СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДОБОУКЛАДЫВАЕМОСТИ ЦЕМЕНТНО-ПЕСЧАНОЙ СМЕСИ Российский патент 1994 года по МПК G01N33/38 

Изобретение относится к технологии получения строительных материалов на основе цемента, воды и песка.

Известен способ определения удобоукладываемости цементно-песчаной смеси, в соответствии с которым вначале определяют водоцементное отношение по формуле
В/Ц = , где А - коэффициент качества материала, назначаемый в зависимости от крупности и водопотребности песков;
R_ц - активность цемента, кг/см²;
R_б - марка бетона, затем при известном соотношении между цементом и песком по графикам определяют удобоукладываемость (осадку конуса) смеси [1].

В известном способе при определении удобоукладываемости не учитываются структурная вязкость цементного теста и величина обмазки поверхности зерен песка. Это не позволяет точно определить удобоукладываемость цементно-песчаной смеси.

Наиболее близким из известных к заявленному является способ определения удобоукладываемости цементно-песчаной смеси, включающий определение нормальной густоты цементного теста к удобоукладываемости в зависимости от соотношения цемента, песка и водоцементного отношения [2].

В известном способе не учитывается измерения структурной вязкости цементного теста в зависимости от состава смеси, промежутков между адсорбированными на поверхности крупных зерен песка пленками цементного теста, от величины которых зависит скольжение зерен относительно друг друга и, соответственно, удобоукладываемость цементно-песчаной смеси. В соответствии с этим не обеспечивается точности определения удобоукладываемости.

Цель изобретения - повышение точности определения удобоукладываемости.

Цель достигается тем, что в способе определения удобоукладываемости цементно-песчаной смеси, включающем определение нормальной густоты цементного теста и удобоукладываемости в зависимости от соотношения цемента, песка и водоцементного отношения, определяют структурную вязкость цементного теста, истинную плотность цемента и песка, затем среднюю плотность песка в цементном тесте в виброуплотненном состоянии, общую поверхность зерен песка более 0,31 мм и объем цементного теста в 1 м³ цементно-песчаной смеси, рассчитывают промежуток N_a между адсорбированными пленками цементного теста на поверхности зерен более 0,31 мм по формуле
N_a = , где ρ - истинная плотность песка, кг/м³;
V_цт - объем цементного теста в 1 м³ цементно-песчаной смеси, м³;
ρ_уп - средняя плотность песка в цементном тесте в виброуплотненном состоянии, кг/м³;
S - общая поверхность зерен песка более 0,31 мм в 1 м³цементно-песчаной смеси, м²; а удобоукладываемость (ОК) рассчитывают по формуле
ОК= -38,5+10,66Х+138250˙N_a, где Х - структурная вязкость цементного теста, определяемая из соотношения
Х=В/Ц:К_нг, где В/Ц - водоцементное отношение,
К_нг - коэффициент нормальной густоты, в долях.

Способ осуществляют следующим образом.

Для испытания используют портландцемент М400, речной песок Верхнечулымского месторождения с М_к=2,9. Состав и свойства цементно-песчаной смеси М 100 приведены в табл.1.

Определяют истинную плотность цемента и нормальную густоту цементного теста (ρ =3,1 кг/м³, К_нг=0,245). Определяют структурную вязкость цементного теста по формуле Х=В/Ц:К_нг=0,90:0,245=3,67.

Определяют среднюю плотность песка в виброуплотненном состоянии в цементном тесте. При этом берут навеску песка 5 кг и назначают по табл.2 требуемый объем цементного теста для испытания песка в зависимости от удельной поверхности всех фракций и структурной вязкости цементного теста. Объем цементного теста при удельной поверхности песка 6,35 м²/кг cоставляет 0,7 л.

Песок перемешивают с цементным тестом, укладывают в сосуд для испытаний, сверху опускают пуансон и вибрируют до постоянного объема смеси. Среднюю плотность песка в цементном тесте определяют по формуле
ρ_уп= = = 1878 кг/м³, где m - масса испытываемого песка, равная 5 кг;
V - объем песка в виброуплотненном состоянии.

Определяют общую поверхность зерен более 0,31 мм в 1 м³цементно-песчаной смеси;
S= mS_уд= 1204 2,92=3515 м², где m - содержание фракции более 0,31 мм в песке, кг;
S_уд - удельная поверхность фракций песка более 0,31 мм.

Рассчитывают объем цементного теста в 1 м³ цементно-песчаной смеси
V_цт= + B = + 0.257 = 0.349 м³.

Определяют промежуток между адсорбированными на поверхности зерен более 0,31 мм пленками цементного теста
N_a= = = 0.00002 м
Определяют удобоукладываемость по формуле:
ОК=-38,5+10,66Х+138250 ˙N_a =
=-38,5+10,66 ˙ 3,67+138250˙ 0,00002=3,4
Для сравнения и объективной оценки положительного эффекта была определена удобоукладываемость цементно-песчаной смеси в соответствии с прототипом на тех же исходных материалах, используемых в данном описании. При этом находят условную водопотребность песка по формуле:
В_п^усл =В_п(0,15 П/Ц+0,7)%, где П/Ц - пескоцементное отношение
П/Ц= = 6.46
В_п^усл=4,75(0,15 ˙ 6,46-0,7)=7,93%
Определяют В/Ц_ист:
В/Ц_ист= В/Ц · где В/Ц - водоцементное отношение, В/Ц= 257/285=0,90
К_нг - коэффициент нормальной густоты, К_нг=0,245
В/Ц_ист=0.9 = 0.29
Тогда удобоукладываемость, выражаемая расплывом конуса на встряхивающем столике, составит:
РК=350
PK=350 · - 180 = 115 мм
Как следует из табл. 1, применение предлагаемого способа позволяет с большей точностью определять удобоукладываемость цементно-песчаной смеси.

Это позволяет своевременно до приготовления и использования цементно-песчаной смеси на строительной площадке скорректировать ее состав, что позволит улучшить качество строительства за счет большей надежности обеспечения требуемых характеристик смеси. В конечном итоге это приведет к уменьшению коэффициента запаса материала при расчете конструкций и экономии цемента.

Использование: технология получения строительных материалов. Определяют нормальную густоту цементного теста, определяют структурную вязкость цементного теста с учетом В/Ц и нормальной густоты цементного теста. Определяют истинную плотность цемента и истинную плотность песка в виброуплотненном состоянии в цементном тесте. Определяют общую поверхность зерен более 0,31 мм и объем цементного теста в 1 м³ цементно-песчаной смеси, затем по формуле рассчитывают промежуток между адсорбированными пленками цементного теста на поверхности зерен более 0,31 мм. Удобоукладываемость цементно-песчаной смеси рассчитывают по формуле. 2 табл.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДОБОУКЛАДЫВАЕМОСТИ ЦЕМЕНТНО-ПЕСЧАНОЙ СМЕСИ, включающий определение нормальной густоты цементного теста и удобоукладываемости в зависимости от соотношения цемента, песка и водоцементного отношения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения удобоукладываемости, определяют структурную вязкость цементного теста и истинную плотность цемента и песка, затем среднюю плотность песка в цементном тесте в виброуплотненном состоянии, общую поверхность зерен песка более 0,31 мм и объем цементного теста в 1 м³ цементно-песчаной смеси, рассчитывают промежуток N_а между адсорбированными пленками цементного теста на поверхности зерен более 0,31 мм по формуле
N_a = ,
где ρ - истинная плотность песка, кг/м³; V_цт - объем цементного теста в 1 м³ цементно-песчаной смеси, м³;
ρ_уп - средняя плотность песка в цементном тесте в виброуплотненном состоянии, кг/м³;
S - общая поверхность зерен песка более 0,31 мм в 1 м³цементно-песчаной смеси, м²;
а удобоукладываемость ОК рассчитывают по формуле
ОК = -38,5 + 10,66 X + 1138250 · N_а,
где X - структурная вязкость цементного теста, определяемая из соотношения
X = В/Ц : K_нг,
где В/Ц - водоцементное отношение;
K_нг - коэффициент нормальной густоты, доли.