• 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

Прочность бетона

Опубликовано: 01.05.2017

Прочность бетона

Прочность бетона. Как добавки в бетон изменяют прочность бетона.

Суперпластификторы для бетона / Прочность бетона. Как добавки в бетон изменяют прочность бетона.

Бето́н (от фр. béton ) — искусственный каменный строительный материал, получаемый в результате формования и затвердевания рационально подобранной и уплотнённой смеси, состоящей из вяжущего вещества (цемент или др.), крупных и мелких заполнителей, воды. В ряде случаев может иметь в составе специальные добавки, а также не содержать воды (например, асфальтобетон). Известен более 2600 лет, широко использовался в Древнем Риме. После падения Римской империи рецепт изготовления бетона был забыт на тысячу лет. Современный бетон на цементном вяжущем веществе известен с 1844 года (И. Джонсон). Патент на портландцемент получил в 1824 году Джозеф Аспдин; патент на «римский цемент» получил в 1796 году Джеймс Паркер.

Цементобетон производится смешиванием цемента, песка, щебня и воды (соотношение их зависит от марки цемента, фракции и влажности песка и щебня), а также небольших количеств добавок (пластификаторы. гидрофобизаторы, и т. д.). Цемент и вода являются главными связующими компонентами при производстве бетона. Например, при применении цемента марки 400 для производства бетона марки 200 используется соотношение 1:3:5:0,5. Если же применяется цемент марки 500, то при этом условном соотношении получается бетон марки 350. Соотношение воды и цемента («водоцементное соотношение», «водоцементный модуль»; обозначается «В/Ц») — важная характеристика бетона. От этого соотношения напрямую зависит прочность бетона: чем меньше В/Ц, тем прочнее бетон. Теоретически для гидратации цемента достаточно В/Ц = 0,2, однако у такого бетона слишком низкая пластичность, поэтому на практике используются В/Ц = 0,3—0,5.

Распространенной ошибкой при кустарном производстве бетона является чрезмерное добавление воды, которое увеличивает подвижность бетона, но в несколько раз снижает его прочность, потому очень важно точно соблюсти водоцементное соотношение, которое рассчитывается по таблицам в зависимости от используемой марки цемента. Подвижность цемента можно увеличить с помощью специальных химических добавок для бетона. Не только подвижность, но и другие характеристики бетона можно улучшить с помощью добавок: противоморозные добавки позволяют строить при -25°С.

ВИДЫ ПРОЧНОСТИ БЕТОНОВ. НАБОР ПРОЧНОСТИ.

1. В производстве сборного железобетона различается проектная, передаточная, распалубочная и отпускная прочность бетона. 2. Почему прочность бетона определяется 28 сутками? В начале XX века учеными была выведена закономерность нарастания прочности бетона в нормальных условиях, т.е. набор прочности при влажности воздуха 95В±5% и температуре 20В±3В°С.

Набор бетоном прочности при нормальных условиях твердения.

через 7-14 сут приобретает 60-80% марочной прочности.

через 28 суток примерно 100.

через 90 суток примерно 130.

Необходимо так же знать проектную марку по прочности на сжатие и нормируемую отпускную прочность бетона.

3. Проектная прочность (марка) – нормируемая прочность бетона в возрасте 28 суток или в другие сроки, допускающая передачу на изделие полной проектной нагрузки. Если в проектной документации, ГОСТ или ТУ на изделие не указан срок достижения бетоном проектной мruарки, то таким сроком следует считать 28 суток со дня изготовления.

4. Нормируемая прочность бетона заданное в нормативно-технической или проектной документации значение прочности (в проектном и промежуточном возрасте, отпускная, передаточная.

Устанавливаемые в стандартах и в рабочей документации номинальные значения характеристик свойств бетона изделий (в виде классов, марок и других показателей) должны соответствовать предусмотренным в следующих стандартах.

для тяжелого и мелкозернистого бетона ГОСТ 26633.

для легких бетонов ГОСТ 25820.

для ячеистых бетонов ГОСТ 25485.

для плотного силикатного бетона ГОСТ 25214.

для жаростойкого бетона ГОСТ 20910.

для химически стойкого бетона ГОСТ 25246.

5. Требуемая прочность бетона минимально допустимое значение.

6. Фактическая прочность бетона в партии среднее значение прочности бетона в партии, определенное по результатам испытаний контрольных образцов или неразрушающими методами непосредственно в конструкции. Фактическая прочность бетона (в проектном возрасте, передаточная, отпускная) должна соответствовать требуемой прочности, назначаемой по ГОСТ 18105 в зависимости от нормируемой отпускной прочности, указанной в стандарте или в рабочей документации, и от показателя фактической однородности прочности бетона.

7. Отпускная прочность бетона – нормативная прочность бетона, при которой изделие разрешается отгружать с завода потребителю. Величина отпускной прочности бетона изделий регламентируется ГОСТ на данный вид изделий, а при отсутствии ГОСТ или если величина отпускной прочности не регламентирована ГОСТ, ее устанавливает предприятие-изготовитель по согласованию с потребителем и проектной организацией. Значение нормируемой отпускной прочности бетона конкретных изделий следует устанавливать на основе расчета с учетом технологии их изготовления, условий их транспортирования, хранения и монтажа, возможности дальнейшего нарастания прочности бетона изделий в конструкциях (в том числе с учетом температуры наружного воздуха) и сроков их загружения расчетной нагрузкой. Значение нормируемой отпускной прочности бетона на сжатие следует принимать (в процентах от класса или марки бетона по прочности на сжатие) не менее: 50 % для изделий из бетона класса В 15 и выше (или марки М200 и выше); 70 % для изделий из бетона класса В 12,5 и ниже (или марки М150 и ниже); 100 % для изделий из бетона класса бетонов автоклавного твердения. Нормируемую отпускную прочность бетона указывают в рабочей документации или при заказе изделий.

8. Поставка изделий потребителю должна производиться после достижения бетоном требуемой отпускной прочности. Изготовитель должен гарантировать, что бетон изделий, поставляемых с отпускной прочностью бетона ниже прочности, соответствующей его классу или марке по прочности, достигнет требуемой прочности в проектном возрасте, определяемой по результатам испытания контрольных образцов, изготовленных из бетонной смеси рабочего состава и хранившихся в условиях, соответствующих ГОСТ 18105-86.

9. Распалубочная прочность бетона – минимальная прочность бетона при сжатии, при которой возможна распалубка (выемка из форм) и безопасное внутризаводское транспортирование изделий без их повреждения. Величина распалубочной прочности, условия и сроки ее достижения устанавливаются для каждого вида изделий предприятием-изготовителем в соответствии с технологическими правилами производства.

10. Передаточная прочность бетона – нормируемая прочность бетона предварительно напряженных изделий к моменту передачи на него предварительного натяжения арматуры (кубиковая прочность бетона в момент обжатия). Величину передаточной прочности бетона регламентирует проект, ГОСТ или ТУ на данный вид изделий. Ждать, когда бетон наберет 100 % проектной прочности, – расточительно, особенно в условиях заводского изготовления. Поэтому назначают такую минимальную величину передаточной прочности, которая обеспечила бы прочность и трещиностойкость изделия при обжатии, подъеме и перевозке, полагая, что до приложения эксплуатационных нагрузок бетон наберет проектную прочность. Передаточная прочность бетона назначается не ниже 70 % проектной марки, принимаемой, как правило, для предварительно напряженных изделий, в зависимости от вида и класса напрягаемой арматуры. При этом фактическая величина передаточной прочности с учетом требований статистического контроля на производстве должна составлять не менее 14 МПа, а при стержневой арматуре класса Αт-VI, арматурных канатах и проволочной арматуре без промежуточных головок – не менее 20 МПа.

ПРОЧНОСТЬ БЕТОНА.

Прочность главное свойство бетона.

Важнейшим свойством бетона является прочность.

Лучше всего бетон сопротивляется сжатию. Поэтому конструкции проектируют таким образом, чтобы бетон воспринимал сжимающие нагрузки. И только в некоторых конструкциях учитывается прочность на растяжение или на растяжение при изгибе.

Прочность при сжатии. Прочность бетона при сжатии характеризуется классом или маркой (которые определяют в возрасте 28 суток). В зависимости от времени нагружения конструкций прочность бетона может определяться и в другом возрасте, например 3; 7; 60; 90; 180 суток.

Класс представляет собой гарантированную прочность бетона в МПа с обеспеченностью 0,95 и имеет следующие значения: В b 1; В b 1,5; В b 2; В b 2,5; В b 3,5; В b 5; B b 7,5; В b 10; В b 12,5; В b 15; В b 20; В b 25; В b 30; В b 35; В b 40; В b 50; В b 55; В b 60. Маркой называется нормируемое значение средней прочности бетона в кгс/см 2 (МПах10.

Между классом бетона и его средней прочностью при коэффициенте вариации прочности бетона n = 0,135 и коэффициенте обеспеченности t = 0,95 существуют зависимости.

В целях экономии цемента, полученные значения предела прочности не должны превышать предел прочности, соответствующей классу или марке, более чем на 15.

Соотношение классов и марок для тяжелого бетона.

При проектировании конструкций обычно назначают класс бетона, в отдельных случаях — марку. Соотношение классов и марок для тяжелого бетона по прочности на сжатие приведены в табл. 1.

Прочность при растяжении . С прочностью бетона на растяжение приходится иметь дело при проектировании конструкций и сооружений, в которых не допускается образование трещин. В качестве примера можно привести резервуары для воды, плотины гидротехнических сооружений и др. Бетон на растяжение подразделяют на классы: В t 0,8; B t 1,2; B t 1,6; В t 2; B t 2,4; В t 2,8; В t 3,2 или марки: Р t 10; B t 15; B t 20; B t 25; B t 30; B t 35; В t 40.

Прочность на растяжение при изгибе. При устройстве бетонных покрытий дорог, аэродромов назначают классы или марки бетонов на растяжение при изгибе.

Таблица 1. Соотношение классов и марок при сжатии для тяжелого бетона.

Технологические факторы, влияющие на прочность бетона.

Технологические факторы, влияющие на прочность бетона. На прочность бетона влияет ряд факторов: активность цемента, содержание цемента, отношение воды к цементу по массе (В/Ц), качество заполнителей, качество перемешивания и степень уплотнения, возраст и условия твердения бетона, повторное вибрирование.

Активность цемента . Между прочностью бетона и активностью цемента существует линейная зависимость R b = f(R Ц ). Более прочные бетоны получаются на цементах повышенной активности.

Содержание цемента . С повышением содержания цемента в бетоне его прочность растет до определенного предела. Затем она растет незначительно, другие же свойства бетона ухудшаются. Увеличивается усадка, ползучесть. Поэтому не рекомендуется вводить на 1 м 3 бетона более 600 кг цемента.

Водоцементное отношение . Прочность бетона зависит от В/Ц. С уменьшением В/Ц она повышается, с увеличением — уменьшается. Это определяется физической сущностью формирования структуры бетона. При твердении бетона с цементом взаимодействует 15-25% воды. Для получения же удобоукладываемой бетонной смеси вводится обычно 40-70% воды (В/Ц = 0,4 0,7). Избыточная вода образует поры в бетоне, которые снижают его прочность.

При В/Ц от 0,4 до 0,7 (Ц/В = 2,5 1,43) между прочностью бетона R в . МПа, активностью цемента R ц . МПа, и Ц/В существует линейная зависимость, выражаемая формулой.

При В/Ц 0,4 (Ц/В 2,5) линейная зависимость нарушается. Однако в практических расчетах пользуются другой линейной зависимостью.

