Spisok30.ru

Список Дел №30
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

РАЗДЕЛ III. БЕТОННЫЕ РАБОТЫ

БЕТОН И БЕТОННАЯ СМЕСЬ

Понятие о бетоне. Виды бетонов. Бетон получают в результате затвердения правильно подобранной смеси: вяжущего вещества, воды, мелких и крупных заполнителей и в необходимых случаях специальных добавок.

Смесь цемента и воды называют цементным тестом, а смесь его с песком и щебнем (или гравием) — бетонной смесью. Цементное тесто служит клеем, который, затвердевая, скрепляет между собой зерна песка и щебня (или гравия); в результате этого уложенная в форму бетонная смесь постепенно превращается в искусственный каменный материал — бетон.

Цемент в бетоне является связующим, или, как обычно говорят, вяжущим веществом.

Песок и щебень (гравий) в процессах образования бетона не участвуют, поэтому их называют заполнителями или инертными материалами. Различают мелкие и крупные заполнители. К мелким относят песок и другие заполнители (например, шлак, керамзит) с зернами крупностью до 5 мм; к крупным заполнителям — щебень (каменный, керамзитовый, шлаковый и др.) и гравий с зернами крупностью 5. 150 мм. Иногда в бетон укладывают более крупные куски камня — «изюм». Если смесь содержит кроме цемента и воды только мелкие заполнители, то ее называют цементным раствором.

Наибольшее распространение в строительстве имеет тяжелый бетон, состоящий из смеси цемента и воды с песком и гравием или каменным щебнем. Плотность тяжелого бетона в затвердевшем состоянии составляет 2200. 2500 кг/м3. Применяют также мелкозернистые бетоны (без крупного заполнителя — гравия или щебня) средней плотностью свыше 1800 кг/м3. Бетоны плотностью 1800 кг/м3 и меньше называют легкими (или теплыми, так как они обладают низкой теплопроводностью).

Основное отличие легких бетонов от обычных (тяжелых) состоит в том, что их приготовляют на легких заполнителях, имеющих пористую структуру (керамзит, перлит, гранулированный шлак и др.).

При строительстве атомных электростанций для радиационной защиты от атомных реакторов применяют различные специальные бетоны, в частности особо тяжелые плотностью 2800. 6000 кг/м3. Заполнителями в них являются железная руда, стальной или чугунный скрап и др.

Прочность бетона. Основное требование, предъявляемое к бетону — приобретение им в определенный срок (обычно в 28 дней) заданной прочности на сжатие. В зависимости от прочности на сжатие бетон разделяют на классы:

тяжелые бетоны с крупным заполнителем — В3,5; Б5; В7,5; В12; В15; В20; В25; ВЗО; В35; В40; В45; В50; В55; В60;

Мелкозернистые бетоны — от В3.5. В30 при мелком песке до В40 при крупном песке;

легкие бетоны — В20. В40 при плотности бетона 2000 кг/м3 и В5. В35 при плотности 1800. 1900 кг/м3.

Класс бетона назначают в проекте сооружения. Например, если на чертеже указано «класс бетона В20», то это означает, что прочность бетона при сжатии (через 28 дней) составляет 20 МПа.

Тяжелые бетоны классов до В7,5 включительно применяют только для.неармированных конструкций. Конструкции с предварительно напрягаемой арматурой выполняют из тяжелого бетона класса не ниже В20 или из легкого бетона класса не ниже В15.

Прочность бетона зависит прежде всего от качества составляющих материалов и состава бетона. Строительная лаборатория подбирает компоненты бетона в таком соотношении, при котором прочность его была бы не ниже заданной марки. Правильность подбора состава бетона проверяют раздавливанием на специальных прессах стандартных образцов (кубиков), изготовленных из бетона принятого состава и выдержанных определенное время после затворения (например, 7 или 28 дней).

Рассмотрим подробнее те условия, от которых зависит прочность бетона.

Качество цемента. Чем выше прочность (активность) цемента, тем выше будет и прочность бетона. Чем скорее твердеет цемент, тем быстрее будет нарастать прочность бетона.

Количество цемента, расходуемого на 1 мг бетона. Наилучший показатель прочности имеет бетон с таким расходом цемента, при котором густое цементное тесто заполняет все пустоты в песке и обволакивает тонким слоем частицы песка, а цементно-песчаный раствор заполняет все пустоты в крупном заполнителе.

Количество воды. При одном и том же количестве цемента прочность бетона будет тем меньше, чем больше в нем содержится воды. Это объясняется следующим. Для твердения бетона необходимо количество воды, равное примерно 20 % массы цемента (так, например, при расходе цемента 220. 250 кг на 1 м3 бетона требуется 45. 50 л врды), но при таком количестве воды бетонная смесь получается слишком сухой, ее нельзя достаточно равномерно перемешать и плотно уложить, поэтому практически приходится добавлять в 3. 4 раза больше воды (около 160. 180 л на 1 м3). Излишняя вода по мере твердения испаряется, оставляя поры (пустоты). Чем больше воды было добавлено в бетонную смесь при ее приготовлении, тем больше пор образуется в затвердевшем бетоне и тем меньше из-за этого будет его прочность.

Качество заполнителей — их чистота, форма и зерновой состав (количество зерен различной крупности и максимальная крупность зерен). Неправильная форма зерен и шероховатая поверхность способствуют лучшему сцеплению цементного теста с заполнителями и созданию большей прочности; округлая форма и окатанная поверхность прочность уменьшают. Загрязненность заполнителей, ухудшающая сцепление их с цементным тестом, также снижает прочность бетона.

Читайте так же:
Бетонный раствор пропорции для фундамента ведро цемента песка щебенки

Качество перемешивания. Оно зависит от способа и продолжительности перемешивания. Недостаточное перемешивание сильно снижает прочность бетона.

Порядок укладки бетонной смеси в конструкцию. При перерывах в укладке бетонной смеси большое значение имеет способ обработки поверхности стыка бетона, уложенного после перерыва с уложенным до перерыва. Несоблюдение правил обработки поверхности (очистка, насечка, промывка) сильно снижает прочность стыка.

Уплотнение бетонной смеси. Бетон, уплотненный в виде смеси вибраторами, имеет на 10. 30% большую прочность, чем бетон, уплотненный вручную.

Возраст бетона. Прочность бетона растет вместе с его возрастом и особенно быстро в начальном возрасте (до 28 дней). Прочность продолжает нарастать более медленно в течение ряда лет.

Условия твердения. Наибольшую прочность бетон получает при твердении во влажной среде. Наоборот, твердение в сухом и жарком воздухе может привести в получению низкокачественного бетона.

Пониженная температура замедляет нарастание прочности, а при температуре ниже нуля твердение бетона прекращается.

Замерзание приостанавливает процесс твердения бе

тона, но по оттаивании процесс продолжается. Бетон те

ряет прочность, если он замерз до достижения им «кри

тической прочности». Еще более вредными, чем прежде

временное замерзание, являются попеременные замерза

ние и оттаивание свежего бетона-, в результате чего бе

тон в некоторых случаях может даже потерять способ

Плотность бетона. В технологии бетона под плотностью понимают степень заполнения всего объема бетона твердым веществом (отвердевшим цементным тестом и заполнителями). Например, если плотность бетона имеет значение 0,85, то это означает, что 85 % объема составляют входящие в него материалы, а 15 °/о —поры, образовавшиеся главным образом вследствие испарения находившейся в бетоне воды.

В нормах на проектирование бетонных и железобетонных конструкций под плотностью бетона понимается его объемная масса в кг/м3, характеризующая его марку по плотности.

Плотность является одним из важнейших свойств бетона. От нее зависят его прочность, водонепроницаемость, морозостойкость (см. ниже), а следовательно, и долговечность. —

Морозостойкость бетона. Ее характеризует способность бетона, достигшего проектной прочности, не разрушаться под действием замерзания и оттаивания. Морозостойкость проверяют специальными испытаниями стандартных образцов на многократное замораживание и оттаивание. Число испытаний в зависимости от марки бетона по морозостойкости устанавливает ГОСТ.

В результате испытаний прочность бетона должна снизиться не более чем на 25%, а потеря массы образца — не превышать 5 %. По морозостойкости тяжелый бетон разделяют на марки F50. F150.

Водонепроницаемость бетона. Требования водонепроницаемости предъявляют к бетонам, применяемым при строительстве резервуаров и гидротехнических сооружений. При испытании на водонепроницаемость образцы определенной формы и размеров подвергают давлению воды и устанавливают то наибольшее значение, при котором еще не наблюдают просачивание воды через образец.

По водонепроницаемости тяжелый бетон разделяют на марки W2. W12.

Усадка бетона. Твердение бетона всегда сопровождается изменением его объема: на воздухе бетон высыхает и дает усадку, в воде он немного разбухает. Так как .усыхание бетона снаружи происходит быстрее, чем внутри, то возникает неравномерная усадка, вызывающая появление мелких трещин. Неравномерность усадки можно уменьшить регулярной поливкой и укрытием поверхности бетона. Усадка тем больше, чем жирнее бетон, т. е. чем больше в нем цемента, и чем пластичнее бетонная смесь, т. е. чем больше в ней воды. Наибольшую усадку дает бетон, твердеющий в воздушно-сухих условиях при недостатке влаги.

Выделение тепла. При твердении бетон выделяет тепло, вследствие чего в массивных конструкциях (например, в плотинах, больших фундаментах и т. п.) на-.. блюдается длительное повышение температуры бетона даже при низкой температуре окружающего воздуха. При производстве зимних работ повышение температуры уложенного бетона из-за выделения тепла позволяет вести бетонирование ряда конструкций без обогрева.

Температурные деформации бетона. Бетон подчиняется общему закону расширения и сжатия тел при изменении температуры. Коэффициент линейного расширения бетона составляет в среднем 0,00001. Это значит, что на каждые 10 м длины бетон либо расширяется (удлиняется) на 1 мм при повышении температуры на 10°, либо сжимается (укорачивается) на 1 мм при снижении температуры на 10°. При больших размерах бетонных и железобетонных сооружений температурные деформации становятся настолько значительными, что могут повлиять на прочность сооружения. Чтобы уменьшить это влияние, сооружение разрезают по длине на несколько участков температурными швами. Если, например, сооружение забетонировано летом при температуре 20 °С и расстояние между температурными швами принято около 40 м, зимой при температуре —20° в шве может образоваться зазор шириной до 15 мм.

Состав и марки бетона

Бетон — искусственный строительный материал, полученный в результате смешивания и затвердевания специально подобранной смеси из вяжущего вещества (цемента), заполнителей (песка, гравия, щебня), воды. В ряде случаев может содержать специальные добавки. До затвердевания бетонной смеси ей можно придать любую форму, а после затвердевания , смесь приобретает свойства камня: хорошую прочность на сжатие, морозостойкость, устойчивость к влаге. При этом, однажды застыв, бетон уже не размокает – наоборот, будучи надолго погруженным в воду, затвердевает еще больше.

Читайте так же:
Как очистить цемент с сайдинга

По типу вяжущего вещества бетон разделяют на цементный, силикатный, гипсовый, полимербетон и другие.

Наибольшее применение получил бетон произведенный на цементной основе, с применением гранитного щебня и песка в качестве заполнителя. Для получения качественного бетона необходимо строго соблюдать технологию изготовления бетона, а также соблюдать пропорции компонентов. Во многом марка (состав) бетона зависит от назначения и ответственности будущей конструкции.

Марка или класс — это главный показатель качества бетонной смеси, на который обычно акцентируется внимание при покупке бетона.

Марки бетона обозначаются в цифрах после буквы «М-» наиболее распространенные марки бетона это М-100, М-150, М-200, М-250, М-300, М-350, М-400, М-450 и М-500.

Обозначение марки бетона М-100. М-500 -это расчетная прочность бетона на сжатие, измеряемое в кгс/кв.см. на момент его основного затвердевания, т.е. на 28-й день. Чем больше цифра, тем прочнее бетон, т.е. в нем больше цемента и выше его качество, но такие марки бетона дороже. К тому же с бетоном М-400 . М-500, как правило, и труднее работать — он быстрее застывает.

Состав и пропорции бетона из цемента М-400, песка и щебня, таблица

Марка бетонаМассовый состав, Ц:П:Щ, кгОбъемный состав на 10 л цемента, П:Щ, лКоличество бетона из 10 л цемента, л
1001 : 4,6 : 7,041 : 6178
1501 : 3,5 : 5,732 : 5064
2001 : 2,8 : 4,825 : 4254
2501 : 2,1 : 3,919 : 3443
3001 : 1,9 : 3,717 : 3241
4001 : 1,2 : 2,711 : 2431
4501 : 1,1 : 2,510 : 2229

Бетон из цемента марки М 500, песка и щебня, таблица

Марка бетонаМассовый состав, Ц:П:Щ, кгОбъемный состав на 10 л цемента, П:Щ, лКоличество бетона из 10 л цемента, л
1001 : 5,8 : 8,153 : 7190
1501 : 4,5 : 6,640 : 5873
2001 : 3,5 : 5,632 : 4962
2501 : 2,6 : 4,524 : 3950
3001 : 2,4 : 4,322 : 3747
4001 : 1,6 : 3,214 : 2836
4501 : 1,4 : 2,912 : 2532

Класс бетона обозначается как «B-». Наиболее используемыми являются: В-7.5, B-10, B-12.5, B-15, B-20, B-22.5, B-25, B-30, B-35, B-40

Класс бетона схож с понятием марки бетона, но с небольшим отличием: в марках используется среднее значение прочности, в классах — прочность с гарантированной обеспеченностью.

В проектной документации по строительству чаще всего указывается класс бетона, а марка -реже.

Соотношение класса бетона и его марки

Средняя прочность бетона данного класса, кгс/кв.см

Ближайшая марка бетона

В строительстве применяют, в основном, следующие марки бетона (в скобках указаны соответствующие маркам классы):

М100 (В-7,5) применяется для подготовительных работ при заливке монолитных плит и ленточных фундаментов или при дорожных работах в качестве подушки. Этот бетон укладывается на песчаную подушку, и после застывания данного слоя производятся арматурные работы.

Пример бетона марки М100 на основе кирпича (из расчета на 1 куб.м бетона): цемент М400 — 230 кг, бой кирпича (2-15 мм) – 0,9 куб.м (990 кг), песок кварцевый – 0,32 куб.м (540 кг), вода – 90-130 л.

М150 (В 12,5) – применяется для подготовительных работ при заливке монолитных фундаментов, а также устройства стяжек, бетонирования дорожек.

М200 (В 15) – ходовая марка бетона. Эту марку бетона используют при изготовлении: отмостки, бетонных стяжек, дорожек, лестниц. Применяют бетон марки м200 и для ленточных, плитных и свайно-ростверковых фундаментов.

М250 (В 20) – промежуточный между популярными марками бетона М200 и М300. Применяется при создании ленточных, плитных, свайно-ростверковых фундаментов, дорожек, бетонных отмосток, лент заборов, слабонагруженных плит перекрытий и других конструкций.

М300 (В 22,5) – лидер среди марок по популярности и применению. Предназначен для ленточных, плитных, свайно-ростверковых фундаментов, монолитных и подпорных стен, плит перекрытий, отмосток, дорожек, лент заборов.

М350 (В 25) – в основном, применяется при создании ответственных конструкций в коммерческом строительстве. Из него делают свайно-ростверковые фундаменты, монолитные стены, чаши бассейнов, балки.

М400 (В 30) – из за высокой прочности, высокой скорости схватывания, и высокой цены практически не применяется в частном строительстве. Основное применение: строительство мостов, банковских хранилищ, гидро-технических сооружений, колонно-ригельных перекрытий в многоэтажном строительстве и строительстве сейсмически активных регионах.

М450 (В35)— марка бетона, отличается высокой морозостойкостью и повышенным коэффициентом водонепроницаемости. Основное применение: строительство мостов, метро, тоннелей, дамб, плотин, гидро-технических сооружений, колонно-ригельных перекрытий в высотном строительстве в сейсмически активных регионах.

М500 (В40)-сверхпрочная марка бетона. Отличается очень высокой морозостойкостью и высоким коэффициентом водонепроницаемости W. Основное применение: строительство сложных мостов, метро, опасных тоннелей (подводных), дамб, плотин, гидро-технических сооружений, колонно-ригельных перекрытий в высотном строительстве в сейсмически активных регионах.

Стоит иметь в виду, что прочность бетона, приготовленного на цементе определенной марки, будет различной в зависимости от расхода цемента, качества материалов и условий твердения. Свежесть цемента тоже имеет важное значение – со временем цемент М400 по своим характеристикам опускается до М300 и т.д.

Читайте так же:
Моды для перевозки цемента фермер симулятор 2015

В любом случае, для определения марок и разработки конкретных составов бетона, необходимых для тех или иных конструкций дома, желательно обратиться в специализированную проектную организацию.

Для проверки соответствия заявленной марки бетона и фактически привезенной на объект поставщиком потребуется 28 дней. Для этого из проб привезенного бетона необходимо отлить кубики размерами 15?15?15 и через 28 дней их расчетного затвердевания привезти в независимую лабораторию, где лаборанты определят фактическую марку бетона.

Подвижность бетона, осадка конуса.

Под понятием «подвижность» бетона принято понимать его способность заполнять формы, в которые его заливают. Иногда это качество еще называют удобоукладываемостью или осадкой конуса.

Обозначение в накладных и паспортах бетонной смеси в виде буквы П с коэффициентом от 1 до 5 ( пример: П-2) либо так: осадка конуса 10-15 см.

Для стандартных работ применяется бетон подвижности П-2 — П-3. При заливке густоармированных конструкций, узких опалубок, колонн и прочих подобных узких полостей, труднодоступных для заполнения бетоном, желательно использовать бетон с подвижностью П-4 и выше (осадка конуса 16-21 см). Подобные виды бетонной смеси хорошо переносят укладку в опалубку, без использования вибратора. Аналогичную подвижность бетона стоит выбрать, если для укладки бетонной смеси используется бетононасос.

ТехЛиб СПБ УВТ

402_24(1)

Состав должен обеспечивать заданные свойства бетонной смеси и затвердевшего бетона при минимальном расходе цемента как наиболее дорогостоящего компонента.

Исходные данные для определения состава содержатся в техническом проекте строительства и включают следующие требования: проектную марку или класс бетона по прочности, заданную условиями работ удобоукладываемость бетонной смеси, требования по водонепроницаемости, морозостойкости или коррозионной стойкости бетона, данные по наибольшей крупности заполнителя, длительности и режиму твердения и другим условиям производства работ.

Определение состава бетона начинают с выбора материалов для его приготовления. После этого устанавливают их характеристики, необходимые для расчета состава бетонной смеси: активность и плотность цемента, плотность заполнителей в сухом состоянии, крупность зерен заполнителей, показатель пустотности крупного заполнителя.

Выбор цемента для бетона. Для получения связанной структуры цементного теста в бетоне активность цемента должна быть в пределах 0,7…2 от требуемой прочности бетона. При значениях отношения активности цемента к прочности бетона меньше 0,7 и больше 2 цементное тесто теряет связность, что в свою очередь приводит к резкому ухудшению физико-механических свойств цементного камня и бетона. Для вибрированного бетона указанное отношение активности цемента к прочности бетона должно быть в пределах 1,2…2, вибрированного с пригрузом — 1,0…1,2, а величина отношения 0,7…1,0 рекомендуется для бетонов, уплотняемых прессованием, трамбованием.

Цементы, имеющие величину активности выше значения требуемой прочности бетона (раствора) в два и более раз, при отсутствии агрессии должны применяться с тонкомолотыми активными минеральными добавками или микронаполнителями, снижающими активность цемента, но увеличивающими общее количество вяжущего. Оптимальное содержание добавок следует устанавливать на основании лабораторных испытаний.

В соответствии с «Типовыми нормами расхода цемента для приготовления бетонов сборных и монолитных бетонных, железобетонных изделий и конструкций» (СНиП 5.01.23-83), марка цемента может быть выбрана в зависимости от средней прочности бетона при сжатии и условий его твердения.

Для неармированных конструкций (бетонных) минимальный расход цемента должен составлять не менее 170 кг на м³ бетона, а для железобетонных конструкций — не менее 220 кг. Максимальный расход цемента в бетоне не должен превышать 600 кг/м³.

Таблица 1. Рекомендуемые и допустимые марки цемента для тяжелых бетонов на крупном заполнителе

Проектная марка бетонаМарка цемента для тяжелого бетона при твердении в условиях
естественныхтепловой обработки при отпускной прочности бетона
70% проектной и менее80…100% проектной
рекоменд-
уемая
допустимаярекоменд-
уемая
допустимаярекоменд-
уемая
допустимая
М100300300
М150300400300400400300, 500
М200400300, 500400300, 500400500
М250400300, 500400300, 500400500
МЗ00400500400500500400
М350400500400500500400
М400500550, 600500550, 600550500, 600
М450550500, 600550500, 600600500, 550
М500600550, 500600550, 500600550
М600600550600550
Таблица 2. Рекомендуемые и допустимые марки цемента для мелкозернистых бетонов

Проектная
марка бетона
Марка цемента
рекомендуемаядопустимая
М100300400
М150400500
М200400500
М250500400
МЗ00500400
М350500400
М400500

Выбор мелкого и крупного заполнителей в первую очередь зависит от требуемого класса бетона, т. е. от его нормативной прочности. Чем выше класс бетона, тем выше должны быть требования к качеству заполнителей для него. При этом стремятся использовать, как правило, местные заполнители или заполнители из близкорасположенных карьеров, но отбирают из них те, которые позволяют получать бетон с заданными свойствами при минимальном расходе цемента. Так, для бетонов класса до В10…В12,5 наряду с рядовыми заполнителями среднего качества можно использовать в отдельных случаях и заполнители пониженного качества, т. е. крупный заполнитель низкой прочности, например щебень из карбонатных горных пород и мелкий песок.

Для бетонов класса В15…В20 можно использовать рядовые заполнители среднего качества в том числе и гравий, для бетонов класса В25 и выше необходимо применять высококачественные чистые фракционные заполнители из плотных и прочных горных пород. Однако при окончательном выборе заполнителей для бетона необходимо учитывать также их стоимость.

Назначение удобоукладываемости бетонной смеси. Удобоукладываемость бетонной смеси назначают в соответствии со способом формования и типом конструкций по СНиП 5.01.23-83.

Состав бетона выражают в виде расхода цемента, мелкого и крупного заполнителя и воды на 1 м³ уплотненного бетона. Чтобы определить эти данные, используют различные зависимости, предложенные и апробированные научными организациями.

Методика расчета

1. Определение водоцементного отношения бетонной смеси:

где Rц и Rб — соответственно активность цемента и марка бетона, МПа.

2. Расход воды определяют по таблице.

Таблица 3. Ориентировочный расход воды для бетонной смеси

Удобоукладываемость
смеси
Ориентировочный расход воды (кг)
при наибольшей крупности (мм)
Осадка конуса, смЖесткость, сгравиящебня
10204070102040
10…12215195185175225205195
5…1205180175160215195185
1…3190165160145200180170
8…12175155145135185165155
15…20160145140130170155
22…30155140135125165150

Примечание. Если искомый расход цемента окажется более 400 кг/м³ , то расход воды повышают из расчета 10 кг на каждые его 100 кг.

3. По расходу воды на 1 м³ бетона и водоцементному отношению бетонной смеси определяют расход цемента на 1 м³ бетона

Ц=В/(В/Ц)б Если расход цемента окажется меньше допустимого нормами, то следует применять минимально допустимый для данных условий эксплуатации конструкций. При этом следует увеличить и расход воды с учетом увеличенного расхода цемента, сохранив расчетное значение В/Ц.

4. Суммарный расход заполнителей (песка и щебня (гравия), кг) на 1 м³ бетонной смеси определяют из условия, что сумма всех составляющих компонентов бетонной смеси равна 1 м , при этом межзерновые пустоты в крупном заполнителе должны быть заполнены цементно-песчаным раствором:

4.2.5.2 Прочность бетона

Важнейшим свойством бетона является прочность. Лучше всего он сопротивляется сжатию. Поэтому конструкции проектируются таким образом, чтобы бетон воспринимал сжимающие нагрузки. В отдельных конструкциях учитывается прочность на растяжение или на растяжение при изгибе.

Прочность бетона характеризуется классом или маркой. Класс представляет собой нормируемое значение гарантированной прочности бетона, МПа, с доверительной вероятностью 0,95 с учетом однородности бетона. Маркой называется нормируемое значение средней прочности бетона, кгс/см 2 (10 -1 МПа), без учета однородности бетона.

Прочность бетона назначается чаще всего в возрасте 28 суток. В зависимости от времени нагружения конструкций может назначаться и в другом возрасте. Например, 4; 7; 60; 90; 180 суток. Так, для бетона гидротехнических речных сооружений прочность назначается в возрасте 180 суток.

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

Прочность бетона определяется по результатам испытания контрольных образцов, форма и размеры которых приведены в таблице 4.20.

Рисунок 4.9 – Схемы испытания образцов при определении прочности бетона: а – на сжатии; б – на осевое растяжение; в – на раскалывание; 1 – образцы-цилиндры;

2 – образцы-кубы; 3 – образцы призмы из тяжелого бетона; г – на растяжение при изгибе

Формулы для определения предела прочности

Размеры образца, мм

Определение прочности на сжатие и на растяжение при раскалывании

где R – предел прочности бетона на сжатие, МПа;

Р – разрушающее усилие, Н;

F – площадь рабочего сечения образца, мм 2 ;

a – масштабный коэффициент

Длина ребра: 70; 100; 150; 200; 300;

Диаметр d: 70; 100; 150; 200; 300;

Определение прочности на осевое растяжение

Призма квадратного сечения

где Rt – предел прочности бетона на растяжение, МПа;

P – разрушающее усилие, Н;

F – площадь рабочего сечения образца, мм 2 ;

b – масштабный коэффициент

Диаметр d: 70; 100; 150; 200; 300;

Высота h = 2d

Поперечное сечение восьмерок: 70х70; 100х100; 150х150; 200х200

Определение прочности на растяжение при изгибе и при раскалывании

Призма квадратного сечения

Растяжение при изгибе

Растяжение при раскалывании

где Rtb и Rtt – пределы прочности на растяжение при изгибе и растяжении при раскалывании, МПа;

P – разрушающее усилие, Н;

F – площадь рабочего сечения образца, мм 2 ;

a, b,– ширина, высота и расстояние между опорами, мм;

d и g – масштабные коэффициенты

Наименьший размер образца примерно в три раза должен превышать наибольшую крупность заполнителя.

Образцы изготавливаются и испытываются сериями. Количество образцов в серии зависит от внутрисерийного коэффициента вариации Vs и принимается 2 при Vs 5 % и менее, 3 или 4 при Vs более 5 до 8 % и 6 при Vs более 8 %. Если коэффициент вариации не определялся, его принимают 13,5 %, и прочность бетона устанавливается испытанием 6 образцов.

За базовый образец при всех видах испытаний принимается образец с размером рабочего сечения 150х150 мм. При испытании образцов с другим рабочим сечением в формулы для определения прочности бетона, приведенные в таблице 4.20, вводятся масштабные коэффициенты по таблице 4.21.

Таблица 4.21Масштабные коэффициенты

Форма и размеры образцов, мм

Значение масштабного коэффициента при испытани

на сжатие, для всех видов бетона, кроме ячеистого α

на растяжении при раскалывании g

на осевое растяжение b

для тяжелого бетона

Куб (ребро) или квадратная призма (сторона):

Цилиндр (диаметр х высота):

Прочность на сжатие. По прочности на сжатие тяжелые бетоны подразделяются на классы: B3,5; B5; B7,5; B10; B12,5; B15; B20; B20,5; B25; B27,5; B30; B35; B40; B50; B55; B60; B70; B75; B80; B85; B90; B95; B100; B105; и марки: M50; M75; M100; M150; M200; M250; M300; M350; M400; M450; M500; M600; M700; M800; M900; M1000.

Между классом бетона и его средней прочностью при коэффициенте вариации прочности бетона n = 13,5 % (0,135) и коэффициенте доверительной вероятности t = 0,95 существуют зависимости

B = R × 0,778 или R = B/0,778.

Например, для бетона класса В20 среднее значение предела прочности контрольных образцов R = 20/0,778 = 25,71 МПа.

При проектировании конструкций чаще всего назначается класс бетона, в отдельных случаях – марка. Соотношение классов и марок для тяжелого бетона по прочности на сжатие приведены в таблице 4.22.

Таблица 4.22 – Соотношение классов и марок при сжатии для тяжелого бетона

Согласно СНБ 5.03.01-02 «Бетонные и железобетонные конструкции» тяжелые бетоны подразделяются на классы, значения которых приведены в таблице 4.23.

Прочность на растяжение. 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. Бетон на растяжение подразделяется на классы: Bt0,4; Bt0,8; Bt1,2; Bt1,6; Bt2; Bt2,4; Bt2,8; Bt3,2; Bt3,6; Bt4,0; Bt4,4; Bt4,8.

Таблица 4.23 – Прочностные характеристики бетонов (СНБ 5.03.01-02)

Класс бетона по прочности на сжатии

Нормативное сопротивление бетона осевому сжатию fск, МПа

Гарантированная прочность бетона f G c cube, МПа

Средняя прочность на осевое сжатие fcm, МПа

Средняя прочность бетона на осевое растяжение fctrn, МПа

Нормативное сопротивление бетона осевому растяжению, соответствующее 5 % квантилю статистического распределения прочности fctk, 0,05, МПа

95 % квантиль статистического распределения прочности бетона на осевое растяжение fctk, 0,95, МПа

Прочность на растяжение при изгибе. При устройстве бетонных покрытий дорог и аэродромов назначается прочность бетона на растяжение при изгибе. Бетон на растяжение при изгибе подразделяется на классы: Btb0,4; Btb0,8; Btb1,2; Btb1,6; Btb2,0; Btb2,4; Btb2,8; Btb3,2; Btb3,6; Btb4,0; Btb4,4; Btb4,8; Btb5,2; Btb5,6; Btb6,0; Btb6,4; Btb6,8; Btb7,2; Btb8.

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, минеральные и химические добавки.

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

Содержание цемента. С повышением содержания цемента в бетоне его прочность растет до определенного предела. Затем она возрастает 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.

Прочность бетона R, Мпа, при твердении в нормально-влажностных условиях выражается формулой

где Rц – активность цемента, МПа; К – коэффициент, принимаемый для бетона на щебне 3,5; на гравии – 4; В/Ц – водоцементное отношение: n – коэффициент, принимаемый для тяжелого бетона;

Зависимость между прочностью бетона при сжатии R и цементно-водным соотношением Ц/В = R (Ц/В) графически выражается S-образной кривой (рисунок 4.9).

Заменяя ее двумя прямыми, получим следующее уравнение:

R = ARц(Ц/В ± b),

где R – прочность бетона при сжатии, МПа; А – коэффициент, учитывающий качество материалов; Rц – активность цемента, МПа; Ц и В – расходы цемента и воды, кг; b – постоянный коэффициент, определяемый опытным путем.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector