Splavmetal.ru

Сплав Металл
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что влияет на прочность бетона

Что влияет на прочность бетона?

Прочность бетона — это техническая характеристика, которая показывает способность противостоять разным видам воздействия, по большей части механическому. Этот показатель является основным при выборе марки бетона для строительства.

Для чего нужно знать прочность бетона?

При проектировании объекта нужно учитывать нагрузку, чтобы не было обрушения. Здесь играет роль прочность бетона.

Если взять менее прочный бетон, то это приведет к серьезным последствиям: трещины, быстрое разрушение и досрочный выход объекта из эксплуатации.

Как определяется прочность?

Для этого процесса введены строительные ГОСТы. Также прочность материала проверяют на строительной площадке перед тем, как сдать объект. Существует два основных способа:

  • разрушающий;
  • неразрушающий.

Первый вариант подразумевает полное разрушение испытательного образца. Чтобы провести исследование, берут небольшой кусок бетона и кладут под пресс. Нагрузка постепенно увеличивается до тех пор, пока контрольный кусок бетона не сломается. Разрушающий вариант определения прочности является наиболее точным, к тому же он является обязательным перед сдачей объекта.

Неразрушающий вариант подразделяется на несколько подвидов:

  • частичное разрушение;
  • воздействие ударом;
  • обследование при помощи ультразвука.

Вариант с частичным разрушением подразумевает воздействие на поверхность бетона, которая в результате немного разрушается. Такой способ делится еще на несколько видов: отрыв, скалывание, отрыв + скалывание. Первый вариант — прикрепление специального диска к бетону с последующим отрыванием от поверхности. В результате эксперимента фиксируется сила, с которой удалось оторвать диск. Метод скалывания сильно похож на отрыв. В этом случае специальным прибором ведут по ребру бетона и регистрируют ту силу, при которой участок бетонной поверхности откалывается.

Ударный метод тоже подразделяется на три дополнительных вида: импульс, отскок, деформация. Ударный импульс — наиболее простой из всех перечисленных. Его смысл состоит в том, чтобы ударить по бетону, а затем зарегистрировать силу удара и энергию, которая в результате возникнет. Метод отскока состоит в том, чтобы ударить отбойником по бетонной поверхности, а затем зарегистрировать величину отскока. Смысл метода деформации заключается в том, чтобы при помощи закрепленных штампов воздействовать на поверхность бетона, а затем по глубине образованных углублений определить прочность бетона.

При ультразвуковом методе регистрируется скорость, с которой ультразвук проходит сквозь бетон. Главное преимущество этого способа — на прочность проверяется не только поверхность, но и более глубокие слои. Правда, недостаток тоже есть — часто возникают погрешности при расчете.

От чего зависит прочность?

взаимодействия с водой прочность увеличивается во время застывания и проходящих параллельно химических реакций. А так как реакцию можно замедлять и ускорять, то и прочность бетона будет колебаться в зависимости от нижеуказанных факторов:

  • активность цемента;
  • температура, влажность и другие характеристики окружающей среды;
  • процентное содержание цемента и жидкости в смеси;
  • технические характеристики и качество наполнителя раствора;
  • качество смешивания бетона;
  • степень уплотнения;
  • время, за которое смесь застыла.
Читайте так же:
С чего изготовляют цемент

Например, если увеличить процент воды в составе, то бетон получится не таким прочным. В идеале жидкости должно быть 15–30% от всего состава смеси.

Прочность бетона через 7 суток и 28 дней

Прочность бетонной поверхности меняется со временем. Так, к примеру, через неделю после застывания бетон может дать только 65–80% от своей максимальной прочности, а на 3 сутки этот показатель находится на 30%. До 100% прочность поднимается только к 28 дню после застывания смеси.

Для этого случая была выведена формула зависимости прочности бетона от времени: Rb(n) = Rb(28) lgn / lg28, где Rb — прочность, n — число суток, lg — логарифм возраста бетона в десятичной дроби. Правда, есть два нюанса: формула дает только приблизительный результат, так как не стоит забывать про факторы влияния, к тому же ее можно использовать только после того, как прошло трое суток с момента застывания бетона.

Применение бетонной смеси в зависимости от ее прочности

В большинстве случаев М100 используют в начале строительных работ: подготовка основания, заливка монолитных стен, к тому же часто применяют для укладки бордюра на дороге.

М150 — более прочная, чем предыдущая. Помимо вышеуказанных мест применения, эта марка рекомендуется для стяжки пола, иногда для устройства дорог для пешеходов, еще реже применяют для строительства малоэтажных объектов.

