уэйр тоже льет со спадом в 4 дюйма, его смесь содержит много понизителя воды, что делает содержание воды необычно низким по сравнению с смесью Ралстона.

Имея в виду эти общие пропорции смеси, давайте посмотрим, как размер и форма заполнителя влияют на свойства влажной смеси и готового продукта.

Заполнитель и прочность
Во-первых, форма заполнителя влияет на прочность готового бетона.Как правило, угловатые дробленые частицы придают бетону большую прочность, потому что они сцепляются сильнее, чем округлые частицы мелкого гравия. Смешивание размеров, как это делает Уэр, усиливает это взаимосвязанное действие.

«В нашем районе много круглого заполнителя из-за отложений ледникового тилла, — объясняет Уэр. «Чтобы получить угловатый гравий, нам пришлось бы доставить его на грузовике». Когда он выполняет работу в южной части своей территории, к югу от того места, где остановились ледники, он пользуется доступностью щебня.

«Угловатый гравий лучше, — говорит он. «Круглый гравий мягкий. Вы должны вдавить его глубже в бетон, чем угловатый гравий, иначе он сломается и раскрошит поверхность».

Размер также влияет на прочность: чем крупнее заполнитель, тем прочнее будет готовый бетон, поскольку куски камня не трескаются, как цементное тесто.

Заполнитель и штамповка
Но если вы собираетесь штамповать бетон, большие куски камня будут мешать отпечатку штампов.Brickform Rafco рекомендует использовать со своими штампами заполнитель размером не более 3/8 дюйма; другие производители позволяют вам достигать 3/4 дюйма. Ralston использует 3/4-дюймовый угловатый твердый заполнитель для работ, которые будут текстурированы матами. Если он планирует использовать штампы в виде формочек для печенья, которые проникают глубже, Ралстон переключается на мелкий гравий или 1/2-дюймовый щебень. «Большой камень не позволит штампу оставить отпечаток», — говорит он.

Имея это в виду, Дэйв Петтигрю, руководитель компании Diamond D Concrete в Капитоле, Калифорния (недалеко от Санта-Крус), раньше использовал мелкий гравий для штамповки, размер заполнителя, который он по-прежнему предпочитает для бетона, который будет перекачиваться.Но теперь для штамповки он указывает 1/2-дюймовый угловой камень для внутренних полов и 3/4-дюймовый угловой камень для фундаментов, которые требуют большей прочности. Он отмечает: «Для камней меньшего размера вам нужно использовать больше компенсационных швов, потому что они не такие прочные», что следует учитывать, когда вы планируете штамповку и хотите расположить эти компенсационные швы незаметно.

Заполнитель и вода
Размер заполнителя также влияет на необходимое количество воды в смеси. Ралстон объясняет: «Поскольку между более мелкими частицами заполнителя больше пространства, добавляется больше песка.Чтобы сделать бетон более пригодным для обработки, люди хотят добавить больше воды, что увеличивает потенциал усадки». По его словам, вместо добавления воды лучше добавлять водоредуцирующие добавки для улучшения удобоукладываемости без создания этих проблем. Спад не должен превышать 4 дюймов.

Прочие добавки
Понизители воды — не единственная полезная добавка. Еще одним ингредиентом, который может улучшить удобоукладываемость без ущерба для прочности, является летучая зола типа F. Чаттин предлагает использовать его для замены 10-15 процентов цемента в смеси.Это приведет к некоторым эффектам добавления большего количества воды — увеличению времени схватывания и улучшению удобоукладываемости — без ущерба для прочности, как это происходит с увеличением количества воды. Гранулированные шлаковые цементы, относительно недорогие в сталелитейных регионах Северной Америки, могут иметь тот же эффект и, будучи более однородными по составу, более предсказуемы по своим воздухововлекающим свойствам. Важным соображением для декоративных применений является то, что летучая зола типа F делает бетон темнее, чем бетон, изготовленный из простого портландцемента, а гранулированный шлаковый цемент делает его светлее.

Том Ралстон использует 15-20 процентов летучей золы для замены цемента, но он делает это не для того, чтобы получить преимущества в удобоукладываемости. В его городе многие из его частных и коммерческих клиентов слышали об экологических преимуществах летучей золы — удаление твердых частиц из воздуха при одновременном снижении образования углекислого газа, связанного с производством цемента, — и по этой причине стремятся указать это.

Компонент, которого следует избегать, если вы планируете использовать отвердитель цвета, — это хлорид кальция, который будет препятствовать действию красителя.Если вы собираетесь экспериментировать с другими добавками, обязательно проконсультируйтесь с производителями о взаимодействии каждого химического вещества с другими компонентами смеси. «Уменьшающие трещины и воздухововлекающие добавки «борются», и это ослабляет смесь, которая становится губчатой», — объясняет Ралстон. «Он не настроится должным образом. Я видел, что он не готов к затирке через 24 часа».

Тем не менее, правильное использование добавок может сократить время работы. «Они могут стоить больше денег, но вы можете закончить работу на час раньше или использовать меньше рабочих на работе», — отмечает Чаттин.Просто проконсультируйтесь с производителями и производителями готовых смесей, чтобы убедиться, что вы не создадите кучу проблем в своем миксе.

Важные отношения
На самом деле всегда полезно информировать поставщика готовых смесей о том, что вы собираетесь делать с бетоном. Время от времени садитесь с представителем отдела готовых смесей, чтобы поговорить о смесях, которые вам нужны для разных видов работы. «Отношения с производителем готовых смесей очень важны, — говорит Чаттин. Вы знаете привычки вашей команды и характер вашего климата, а продавец готовых смесей знает материалы, доступные на месте, и особенности добавок на рынке.Вместе вы можете составить смесь, адаптированную для ваших декоративных целей.

Есть еще вопросы по вашему проекту?

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

2019 © Все права защищены.