Спосіб виготовлення ґрунтобетону

Реферат: Спосіб виготовлення ґрунтобетону включає перемішування ґрунтових заповнювачів, цементу, супіску, суглинку, піску середньої крупності, дрібного піску та води з подальшим укладанням у форми та пресуванням. UA 73614 U (12) UA 73614 U UA 73614 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до будівельної галузі, зокрема до галузі будівельних матеріалів, з використанням яких зводяться фундаменти, підземні частини будівель і споруд, або конструкції, які використовують у середовищі з підвищеною вологістю. На сучасному етапі розвитку будівельної галузі конструкції фундаментів, або стін підвалу виконуються з важких бетонів. Ґрунт, який розробляється на стадії нульового циклу робіт по зведенню будівлі вивозиться на полігони, що призводить до великих витрат на транспортування зайвого ґрунту та завезення бетонних конструкцій взамін. Відома технологія за якою виготовляються будівельні конструкції з ґрунтобетону. Згідно цієї технології змішують ґрунт, цемент та воду з подальшим отриманням ґрунтобетону [Токин А. Н. Фундаменты из цементоґрунта. - М.: Стройиздат, 1984. - 184 с]. Недоліком даної суміші є те, що не враховується складу ґрунту та його гранулометричний розсів та важкоукладальність, що негативно відображається на експлуатаційних показниках отриманого матеріалу. Найближчим аналогом запропонованої корисної моделі є спосіб, за яким виготовляється ґрунтобетон, що включає цемент, ґрунтові добавки, воду та пісок, які після перемішування укладають в опалубку та формують пресуванням [Токин А. Н. Фундаменты из цементоґрунта. М.: Стройиздат, 1984. - 184 а]. Недоліком цього способу є невизначеність характеристик заповнювачів та низька міцність на стиск. В основу корисної моделі поставлено задачу створити спосіб виготовлення ґрунтобетону, який би забезпечував високі якісні та експлуатаційні показники та раціональне використання місцевих ресурсів будівельного майданчика для зниження собівартості матеріалів. Поставлена задача вирішується тим, що попередньо підбирається оптимальний склад компонентів ґрунтобетону, що включає в'яжучу основу: цемент, дрібний заповнювач - пісок, а як заповнювач введено ґрунт, зокрема супісок, суглинок та пісок дрібний та середньої крупності, у наступному співвідношенні компонентів, % мас.: цемент 7-15 супісок 20-30 суглинок 30-20 пісок середньої крупності 10-15 пісок дрібний 15-10 вода решта. Запропонована корисна модель пояснюється графіками: Фіг. 1. - Трикутник Фере; Фіг. 2. - Графік гранулометричного розсіву компонентів. Для підбору оптимального співвідношення компонентів визначають придатність та оптимальний гранулометричний розсів, що підбираються за допомогою трикутника Фере (Фіг. 1). На ньому відмічено дві зони: І - оптимальний гранулометричний склад ґрунту, II - придатний гранулометричний склад ґрунту. Для доведення гранулометричного складу до оптимального та підвищення міцності готового виробу додається пісок дрібний та середньої крупності. Необхідну кількість піску визначають за графіком гранулометричного розсіву на основних ситах. Графік розсіву суміші суглинку, супіску, пісків дрібної та середньої крупності не повинен виходити за контури оптимального розсіву. На графіку показана композиція оптимальна для застосування як заповнювача для ґрунтобетону (Фіг. 2). Спосіб виготовлення ґрунтобетону виконують шляхом сухого перемішування попередньо просіяних компонентів, до яких додається цемент. Після змішення компонентів додається необхідна кількість води, в яку для підвищення легкоукладальності додається добавка суперпластифікатор в розмірі 0,1-1,0 % маси сухої речовини від маси цементу. Готову суміш укладають в опалубку або металеві форми, які попередньо змащуються. Після чого ґрунтобетон ущільнюється вібруванням вібраторами з амплітудою коливань 0,31,5 мм, частота коливань 20-50 Гц. При цьому визначають жорсткість суміші методом Красного [ДСТУ Б В.2.7-114-2002 (ГОСТ 10181-2000) Суміші бетонні. Методи випробувань.] Прилад Красного занурюють у ґрунтобетон ніжками вниз до дотикання диска з поверхнею суміші. Одночасно вмикають вібратор та секундомір. Ґрунтобетон вібрується до тих пір, поки не почнеться виділення цементного тіста з будь-яких двох отворів диска приладу. У цей момент вимикається секундомір та вібратор. Одержаний час (у секундах) характеризує жорсткість суміші. Марка жорсткості визначають згідно з таблицею 1. 