Проектирование бетона на легких заполнителях.

Понятие «низкое водоцементное отношение» относится к бетону на легких заполнителях как и к обычному бетону, поэтому при применении легких заполнителей можно следователь принятому порядку подбора состава бетона.

Очень трудно определить, какое количество от общего содержания воды в смеси поглощается заполнителем и сколько действительно заполняет поры в бетоне, т.е. является частью цементного камня. Трудность заключается не только в очень большой величине водопоглощения легких заполнителей (в ряде случаев до 20%), но также и в том, что процесс водопоглощения может продолжаться в течение ряда дней.

Таким образом, номинальное водоцементное отношение зависит от скорости водопоглощения в период перемещения, а не только от содержания влаги в заполнителе. Вследствие этого использование водоцементного отношения в расчетах при проектировании состава бетона затруднительно. Поэтому предпочтительнее установление соотношений между ингредиентами на основе содержания цемента, хотя при использовании окатанного легкого заполнителя с покрытой или уплотненной поверхностью и относительно низким водопоглощением применимы стандартные методы проектирования состава бетона.

Искусственные легкие заполнители обычно совершенно сухие и склонны к расслоению. Если заполнитель насыщен водой до перемешивания, прочность бетона на 5—10% ниже, чем при сухом заполнителе, при том же содержании цемента и удобообрабатываемости. В последнем случае часть воды затворения поглощается до схватывания. Эта вода обеспечивает удобообрабатываемость в период укладки. Более того, объемная масса бетона, приготовленного на насыщенном заполнителе, выше, а долговечность такого бетона, особенно его морозостойкость, уменьшается. С другой стороны, при применении заполнителя с высоким водопоглощением трудно приготовить достаточно удобообрабатываемую и связную смесь, поэтому заполнители с водопоглощением более 10% предварительно увлажняются.
Метод проектирования состава бетона Американского института бетона можно применять для заполнителей с любой влажностью. Этот метод не требует определения водопоглощения или удельного веса легкого заполнителя, так как основой проектирования является пробный замес. Но действительное содержание влаги в заполнителе должно быть известно и оно должно оставаться постоянным для всех смесей.

У многих заполнителей удельный вес частиц меняется с их размрами. Мелкие частицы тяжелее, чем крупные. Поэтому процент мелкого заполнителя по весу должен быть больше, чем в бетоне на обычных заполнителях.

Таким образом, конечный объем пор, содержание цементного теста и удобообрабатываемость смеси определяются объемом, занимаемым каждой фракцией, а не весом. Заполнитель с хорошей гранулометрией и минимальным объемом пор требует умеренного содержания цемента
и позволяет получать бетон со сравнительно малыми усадкой при высыхании и теплопроводностью.

При максимальной крупности заполнителя 1,9 см мелкий заполнитель обычно составляет 40—60% общего объема заполнителя в сухом рыхлом состоянии. Часто удобно начинать с равных объемов мелкого и крупного заполнителя, а затем вносить уточнения. Делается пробный замес с требуемой удобообрабатываемостью при данном содержании цемента. Очень жидкая консистенция (осадка конуса 7,6 см) нежелательна, так как может произойти расслоение: отделение раствора или всплытие на поверхность крупного заполнителя. Зная содержание влаги в заполнителе и объемную массу бетона, можно определить состав смеси. Обычно делают три пробных замеса с разным содержанием цемента, но все с требуемой удобоукладываемостью. Существует связь между содержанием цемента и прочностью при данной консистенции смеси. Общие данные приведены в табл. 9.4, но значения для различных заполнителей изменяются в широком диапазоне.

Пропорции различных пробных замесов можно отнести к первому замесу с удовлетворительной удобоукладываемостью, используя так называемый фактор удельного веса, который выражается отношением веса сухого заполнителя к занимаемому им пространству. Это пространство объем бетона за вычетом абсолютного объема цемента и объема воды, включая и воду, поглощенную во время перемешивания. Для данного заполнителя при данной влажности объем воды, поглощенной при перемешивании, приблизительно постоянен. Поэтому можно заменить реальный удельный вес фактором удельного веса, величина которого, естественно, различна для мелкого и крупного заполнителя.