Цемент, В/Ц и подвижность смесей

Цемент, В/Ц и подвижность смесей, Влияние количества цемента на подвижность и водопотребность смесей.
Доброго.
Провожу серию опытного подбора рецепта путем изменения количества цемента в тяжелом цементе с удержанием подвижности бетона на заданном (П3 по конусу Абрамса) уровне. Обратил внимание на следующее:
чем меньше цемента в бетоне (я уже приготовил бетон с содержанием 370,380,390,400 кг на куб) тем больше требуется воды, чтобы обеспечить требуемую подвижность, тем самым увеличивается В/Ц отношение, и соответственно, уменьшается прочность на ранних (а также видимо и потом на поздних) периодах созревания образцов.
Таким образом, происходит не линейное уменьшение прочности при снижение количества цемента.
Вопросы:
1. Я сделал правильный вывод?
2. Что рекомендуете почитать на эту тему?
Заранее благодарен.
Была ли полезна информация?
Не совсем понимаю, что происходит.
Изготовил 11 опытных партий образцов с разным содержанием цемента (от 360 до 450 кг на куб с шагом 10 кг), и с разным В/Ц отношением. В каждой партии 1 куб 15 см, 4 куба по 10 см, 3 куба по 7 см.
Щебень одинаковый, песок одинаковый, цемент из двух мешков одной партии, вода из одной скважины, пластификатор Линамикс 180 из одного мешка. Немного отличалась влажность песка и существенная разница в количестве воды (от 160 до 190 л на куб).
Мешалка одинаковая (бытовая гравитационная на 60 литров), способ укладки в формы одинаковый, условия созревания - около 24 стартовых часов при +30 градусах и около 80% влажности.
Во всех партиях есть образец, дополнительно обработанный в скороварке при +95 градусах и с некотором давлением пара в течении 15 часов.
Все такие образцы во всех партиях показывают существенный (не менее 5 и до 10 МПа) прирост прочности, что составляет около 20-25%
Во всех партиях есть пара образцов, приготовленных с большим количеством (дополнительно примерно 20-30 литров на куб) воды.
Все такие образцы в партиях показывают существенное падение (около 5 МПа) в прочности.
У всех образцов (а их 88) возраст уже больше двух недель.
Удивительно, что средние результаты партий (сгруппированные по способу приготовления и созревания) по прочности у все образцов очень похожи - от 23 МПа до 35 МПа, при этом лидирует партия с 380 (!) кг цемента на борту.
Меньшее В/Ц (пара сотых доли) почти всегда побеждает больший (пару десятков кг) цемент.
При этом у лидера (380 кг) В/Ц 0,47, а у других участников - в диапазоне 0,4 - 0,5.

Важно: общий разброс результатов образцов в одной партии с одним количеством цемента но с разным количеством воды и условий созревания доходит до 200% (до двух раз!).

Но главное, что я никак не могу объяснить даже гипотетически: почему увеличение количества цемента не приводит к безусловному повышению прочности? Или еще рано и надо смотреть дальше?

Измерение прочности, как всегда провожу склерометром ИПС - 4.03.


image
Изменено: Сергей Овчинников - 12.03.15 15:54
Была ли полезна информация?
При равных условиях лидером всегда будет образец не с большим количеством цемента, а с меньшим В/Ц. Если не в короткие сроки (пару недель) то примерно за год однозначно.
(2. Что рекомендуете почитать на эту тему?)
Свойства бетона (Невилль) http://www.allbeton.ru/wiki/Свойства+бетона+(невилль)/
Технология бетона 2003 (Баженов) http://www.allbeton.ru/wiki/Технология+бетона+2003+(баженов)/
Материалы для приготовления бетоной смеси и строительного раствора (Мурадов) http://www.allbeton.ru/wiki/Материалы+для+приготовления+бетоной+смеси+и+строител­ьного+раствора+(мурадов)/
Бетон часть 1 свойства и проектирование (Райхель) http://www.allbeton.ru/wiki/Бетон+часть+1+свойства+и+проектирование+(райхель)/
Была ли полезна информация?
Ваши 380 кг и 0,47 в\ц попали в оптимум заполнения пустотности в смеси ваших наполнителей. Общепринято считать, что прибавка цемента должна прибавлять прочность.... это не верно. Утолщение цементной прослойки ведет к усилению усадки и прочим вытекающим не хорошим последствиям.
Сколько у Вас песка и сколько щебня? в кг на куб.
Была ли полезна информация?
При 370 кг на куб:
Песок - 737 кг
Щебень - 1026 кг
В других партиях:
Песок: от 706 кг до 760 кг.
Щебень: от 983 кг до 1055 кг.

А заниматься я этим начал, потому что мне не нравится трещинообразование, которое у меня часто возникает в верхней части стен и колонн при цементе 420 кг. Я думаю, что снижение количества цемента должно улучшить ситуацию (снижению усадки).
Была ли полезна информация?
Судя по соотношениям наполнителей, в этой смеси еще есть резерв для снижения количества цемента ( только не известно, какая нужна марка бетона ?).
Была ли полезна информация?
Нужен класс бетона не ниже B30, марка не ниже M400.
Была ли полезна информация?
Итак, П3, М400. Какая марка получилась на 380кг цемента?
Была ли полезна информация?
Сейчас (27 дней) в этой партии:
1. Для нормальных (В/Ц 0,47 вода 177 л на куб) 380 кг образцов - 35,3 МПа. Как раз М400 (осадок конуса 11 см, хотелось бы побольше).
2. Для обработанного паром образца - 37,5 МПа. Это уже M450.
3. Для образцов с В/Ц 0,50 (вода 188 л на куб) - тоже 35,3 МПа.

Это какая-то волшебная партия образцов. Непонятная.
Была ли полезна информация?
Если следовать Баженову - да, "волшебство". Борьба с удельной поверхностью в бетоноведении давно смахивает на сектанство.... )))
Но на самом деле, прибавка воды ( возможно. без данных о пустотности точно не скажешь) могла дать более точное заполнение пустоты в наполнителях, чем сохранила его прочность, не смотря на повышение в\ц ( кстати, с этим в\ц 0,5 смотрели подвижность? какая?). А её там еще много, судя по составу. Вы эмпирическим путем близко подошли к естественному принципу изотропии в бетонах, где лучший пластификатор - это вода.
Расход цементного теста на заполнение пустоты превышает расход на обмазку удельной поверхности - на порядок, раз в 10.
Была ли полезна информация?
Цитата
А заниматься я этим начал, потому что мне не нравится трещинообразование, которое у меня часто возникает в верхней части стен и колонн при цементе 420 кг. Я думаю, что снижение количества цемента должно улучшить ситуацию (снижению усадки).

А в низу трещин нет? Избыток воды толщи бетона выдавливают наверх. Уменьшения цемента не увеличит водоотделения?
К слову:
Если быстро (летом почти сразу после снятия опалубки со стен и пилонов) ставится опалубка для перекрытия, такие проблемы отсутствуют.
Была ли полезна информация?
1. Про подвижность:
Нет, подвижность с последней водой - не измерял, остатки бетона (мои замесы были на 0,01 куба) уже не заполняли конус Абрамса.
2. Про трещины:
Нет, внизу трещин нет. Они возникают в верхней части изделий (стен и колонн), в диапазоне 2-5 см от верхнего края. При этом я почти сразу, после того как бетон перестает "липнуть" (обычно часов через 5-10), укрываю верхнюю часть изделий опилками и интенсивно их увлажняю.
Может, не надо сразу закрывать опилками - подождать денек?
Была ли полезна информация?
(укрываю верхнюю часть изделий опилками и интенсивно их увлажняю.
Может, не надо сразу закрывать опилками - подождать денек?)
По уму Вы правильно делаете, уход за бетоном. Попробуйте.
Вот, может пригодиться или что-то прояснит.
Диссертация - технология бетонирования конструкций монолитных зданий с предохранением бетона.
http://www.allbeton.ru/wiki/Диссертация+-+технология+бетонирования+конструкций+монолитных+зданий+с+пр­едохранением+бетона/
Была ли полезна информация?
Цитата
1. Про подвижность:
Нет, подвижность с последней водой - не измерял, остатки бетона (мои замесы были на 0,01 куба) уже не заполняли конус Абрамса.
2. Про трещины:
Нет, внизу трещин нет. Они возникают в верхней части изделий (стен и колонн), в диапазоне 2-5 см от верхнего края. При этом я почти сразу, после того как бетон перестает "липнуть" (обычно часов через 5-10), укрываю верхнюю часть изделий опилками и интенсивно их увлажняю.
Может, не надо сразу закрывать опилками - подождать денек?

Неравномерная смесь, как правило, по высоте подвержена расслоению. Потому и трещины. Насчет ухода - есть такие жидкости с красителями ( не УФ-устойчивыми) для водоудержания. наносятся сразу.
Была ли полезна информация?
А что Вы имеете ввиду под "неравномерной" смесью? Плохо размешанной или плохо поданной насосом (плюхнутой с большой высоты)?
Была ли полезна информация?
скорее расслоившуюся )) вы так долго будете состав марки 400 подбирать, я думаю здесь вам смогут помочь, но для этого нужны исходные данные от вас: качественные характеристики компонентов бетонной смеси, свойства вашей "косячной" бетонной смеси и бетона, условия укладки и ухода, характер и параметры трещин.
Была ли полезна информация?
Прошло 28 дней у всех образцов.
2. Использован цемент Холцим М500Д20, 42,5Н завода г.Коломна, выпуск 2015 года.
3. Использовалась китайская бытовая гравитационная бетономешалка объемом около 60 литров, время перемешивания после загрузки всех компонентов не менее 5 минут.
4. Замесы делались объемом около 10 литров, весом около 25 кг.
5.Использовался пластификатор Линамикс СП-180 Новомосковского завода Полипласт.
6. Вода затворения из скважины температура около 15 градусов.
7. При замесах температура окружающей среды около 18 градусов, влажность около 30%.
8. Температура инертных около 10 градусов, цемента около 15 градусов. Цемент из двух мешков одной партии.
9. Щебень известняковый, марка прочности 800, фракция 5-20, второго дробления, карьера La Farge в п. Ханино Суворовского района Тульской области.
10. Песок речной, модуль крупности около 1,8 влажность около 4%, падала ближе к концу тестирования.
11. Общее время изготовления всех серий около 28 дней.
12. По причине тупости было изготовлено еще 6 серий образцов с 10 кратной передозировкой пластификатора, они лежат в сторонке и в результаты не входят.
13. Все образцы всех серий твердели первые 24 часа в условно герметичной камере с температурой +30 градусов (гистерезис 1 градус и относительная влажность коло 85% гистерезис около 5%).
14. Во всех образцах присутствует фиброволокно (9 гр на 10 литров)
15. Количество песка в кубе около 730 кг, щебня около 1020 кг.
16. Партия состояла из восьми образцов трех групп.
1 группа - 1 кубик размером 15 см, 1 кубика размером 10 см, 3 кубика размером 7 см.
2 группа - 1 кубик размером 10 см, дополнительно обрабатывался в скороварке при температуре 95 градусов 14 часов.
3 группа - 2 кубика размером 10 см, при изготовлении которых в бетон дополнительно вливалось около 70 мл воды (для повышения В/Ц отношения).

