ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ДЕТАЛИ МАШИН

БЕТОННЫЕ РАБОТЫ

Подбор состава бетона. Состав бетона определяют исходя из заданной прочности бетона при сжатии и характеристики бетон­ной смеси по подвижности и удобоукладываемости (жесткости).

Перед тем как производить расчет состава бетона, необходимо выбрать исходные материалы и испытать их. Цемент выбирают в зависимости от его активности (марки) и интенсивности роста прочности. Для бетона из жестких смесей оптимальное соотно­шение между активностью цемента и требуемой маркой бетона должно находиться в пределах от 1,0 до 2,0. Заполнители выби­рают по показателям, предусмотренным в ГОСТах, а также по наибольшей допустимой крупности. Состав бетона рекомендуется рассчитывать по абсолютным объемам, пользуясь методом проф. Б. Г. Скрамтаева. Количество воды определяют по табли­цам «Указаний по применению жестких бетонных смесей в произ­водстве сборных железобетонных деталей (У—10—56)» и «Реко­мендаций по технологии изготовления сборных железобетонных конструкций из жестких бетонных смесей». При расчете и под­боре состава бетона в следующем порядке определяют: оптималь­ное содержание воды в бетонной смеси из данных материалов, обеспечивающее заданные показатели подвижности или жестко­сти; рациональный зерновой состав заполнителей, определяемый соотношением между отдельными фракциями или между круп­ным и мелким заполнителями; необходимый расход цемента на 1 мл бетона, обеспечивающий заданную прочность бетона; расход заполнителей на 1 м3 бетона определенной плотности.

Пример. Расчет состава бетона из жестких бетоииых смесей для изготовле­ния железобетонной станины тяжелого токарного стайка.

Необходимо получить бетон марки 600 в возрасте 28 дией. Характеристика материалов: активность портлаидцемеита Амвросиевского цементного комбината R4 = 566 кГ/см2, удельный вес цемента 3,0; щебень сиенитовый Кальчикского карьера, имеющий dHK = 25 мм, с кажущимся удельным весом 2,8 и объемным весом в станадартно-рыхлом состоянии 1511 кГ/м3; пустотиость щебня 46%; песок мытый Игиатопольского карьера с Мкр = 2,57, с удельным весом 2,6 и объемным весом 1,569 г/см3. 146

Сначала определяется водоцемеитиое отношение по формуле

04^ 04^-

Д- ' ** - 600 — о go Ц ипНч, , о 2 566

1+ ■ "яГ + ' "600

Где Rc — марка бетона.

Количество воды определяется по данным «Указаний по применению жестких бетонных смесей в производстве сборных железобетонных деталей». Воды при­нимаем 145 л на 1 м3 бетона.

В

Исходя из водоцементного отношения —ц = 0,32 и расхода воды, по формуле определяем расход цемента в кГ на 1 м9 бетона:

„ В 145 ,.„ _

Ц = ТГ = оЖ кГ- ц

Дальнейший расчет состава бетона ведется по абсолютным объемам соста­вляющих материалов, исходя из того, что бетонная смесь будет уложена плотно. Абсолютный объем цементного теста равен

Лч = — + В = + 145 = 296 л. у ц б

Далее определяется абсолютный объем мелкого и крупного заполнителя А3 — 1000 — 296 = 704 л.

Расход щебня и песка по абсолютному объему иа 1 м3 бетона определяется после проверки четырех пробных лабораторных составов из расчета содержания в смесях 0,85; 0,90; 0,95; 1,07 м3 щебня в стандартно-рыхлом состоянии на 1 м3 бетона, с отнесением иа долю песка разности абсолютных объемов.

Afl ~ A3 Ащ.

Расход песка в кГ иа 1 м3 бетона определяется по формуле

.

Где Щ = ЩоУщо — весовое количество щебия иа 1 м3 бетона;

Щв — объем щебня в л® в стандартио-рыхлом состоянии иа 1 мъ бетона; У що ~~ объемный вес щебия в стаидартио-рыхлом состоянии; Ущ> Уп — кажущиеся удельные веса щебия н песка в стаидартио-рыхлом со­стоянии.

Расчетный объемный вес жесткой бетоииой смеси ур определяется по формуле Ур= Ц+ в+ Щ+ Вщ+ П кГ/м3,

Г, е Вщ — количество воды (лім3), поглощаемой крупным заполнителем в течение 30 мин, которое равно Вщ = где (в данном случае 0,50) —

Водопоглощеиие крупным заполнителем за 30 мин в %. Окончательный расход воды иа 1 л3 бето и а определяется как сумма расхода воды (В) и воды, поглощаемой щебием в течение 30 мин (Вщ).

При заданном расходе щебия на 1 мъ бетона четырех пробных замесов опре­деляем расход песка и щебия. 10* 147

Первый состав

Я = ^ 1 ООО — 151 - 145— ^f11) 2,6 = 637,4 кГ.

Щ = 0,85-1511 = 1284 кГ. Количество воды (л/м3), поглощаемой крупным заполнителем. в течение 30 мин, _ 0,50-1284

Вщ = '—Шо— = ,4 л/ ■

Расчетный объемный вес жесткой бетонной смеси

Ур = 453 + 145 + 1284 6,4 + 637,4 = 2525,8 кГ/м3. Второй состав

П = ^ 1 ООО — 151 — 145— 8151>) 2,6 = 567 кГ.

Щ = 0,90-1511 = 1360 кГ.

_ 0,50-1360 CQ, , Вщ = 100— = 6,8 л/м3;

Ур = 453 145 + 1360 + 6,8 - f 567 = 2531,8 кГ/м3. Третий состав

Я= ^ЮОО— 151 — 145— °'92 g511) 2'6 = 498 кГ>

Щ = 0,95-1511 = 1435 кГ; _ 0,5-1435 „„ . , ВЩ = юо =7'2 л, м <

Ур = 453 + 145 + 1435 + 7,2 + 498 = 2538 кГ/м3. Четвертый состав

/7 = ^1000 — 151 — 145------------- ^ 2,6 = 428 кГ;

Щ = 1,0-1511 = 1511 кГ; 0,5-1511 1000

Ур = 453 + 145 + 1511 + 7,5 + 428 = 2544 кГ/м3.

Если влажность крупного заполнителя превышает его водопоглощение за 30 мин, ТО ИЗ общего количество ВОДЫ (В + Вщ) следует вычесть воду, находя­щуюся в заполнителе.

Установленный расчетный объемный вес является исходной величиной при контроле достаточности уплотнения запроектированной жесткой бетонной смеси.

После расчета состава бетона делают четыре пробных замеса и определяют показатель удобоукладываемости. В случае если полученный показатель удобоукладываемости значительно пре­вышает заданный, составы корректируют, увеличивая количество цементного теста. Одновременно изготавливают образцы 20х20х X20 см и испытывают на прочность в трехдневном возрасте, если 148

Они твердели в нормальных условиях, и через день после изго­товления, если они подвергались теплообработке. Имея резуль­таты испытания на сжатие, можно выбирать любой из пробных составов.

Ниже приводится рекомендуемый расход материалов на 1 м3 бетона марки 600 для изготовления железобетонных деталей ма­шин исходя из характеристик, приведенных в примере: порт­ландцемент марки 600 — 453 кГ; вода — 145 л\ песок 567 кГ\ щебень — 1360 кГ.

Приготовление бетонной смеси. Бетонная смесь должна сохра­нять однородность, достигнутую при перемешивании компонен­тов, обладать удобоукладываемостью, соответствующей приня­тым методам формования и интенсивности уплотнения смеси.

Бетонные смеси по своим технологическим признакам разде­ляются на пластичные и жесткие.

В табл. 14 приведены показатели подвижности и жесткости различных бетонных смесей.

Для изготовления железобетонных деталей машин рекомен­дуется применять жесткие бетонные смеси с показателем удобо - укладываемости 40—50 сек. Водоцементное отношение должно быть в пределах 0,31—0,42. Величина отношения веса песка к весу щебня должна находиться в пределах 0,30—0,55.

Жесткие бетонные смеси способствуют повышению прочности бетона, более экономичному расходованию цемента и ускорению оборачиваемости форм, формовочных стендов и камер твердения. Для приготовления бетонной смеси высокого качества с задан­ными показателями свойств и экономного расходования материа­лов необходимо обеспечить правильное и точное дозирование со­ставляющих материалов на замес в соответствии с подобранным составом бетона. По существующим нормам допускаемое откло­нение в дозировании должно быть не более ± 1 % по весу для це­мента и воды и не более ±2% для заполнителей. Такая высокая точность может быть обеспечена только при весовом дозировании.

Жесткие бетонные смеси следует готовить в бетономешалках с принудительным перемешиванием компонентов.

