Приложение 7 (рекомендуемое). Методика подбора состава сухой смеси, определения режима нанесения, расхода материалов для получения 1 м3 набрызгбетона

Приложение 7
Рекомендуемое

Методика
подбора состава сухой смеси, определения режима нанесения, расхода материалов для получения 1  набрызгбетона

1. Определение характеристик материалов:

цемента - активность цемента и нормальная густота цементного теста (н.г.ц.т) (в соответствии с ГОСТ 310.4-81 и ГОСТ 310.3-76);

песка - плотность ; насыпная плотность ; модуль крупности ГОСТ 8735-75) и содержание пыли, глины и ила;

ГАРАНТ:

Взамен ГОСТ 8735-75 постановлением Госстроя СССР от 5 октября 1988 г. N 203 с 1 июля 1989 г. введен в действие ГОСТ 8735-88

щебня - плотность ; насыпная плотность ; содержание пыли, глины и ила, т.е. фракции, проходящей через сито N 014; гранулометрический состав щебня должен отвечать составу, представленному в п. 3.13 настоящих Норм.

Максимальную крупность заполнителя следует назначать в соответствии с требованием п. 3.13.

2. Определение производственного коэффициента К в зависимости от производственных условий (табл. 1).

Таблица 1

N пп	Уровень производства	Коэффициент вариации V_п, %	Производственный коэффициент К.
1	Высокий	12 - 8	0,96 - 1
2	Средний	13	0,95
3	Низкий	17-14	0,90 - 0,94

3. Уточнение производительности набрызгбетом-машины# , ; длина материального шланга , м; диаметр шланга мм.

4. Определение требований к набрызгбетону; класс по прочности на сжатие В, марка по морозостойкости F, марка по водонепроницаемости W.

5. Предварительное определение водоцементного отношения по формуле

, (1)

где А - коэффициент, учитывающий качество заполнителей (табл. 2);

(2)

Здесь - марочная требуемая прочность; К - производственный коэффициент (см. табл. 1); - расчетная прочность набрызгбетона.

Таблица 2

Суммарное содержание пыли и ила, % (в навеске щебня 2 кг, песка 2 кг)	Значение коэффициента А для бетона на
	щебне	гравии горном	гравии речном и морском
0	0,64	0,60	0,57
0,75	0,61	0,56	0,54
1,5	0,58	0,53	0,51
2,25	0,55	0,5	0,48
3	0,52	0,47	0,45

Таблица 3

Марка по водонепроницаемости	Марка по морозостойкости	Предельное максимальное В/Ц
W2	-	0,7
W4	F100	0,6
W6	F200	0,55
	F300	0,5
W8	F400	0,45
W12	F500	0,4

6. Уточнение водоцементного отношения, исходя из условий службы бетона марки по морозостойкости и водонепроницаемости (табл. 3).

7. Определение расхода воды зависимости от крупности заполнителя и жесткости набрызгбетонной смеси по рис. 1.

8. Уточнение расхода воды в зависимости от вида применяемых материалов (табл. 4).

(3)

Таблица 4

Материал	Изменение расхода воды Дельта В_нб, л/м3		Дополнительные указания
	увеличение	уменьшение
Щебень из метаморфических осадочных пород	4 - 13	-	4 л/м3 при прочности камня 80 МПа, 13 л/м3- при прочности 40 МПа (для нужной прочности поправки определяются по интерполяции)
Гравий:			Меньшие значения - при средней окатанности зерен, большие - при хорошо скатанной поверхности зерен
горный	-	5 - 10
морской и речной	-	9 - 15
Щебень из пород камня с гладкой поверхностью излома (диабаз, базальт, кварцитовый песчаник и др.)	-	3	-
Промытый щебень	-	6	-
Щебень при увеличении содержания в щебне ила, пыли (сверх 1%) и частиц меньше 5 мм (сверх 5%) на каждый процент сверх нормы	1-2	-	1 л - при содержании частиц меньше 5 мм; 2 л - при содержании только ила и пыли
Песок с гладкой, хорошо скатанной поверхностью типа Вольского	-	4	-
Песок с модулем крупности, отличным от 3:			Изменения расхода воды, равные 3, 4 и 5 л/м3, соответствуют содержанию пыли, ила и глины 1, 3 и 5%
в меньшую сторону	3;4;5	-
в большую сторону	-	3;4;5
Промытый песок при увеличении содержания в песке ила, пыли (но не глины) на каждый процент сверх 3%	2	-	-
Цемент с нормальной густотой цементного теста НГЦТ, отличной от 28%:
в большую сторону	4	-	-
в меньшую сторону	-	4	-
Бетонная смесь при температуре, "С:
5	-	5	-
10	-	4	-
15	-	2	-
20	-	-	Эталон
25	3	-	-
30	7	-	-
35	11	-	-

9. Определение расхода цемента на набрызгбетона:

. (4)

10. Определение расхода цемента на сухой смеси по формуле:

, (5)

где - коэффициент уплотнения при набрызгбетонировании.

11. Определение соотношения между песком и щебнем (доля песка в смеси заполнителей r) в зависимости от марки цемента, модуля крупности песка и необходимой прочности набрызгбетона (с учетом коэффициента производственных условий К) по рис. 2.

12. Определение расхода песка на сухой смеси по формуле

, (6)

где - насыпная плотность смеси, равная 1440 - 1520 (для смеси на гранитном щебне и кварцевом песке) в зависимости от (1440 для = 0,7; 1520 - для = 0,3; остальные значения определяются интерполяцией).

13. Определение расхода щебня в сухой смеси но# формуле:

, (7)

14. Определение оптимального режима нанесения набрызгбетона (давление в набрызгбетон-машине и расстояние от сопла до бетонируемой поверхности) по п. 3.55.

Расход воздуха для разных типов набрызгбетон-машин при влажности смеси до 10% определяют по рис. 3 и табл. 5.

15. Назначение расхода поды при подаче насосом в зависимости от водоцементного отношения В/Ц, расхода цемента , производительности набрызгбетон-машины.

Определение производительности набрызгбетон-машины по цементу , кг/мин:

(8)

Расход воды , л/мин,

(9)

Таблица 5

Производительность, м3ч	Диаметр материального шланга, мм	Плотность. кг/дм3	Номер кривой на рис. 3	Двигатель
2	32	0,6	1	Э
2	32	1,6	2	Э
2	38	1,6	3	Э
4	50	1,6	4	Э
5	38	1,6	5	Э
8	38	0,6	6	П
4	50	1,6	7	П
8	50	1,6	8	П
5	50	1,6	9	П
8	90	1,6	10	Э
8	90	1,6	11	П
12	110	1,6	12	Э

Э - электродвигатель; П - пневмодвигатель.

16. Определение количества материалов для получения 1 м3 набрызгбетона по коэффициенту выхода для оценочного расчета стоимости набрызгбетона:

, (10)

где = 1.2; - коэффициент отскока материала (табл. 6).

Таблица 6

Материал	К_о при доле песка r в заполнителе
	0,3	0,5	0,7
Цемент	0,04	0,07	0,08
Песок	0,2	0,4	0,5
Щебень	0,8	0,5	0,4

Количество материалов в килограммах для получения набрызг-бетона равно:

(11)

(12)

(13)

17. Состав нанесенного набрызгбетона отличается от состава исходной смеси, так как смесь в процессе набрызга уплотняется и частично теряется из за отскока материала.

Для определения ориентировочного состава набрызгбетона по рис. 2 находят - долю песка в заполнителях набрызгбетона. Для этого от заданного значения проводят прямую до r и от точки пересечения опускают перпендикуляр на ординату .

Значение точки на оси соответствует значению доли песка в заполнителях в уложенном набрызгбетоне.

С учетом полученного значения определяют количество составляющих, , в набрызгбетоне:

цемента....................................; (14)

воды..........................................; (15)

песка..........................................; (16)

щебня.......................................... (17)

определяют опытным путем: делают выломку куска из свежеуложенного набрызгбетона, кусок укладывают в полиэтиленовый пакет, который завязывают и взвешивают, определяют . Затем опускают в сосуд, до верха наполненный водой, и определяют объем вытесненной воды .

Тогда .

18. Определение сроков схватывания цементного раствора с добавкой для нахождения оптимального количества добавки выполняют на приборе Вика.

Навеска цемента принимается равной 100 г. Цемент тщательно перемешивается с порошкообразной добавкой, количество которой принимается в начале опыта минимальным. В раствор заливается вода в количестве, соответствующем нормальной густоте данного цемента.

Примечания: 1. Нормальная густота цементного теста определяется по стандартной методике.

2. Жидкая добавка - ускорителя схватывания - вводится в смесь вместе с водой.

Минимальное количество добавки в начале опыта принимается равным 2%-й массы цемента. После затворения смесь быстро перемешивается и укладывается в кольца прибора Вика.

Игла доводится до соприкосновения с поверхностью теста, после чего стержень иглы массой 100 г освобождается и игла свободно погружается. За начало схватывания принимается время от начала затворения до того момента, когда игла не доходит до дна на 1 мм. За конец схватывания принимается время, прошедшее от начала затворения до момента, когда игла проникает в раствор не более 1 мм.

Оптимальное количество добавки должно соответствовать времени окончания схватывания не более 3 мин.

После определения оптимального количества добавки производится проверка прочности цементно-песчаного раствора. Прочность определяется на образцах-кубиках размерами 3x3x3 см, приготовленных из цементно-песчаного раствора состава 1 : 3 (цемент: песок по массе). Ввиду того что цементно-песчаный раствор с добавкой быстро схватывается, образцы должны приготовляться из небольших порций смеси. Навески (цемента 50 г, песок 160 г) и добавка перемешиваются в металлической или фарфоровой чаше. Затем в смесь вводится вода в количестве 20-25 что соответствует водоцементному отношению 0,4-0,5.

После перемешивания раствор быстро (до начала схватывания) укладывается в формы на один час, после чего образцы распалубливаются.

Количество образцов назначается из расчета на проведение 5 серий испытаний в возрасте 3 ч, 1, 3, 7 и 28 суток. Одновременно изготавливаются и испытываются контрольные образцы из цементно-песчаного раствора аналогичного состава без добавки.

Прочность образцов с добавкой в возрасте 1, 3, 7 и 28 суток не должна быть ниже прочности контрольных образцов того же состава

Пример. Расчет состава сухой смеси, определение режима нанесения и ориентировочного состава набрызгбетона

Исходные данные. 1. Характеристики материалов: цемента - портландцемент марки 400, ПГЦТ = 28%; песка кварцевого - = 2,65; = 1,56; = 3,27; содержание пыли 3%, глины и ила 2%; содержание органических примесей - в пределах нормы; щебня =2,66 = 1,38; НКЩ =15 мм. Гранулометрические составы песка и щебня представлены в табл. 7 и 8.

Таблица 7

Наименование остатков на ситах, % от массы	Гранулометрический состав песка, мм, для сит размерами, мм
	2,5	1,25	0,63	0,315	0,14	Поддон
Частные	25	26	19	16	9	5
Полные	25	51	70	86	95	100

Таблица 8

Наименование остатков на ситах, % от массы	Гранулометрический состав щебня, мм для сит размерами, мм
	15	10	5	Поддон
Частные	5	57	37	1
Полные	5	62	99	100

2. Производственные условия: дозировка материалов - по массе; общая культура производства - низкая; коэффициент вариации ; производственный коэффициент К=0,91.

3. Применяемое оборудование: набрызгбетон-машина СБ-67 производительностью ; длина материального шланга 40 м; диаметр шланга 50 мм; камера смешения отнесена от сопла на 4 м; вода подается водяным насосом.

Задание. Подобрать состав набрызгбетона со следующими свойствами: В 22,5 (средняя прочность при коэффициенте вариации , МПа); F 300; W6 (для вторичной обделки), расчетная толщина = 15 см.

Решение. 1. Определяем водоцементное отношение по формуле (9), а значение А - по табл. 2.

2. Уточняем водоцементное отношение.

Из условий службы бетона по водонепроницаемости В/Ц < 0,55. В зависимости от марки бетона по морозостойкости для F 300 В/Ц < 0,5. Принято наименьшее значение В/Ц = 0,475.

3. Определяем расход воды в зависимости от крупности заполнителя и жесткости набрызгбетонной смеси по рис. 1.

Исходя из того, что оптимальная жесткость набрызгбетонной смеси равна 20 с, крупность щебня 5 - 15 мм, расход воды равен .

Уточняем расход воды в зависимости от вида применяемых материалов по табл. 4.

.

Принят расход поды# .

4. Определяем расход цемента на набрызгбетона.

.

Тогда количество на сухой смеси определяем по формуле (5).

.

5. Определяем соотношение между песком и щебнем (долю песка в смеси заполнителей ) в зависимости от марки цемента, модуля крупности песка и необходимой прочности набрызгбетона, а также с учетом коэффициента производственных условий К по рис. 2.

.

6. Расход песка определяем из условия

7. Количество щебня в смеси будет

Исходный состав на сухой смеси, :

.

8. Выбор оптимального режима нанесения набрызгбетона: для материального шланга длиной 40 м и диаметром 50 мм давление в набрызгбетон-машине определяется согласно п. 3.55:

.

Расстояние от сопла до набрызгиваемой поверхности определяется в соответствии с п. 3.56:

.

Оптимальное расстояние нанесения 0,7 м.

9. Расход воды при подаче насосом при набрызгбетонированин назначается в зависимости от водоцементного отношения, расхода цемента и производительности набрызгбетон-машины. При производительности набрызгбетон-машины или при расходе цемента производительность по цементу равна

.

Необходимый расход воды будет

10. Определяем расход материалов для получения на набрызг-бетона в килограммах:

;

;

.

11. Определение ориентировочного состава набрызгбетона:

по рис. 2 определяем изменение состава в процессе набрызгбетонирования: ; .

В набрызгбетоне:

цемента.....................................;

воды...........................................;

песка...........................................;

щебня...........................................