М200 используют чаще, чем все остальные. Она достаточно прочная, поэтому бетоном такой марки можно заливать площадки, дороги для пешеходов и даже фундамент. Нередко на основе такого материала строят лестницы и несущие стены.

М250 гораздо прочнее, поэтому её ещё выбирают для производства плит перекрытий, которые нужны при строительстве малоэтажных домов.

Из бетона марки М300 производят плиты перекрытий, несущие стены, заборы и так далее. Нередко из М300 изготавливают монолитный фундамент.

М350 используют при производстве фундаментных плит для многоэтажек, опорных балок и тому подобного. Эта марка рекомендуется для производства аэродромных плит и бассейнов.

Бетон марки М400 один из самых прочных. Из него отливают железобетонные изделия, строят здания, рассчитанные на высокую нагрузку, чаще всего это торговые центры, аквапарки, жилые дома, находящиеся в сейсмоопасной зоне и так далее.

М450 имеет ограниченную сферу применения. Так, бетон этой марки необходим при возведении плотин, дамб, иногда на его основе строят метро.

М500 — самый прочный и крепкий бетон из всех перечисленных в этой статье. Чаще всего эту марку используют для строительства гидротехнических сооружений и железобетонных объектов.

Читайте так же:
Раствор цементный тяжелый расслаиваемость

Бетон — что это такое?

Бетон – это искусственный каменный материал для строительства, который получается в результате формования и затвердевания правильно подобранной смеси, включающей вяжущее вещество, воду, а также мелкие и крупные наполнители. Все это претерпевает обязательное уплотнение. В некоторых случаях используются специальные добавки, а если речь идет об асфальтобетоне, то вода вовсе не используется.

Компоненты

По своей сути бетон – это смесь цемента и воды, в результате реакции между которыми формируется цементный камень, скрепляющий в единый монолит зерна используемых наполнителей. Структура и свойства бетона зависят от этих веществ. Они изменяют его степень пористости, реакцию на воздействия нагрузок, время затвердения, а также существенно уменьшают деформацию бетона в процессе его затвердевания. Бетон стал главным строительным материалом, используемым во всех областях за счет того, что предоставляет широкие возможности для получения смесей с разными свойствами с добавлением разнообразных наполнителей. Именно эти его характеристики и открывают столь широкие возможности для применения.

Бетон – это долговечный материал с высокой степенью огнестойкости, его плотность, прочность и прочие характеристики можно изменять, придавая ему какие-то конкретные свойства. При надлежащей обработке из смеси можно изготовить конструкции необходимой формы с позиций архитектуры и строительной механики.

Характеристики

Прочность бетона – это важнейшая его характеристика, которая оказывает непосредственное воздействие на эксплуатационные параметры материала. Под этим понятием принято подразумевать способность бетона выдерживать воздействие агрессивных сред и внешних механических сил. Эта величина определяется методами контроля: ультразвуковыми и механическими. В ГОСТ 18105-86 указаны правила испытания прочности бетона на изгиб, растяжение и сжатие. Одной из характеристик служит коэффициент вариации, демонстрирующий однородность смеси.

В соответствии с ГОСТ 10180—67 определение предела прочности бетона производится при сжатии контрольного куба, имеющего размер ребер 200 миллиметров в возрасте 28 суток. Данный вид принято называть кубиковой прочностью. Кроме ГОСТов, для определения прочности используются еще и СНиПы. К примеру, минимальная распалубочная прочность бетона горизонтальных незагруженных конструкций при длине пролета до 6 метров должна быть не менее 70% проектной прочности, а при длине более 6 метров – 80% проектной прочности. В данном случае именно прочность представляет важнейшее свойство. Как и природный камень, этот материал лучше сопротивляется сжатию, а не растяжению, поэтому именно предел прочности по этому показателю выбран в качестве главного критерия.

Свойства

Бетон – это материал, для которого прочность представляет собой характеристику, нарастающую в результате физико-химических процессов взаимодействия между цементом и водой, который проходит должным образом во влажных и теплых условиях. Случись так, что материал замерзнет или высохнет, этот процесс завершится. Ранее высыхание или замерзание сказывается негативно на итоговых характеристиках материала.

Читайте так же:
Смеси заменяющие цемент с песком

Однородность

В совокупности со всеми остальными факторами однородность по прочности зависит от качества и содержания используемых заполнителей, в особенности если какие-то свойства последних не позволяют получить бетон требуемой прочности. Поэтому этот параметр связывают с предыдущим, хотя опытные данные показывают, что такая взаимосвязь не всегда имеет место. При повышении однородности бетона появляются возможности для его более эффективного применения.

Показатель однородности определяется в результате проведенных испытаний контрольных образцов, произведенных из рабочего бетона с определенными заданными свойствами. К примеру, в процессе исчисления данного показателя учитываются результаты испытания одинаковых по габаритам и условиям хранения равновозрастных образцов материала. Однородность по водонепроницаемости определяется посредством испытания образцов одинаковой толщины в условиях использования одних и тех же методов.

Плотность

Эта характеристика бетона является довольно непростой, так как она изменяется в зависимости от того, какие компоненты добавлены в смесь. Для увеличения плотности бетона можно использовать пуццолановый портландцемент, который расширяется, либо глиноземистый цемент, не образующий пустот при застывании. Оказывают влияние на этот параметр и добавки-пластификаторы, которые часто улучшают характеристики уже готовой смеси. Если состав цемента соответствует ГОСТу, то и его плотность будет величиной известной.

Классы

На данный момент существует несколько видов. Легкий бетон – это материал, плотность которого составляет 500-1800 кг/м3. К данному классу относят: пенобетон, керамзитобетон, газобетон, ячеистый, арболит, перлитовый и вермикулитовый бетон. У такой смеси несущая способность после застывания довольно мала. Обычный, или тяжелый бетон, характеризуется плотностью 1800-2500 кг/м3. В качестве наполнителя тут используется щебенка, гравий. Этот вид используется в промышленном строительстве, что обеспечивается его повышенной стойкостью к износу. Особо тяжелый класс бетона – это материал, характеризующийся плотностью более 2500 кг/м3. Такие смеси используются для строительства АЭС, так как они обладают свойствами защиты от ионизирующего излучения.

Марка бетона

Это еще одна важная характеристика данного материала. Показатель по прочности на сжатие показывает сопротивление осевому сжатию. Марка бетона относительно растяжения показывает сопротивление осевому растяжению контрольных образцов. Показатель морозостойкости демонстрирует количество циклов попеременного оттаивания и замораживания. Марка бетона по водонепроницаемости показывает, при каком одностороннем гидравлическом давлении бетон не будет пропускать воду в процессе проведения стандартных испытаний.

Выводы

При строительстве объекта любого назначения правильным решением будет покупка готового бетона, изготовленного в полном соответствии с ГОСТами, так как сложно добиться желаемого результата при изготовлении его самостоятельно и без наличия специального оборудования.

Прочность цемента через сутки

Строительная отрасль ХХI века предлагает широчайших спектр технологий по улучшению физико-механических свойств конструкционных изделий. Несомненно, такая ситуация является адекватным ответом рынка на увеличение темпов строительства и заинтересованности потребителей в получении качественных и недорогих строительных материалов. Особое внимание здесь уделяется тяжелому бетону. На сегодняшний день довольно сложно представить данный материал, применяемый практически на всех стройплощадках и заводах ЖБИ, в «классическом» виде: цемент, вода, крупный и мелкий заполнитель. Современная технология бетона базируется на применении химических модификаторов различного типа и действия, позволяющих регулировать его свойства. В частности, для повышения прочности бетона, подвижности, снижения трудоемкости бетонных работ в состав бетона вводят суперпластификаторы на основе поликарбоксилатного эфира [1,2,3]. Зарубежный и отечественный опыт их применения показал, что суперпластификаторы на базе эфиров поликарбоксилатов — PCE способны снизить водопотребность бетонной смеси до 30%, увеличить подвижность до марки П4 — П5, значительно повысить характеристики проектной прочности, морозостойкости, водонепроницаемости, самоуплотняемости [6]. Также, в отличие от традиционных суперпластификаторов сульфированного меламина и нафталина (SMFC и SNFC), действие которых основано на электростатическом отталкивании частиц цемента, РСЕ используют объемную цепь полимеров для создания стерического эффекта. В зависимости от типа цемента,современные технологии позволяют получать поликарбоксилаты с различной полимерной структурой, что значительно расширяет их диапазон эффективного использования [2].

Читайте так же:
Очиститель цемента с кузова автомобиля

Среди основных недостатков РСЕ следует отметить вовлечение воздуха, а также длительный пластифицирующий эффект, который может негативно влиять на раннюю прочность бетона, что, несомненно, отразится в виде снижения скорости бетонных работ[4,5]. Для интенсификации набора ранней прочности предлагаются добавки-ускорители. Роль данных модификаторов заключается в активизации процесса гидратации цемента, что приводит к ускоренному образованию продуктов гидратации, обладающих высокой прочностью. За счет ускорителей твердения бетона можно снизить расход цемента, увеличить оборачиваемость опалубки.

Химические модификаторы для бетона в России представлены как отечественными (Полипласт), так и иностранными производителями(Sika, BASF). В последнее время на рынок добавок для бетона активно продвигаются компании из стран СНГ (Frem).

Целью исследования является изучение влияния комплексного применения PСE суперпластификаторов и ускорителей твердения на прочность тяжелого бетона.

Материалы и методы исследования

Исследовано влияние содержания добавок PCE суперпластификатора Glenium ACE 430 и ускорителя твердения X – SEED100 компании BASF на прочность тяжелого бетона. В качестве вяжущего применялся портландцемент ЦЕМ 42,5Н производства ОАО «Ульяновский цемент». В качестве крупного заполнителя применялся щебень фракции 5-20 мм. В качестве мелкого заполнителя применялся песок кварцевый модулем крупности Мк=1,9. Добавки вводились в бетон одновременно с последней 1/3 частью воды затворения. Содержание PСE суперпластификаторов в бетоне варьировалось от 0,6 до 1 % от массы цемента. Содержание ускорителя X – SEED100 составляло 0,5 % от массы цемента.

Результаты исследования и их обсуждение

В таблице представлены составы бетонных смесей подвижностью П2. Из них формовались образцы-кубы размерами 10х10х10 см. и испытывались на сжатие в возрасте 1, 3 и 28 суток. Анализ результатов показывает, что присутствие комплексного модификатора в бетоне позволяет снизить водопотребность смеси на 17-30%(см. № 3,9,10) при условии сохранения равноподвижности.

Читайте так же:
Экспорт россии по цементу

Как происходит набор прочности бетона в зависимости от температуры?

Основным фактором, определяющим долговечность бетонной конструкции и его способность выдерживать заданные статические и динамические нагрузки, является показатель прочности бетона. При этом величина прочности бетона нарастает постепенно и зависит от нескольких условий, в том числе от температуры окружающей среды.

Набор прочности бетона в зависимости от температуры

Набор прочности бетона, является непостоянной величиной. Если твердение материала происходит в стандартных условиях (18-20 градусов Цельсия), набор прочности начинается через 7-14 суток и составляет до 70% прочности, которая достигается за общепринятый всеми строителями срок – 28 суток.

Впоследствии набор прочности происходит очень медленно и может достигать периода от 1 до 3-х лет (прочность 200-250% от уровня прочности характерного для возраста бетона 28 суток).

Соответственно для правильного течение процесса гидратации (твердения) бетона необходимо обеспечить определенные условия:

  • Влажность поверхности конструкции от 90 до 100%;
  • Температура бетона или окружающей среды от 18 до 20 градусов Цельсия.

При нарушении данных условия происходит изменение времени твердения как в сторону значительного увеличения (при понижении температуры), так и в сторону увеличения (при повышении температуры).

Также при отрицательных температурах, вследствие перехода воды в кристаллическое состояние, происходит давление кристаллов льда на частицы цемента, что существенно снижает долговечность конструкции.

Особенности твердения бетонных конструкций

  • Чем ниже температура от рекомендованных 18-20 градусов Цельсия, тем медленнее идет гидратация и нарастание прочности:
  • Если температура достигла уровня 0 градусов Цельсия и ниже – вода в толще цемента начинает замерзать, твердение состава останавливается и возобновляется только после повышения температуры тем или иным способом;
  • Высокая влажность окружающей среды позволяет бетону приобретать более высокую прочность, чем он достигнет в условиях пониженной влажности;
  • При температуре окружающей среды до 80-90 градусов Цельсия в условиях максимальной влажности (промышленное пропаривание ЖБИ в автоклавах) происходит значительное увеличение скорости нарастания прочности.

Учитывая сказанное, при проведении бетонных работ в условиях пониженных температур, для правильного течение процесса твердения и набора прочности, необходимо обеспечить соответствующий температурный режим.

Достигнуть температурного режима можно разными способами. В числе самых распространенных способов: прогрев толщи конструкции трансформаторами или сварочными аппаратами, прогрев поверхности специальными тепловыми матами, а также строительство над бетонной конструкцией временных сооружений (шатров) и прогрев внутреннего «подшатрового» пространства тепловыми пушками или электронагревателями.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector