Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Бетон - файл 1.doc


Бетон
скачать (123 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc123kb.17.11.2011 10:50скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Содержание



  1. Общие сведения

  2. Основные свойства бетонов

  3. Методы определения свойств бетонов

  4. Влияние технологических факторов на свойства бетонов

  5. Список используемой литературы



1. Общие сведения.

Бетоном называют искусственный каменный материал, получаемый в результате формования и затвердевания правильно подобранной бетонной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды, заполнителей и специальных добавок.

Широкое использование бетона в современном строительстве объясняется следующими его преимуществами перед другими строительными материалами.

Во-первых, для изготовления бетона имеется большая сырьевая база, поскольку запасы песка и крупного заполнителя, занимающих 80-85% объёма бетона, разведаны практически во всех регионах страны.

Во-вторых, технология переработки сырья в конечный продукт-бетон или бетонное изделие связана с применением несложных механизмов и сравнительно малыми затратами энергии, что позволяет существенно снизить стоимость строительных работ.

В-третьих, используя разные технологические приёмы, можно изменить строительно-технические свойства затвердевшего бетона в широком диапазоне. Например, предел прочности при сжатии для бетона разных видов находится в интервале от 15 до 800 кгс/см2 (1,5-80 МПа), а объёмная масса - от 300 до 4500 кг/м3 и более. Следовательно, из бетона можно изготовлять как несущие, так и ограждающие конструкции, т.е. он является материалом универсального типа. Широкий диапазон свойств позволяет дифференцированно подходить к выбору типа бетона для конкретной конструкции, что в конечном итоге способствует уменьшению материалоёмкости строительства.

В-четвёртых, бетону присуще такие особенности строения и свойств, благодаря которым становится возможным изготовления индустриальных крупноразмерных элементов. В общем виде эти особенности сводятся к следующему: сохранение монолитности при твердении, изотропия свойств, отсутствие коробления, возможность получения изделий точных размеров и т.д. Кроме того, бетон хорошо сочетается со стальной арматурой, что позволяет изготовлять из него не только сжатые, но изгибаемые несущие элементы.

Наконец, бетон как пластичный материал допускает значительное разнообразие обработки его поверхности. Благодаря этому качеству из бетона можно выполнить сооружения, обладающие большой архитектурной выразительностью.

Бетоны классифицируются по следующим признакам:

а) виду вяжущего:

- цементные бетоны, изготавливаемые преимущественно на портландцементе, шлакопортландцементе, пуццолановом портландцементе; такие бетоны имеют универсальное применение для несущих и ограждающих конструкций в промышленном, гражданском и жилищном строительстве, за исключением тех случаев, когда предъявляются особые требования, например, жаростойкость, химическая стойкость;

- силикатные бетоны, изготавливаемые на известковом вяжущем и применяемые только для сборных бетонных и железобетонных элементов заводского изготовления;

- бетоны на гипсовом вяжущем, использование которых вследствие низкой водостойкости вяжущего допускается только для внутренних ограждающих конструкций;

- бетоны на смешанных вяжущих, например известково-цементных, известково-шлаковых, известково-зольных, идущие на изготовление бетонных изделий и конструкций;

- бетоны на специальных вяжущих (органических и ли неорганических), имеющие узконаправленное применение при наличии специальных требований, например по химической стойкости, жаростойкости и т.д.

б) виду заполнителей:

- плотных заполнителях;

- пористых заполнителях;

- специальных заполнителях.

в) структуре:

- бетоны плотной (слитной) структуры, в которых пространство между зёрнами заполнителей занято затвердевшим вяжущим веществом; допускаемый объём межзерновых пустот в уплотнённой бетонной смеси не превышает 6%;

- крупнопористые (беспесчаные или малопесчаные) бетоны, в которых значительная часть объёма межзерновых пустот остаётся не занятой мелким заполнителем и затвердевшим вяжущим;

- поризованные бетоны, в которых пространство между зёрнами заполнителей занято вяжущим веществом, поризованным воздухововлекающими, пенообразующими или газообразующими добавками; объём межзерновых пустот в уплотнённой поризованной бетонной смеси превышает 6%;

- ячеистые бетоны – бетоны с искусственно созданными ячейками-порами, состоящие из смеси вяжущего вещества, тонкодисперсного кремнеземистого компонента (молотого кварцевого песка или золы) и пенообразующей добавки.

г) условиям твердения:

- бетоны естественного твердения, используемые преимущественно в летних условиях для монолитных конструкций и для сборных конструкций, изготовляемых на полигонах;

- бетоны, подвергнутые тепловой обработке при атмосферном давлении, для изготовления сборных изделий и конструкций в заводских условиях, а так же монолитных конструкций, возводимых при низкой температуре окружающей среды;

- бетоны, подвергнутые автоклавной обработке, преимущественно в конструкциях заводского изготовления из силикатных, ячеистых и мелкозернистых бетонов.

В зависимости от основного назначения бетоны подразделяются на:

- конструкционные;

- специальные (жаростойкие, химические стойкие, декоративные, радиационно-защитные, теплоизоляционные и др.).


В индивидуальном строительстве используют различные виды бетонов: обычный бетон, бутобетон, шлакобетон, опилкобетон, газобетон и др.

Обычный бетон готовят из смеси цемента, заполнителей (песок, гравий, щебень и др.) и воды. Для приготовления бетонной смеси рекомендуется применять чистые заполнители и воду, так как примеси снижают прочность бетона, а это в свою очередь вызывает перерасход цемента. Диапазон использования бетона в индивидуальном строительстве очень широк: фундаменты, стены, перекрытия, лестницы, перемычки и т.д.

Состав бетонной смеси обычно обозначают отношением отдельных компонентов в частях массы или объема, где первая цифра показывает расход цемента, вторая — мелкого заполнителя, т.е. песка, и третья — крупного заполнителя, т.е. гравия или щебня. Например 1:2,3:4,1 означает, что на 1 часть массы или объема цемента следует брать 2,3 части массы или объема песка и 4,1 части массы или объема гравия или щебня.

Бутобетон широко используют в индивидуальном строительстве для устройства фундаментов и бетонирования других массивных конструкций. Он состоит из пластичной бетонной смеси и каменного заполнителя. Размеры камней не должны превышать половину толщины бетонируемой конструкции. Для обеспечения необходимой плотности, монолитности и прочности объем каменного заполнения не должен превышать половину объема бетонируемой конструкции, а камни следует располагать не ближе 4...5 см один от другого и от краев конструкции. Процесс устройства бутобетона состоит из укладки бетонного слоя толщиной примерно 20 см и утапливания в него камней. Конструкции из бутобетона прочны. Кроме того, в связи с тем, что примерно на 50% уменьшается расход бетонной смеси, достигается большая экономия цемента и рабочей силы.

Шлакобетон является дешевым и хорошим конструктивным материалом для возведения стен малоэтажных зданий. В качестве заполнителя в нем используют просеянный шлак, в качестве вяжущего — цемент и известь.

Стены из опилкобетона легкие, обладают малой теплопроводностью и достаточной прочностью для малоэтажных зданий. Если опилкобетон хорошо защищен от воздействия влаги и правильно приготовлен, срок его службы может быть достаточно долгим. Для приготовления опилкобетона используют вяжущее (цемент и известь) и заполнитель (песок и опилки). В опилках не должно быть примеси коры.

Газобетон в течение последних лет получил наибольшее распространение при устройстве стен индивидуальных домов. Газобетон изготовляют из цемента, извести, кварцевого песка, воды и небольшого количества специальной добавки для вспучивания массы (обычно алюминиевый порошок). Газобетон имеет хорошие теплотехнические и конструктивные свойства.

Для конструкций, которые эксплуатируются в особых условиях применяют бетоны специальных видов: гидротехнический бетон, дорожный бетон, жаростойкий бетон.

Гидротехнический бетон используется для возведения плотин, шлюзов, набережных и т. п. В зависимости от зоны расположения в гидротехническом сооружении различают бетон 3-х видов:

1. Бетон для наружных частей сооружений подвергается непосредственному воздействию окружающей среды; он должен выдерживать многократные замораживания и оттаивания, увлажнение и высыхание в напряжённом состоянии. К такому бетону предъявляются высокие требования по прочности (М250, М300 и выше), морозостойкости (Мрз100 - Мрз400) и водонепроницаемости (В6 - В12). Для достижения высокого качества бетона наружных зон сооружения используют стойкие цементы ( сульфатостойкий портландцемент, цементы с органическими добавками) и высококачественные морозостойкие заполнители.

2. Бетон для внутренних зон массивных гидротехнических сооружений не испытывает непосредственного воздействия среды. С учётом массивности бетонируемой конструкции главное ограничение в таком бетоне – возможно меньшее тепловыделение при твердении, так как возникающий вследствие экзотермии температурный градиент может вызвать растрескивание конструкции. Поэтому для изготовления внутримассивного бетона рекомендуются цементы с умеренным тепловыделением, например шлакопортландцемент или пуццолановый портландцемент. Хорошие результаты дает замена 20-30% цемента тонкодисперсной золой ТЭС. Марка по прочности такого бетона обычно М100-М150, требования по водонепроницаемости минимальные – В2, В4.

3. Бетон для подводной части гидротехнических сооружений подвергается физико-химической коррозии под влиянием воды и растворённых в ней веществ. Для такого бетона целесообразно принять сульфатостойкий либо пуццолановый портландцемент.

Дорожный бетон применяют для устройства цементно-бетонных покрытий и оснований дорог, взлётно-посадочных полос аэродромов, полов промышленных предприятий. Он должен хорошо сопротивляться истиранию и комплексному физико-химическому воздействию среды (воды и мороза с одновременным влиянием солей, употребляемых для очистки покрытий от льда). Важнейшие показатели качества дорожного бетона - высокая прочность, износостойкость и морозостойкость. Бетон должен обладать высокой морозостойкостью – Мрз100-Мрз200. Для дорожного бетона рекомендуется применять портландцемент М500 и более, в котором содержание трёхкальциевого алюмината не превышает 10%, а так же гидрофобный пластифицированный портландцемент без минеральных добавок.

Жаростойкий бетон предназначен для конструкций, испытывающих в процессе эксплуатации длительное воздействие высоких температур. Для предания бетону на портландцементе необходимой стойкости к действию высоких температур в его состав вводят тонкодисперсные добавки, содержащие активный аморфный кремнезём, который способен связывать окись кальция при температуре 700-900С благодаря реакциям в твёрдом состоянии. В качестве тонкомолотой добавки применяют пемзу, золу ТЭС, шамот, доменный гранулированный шлак. Заполнителями в жаростойких бетонах служат огнеупорные материалы: шамот, бой огнеупорного магнезитового кирпича, корунд, хромитовая руда. В качестве вяжущего используют растворимое стекло, глиноземистый и высокоглиноземистый цементы, периклазовый цемент, фосфатное связующие. Жароупорные бетоны применяют для футеровки печей, котлов, устройства дымовых каналов, труб в сооружениях чёрной и цветной металлургии, химической, энергетической промышленности, в производстве строительных материалов.


^ 2. Основные свойства бетонов.

Самым важным свойством бетона является его прочность, т. е. способность сопротивляться внешним силам не разрушаясь. Как и природный камень, бетон лучше всего сопротивляется сжатию, поэтому за критерий прочности бетона строители приняли предел прочности бетона при сжатии. Чтобы определить прочность бетона, из него изготовляют Эталонный кубик с ребром 200 мм, если разрушился при нагрузке 80 тонн, то предел прочности при сжатии будет равен 20 МПа.

В зависимости от прочности на сжатие бетон делится на марки. Марку бетона строители определяют по пределу прочности эталонного кубика с ребром 200 мм. Так, в России в строительстве применяют следующие марки бетона: «600», «500» , «400», «300», «250», «150», «100» и ниже. Выбор марки зависит от тех условий, в которых будет работать бетон.

Прочность бетона зависит от прочности каменного заполнителя (щебня, гравия) и от качества растворенного в воде цемента: бетон будет тем прочнее, чем прочнее каменные заполнители и чем лучше они будут скреплены цементным клеем. Прочность природных камней не изменяется со временем, а вот прочность бетона со временем растет.

Другим важным свойством бетона является плотность – отношение массы материала к его объему. Плотность бетона всегда меньше 100%.

Плотность сильно влияет на качество бетона, в том числе и на его прочность: чем выше плотность бетона, тем он прочнее. Поры в бетоне, как правило, появляются при его изготовлении: в результате испарения излишней воды, не вступившей в химическую реакцию с цементом при его твердении, при недостатке цемента. С плотностью связано и обратное свойство бетона – пористость – отношение объема пор к общему объему материала. Пористость как бы дополняет плотность бетона до 100%. Как бы ни был плотен бетон, в нем всегда есть поры.

Водостойкость – свойство бетона противостоять действию воды не разрушаясь. Чтобы определить водостойкость бетона, изготовляют два образца: один в сухом виде раздавливают на прессе и определяют его нормальную прочность. Другой образец предварительно погружают в воду, а после насыщения водой также разрушают на прессе. Из-за ослабления связей между частицами прочность образца уменьшается. Отношение прочности насыщенного водой образца к прочности образца в сухом виде коэффициентом размягчения материала. Для бетона он больше 0,8. Поэтому бетон является водостойким и может применяться для сооружения конструкций, подвергающихся действию воды – плотин, пирсов, молов.

Теплопроводность характеризует способность бетона передавать через свою толщину тепловой поток, возникающий из-за разности температур на поверхностях бетона. Теплопроводность бетона почти в 50 раз меньше, чем у стали, но зато выше, чем у строительного кирпича.

Сравнительно невысокая теплопроводность обеспечивает бетону высокую огнестойкость – способность материала выдерживать действие высоких температур. Бетон может выдержать в течение длительного времени температуру выше 1000° С. При этом он не разрушается и не трескается.

Все знают, что если в поры камней проникает вода, то, замерзая, она расширяется и тем самым разрушает даже самые крепкие горные породы. Бетон же при насыщении водой может выдерживать многократное замораживание и оттаивание. При этом он не разрушается и почти не снижает своей прочности. Это свойство называется морозостойкостью.

А вот еще одно свойство бетона – объемная масса. У бетона объемная масса может быть равной. Она зависит от заполнителей, которые используются в бетоне. По этому признаку бетоны делятся на три вида: тяжелый, легкий и особо легкий. Эта классификация зависит от массы заполнителя, применяемого при изготовлении бетона. Так, например, бетон на естественных заполнителях из гранита, известняка, доломита имеет объемную массу 2200 – 2400 кг/м³, а прочность его достигает 60 МПа (или 600 кгс/см²). Такой бетон называют тяжелым бетоном. А вот бетон на щебне из легких каменных пород (пемза или туф) имеет меньшую объемную массу – обычно 1600 – 1800 кг/м³ и называется легким бетоном. Если бетон изготовить на искусственных легких пористых заполнителях из обожженных до спекания глиняных материалов, как, например, керамзит, аглопорит, шлаковая пемза, зольный гравий и т. п., то можно получить целую гамму легких бетонов разной объемной массы – до 1800 кг/м³. Их прочность колеблется от 7,5 до 40 МПа (75 до 400 кгс/см²).

^ Свойства бетонной смеси

Прочный и долговечный бетон из материалов даже высокого качества может быть получен только при тщательном уплотнении бетонной смеси при формовании из нее конструкций. Формовочная способность бетонной смеси определяется двумя показателями — подвижностью и пластичностью.

Пластичность характеризует внутреннюю связность смеси, способность ее формоваться, приобретая заданную форму без разрывов и расслаивания на отдельные составляющие.

Подвижность бетонной смеси с максимальной крупностью зерен заполнителя до 70 мм оценивается величиной осадки (в сантиметрах) под собственным весом или при вибрации конуса, отформованного из бетонной смеси. Конфигурация массы получается при загрузке ее в форму — усеченный конус (50). Осадку конуса смеси определяют следующим образом. Сначала конус смачивают внутри водой, затем форму заполняют бетонной смесью послойно тремя слоями одинаковой высоты и каждый слой уплотняют, штыкуя 25 раз металлическим стержнем; при этом форму прижимают к листу, избыток смеси срезают вровень с краями формы; затем снимают форму и устанавливают ее рядом с отформованной бетонной смесью; образовавшийся конус бетонной смеси под действием собственного веса оседает. Величина осадки конуса служит оценкой подвижности бетонной смеси.

Жесткость бетонной смеси в секундах устанавливается: а) для бетонных смесей с максимальной крупностью зерен заполнителя 40 мм — с помощью технического вискозиметра;

б) для бетонных смесей с максимальной крупностью зерен заполнителя до 70 мм и при жесткости смеси не более 100 сек — упрощенным способом.

Жесткость бетонной смеси определяют следующим образом. На виброплощадку устанавливают цилиндрический сосуд, в который вставляют и закрепляют цилиндрическое кольцо, а затем в кольцо помещают форму-конус, заполняя ее смесью на полную высоту с насадкой и одновременно уплотняя смесь штыкованием. Окончательно бетонная смесь уплотняется вибрированием до момента, пока на ее поверхности и из-под нижнего основания конуса не начнется заметное выделение цементного клея. Время вибрирования должно быть не менее 5 и не более 30 сек. Затем насадку снимают, избыток смеси срезают вровень с краями конуса и строго вертикально поднимают конус. После этого освобождают зажимной винт штатива с диском и опускают диск на поверхность отформованного конуса бетонной смеси. Включают виброплощадку и секундомер и наблюдают за опусканием штанги; когда риска штанги совпадет с верхней плоскостью направляющей головки штатива, выключают секундомер и вибратор и отмечают время, прошедшее от момента включения вибратора до его выключения. Это время в секундах характеризует жесткость бетонной смеси.


^ 4. Методы определения свойств бетонов


Определение прочности бетона состоит в измерении минимальных усилий, разрушающих специально изготовленные контрольные образцы бетона при их статическом нагружении с постоянной скоростью роста нагрузки и последующем вычислении напряжений при этих усилиях в предположении упругой работы материала.


Табл.1


Метод

Форма образца

Размеры образца, мм

Определение прочности на сжатие и на растяжение при раскалывании

Куб


Цилиндр

Длина ребра: 100; 150;


200; 300


Диаметр d: 100; 150;


Высота h, равная 2d

Определение прочности на осевое растяжение

Призма квадратного сечения


Цилиндр



100Х100Х400


150Х150Х600


200Х200Х800


Диаметр d: 100; 150;


200; 300


Определение прочности на растяжение при изгибе и при раскалывании

Призма квадратного сечения

100Х100Х400


150Х150Х600


200Х200Х800


Все образцы одной серии должны быть испытаны в расчетном возрасте в течение не более 1 ч.


Перед установкой образца на пресс или испытательную машину удаляют частицы бетона, оставшиеся от предыдущего испытания на опорных плитах пресса.

Шкалу силоизмерителя испытательной машины, пресса или испытательной установки выбирают из условия, что ожидаемое значение разрушающей нагрузки должно быть в интервале 20-80 % максимальной нагрузки, допускаемой выбранной шкалой.

Нагружение образцов производят непрерывно со скоростью, обеспечивающей повышение расчетного напряжения в образце до его полного разрушения в пределах (0,6±0,4) МПа/с при испытаниях на сжатие и в пределах (0,05±0,02) МПа/с при испытаниях на растяжение. При этом время нагружения одного образца должно быть не менее 30 с.

Максимальное усилие, достигнутое в процессе испытания, принимают за разрушающую нагрузку и записывают его в журнал испытаний.

Разрушенный образец необходимо подвергнуть визуальному осмотру и отметить в журнале испытаний:

-характер разрушения;

-наличие крупных (объемом более 1 куб.см) раковин и каверн внутри образца;

-наличие зерен заполнителя размером более

-комков глины, следов расслоения.

Результаты испытаний образцов, имеющих перечисленные дефекты структуры и характер разрушения, учитывать не следует.


^ Испытание на сжатие


При испытании на сжатие образцы-кубы и цилиндры устанавливают одной из выбранных граней на нижнюю опорную плиту пресса (или испытательной машины) центрально относительно его продольной оси, используя риски, нанесенные на плиту пресса, дополнительные стальные плиты или специальное центрирующее устройство, приведенное в приложении 6.

Между плитами пресса и опорными поверхностями образца допускается прокладывать дополнительные стальные опорные плиты.

Образцы-половинки призм при испытании на сжатие помещают между двумя дополнительными стальными плитами. Дополнительные плиты центрируют относительно оси пресса, используя риски, нанесенные на плиту пресса и дополнительные стальные плиты, или специальное центрирующее устройство.

После установки образца на опорные плиты пресса (дополнительные стальные плиты) совмещают верхнюю плиту пресса с верхней опорной гранью образца (дополнительной стальной плитой) так, чтобы их плоскости полностью прилегали одна к другой. Далее начинают нагружение.


^ Испытание на растяжение при изгибе

Образцы-призмы устанавливают в испытательное устройство и нагружают до разрушения.

Если образец разрушился не в средней трети пролета или плоскость разрушения образца наклонена к вертикальной плоскости более, чем на 15°, то при определении средней прочности бетона серии образцов этот результат испытания не учитывают.


^ Испытания на растяжение при раскалывании

Образцы устанавливают на плиты пресса или в испытательное устройство и нагружают до разрушения.

Для равномерной передачи усилия на образец между стальной колющей прокладкой и поверхностью куба или между опорными плитами пресса и поверхностью образца-цилиндра допускается дополнительно устанавливать прокладку из фанеры, картона длиной не менее длины образца.

Образцы-призмы последовательно раскалывают в нескольких сечениях по длине. Расстояние между сечениями раскалывания должно быть не менее половины высоты призмы.

^ Испытание на осевое растяжение

Образцы закрепляют в разрывной машине и нагружают до разрушения.


Обработка и оценка результатов

Прочность бетона, МПа (кгс/кв.см), следует вычислять с точностью до 0,1 МПа (1 кгс/кв.см) при испытаниях на сжатие и до 0,01 МПа (0,1 кгс/кв.см) при испытаниях на растяжение для каждого образца по формулам:


на сжатие

R= *F/A*Kw (1)


на осевое растяжение


R= *F/A*Kw (2)


на растяжение при раскалывании


Rtt= *2F/*A*Kw (3)


на растяжение при изгибе


Rtf= *Fl/ab2*Kw (4)


где F - разрушающая нагрузка, Н (кгс);

А - площадь рабочего сечения образца, кв.мм (кв.см);

a, b, l - соответственно ширина, высота поперечного сечения призмы и расстояние между опорами при испытании образцов на растяжение при изгибе, мм (см);

,,, - масштабные коэффициенты для приведения прочности бетона к прочности бетона в образцах базовых размера и формы;

Wk - поправочный коэффициент для ячеистого бетона, учитывающий влажность образцов в момент испытания.


Прочность бетона (кроме ячеистого) в серии образцов определяют как среднее арифметическое значение в серии:

из двух образцов - по двум образцам;

из трех образцов - по двум наибольшим по прочности образцам;

из четырех образцов - по трем наибольшим по прочности образцам;

из шести образцов - по четырем наибольшим по прочности образцам.

При отбраковке дефектных образцов прочность бетона в серии образцов определяют по всем оставшимся образцам, если их не менее двух. Результаты испытания серии из двух образцов при отбраковке одного образца не учитывают.

Для ячеистого бетона прочность в серии образцов определяют как среднее арифметическое значение всех испытанных образцов серии.

При производственном контроле значения переходных коэффициентов от прочности бетона при одном виде испытаний к другому виду испытаний допускается определять экспериментально

Оценку результатов определения прочности бетона производят по ГОСТ 18105.

В случаях, если средний внутрисерийный коэффициент вариации прочности бетона на сжатие превышает 8%, необходимо провести внеочередную переаттестацию испытательной лаборатории.


^ Определение плотности бетона

Плотность бетона определяют испытанием образцов в состоянии естественной влажности или нормированном влажностном состоянии: сухом, воздушно-сухом, нормальном, водонасыщенном.

При определении плотности бетона в состоянии естественной влажности образцы испытывают сразу же после их отбора или хранят в паронепроницаемой упаковке или герметичной таре, объем которой превышает объем уложенных в нее образцов не более чем в 2 раза.

Плотность бетона при нормируемом влажностном состоянии определяют испытанием образцов бетона, имеющих нормируемую влажность или произвольную влажность, с последующим пересчетом полученных результатов на нормированную влажность.

При определении плотности бетона в сухом состоянии образцы высушивают до постоянной массы в соответствии с требованиями ГОСТ 12730.2.

При определении плотности бетона в воздушно-сухом состоянии образцы перед испытанием выдерживают не менее 28 сут в помещении при температуре (25±10) °С и относительной влажности воздуха (50±20) %.

При определении плотности бетона в нормальных влажностных условиях образцы хранят 28 сут в камере нормального твердения, эксикаторе или другой герметичной емкости при относительной влажности воздуха не менее 95 % и температуре (20±2) °С.

При определении плотности бетона в водонасыщенном состоянии образцы насыщают водой в соответствии с требованиями ГОСТ 12730.3.


Обработка результатов

Плотность бетона образца w вычисляют с погрешностью до 1 кг/м3 по формуле


w=m/V*1000 (5)


где m — масса образца, г;


V — объем образца, см3.


Плотность бетона серии образцов вычисляют как среднее арифметическое значение результатов испытания всех образцов серии.

Плотность бетона при нормированном влажностном состоянии rн в кг/м3 вычисляют по формуле:


н= w * (6)


где rw — плотность бетона при влажности Wм, кг/м3;


Wн — нормированная влажность бетона, %;


Wм — влажность бетона в момент испытания, определенная по ГОСТ 12730.2, %.


^ Определение раствороотделения бетонной смеси.

Раствороотделения бетонной смеси, характеризующее ее связность при динамическом воздействии, определяют путем сопоставления содержания растворной составляющей бетонной смеси в нижней и верхней частях свежеотформованного образца размерами 200х200х200 мм.

Бетонную смесь укладывают и уплотняют в форме для контрольных образцов бетона размерами 200х200х200 мм по ГОСТ 10180-78. После этого уплотненную бетонную смесь в форме подвергают вибрационному воздействию на лабораторной виброплощадке в течение времени, равного 10Ж, где Ж - показатель жесткости смеси по ГОСТ 10181.1-81, а для подвижных смесей в течение 25 с.

После вибрирования верхний слой бетона высотой (10(0,5) см из формы отбирают на противень, а нижнюю часть образца выгружают из формы путем опрокидывания на второй противень.

При испытании жестких бетонных смесей допускается перед разделением свежеотформованного образца производить его распалубку.

Отобранные пробы бетонной смеси взвешивают с погрешностью до 10 г и подвергают мокрому рассеву на сите с отверстиями величиной 5 мм. При мокром рассеве отдельные части пробы, уложенные на сито, промывают струей чистой воды до полного удаления цементного раствора с поверхности зерен крупного заполнителя. Промывку смеси считают законченной, когда из сита вытекает чистая вода.

Отмытые порции заполнителя переносят на чистый противень и высушивают до постоянной массы при температуре 105-110 (С и взвешивают с погрешностью до 10 г.

Содержание растворной составляющей в верхней и нижней частях уплотненной смеси Vр в процентах определяют по формуле


V= (7)


где Vp - содержание растворной составляющей в верхней (нижней) части образца, %;

mk - масса отмытого высушенного крупного заполнителя из верхней (нижней) части образца, г;

mcm - масса бетонной смеси, отобранной пробы из верхней (нижней) части образца, г.


Показатель раствороотделения бетонной смеси Пр в процентах определяют по формуле


Пр= (8)


где Vp - абсолютная величина разности между содержанием растворной составляющей в верхней и нижней частях образца;


Vp - суммарное содержание растворной составляющей верхней и нижней частей образца, %.


Показатель раствороотделения для каждой пробы бетонной смеси определяют дважды и вычисляют с округлением до 1 % как среднее арифметическое значение результатов двух определений, отличающихся между собой не более чем на 20 % от меньшего значения. При большем расхождении результатов определение повторяют на новой пробе бетонной смеси.

Результаты испытания должны быть занесены в журнал, в котором указывают:

дату и время испытания;

место отбора пробы;

марку и вид бетона, изготовляемого из испытуемой смеси;

результаты частных определений;

среднеарифметический результат.


^ Определение водоотделения бетонной смеси

Водоотделения бетонной смеси, характеризующее ее связность в состоянии покоя, определяют после ее отстаивания в цилиндрическом сосуде в течение определенного промежутка времени.

Бетонную смесь укладывают в цилиндрический сосуд, объем которого в зависимости от наибольшей крупности зерен заполнителя должен соответствовать ГОСТ 10181.2-81, и уплотняют по ГОСТ 1018078 в зависимости от удобоукладываемости смеси. Уровень бетонной смеси должен быть на (10(5) мм ниже верхнего края сосуда.

Сосуд накрывают листом паронепроницаемого материала (стеклом, стальной пластинкой или т.п.) и оставляют в покое на 1,5 ч.

Отбирают пипеткой отделившуюся воду, собирают ее в стакан и взвешивают.

Водоотделение бетонной смеси характеризуют массой воды в граммах, отделившейся за 1,5 ч, отнесенной к объему сосуда в литрах.

Водоотделение бетонной смеси определяют дважды для каждой пробы бетонной смеси и вычисляют как среднее арифметическое значение результатов двух определений, отличающихся между собой не более чем на 20 % от меньшего значения.


^ Определение морозостойкости

Марка бетонов по морозостойкости определяется количеством циклов попеременного замораживания и оттаивания в воде, которое выдерживают образцы, изготовленные и испытанные на морозостойкость согласно требованиям действующих государственных стандартов.


^ Определение водонепроницаемости

Марка бетонов по водонепроницаемости определяется максимальной величиной давления воды, при котором не наблюдается ее просачивания через образцы, изготовленные и испытанные на водонепроницаемость согласно требованиям действующих государственных стандартов.


^ 4. Влияние технологических факторов на свойства

Основными факторами, влияющими на свойства бетонной смеси, являются водосодержание, вид и содержание цемента, содержание и качество заполнителей, наличие поверхностно-активных веществ, а также предварительное выдерживание и виброактивация смеси.

Водосодержание оказывает существенное влияние на свойства бетонной смеси, а затем и на формирование структуры бетона. При малом количестве воды она, взаимодействуя с минеральными составляющими смеси, адсорбируется на поверхность зерен. Пленки такой воды, обладая значительной вязкостью, упругостью и прочностью на сдвиг и растяжение, довольно прочно связываются с поверхностью твердых тел под действием молекулярных сил сцепления. В этой пленке вода находится как бы в связанном состоянии и обладает свойствами твердого тела.

Увеличение водосодержания бетонной смеси приводит сначала к возникновению вокруг твердых частиц диффузных слоев воды, а затем к обводнению этих частиц и к образованию менисков в капиллярах. Вода диффузного слоя способна передвигаться под влиянием молекулярных сил от одной частицы к другой независимо от влияния силы тяжести. Такое движение воды происходит от толстых водных оболочек к более тонким до тех пор, пока молекулы воды не будут испытывать одинаковое притяжение частиц. Смесь с малым водосодержанием обладает способностью при весьма интенсивном уплотнении создавать бетоны с наиболее плотной структурой.

При увеличении водосодержания бетонной смеси сверх оптимального вода сначала заполняет крупные капилляры и межзерновые пространства, а затем приобретает способность перемещаться под действием сил тяжести. Смесь с избытком свободной воды характеризуется наличием некоторой раздвижки твердых частиц и утолщенными водными оболочками на их поверхности; при этом она приобретает достаточную подвижность и сохраняет необходимую связность, а также нерасслаиваемость.

Неспециалисты считают, что качество бетона зависит только от количества цемента. Конечно, количество цемента влияет на качество бетона, но не меньшее значение имеют и другие факторы: правильное соотношение песка и гравия, количество воды, перемешивание, укладка, уплотнение бетона и уход за ним, особенно в первые два дня после его укладки.

Заполнитель занимает около 85% объема бетона. Гранулометрический состав заполнителя следует выбирать таким, чтобы песок по возможности заполнял все пустоты между гравием и щебнем. Чем меньше будет объем пустот между мелким и крупным заполнителем, тем меньше потребуется цементного теста для заполнения этих пустот. Опыт показывает, что прочный бетон (с минимальным количеством цемента) можно получить, если бетон содержит 30...45% песка и 55...70% гравия или щебня. В этом случае объем пустот между зернами будет минимальным. Общепринято, что объем пустот при приготовлении бетонной смеси не должен превышать, %: для песка — 37, гравия — 45 и щебня — 50. Чем меньше объем пустот для гравия и щебня, тем меньше надо песка и цемента.

Не рекомендуется использовать крупный заполнитель с размерами зерен, превышающими 1/4... 1/5 минимального размера конструкции; размеры зерен не должны превышать 3/4 расстояния между арматурными стержнями. Поэтому в тонкостенных густо армированных конструкциях максимальный размер зерна крупного заполнителя не должен превышать 40 мм, а иногда даже 20 мм.

В индивидуальном строительстве в качестве заполнителя для приготовления бетона часто используют естественную песчано-гравийную смесь. Без сортировки не рекомендуется ее применять для приготовления бетонов марок выше 150.

Для приготовления бетонов низких марок в качестве крупного заполнителя можно использовать кирпича, черепицы или другого керамического материала, получаемого при разборке старых зданий.

Марку цемента рекомендуется принимать такую, чтобы она примерно в 2 раза превышала проектную марку бетона.

Для получения пластичной и удобоукладываемой бетонной массы в нее очень часто необоснованно добавляют большое количество воды. Особенно этим грешат индивидуальные застройщики. Лишняя вода может снизить прочность бетона даже в несколько раз. Практически прочность бетона не изменится, если одновременно добавлять цемент и воду, сохраняя постоянным водоцементное отношение. А это означает, что для обеспечения заданной марки бетона при увеличении количества воды следует увеличивать и количество цемента. Поэтому выбор оптимального водоцементного отношения в условиях индивидуального строительства является одним из основных источников экономии цемента.

Чем жестче будет бетонная смесь и чем лучше ее уплотнять при укладке, тем прочнее получится бетон, и наоборот. Нормальная, так называемая жесткая бетонная смесь должна содержать 50...70% воды от массы цемента. Следует учесть, что песок после дождя содержит примерно 15% воды, и в таком случае, приготовляя бетон, количество воды надо сократить.

В зависимости от консистенции бетонная смесь может быть: жесткая (примерно как влажная земля), при укладке которой требуется тщательное уплотнение; пластичная (достаточно густая, но подвижная), не требующая такого сильного уплотнения, и литая, которая без вибрирования заполняет опалубку. Использование литой бетонной смеси в индивидуальном строительстве практически недопустимо. Жесткую бетонную смесь рекомендуется применять для бетонирования подготовительного слоя под фундаменты и пол, фундаментов, стен и других массивных неармированных или малоармированных конструкций. Пластичную бетонную смесь используют для бетонирования балок, колонн, плит перекрытия и других аналогичных конструкций. Пластичность, или подвижность бетонной массы следует обеспечивать не добавлением чрезмерного количества воды, а специальными добавками — пластификаторами. Чаще всего для этой цели используют сульфитно-спиртовую барду, добавляя ее 0,1...0,16% от массы цемента. Если количество добавки больше, она снижает прочность бетона. Для того, чтобы облегчить уплотнение бетонной массы, к цементу можно добавить до 10% гашеной извести. Полученный таким образом бетон становится более удобоукладываемым, повышается его долговечность, уменьшается гигроскопичность.

Твердение бетона — важнейшая стадия технологической переработки, в значительной степени определяющая структуру бетона и, следовательно, его строительно-технические свойства.

На скорость твердения бетона влияют минералогический состав цемента и начальное количество воды в бетонной смеси.

Нарастание прочности тяжелого бетона в благоприятных условиях температуры и влажности непрерывно повышается. В первые 7—14 сут. прочность бетона быстро растет, затем рост прочности к 28 сут. замедляется и постепенно затухает; во влажной теплой среде прочность бетона может нарастать несколько лет. При нормальных условиях хранения бетонных образцов их средняя прочность в семисуточном возрасте составляет 0,6—0,7 прочности 28-суточных образцов. У трехмесячных образцов прочность примерно на 25%, а у 12-месячных на 75% оказывается выше, чем у образцов 28-суточного возраста.

Большое влияние на рост прочности бетона оказывает среда. Нормальными условиями твердения бетона считаются относительная влажность воздуха —90—100% и температура — 20±2°С. Высокая влажность воздуха необходима, чтобы избежать испарения воды из бетона, которое может привести к прекращению твердения. Твердение бетона ускоряется с повышением температуры и замедляется с ее понижением. Так, за 10—14 ч твердения в атмосфере насыщенного пара (пропаривание) при температуре 80—90° С прочность бетона достигает 60—70% марочной 28-суточной прочности.

Для ускорения твердения бетона применяют также добавки (ускорители твердения) — хлористый кальций и хлористый натрий. Это имеет большое практическое значение при производстве бетонных работ в зимних условиях, так как добавки позволяют получать бетоны, твердеющие на морозе.

На подвижность бетонной смеси влияет ряд факторов: вид цемента, содержание воды, содержание цементного теста, крупность заполнителей и форма их зерен, содержание песка.

Бетонные смеси одного и того же состава, но на разных цементах обладают неодинаковой подвижностью. Это объясняется различной водопотребностью цемента: чем она выше, тем меньше подвижность или больше жесткость смеси. Подвижность бетонных смесей на портландцементах с гидравлическими добавками меньше, чем смесей на портландцементе при одном и том же количестве воды, взятой для приготовления смеси. С увеличением содержания воды при неизменном расходе цемента подвижность бетонной смеси возрастает, но прочность бетона уменьшается. С увеличением содержания цементного теста подвижность бетонной смеси также повышается при сохранении практически той же прочности после затвердения. Это объясняется тем, что при более высоком содержаний цементного теста оно не только заполняет пустоты и обволакивает зерна заполнителей, но и раздвигает их, создавая между ними обильные прослойки, уменьшающие трение между зернами, а это повышает подвижность смеси. При более крупных заполнителях суммарная поверхность зерен меньше, следовательно, при том же количестве цементного теста прослойки его между зернами заполнителей оказываются толще, что увеличивает подвижность бетонной смеси.


^ 5.Список используемой литературы


1. А.Г. Домокеев Строительные материалы: -М.: Высшая школа, 1982.-383с.

2. ГОСТ 10180-90 Методы определения прочности.

3. ГОСТ 12730.1-78 Методы определения плотности.

4.www.bibliotekar.ru/beton-5/index/htm

5.www.vashdom.ru/artieles/elkon_4.htm


Скачать файл (123 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru