Пример полного анализа заполнителей бетона

Используя программу T-sim, вы можете провести профессиональное исследование плотности упаковки заполнителей не хуже научных лабораторий, вы получаете:

  • анализ пустотности смеси для различных соотношений песка и щебня
  • условия достижения максимальной плотности упаковки - при каком соотношении песка и щебня это достигается
  • анализ расхода цемента на данных заполнителей и определение условий, когда расход цемента будет минимальным
  • список рецептур на данных заполнителях - таблицы расхода материалов при различных В/Ц и содержании воды
  • анализ влияния примесей, химических добавок и погрешностей дозаторов на свойства бетона/бетонной смеси на указанных заполнителях
  • и другое

Почему анализ пустотности смеси заполнителей так важен?

Давайте рассмотрим простой пример, который мы получили из практики от одного технолога, обратившегося к нам с вопросом о пустотности. Он отправил нам свои исходные данные: три сорта песка - крупный (песок №1), средний (песок №2) и мелкий (песок №3), и мы сделали для него анализ пустотности и расхода цемента для того, чтобы понять насколько сильно они будут отличаться на этих песках. Класс удобоукладываемости бетонной смеси взяли - П2-П3, В/Ц = 0.4, гранулометрический состав щебня не менялся.

Ситовый анализ (остатки в граммах на ситах) навески песка 1000 гр
M(a2.5), грM(a1.25), грM(a0.63), грM(a0.315), грM(a0.16), гр
Песок №1142108221395118
Песок №24060251539105
Песок №35524204706

Обратите внимание, как сильно смещены остатки на песке №3 в сторону частиц меньших размеров. Бетон на таком беске делать можно, хотя ГОСТ и не рекомендует, но достичь желаемых прочности и осадки конуса можно и на песке №3. Посмотрим, какую цену мы за это заплатим.

На рисунке ниже приведен анализ пустотности смесей на песках №1, №2 и №3 на одном и том же щебне (5-20).

Анализ пустотности

Обратите внимание, что для одного и тоже соотношения песка и щебня r = 0.41, разница в объеме пустот составляет больше 20 л! Этот дополнительный объем пустот образовался только за счет изменения гранулометрического состава. Также следует отметить, что минимальный объем пустот смеси для разных песков смещается - для песка №1 минимальный объем был для r=0.41, а для песка №3 - уже для r= 0.33.

На рисунке ниже приведен анализ расхода цемента на песках №1, №2 и №3 на одном и том же щебне (5-20) - при различных соотношения песка и щебня.

Анализ расхода цемента

Анализ расхода цемента показывает еще более важные и интересные особенности. Разница в расходе для песка №1 и №3 составляет порядка 60 кг при одном и том же соотношении песка и щебня r= 0.41. Если мы найдем минимальный расход цемента для песка №3, то соотношение r окажется смещенным до r = 0.33, и тогда расход цемента будет отличаться (в большую сторону) на 40 кг от минимального расхода для песка №1. Для объяснения такой большой разницы одной пустотности недостаточно, необходим также рассматривать и удельную площадь поверхности запонителей, а для песка №3 она будет во много раз больше, чем для песка №1. Отсюда и такая разница.

Как видите, информация о пустотности смеси и анализ расхода цемента для различных соотношений песка и щебня имеет очень полезный потенциал.

Анализ пустотности смеси заполнителей можно сделать ТОЛЬКО на основе гранулометрического состава

Существует устоявшееся мнение, что песка нужно добавлять столько, сколько пустот в щебне. Однако максимальную плотность упаковки вы таким способом не достигните никогда! Максимальная плотность упаковки зависит не только от объема пустот заполнителя. Пустотность заполнителя зависит от того, какие фракции в нем присутствуют, при этом различные фракции нелинейным образом вносят вклад в пустотность. Существуют такие эффекты, как раздвижка крупных зерен частицами мелкой фракции, эффекты вклинивания мелких частиц между крупных, пристеновой эффект - влияние частиц крупной фракции на мелкую. Все эти эффекты образуют сложную картину взаимодействия всех фракций заполнителей друг с другом.

Кроме того, плотность упаковки зависит от процесса упаковки: насыпная смесь, виброуплотненная, вибропрессованная будут иметь различную пустотность. Поэтому наиболее плотная упаковка смеси мелкого и крупного заполнителей определяется гранулометрическим составом и процессом уплотнения смеси. Если делать расчет только по "классической" пустотности, вы не получите максимальную плотность упаковки, разве только что в случае смешивания предельно мелких песков с крупным щебнем (фракции 40 и выше) - когда размеры фракций настолько отличаются, что их взаимодействием можно пренебречь.

Заполните небольшую форму, скачайте демонстрационную версию программы или позвоните нам, чтобы получить ответы на ваши вопросы.