Результаты:
Цемент Вода, В/Ц ОК, Прочность
кг л см МПа
360-1 194 0,54 8 28,3
360-2 194 0,54 8 36,2
360-3 214 0,59 8 24,2
370-1 195 0,53 7 31,6
370-2 195 0,53 7 38,3
370-3 206 0,56 24,8
380-1 177 0,47 7 34,2
380-2 177 0,47 7 39,1
380-3 188 0,50 32,6
390-1 182 0,47 14 30,2
390-2 182 0,47 14 37,8
390-3 193 0,50
400-1 160 0,40 7 31,1
400-2 160 0,40 7 40,3
400-3 177 0,44 29,9
410-1 189 0,46 5 33,5
410-2 189 0,46 5 38,4
410-3 206 0,50 25,7
420-1 189 0,45 15 28,9
420-2 189 0,45 15 44,9
420-3 206 0,49 25,2
430-1 194 0,45 20 29,9
430-2 194 0,45 20 35,7
430-3 211 0,49 27,3
440-1 194 0,44 7 34,8
440-2 194 0,44 7 45,6
440-3 211 0,48 27,8
450-1 198 0,44 16 29,2
450-2 198 0,44 16 42,0
450-3 221 0,49 25,5

Расположение партий по прочности после 28 дней образцов серии 1 (нормальных нормального твердения):
Цемент Прочность В/Ц ОК
440-1 34,8 0,44 7
380-1 34,2 0,47 7
410-1 33,5 0,46 5
370-1 31,6 0,53 7
400-1 31,1 0,40 7
390-1 30,2 0,47 14
430-1 29,9 0,49 20
450-1 29,2 0,44 16
420-1 28,9 0,45 15
360-1 28,3 0,54 8

380 Кг занимает прочное второе место. Охренеть. Не ожидал.
Губит бетон не пиво, губит бетон ВОДА. Хотя воды в нем не мало.

Свежая проверочная вторая партия 1519 с 380 кг (380-1;В:157;В/Ц:0,41;ОК:21) на борту показывает через 7 дней прочность 27,7 МПа
Была ли полезна информация?
Вы еще больше удивитесь если попробуете еще сильнее понизить В/Ц отношение, только не в вашей гравитационной бетономешалке, она на такое не способна. Хотя бы в простом ведре с помошью насадки на дрель для плиточного клея...
Была ли полезна информация?
Прошло 60 дней у всех образцов.
Результаты:

Цемент Вода В/Ц ОК Прочность 60 дней (28 дней)
кг л см МПа
360-1 194 0,54 8 34,1 (28,3)
360-2 194 0,54 8 41,1 (36,2)
360-3 214 0,59 21,3 (24,2)
370-1 195 0,53 7 32,1 (31,6)
370-2 195 0,53 7 41,1 (38,3)
370-3 206 0,56 25,7 (24,8)
380-1 177 0,47 7 37,4 (34,2)
380-2 177 0,47 7 46,4 (39,1)
380-3 188 0,50 36,7 (32,6)
390-1 182 0,47 14 35,2 (30,2)
390-2 182 0,47 14 42,3 (37,8)
390-3 193 0,50
400-1 160 0,40 7 36,0 (31,1)
400-2 160 0,40 7 42,5 (40,3)
400-3 177 0,44 30,7 (29,9)
410-1 189 0,46 5 31,5 (33,5)
410-2 189 0,46 5 44,0 (38,4)
410-3 206 0,50 24,0 (25,7)
420-1 189 0,45 15 31,6 (28,9)
420-2 189 0,45 15 45,2 (44,9)
420-3 206 0,49 25,1 (25,2)
430-1 194 0,45 20 30,4 (29,9)
430-2 194 0,45 20 39,1 (35,7)
430-3 211 0,49 21,8 (27,3)
440-1 194 0,44 7 35,5 (34,8)
440-2 194 0,44 7 52,5 (45,6)
440-3 211 0,48 30,5 (27,8)
450-1 198 0,44 16 32,8 (29,2)
450-2 198 0,44 16 43,7 (42,0)
450-3 221 0,49 27,1 (25,5 )

Расположение партий по прочности после 60 дней образцов серии 1 (нормальных нормального твердения):
Место Цемент Прочность В/Ц ОК
1 (2) 380-1 37,4 (34,2) 0,47 7
2 (5) 400-1 36,0 (31,1) 0,40 7
3 (1) 440-1 35,5 (34,8) 0,44 7
4 (6) 390-1 35,2 (30,2) 0,47 14
5 (10) 360-1 34,1 (28,3) 0,54 8
6 (8) 450-1 32,8 (29,2) 0,44 16
7 (4) 370-1 32,1 (31,6) 0,53 7
8 (9) 420-1 31,6 (28,9) 0,45 15
9 (3) 410-1 31,5 (33,5) 0,46 5
10(7) 430-1 30,4 (29,9) 0,49 20

380 Кг вышел в лидеры.
Была ли полезна информация?
Цитата
Расположение партий по прочности после 60 дней образцов серии 1 (нормальных нормального твердения):
Место Цемент Прочность В/Ц ОК
1 (2) 380-1 37,4 (34,2) 0,47 7
2 (5) 400-1 36,0 (31,1) 0,40 7

Цитата
Вы еще больше удивитесь если попробуете еще сильнее понизить В/Ц отношение

Вот теперь, господин Абдуллаев, и посмотрите - в\ц больше и прочность больше, а цемента даже меньше...

И дело, Сергей, не в кг цемента, а в полноте заполнения пустоты в заполнителях цементным тестом.
Была ли полезна информация?
Цитата
При 370 кг на куб:
Песок - 737 кг
Щебень - 1026 кг
В других партиях:
Песок: от 706 кг до 760 кг.
Щебень: от 983 кг до 1055 кг.
Возможно дело в том, что у Вас разные расходы песка и щебня во всех составах.
К примеру
состав 1: Щ -1000, П - 740, Ц - 400, В -190 и
состав 2: Щ -1050, П - 715, Ц - 385, В - 180
будут иметь приблизительно одинаковые показатели подвижности и прочности, причем показатели состава 2, несмотря на более низкий расход цемента, скорее всего будут выше. А состав 1 будет иметь более высокую устойчивость к расслоению.
Поэтому надо смотреть расходы песка и щебня в каждом составе. А лучше проводить сравнительные испытания с постоянным расходом щебня.
Также следует обратить внимание на плотность свежеприготовленной бетонной смеси, если она сильно отличается, то предварительно надо разобраться в чем причина.
Также следуе
Была ли полезна информация?
Цитата
Не совсем понимаю, что происходит.
Изготовил 11 опытных партий образцов с разным содержанием цемента (от 360 до 450 кг на куб с шагом 10 кг), и с разным В/Ц отношением. В каждой партии 1 куб 15 см, 4 куба по 10 см, 3 куба по 7 см.
Щебень одинаковый, песок одинаковый, цемент из двух мешков одной партии, вода из одной скважины, пластификатор Линамикс 180 из одного мешка. Немного отличалась влажность песка и существенная разница в количестве воды (от 160 до 190 л на куб).
Мешалка одинаковая (бытовая гравитационная на 60 литров), способ укладки в формы одинаковый, условия созревания - около 24 стартовых часов при +30 градусах и около 80% влажности.
Во всех партиях есть образец, дополнительно обработанный в скороварке при +95 градусах и с некотором давлением пара в течении 15 часов.
Все такие образцы во всех партиях показывают существенный (не менее 5 и до 10 МПа) прирост прочности, что составляет около 20-25%
Во всех партиях есть пара образцов, приготовленных с большим количеством (дополнительно примерно 20-30 литров на куб) воды.
Все такие образцы в партиях показывают существенное падение (около 5 МПа) в прочности.
У всех образцов (а их 88) возраст уже больше двух недель.
Удивительно, что средние результаты партий (сгруппированные по способу приготовления и созревания) по прочности у все образцов очень похожи - от 23 МПа до 35 МПа, при этом лидирует партия с 380 (!) кг цемента на борту.
Меньшее В/Ц (пара сотых доли) почти всегда побеждает больший (пару десятков кг) цемент.
При этом у лидера (380 кг) В/Ц 0,47, а у других участников - в диапазоне 0,4 - 0,5.

Важно: общий разброс результатов образцов в одной партии с одним количеством цемента но с разным количеством воды и условий созревания доходит до 200% (до двух раз!).

Но главное, что я никак не могу объяснить даже гипотетически: почему увеличение количества цемента не приводит к безусловному повышению прочности? Или еще рано и надо смотреть дальше?

Измерение прочности, как всегда провожу склерометром ИПС - 4.03.


Помимо цемента в бетоне важно соотношение других заполнителей (песок, гравий), а не только увеличение цемента. Соответственно нужно рассчитывать все компоненты пропорционально. Советую почитать ГОСТы по бетонам, и просто литературу разных авторов по бетонной тематике, но основное это ГОСТы.
Была ли полезна информация?
1. Интересно. Хороший видимо совет, правда не конкретный.
2. Я например уже прочитал около 3000 тыс.страниц на эту тему.
И понял, что существует много мнений о бетоносмешивании (и, в частности, в вопросах содержания цемента и его влиянии на прочность бетона). Но нигде не увидел намеки на то, что в данном диапазоне (300-500 кг) можно наблюдать падение прочности при увеличении количества цемента. Наверное, невнимательно читал.
3. У меня не гравий, а щебень. Известняковый.
4. Не очень обратил внимание, где в литературе упоминается метод подбора состава бетона посредством определения пропорций чего-либо как инструмента. Метод соотношения объема компонент в бетоне - да, учет удельных поверхностей материалов (помол или естественная зернистость) - да, физико-химическое взаимодействие активных компонент - да, температура - да, пористость и водопоглащение (водопотребность) - да. Ветер, влажность воздуха тоже влияет. Периодичность изменения прочности (колебания) тоже встречал. Даже про волшебство тоже почитывал.

5. Что Вы имели ввиду под компонентно-пропорциональным расчетом?
6. Какой конкретно ГОСТ Вы имели ввиду?
Была ли полезна информация?
Цитата
1. Интересно. Хороший видимо совет, правда не конкретный.
2. Я например уже прочитал около 3000 тыс.страниц на эту тему.
И понял, что существует много мнений о бетоносмешивании (и, в частности, в вопросах содержания цемента и его влиянии на прочность бетона). Но нигде не увидел намеки на то, что в данном диапазоне (300-500 кг) можно наблюдать падение прочности при увеличении количества цемента. Наверное, невнимательно читал.
3. У меня не гравий, а щебень. Известняковый.
4. Не очень обратил внимание, где в литературе упоминается метод подбора состава бетона посредством определения пропорций чего-либо как инструмента. Метод соотношения объема компонент в бетоне - да, учет удельных поверхностей материалов (помол или естественная зернистость) - да, физико-химическое взаимодействие активных компонент - да, температура - да, пористость и водопоглащение (водопотребность) - да. Ветер, влажность воздуха тоже влияет. Периодичность изменения прочности (колебания) тоже встречал. Даже про волшебство тоже почитывал.

5. Что Вы имели ввиду под компонентно-пропорциональным расчетом?
6. Какой конкретно ГОСТ Вы имели ввиду?

1. Возможно и не конкретный, но и у Вас вопрос не совсем конкретный - непонятно с какой маркой Вы "колдуете" и что хотите получить на выходе...
2. Мнений много, много и мусора всякого, который вообще читать не стоит.
3. Гравий у меня - написал по привычке.
4. В литературе не упоминается метод подбора бетона посредством пропорций - из личного опыта, но не будем об этом.
5. Я имел ввиду, что под определенную марку должно быть соотношение в соответствии с ГОСТ вода\цемент\песок\щебень, если марка легкого бетона должно быть "немного" цемента, много песка, чуть-чуть щебня и много воды, если же бетон тяжелый, то с точностью до наоборот. Это если говорить по простому.
6. ГОСТ... Тут сборная солянка получается... Я отталкивался от нескольких, сейчас не вспомню, но могу скинуть "технологические расчеты" Вам на почту. Бетон получался отличного качества, но корректировки я периодически вносил.
Была ли полезна информация?
Вот есть нормы на щебне. Пожалуйста, пользуйтесь.
Была ли полезна информация?
Читают тему (гостей: 1)