Способ определения оптимального гранулометрического состава заполнителя для бетона, асфальтобетона, и полимербетона Советский патент 1980 года по МПК G01N33/38 

(5,4) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ЗАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ БЕТОНА,АСФАЛЬТОБЕТОНА Изобретение относится к техноло(ии получения бетонов, а именно к способам определения рационального гранулометрического (зернового; состава заполнителя для цементобетона, асфальто- и полимербетона и может быть использовано в производстве .строительных материалов. Известен способ определения рационального гранулометрического сое тава заполнителя для бетона, .заключающийся в измерении поверхности и пустотности заполнителей 1. Расчет эффективного состава заполнителей по этим показателям чрез вычайно затруднен и невозможно.подобрать высокоплотный состав из мес ного сырья. Кроме того, с одной сто роны, местное сырье и продукты его дробления, и измельчения не всегда укладываются в области оптимальных зерновых составов, рекомендованных производству бетона, с другой сторо ны, составы подобранные этими спосо бами, не дают максимально возможной плотности .упаковки зерен заполнителей (или наименьшей межзерновой пус тотности) .

И ПОЛ-ИМЕРБЕТОНА Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ определения оптимального гранулометрическогс состава заполнителя для бетона, асфальтобетона и полимербетона, включо ющий составление рмеси заполнителей из отдельных фракций по непрерывной гранулометрии 12 . Способ характеризуется сложностьк вычисления состава смеси. Кроме того, не учитывает коэффициент раздви ки зерен, определяющий в основном плотность и прочность бетона. Целью изобретения является увеличение, плотности и прочности при одновременном уменьшении расхода вяжущего. Цель достигается тем что в способе определения оптимального гранулометрического состава, заполнителя для бетона, асфальтобетона и полимербетона, включающем составление смеси заполнителей из отдельных фракций по непрерывной гранулометрии, измеряют межзерновую пустотуость и Коэффициент предельной упаковки наиболее крупной фракции заполнителя.

.а количество каждой последующей ции вычисляют по формуле

.M

iti

где )1- - межзерновая пустотность виброуплотненного состава до введения в него очередной более мелкой фракции,

- количество каждой фракции, введенной в состав смеси, в объемных частях,

С-I-(, коэффициент, учитывающий раздвижку зерен при максимальной их упаковке в смеси.

Кроме того, распределение по среднему размеру зерен каждой фракции в смеси при высокоплотной их упаковке вычисляют по формуле:

(2)

где - средний размер зерен; )( - коэффициент предельной упаковки;

€-( - межзерновая пустотность наиболее крупной фракции заполнителя; VI - номер последующей более мелкой фракции заполнителя

mif-fl2- степень системы распределения зерен по среднему размеру фракций в смеси, определяющая прерывность ее гранулометрического состава

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

. Выбирают наиболее крупную фракцию зернистого .материала из имеющегося сырья и определяют коэффициент предельной упаковки зерен и межзерновую пустйтность ее при виброуплотнении. Распределение средних размеров зерен каждой необходимой фракции при высокоплотной их упаковке в смеси рассчитывают по формуле (2).Величину m подбирают так, чтобы получаемое при этом распределение зерен по среднему размеру можно было бы легко выбрать из местного сырья или же из продуктов его дробления и измельчения. После этого количество каждой подобранной фракции определяют по формуле l. При этом удельную поверхность смеси заполнителей можно изменять в широких пределах соответствующим изменением величины m или числом

;Мелких промежуточных фракций,то есть

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

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

87 CMvr. Причем прочность первых партий образцов бетона, асфальто- и полимербетона оказалась на этих смесях выше ма 16-30%, чем обычно используемые составы, и выше прочности бетона, состав которого приводится в известном решении. Так при расходе цемента в составах/ полученных по предлагаемому способу, марки М 400-260: 210 кг/м (вместо 285 кг/м) .

5 и воды 160-190 кг/м плотность образцов бетона по предварительным испытаниям составила 2,46-2,54 г/см (вместо 2,4 г/см),а прочность 234262 кгс/см (вместо 200 кгс/см). Преж.

Q де всего., предлагаемым способом был рассчитан состав заполнителей и бетона применительно к сырью Новочеркасскрго кем f 4 и был получен положительный эффект. . Прочность бетона

только после суточной пропарки оказалась на 9-22% выше, а расход цемента на 17,7% ниже по сравнению с промышленным бетоном,.предназначенным для фундаментных балок и труб. При допустимо одинаковой прочности

40 промьшшенного бетона и бетона на многофракционном заполнителе, экономия цемента по Новочеркасскому кем .№ 4 при потребности его в цементе 54 тыс.тонн в год составит более 4 тыс. тонн в год, что составляет более 80 тыс. рублей в год.

Кроме того, лабораторией треста Новороссийскморстрой были изготовлены и испытаны образцы цементных растворов на нефракционнированном

песке местного карьера и фракционированном песке того же карьера, гранулометрический состав которого был рассчитан с помощью предлагаемого 5 способа. Прочность образцов на фракционированном песке оказалась на 59,5% выше прочности образцов раствора на местном нефракционированном песке.

Предлагаемый способ составления высокоплотных составов зернистых материалов может быть также использован для получения жестких смесей, 5 используемых для возведения(грунтовыху насыпей железных и автомобильных дорог, плотин, дамб, для засыпки высоковольтных кабелей подземной и подводной электропередачиПримеры расчета и подбора высокоплотньис составов заполни,теля

обеспечение высокой теплопроводности а также для приготовления тяжелых гидротехнических бетонов, для бетонов под основания ифундаменты.

Т .а б л и ц а

Продолжение таблицы