Техническая характеристика бетономешалок С-355 принудительного действия с противоточным перемешиванием компонентов

TOC \o "1-3" \h \z Полезная емкость чаши в л..................................................................... 500

Средняя производительность за смену в м3................................................ 60

Число оборотов чаши в минуту............................................................... 6.7

Число оборотов лопастей в минуту........................................................ 31,4

Мощность двигателя в кет..................................................................... 14,0

Вес бетономешалки в т............................................................................ 4,1

Только в исключительных случаях для приготовления жест­ких смесей можно применять бетономешалки со свободным па­дением материалов. Продолжительность перемешивания в таких

Бетономешалках должна быть в 1,5—2 раза больше, чем с прину­дительным перемешиванием (табл. 15).

Чтобы не допускалось ее расслоение, не было нарушено располо­жение арматуры в бетоне и соблюдена предусмотренная черте­жами толщина защитного слоя.

Бетонирование железобетонных деталей должно быть непре­рывным и минимальным по времени. Укладываемую бетонную смесь уплотняют при помощи вибраторов (табл. 16). Жесткие бе­тонные смеси рекомендуется уплотнять глубинными вибрато­рами И-116. Продолжительность вибрирования в каждом месте установки вибратора составляет 30—60 сек. Признаком достаточ­ности вибрирования служит прекращение осадки бетона. Шаг перестановки вибраторов должен быть в пределах от 1 до 1,5 ра­диуса их действия. Бетонную смесь укладывают слоями толщи­ной 1,25 длины рабочей части внутреннего вибратора.

Чтобы бетон, уложенный в конструкцию, достиг марочной прочности в естественных условиях, необходимо забетонирован­ную конструкцию выдержать при температуре 288—298° К (+15^-25° С) и во влажной среде в течение 28 суток.

Процесс твердения бетона до проектной прочности по длитель­ности занимает значительную часть времени в общем цикле из­готовления железобетонных деталей машин. Ускорение этого

Процесса является одним из основных условий заводского произ­водства деталей, что позволяет значительно уменьшить общий цикл изготовления деталей, сократить сроки распалубки и го­товности, повысить оборачиваемость форм и лучше исполь­зовать производственные площади. Достигается это за счет термовлажностной обработки; применения быстротвердеющих цементов; использования обычных портландцементов высоких марок с дополнительным их помолом; применения жестких бетонных смесей при соответствующем повышении интенсив­ности уплотнения: введением в смесь добавок ускорителей твердения.

Применение жестких смесей, приготовленных на быстротвер - деющем цементе, дает в 3-суточный срок 50—90% марочной прочности бетона.

Основным средством ускорения твердения бетона при изго­товлении деталей на заводе является термовлажностная обработка в пропарочных камерах, где одновременно с температурой, при­ближающейся к 373° К (100° С), поддерживается и повышенная относительная влажность воздуха.

Железобетонные детали машин рекомендуется пропаривать при температуре 343° К (70° С) по режиму 3—12—2, т. е. подъем температуры в течение 3 ч, изотермический прогрев при темпе­ратуре 343° К (70° С) — 12 ч и остывание 2 ч.

Для особо ответственных деталей, изготовленных на порт­ландцементе, рекомендуется следующий режим термовлажност­ной обработки:

Подъем температуры до 313—323° К (40—50° С) в течение 2—3 ч с дальнейшим выдерживанием детали при этой темпера­туре в течение 3 суток;

Остывание в течение 1—2 ч.

После пропаривания прочность бетона достигает 70% от марочной.

Отформованные железобетонные детали после снятия формы могут иметь дефекты (раковины, неровности, наплывы, шерохо­ватая поверхность детали, оголение арматуры и т. д.), которые исправляют при подготовке детали к окраске. При исправлении дефектов бетонирования в виде раковин открытого и закрытого типов необходимо отбить весь слабый, рыхлый бетон и полностью обнажить поверхность здорового бетона. Поверхность раковин необходимо зачистить металлической щеткой и тщательно про­мыть струей воды, после чего установить местную опалубку. Ра­ковины заполняют бетонной смесью, приготовленной на мелком щебне (крупность до 20 мм) с тщательным уплотнением вибрато­рами или вручную. Не рекомендуется заделывать раковины це­ментным раствором или тестом, так как вследствие усадки появ­ляются трещины. 152

Шероховатую поверхность бетона необходимо зачистить ме­таллической щеткой, промыть и затереть раствором. Наплывы удаляют сразу же после распалубки.

Во избежание появления трещин в недостаточно [окрепшем бетоне удалять наплывы нужно не ранее 5:—7 дней при естест­венном твердении и сразу же после распалубки при термовлаж - ностной обработке.