Влияние зернового состава песка на его водопотребность
При проектировании состава бетона количество воды, необходимое для обеспечения требуемой подвижности смеси, определяется и водопотребностью заполнителей. Водопотребность крупного заполнителя можно оценить по водопоглощению. Для песков такой подход неприменим. Водопотребность песка можно определить методом оценки водопотребности заполнителей непосредственным испытанием их в бетоне. Однако при использовании песков, активно поглощающих воду, необходимо знать не только водопотребность, но и факторы, на нее влияющие, поскольку поглощение песком воды из затворенной бетонной смеси может привести к резкому уменьшению ее первоначальной подвижности. Между тем и гидротехническом строительстве нужно, чтобы бетонная смесь сохраняла требуемую подвижность достаточно продолжительное время. При определении состава бетона на местных заполнителях для проектируемой Курейскон ГЭС оказалось, что бетонные смеси быстро теряют подвижность.
В связи с этим рассматривали влияние зернового состава песка на его водопотребность и изменение подвижности растворной составляющей во времени. Песок на стандартных ситах рассеивали на фракции. На каждой фракции готовили растворы с соотношением Ц:П. равным 1:2 и 1:1. Расход воды по методике [I] подбирали так, чтобы исходная подвижность растворов была одинаковой и равной исходной- подвижности цементного теста, соответствующей его нормальной густоте. Подвижность характеризовалась пластической прочностью, определяемой коническим пластомером. Через 5 мин после растворения она составляла (0,57—0,6)7) 10~2 МПа. Водопотребность фракций песка Bi определяли по формуле:
В таблице приведена водопотребность исследованных по фракциям, зависящая растворов, поскольку начальным условием является одинаковая подвижность раствора и цементного теста. При соотношениях равных 1:1 и 2:2, требуемая подвижность. для фракции крупнее 0,05 мм п нервом случае будет достигнута при расходе поды из-за большей концентрации- цементного теста.
Доля, вносимая каждой из фракций дается зерновым состаном песка. Из рис. I следует, что наибольший вклад (60— 70%) вносят фракции 0,4—0,63 мм. при известных водопотребносгн фракций и зерновом составе песка его водопотребность можно определить по формуле
Этот метод применим и в производственных условиях. при изменении зернового состава песка в пределах одного месторождения водопотрсбность его можно оценить расчетным путем.
При определении водопотребности заполнителей, активно поглощающих воду, рекомендуется сравнивать подвижность раствора и цементного через 30 мин. Если через 30 мин подвижность раствора окажется меньше, чем у цементного теста, к нему добавляют воду для получения равиоподзнжной смеси. Определенная таким способом водопотребность курейского песка (7,6%) существенно ниже, чем аргазинского (11,3%) или березовского (12%). Однако приготовленные на нем бетоны теряли подвижность значительно быстрее, чем имеющие ту же первоначальную подвижность бетоны на других песках.
Рассмотрена кинетика роста пластической прочности растворов на песках разных фракций- На рис. 2 приведены кривые нарастания во времени пластической прочности растворов на песках мелких фракций.
Пластическая прочность растворов на песках фракций 0,315 мм и меньше возрастает медленно п почти не отличается от пластической прочности цементного теста. Пластическая прочность растворов на песках крупных фракции уже через 20 мин после затворения резко возрастает. Особенно это относится к растворам состава 1:2 на курейском песке фракций 2,5—5 и 1,25—2,5 мм. В этом случае прочность раствора через 20 мин превысила прочность цементного теста в 38,8 и 67,4 раза соответственно.
В курейском песке содержится до 40— 45% фракции размером 1,25—5 мм, которые активно поглощают воду, что уменьшает подвижность бетонной смеси на этом песке.
Наблюдающийся для песка крупных фракций эффект пластификации растворов по [3] можно объяснить быстропротекающим гидролизом вяжущего и образованием на поверхности зерен песка разжиженного геля, вследствие чего сглаживаются их острые грани.
Выводы
Водопотребпость песка определяется водопотребностью составляющих его фракций и зерновым составом. Наибольший вклад в водопотребность песка вносят фракции меньше 0,63 мм.
Скорость нарастания пластической прочности растворов определяется содержанием фракций крупнее 0,63 мм. Для песков различных месторождений она значительно отличается.
Водопотребность песка, определяемая из условия получения равнолодвижных смесей, зависит от концентрации цементного теста, т. е. от состава раствора. Знание водопотребности отдельных фракций позволяет при изменении гранулометрического состава песка в пределах одного месторождения расчетным путем оценить изменение его водопотребности.