1 UA 73614 U Таблиця 1 Визначення жорсткості суміші методом Красного Жорсткість, с Марка суміші за ДСТУ Б.В.2.796-2000 Марка суміші за ДСТУ Б.В.2.7176:2000 (EN 206-1:2000, NEQ) 5 31 30-21 20-11 10-5 Ж0 Ж1 Ж2 Ж3 V3 V2 V1 V0 Проведені порівняльні випробування зразків, які виготовлялися запропонованим способом та способом вказаним у найближчому аналозі з різними пропорційними складами компонентів, для визначення способу виготовлення ґрунтобетону, при якому міцність на стиск є найбільшою. Результати порівняння зразків наведені в таблиці 2. Таблиця 2 Підбір оптимальної композиції ґрунтобетону № з/п Найближчий аналог Ґрунтобетон 10 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Вміст Вміст піску, % мас. цементу, сер. крупності дрібний % 7 0 0 7 3 2 7 6 4 7 9 6 7 12 8 7 15 10 9 0 0 9 3 2 9 6 4 9 9 6 9 12 8 9 15 10 11 0 0 11 3 2 11 6 4 11 9 6 11 12 8 11 15 10 15 0 0 15 3 2 15 6 4 15 9 6 15 12 8 15 15 10 Вміст ґрунту, % мас. супісок суглинок Міцність на стиск, МПа 20 22 24 26 28 30 20 22 24 26 28 30 20 22 24 26 28 30 20 22 24 26 28 30 0 4 8 12 16 20 0 4 8 12 16 20 0 4 8 12 16 20 0 4 8 12 16 20 5,7 5,9 6 6,5 6,8 7 8 8,2 8,9 9,2 9,8 10,6 10,3 11 11,4 12,3 13,4 14,2 12,3 13,2 13,5 14,6 15,3 18,2 Основним показником для порівняння є міцність матеріалу на стиск. Зразки під №№ 1-12 виготовлені за найближчим аналогом, за результатами випробувань мають міцність на стиск 5,7 до 10,6 МПа. Зразки ґрунтобетону під №№ 13-24 мають міцність на стиск від 10,3 до 18,2 МПа. Міцність ґрунтобетону, що виготовлявся згідно із запропонованим способом в середньому у 1,71,8 рази більша ніж ґрунтобетону, що виготовлявся згідно з аналогом. Аналізуючи наведені в таблиці 1 результати випробувань, враховувалися показники міцності зразків ґрунтобетону на стиск, що виготовлявся запропонованим способом з визначенням оптимального складу компонентів - №24, який підібрався для запропонованої корисної моделі і має міцність на стиск 18,2 МПа. Оптимальний склад компонентів підібраний для запропонованого способу (%, маси): 2 UA 73614 U 5 цемент 15 супісок 30 суглинок 20 пісок середньої крупності 15 пісок дрібний 10 вода решта. Використання визначеного способу дозволяє знизити собівартість матеріалів, завдяки зменшенню обсягів їх транспортування. Основними показниками якості виробів із ґрунтобетону є: - раціональніше використовують місцеві матеріали будівельного майданчика; - міцність на стиск задовольняє проектну, з порівняно меншими витратами заповнювачів; - екологічна безпечність; Заявлену корисну модель використовують в будівельній сфері, зокрема сфері будівельних матеріалів, з використанням яких зводяться фундаменти, підземні частини будівель і споруд або конструкцій, які використовуються у середовищі з підвищеною вологістю. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 1. Спосіб виготовлення ґрунтобетону, що включає перемішування ґрунтових заповнювачів, цементу та води з подальшим укладанням у форми та пресуванням, який відрізняється тим, що попередньо підбирають склад компонентів, % мас., що включає: цемент 7-15 супісок 20-30 суглинок 30-20 пісок середньої крупності 10-15 пісок дрібний 15-10 вода решта. 2. Спосіб виготовлення ґрунтобетону за п. 1, який відрізняється тим, що ґрунтові заповнювачі та цемент перемішують, додають воду, ґрунтобетон укладають у форми, ущільнюють вібруванням з амплітудою коливань 0,3-1,5 мм, частотою коливань 20-50 Гц, а жорсткість суміші визначають методом Красного. 3. Спосіб виготовлення ґрунтобетону за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що для зниження жорсткості ґрунтобетону у склад вводять добавку суперпластифікатора у кількості 0,1-1,0 % за масою, від маси цементу. 3 UA 73614 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4