Определение параметров, учитывающих условия производства работ
При каждом подборе состава нужно обязательно учитывать конкретные условия приготовления смеси или отказаться от стандартных лабораторных условий и воспроизводить производственные. Последний прием наиболее правильный, но требует создания новых лабораторных баз типа полигонов, где можно проводить испытания в производственной обстановке. Такие базы должны быть оснащены оборудованием, механизмами и укомплектованы квалифицированными кадрами. Такая деятельность типична для крупных гидротехнических строительств (например, лабораторная база на строительстве Саратовского гидроузла), исследовательских центров (НИИЖБ Госстроя, ЦНИИС Минтрансстроя и т. д.).
В области разработки новых технологий сборного железобетона исследователи придерживаются этого направления. Так, были начаты подборы составов бетона в ЦНИИС Минтрансстроя для опор контактной сети, шпал, обделок тоннелей метрополитенов и других объектов.
Проанализируем с позиций проектирования бетона возможность наиболее целесообразного подбора состава смеси и бетона в многочисленных строительных лабораториях, использующих только стандартное оборудование, приборы и механизмы, проследим условия приготовления бетона в лаборатории и на производстве по отдельным технологическим переделам, на одних и тех же материалах, считая, что при их выборе полностью учтены условия работы материала в конструкции (сооружении).
При автоматическом дозировании цемента, песка, гравия или щебня не возникает существенных отклонений от заданных масс. Однако условия работы дозировщика на пульте, частые оперативные по ходу заказов на бетон изменения его состава приводят к неизбежным ошибкам, что в конечном счете и сводит на нет точность дозирования. По этой причине могут возникать недопустимые отклонения в однородности бетона конструкций.
Указанное обстоятельство должно учитываться лабораторией при организации и выполнении контроля, например, путем создания контрольного поста на пульте дозирования, введения паспортов на бетонную смесь, устройства двусторонней связи между диспетчером и дозировщиком для взаимной проверки марки (номера) выдаваемого состава смеси и других мероприятий, наиболее рациональным из которых следует считать автоматическое приготовление смесей по заданной на смену программе с введением в нее номеров закрепленных автомобилей-самосвалов или других транспортных средств. Работа дозаторов воды должна находиться под особым контролем лаборатории, а перестройка на другие дозы производиться персоналом лаборатории. Для этой цели желательно осуществлять непрерывный автоматический контроль за влажностью песка, гравия (щебня) в бункерах.
Выбор пластичности бетонной смеси связан с рядом условий, которые во многих случаях заменяются достаточно общими рекомендациями, связанными лишь с типом выполняемой конструкции. Однако кроме типа конструкции необходимо знать ее конфигурацию, геометрические размеры, вид, конструкцию и материал опалубки, вид арматуры и ее расположение в опалубке. При этом следует выбрать тип бетоносмесителя, условия перемешивания, выдачи смеси в транспортное средство, расстояние и условия ее перевозки, в том числе температуру воздуха, возможную скорость доставки, наличие дополнительных перегрузок, условия выгрузки смеси, типы вибраторов. Приведенный перечень сведений позволит рассчитать время от окончания перемешивания до уплотнения смеси с учетом свойств цемента, песка, гравия (щебня), назначить ее пластичность жесткость. Без учета перечисленных факторов пластичность-жесткость будет случайной, а смесь не обеспечит долговечности бетона с минимально возможным расходом цемента.
Зная условия производства работ со всеми указанными подробностями, лаборатория получает необходимые сведения для подбора состава бетонной смеси. Качество бетона при. прочих равных условиях в конечном счете зависит от качества компонентов, среди которых определяющим является цемент.
Сказанное о комплектности требований видно на примере производства бетонных работ, когда из-за желания повысить пластичность смеси увеличивают содержание воды, компенсируя ее увеличение повышенным расходом цемента. При этом считают, что если сохранить соотношение В/Ц, все свойства бетона останутся неизменными. В действительности можно говорить только об условной-неизменной прочности образцов-кубов, испытываемых на сжатие. Остальные же свойства бетона изменятся, в чем не трудно убедиться, анализируя результаты испытаний, опубликованные в различных работах. Причиной сказанного, в первую очередь, является1 особенность формирования структуры цементного камня при различных численных соотношениях воды и цемента и контактных слоев последнего с поверхностью заполнителей и арматуры.
Водоцементное отношение бетона — условная величина, не отражающая особенностей связывания воды цементом и формирование структуры цементного камня. Известно, что в процессе твердения цемента участвует не вся вода затворения. Поэтому независимо от пропорционального увеличения воды и цемента в бетоне количество свободной воды систематически растет, что вызывает снижение его важных технических свойств при практически малом изменении показателя прочности стандартных образцов бетона на сжатие. Широко известно, что свободная вода, отделившаяся от цементного теста, образует под каменным материалом и под арматурой микрополости, являющиеся источниками -образования последующих дефектов бетона в конструкциях (сооружениях), снижая их однородность и сцепление арматуры с бетоном.