Ошибка в расчетах в этом случае не превышает 2-4 % вышеприведенных формулах: А и А 1 — коэффициенты, учитывающие качество материалов. Для высококачественных материалов А = 0,65, А1 = 0,43, для рядовых — А = 0,50, А1 = 0,4; пониженного качества — А = 0,55, А1 = 0,37.

Прочность бетона при изгибе R bt . МПа, определяется по формуле.

где R ц — активность цемента при изгибе, МПа.

А — коэффициент, учитывающий качество материалов.

Для высококачественных материалов А = 0,42, для рядовых А = 0,4, материалов пониженного качества — А = 0,37.

Качество заполнителей . Не оптимальность зернового состава заполнителей, применение мелких заполнителей, наличие глины и мелких пылевидных фракций, органических примесей уменьшает прочность бетона. Прочность крупных заполнителей, сила их сцепления с цементным камнем влияет на прочность бетона.

Качество перемешивания и степень уплотнения бетонной смеси существенно влияют на прочность бетона. Прочность бетона, приготовленного в бетоносмесителях принудительного смешивания, вибро и турбосмесителях выше прочности бетона, приготовленного в гравитационных смесителях на 20-30%. Качественное уплотнение бетонной смеси повышает прочность бетона, так как изменение средней плотности тонной смеси на 1% изменяет прочность на 3-5.

Влияние возраста и условий твердения . При благоприятных температурных условиях прочность бетона растет длительное время и изменяется по логарифмической зависимости.

где R b (n) и R b (28) — предел прочности бетона через n и 28 суток, МПа; lgn и lg28 — десятичные логарифмы возраста бетона.

Эта формула осредненная. Она дает удовлетворительные результаты для бетонов, твердеющих при температуре 15-20 °С на рядовых среднеалюминатных цементах в возрасте от 3 до 300 суток. Фактически же прочность на разных цементах нарастает поразному.

Рост прочности бетона во времени зависит, в основном, от минерального и вещественного составов цемента. По интенсивности твердения портландцементы подразделяют на четыре типа (табл. 2.

Интенсивность твердения бетона зависит от В/Ц . Как видно из данных, приведенных в табл. 3, более быстро набирают прочность бетоны с меньшим В/Ц.

На скорость твердения бетона большое влияние оказывает температура и влажность среды. Условно-нормальной считается среда с температурой 15-20 °С и влажностью воздуха 90-100.

Таблица 2. Классификация портландцементов по скорости твердения.

Минеральный и вещественный составы портландцементов.

Как видно из графика, приведенного на рис. 1, прочность бетона в 28-суточном возрасте, твердевшего при 5 °С, составила 68%, при 10°С — 85%, при 30 °С — 115% от предела прочности бетона, твердевшего при температуре 20 °С. Те же зависимости наблюдаются и в более раннем возрасте. То есть интенсивнее набирает прочность бетон при более высокой температуре и, напротив, медленней — при ее понижении.

При отрицательной температуре твердение практически прекращается, если не снизить температуру замерзания воды введением химических добавок.

Рис. 1. Рост прочности бетона при разной температуре.

Твердение ускоряется при температуре 70-100 °С при нормальном давлении или при температуре около 200 °С и давлении 0,6-0,8 МПа. Для твердения бетона требуется среда с высокой влажностью. Для создания таких условий бетон укрывают водонепроницаемыми пленочными материалами, покрывают влажными опилками и песком, пропаривают в среде насыщенного водяного пара.

Повторное вибрирование увеличивает прочность бетона до 20%. Оно должно выполняться до конца схватывания цемента. Повышается плотность. Механические воздействия срывают пленку гидратных новообразований и ускоряют процессы гидратации цемента.

Оставить комментарий Отменить ответ.

Поиск Яндексом по сайту.

Добавки для бетона.

Делаем бетон крепче.

Статьи о добавках к бетонам.

Добавить комментарий

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