• Стройка и ремонт с нуля до успешного финиша
  • Пошаговые мастер-классы с фото и видео
  • Контролируем рабочих или делаем своими руками
  • Калькуляторы для расчета материалов

Физические свойства бетона

Опубликовано: 10.06.2017

Физические свойства бетона

Физические свойства бетона.

1. Плотность бетона. Следует различать плотность незатвердевшей бетонной смеси и затвердевшего бетона. Бе смесь м.б. почти совершенно плотной (имеется в виду плотность с учетом содержащей­ся в смеси воды), если она правильно рассчитана и плотно уло­жена. Плотность такой бе смеси довольно точно совпадает с теоретической, рассчитанной по сумме абсолютных объемов м-лов, если она не содержит вовлеченного воздуха. Качество уплотнения бе смеси обычно оценивают коэф­фициентом уплотнения: где ’ д и ’ р — действительная и расчетная плотность бе смеси. Обычно стремятся получить коэффициент К упл . 1, но вследствие воздухововлечения в бе смесь при вибрации и др факторов К упл. часто составляет 0,96. 0.98.

В затвердевшем бе только часть воды находится в хими­чески связанном состоянии. Остальная (свободная) вода остает­ся в порах или испаряется. Поэтому затвердевший бе никогда не бывает абсолютно плотным. Пористость (в %) бе м. определить по формуле.

где В и Ц — расходы воды и цемента, кг/м 3 ; — содержа­ние химически связанной воды, доли от массы цемента. Обычно для бе в возр 28 сут. принимают =0,15.

Плотность бе явл-ся его важнейшим св-вом, в зна­чительной степени определяющим прочность, непроницаемость и долговечность бе.

Относительная плотность бе м.б. повышена тща­тельным подбором зернового состава зап-лей, обеспечиваю­щим меньший объем пустот в смеси зап-лей, а следовательно, и минимальное содержание цем-го камня в бе. Кроме того, м. прим-ть ц-ы, присоединяющие при гид­ратации возможно больше воды (высокопрочный ПЦ, глиноземистый и расширяющиеся ц), или ц-ы, зани­мающие больший абсолютный объем (ППЦ). Плотность бе может быть повышена путем уменьше­ния В/Ц, что дости­гается введением в смесь спец добавок — пластификато­ров, уплотнением бе смеси вибрацией, центробежным или другим механизированным способом. Часть свободной воды из бе смеси м. при укладке удалить вакуумированием или прессованием.

2. Проницаемость бетона . Для бе гидротехнических и ряда других сооружений важ­ной характеристикой является его проницаемость. Она в извест­ной мере определяет способность м-ла сопротивляться воз­действию увлажнения и замерзания, влиянию различных атмос­ферных факторов и агрессивных сред. Для практики наибольшее значение имеет водопроницаемость бе, кот зависит от его пористости, структуры пор и капиляров, св-в вяжущего и зап-лей. Бе явл-ся капиллярно-пористым м-лом, как бы пронизанным тончайшей сет­кой пор и капилляров различных размеров. Мелкие поры и ка­пилляры (микропоры) размером менее 10 -6 см практически непроницаемы для воды. Макропоры (размером более 10 -6 см) доступны для фильтрации воды, которая происходит вследствие действия давления, градиента влажности или осмоти­ческого эффекта. Поэтому проницаемость бе зав-т от V и распределения макропор и капилляров в бе. Объем макропор в бе колеблется от 0 до 40%. Макропористость бе уменьшается при В/Ц, степени гидратации ц-а, воздухововлечения в бе смесь, применении хим добавок, уплотняющих структуру бе. С возраста бе изменяется характер его по­ристости, постепенно объем макропор, кот как бы зарастают продуктами гидратации ц-а, и в рез-те проницаемость бе.

Проницаемость бе м. оценивать коэффициентом про­ницаемости, кот измеряется кол-вом воды, прошедшей через 1 см 2 образца в теч 1 ч при пост-ом давлении: где A — площадь образца; t — время; (p 1 —p 2 ) — градиент дав­ления, В – расход воды. В кач технич харкатеристики водопроницаемости бе принята обратная вел-на, т.е. водонепрониц-тью характ-мая маркой. Марка водонепрониц-ти – это минимальная вел-на давления воды, при кот при стандартных усл и на станд-х образцах отмечается проникновение воды (цилиндры d и h 15см). Марки уст-ны от W2 до W20 с интервалом = 2 ед. (2 атмосферы). От степени водонепрониц-ти зав-т коррозионная стойкость, мрз, долговечность (длительная прочн) бе.

3. Морозостойкость бетона. Под мрз бе понимают его способность в на­сыщенном водой состоянии выдерживать многократное поперемен­ное замораживание и оттаивание. Основной причиной, вызываю­щей разрушение бе в этих усл, явл-ся давление на стенки пор и устья микротрещин, создаваемое замерзающей во­дой. При замерзании вода увеличивается в объеме более чем на 9%. Расширению воды препятствует твердый скелет бе, в ко­тором могут возникать очень высокие напряжения. Повторяе­мость замерзания и оттаивания приводит к постепенному раз­упрочнению структуры бетона и к его разрушению. Критерием мрз бе явл-ся кол-во цик­лов, при кот потеря в массе образца менее 5%, а его проч­н снижается не более чем на 25%. Это кол-во циклов оп­р-т марку (11шт) бе по мрз: для тяж бе и мзб F50-F1000, кот. назнач-ся в зав-ти от усл эксплуатации к-ции. Существует два различных способа повышения морозостойко­сти бетона: I) повышение плотности бетона, уменьшение объема макропор и их проницаемости для воды, н-р за счет сниже­ния В/Ц, применения добавок, гидрофобизирующих стенки пор, или пропиткой специальными составами (кольматация – наполнение пор опр-ми составами); 2) создание в бе с пом. спец воздухововлекающих до­бавок резервного объема воздушных пор (более 20% от объема замерзающей воды), не заполняемых при обычном водонасыщении бе, но доступных для проникания воды под давлением, возникающем при ее замерзании. Воздушные поры должны быть возможно меньшего размера, т.к. это позволяет их общий V и способ-т мрз бе при наименьшем снижении его прочности вследствие воздухововлечения.

4. Теплофизические св-ва: а) Теплопроводность – это св-во м-ла передавать тепло от одной пов-ти к др. Она хар-ся кол-вом теплоты, проходящей ч/з стенку толщиной 1м и S=1м 2 при перепаде t на противоположных пов-тях в 1°С в теч 1 часа. Ед. измерения – Вт/м°С. Зав-т от стркутуры бе, его , пор-ти, влаж-ти и t. Структ. Бе включ-т тв фазу и си воз=х пор. Теплопров-ть тв фазы =1,2-1,4; воздуха =0,023. Поэтому чем б. воздушная пор-ть бе (или ниже его ), тем м. его . При заполнении пор влагой бе , т.к. воды=0,58, т.е. в 25 раз выше воздуха. При замораживании бе его еще в бОльшей степени, т.к. льда=2,3, т.е. в 4 раза выше воды. С t – бе несколько . Бе с оч мелкими закрытыми порами имеет более низкую , чем с крупными порами (отсутствие эффекта конвекции в мелких порах.

б) Теплоемкость – это физ св-во, характ-щееся способностью м-ла аккумулировать теплоту при нагревании, и оценивается уд-ой теплоемкостью, кот обознач-т кол-во теплоты, необх-ое для нагрев-ия 1 кг м-ла на 1°С. Уд теплоемкость (или коэф. теплоемкости) обознач-ся «С» (Дж/кг°С) и опр-ся: где Q – кол-во теплоты, затраченное на нагревание м-ла, Дж; m – масса м-ла, кг; (t 2 -t 1 )-разность t до и после нагрев-ия. Теплоемкость бе, исп-мая в технич-х расчетах, зав-т от его состава, структуры и , и меняется в пределах (0,75-1,1)10 3.

Вода имеет более высокую С=4,19*10 3. Поэтому с содерж-ия воды или влажности бе см, их С.

в) Температурные деформации. Бе расширяется при нагревании и сжимается при охлажд. В ср коэф линейного расширения бе =10*10 -6. С содерж-ия ц-го камня, . Зап-ли . t-ые деформ бе близки к t-ым деформ стали.Что обесп-т их надежную, совместную работу в ЖБ при различных t окр. ср. При замерзании влажного бе существ-ое влияние на его деформ оказ-т образ-ие льда в порах и капилярах и вместо деформ сжатия наблюд-ся деформ расширения, вызываемое давлением образующегося льда.

г) Огнестойкость – это сопротивляемость бе кратковременному действию огня при пожаре. Бе отн-ся к числу огнестойких м-лов. Вследствие сравн-но малой бе кратковременное возд-ие высоких t не вызыв-т значит-ое нагревания бе и нах-ся под защитным слоем, арм-ры. Значит-но опаснее поливка смесью разогретого бе холодной водой при тушении пожара. Она неизбежно вызывает образ-ие трещин, разруш-ие защ-го слоя и обнажение арм при продолжающемся действии высоких t.

д) Жаростойкость – это стойкость бе при длит-ном и пост-м дейтсвии высоких t в усл-х эксплуатации тепловых агрегатов (жароупорный бе). В таких усл обычный бе на ПЦ непигоден к эксплуатации при t 250°С, т.к. при t=250-300° происх-т прочн из-за разложения Са(ОН) 2 и разруш-ия струк. ц-го камня. При t 550°С зерна кварца в песке и гранитном щебне нач-т растрескиваться вследствие перехода кварца в др модификацию (тридимит), что связано со значит-м V зерен кварца и образований микротрещин в местах соприкосн-ия зерен зап-ля и ц-го камня.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *