Властивості бетону вибрированного

Властивості бетону вибрированного

Для глиноземистых і высокоалюминатных цементів може бути прийнята певна залежність.

Для орієнтовних розрахунків можна прийняти, що межа міцності при розтягуванні бетонів на глиноземистых цементах становить 0,7 від такого для портландцементів.

Бетон, зачинений меншою кількістю води і допускає ущільнення трамбуванням, краще працює на розтяг, ніж пластичний бетон або литий. Для поліпшення роботи бетону на розтяг потрібно протягом перших 7 днів після виготовлення утримувати його у вологому стані.

Пропонуємо купити піноблоки в Закарпатті за акційною ціною

Збільшення витрати цементу веде до збільшення міцності при розтягуванні лише в тих випадках, якщо застосовується жорстка бетонна суміш, яка добре ущільнюється, і забезпечуються вологі умови в перші дні тверднення. З збільшенням віку бетону від одного до шести місяців межа міцності при розтягуванні зазвичай збільшується вкрай мало; при цьому, чим вище межа міцності при розтягуванні в місячному віці, тим менше приріст міцності в наступний період. Тому слід дбати про одержання найбільшої міцності при розтягуванні в місячному віці і не розраховувати на подальше збільшення її.

Вивчення межі міцності при розтягуванні вибрированного бетону було проведено шляхом випробувань внутрішнім тиском пустотілих зразків діаметром 150 мм, висотою 300 мм, зі стінкою завтовшки 20 мм. Тиск усередині гумової камери, закладеної в зразок, створювалося ручним водяним насосом. Руйнування зразків відбувалося по твірним циліндра. Зразок ущільнювали на лабораторній вібромайданчику (амплітуда 0,4 мм і частота 2 800 кол/хв) протягом 30 сек. Частина зразків була виготовлена при вібрації з частотою 6 000 к/хв. Досліди були проведені на цементах різного мінералогічного складу з різними заповнювачами і з додаванням мінеральних волокнистих речовин для підвищення межі міцності при розтягуванні.

Межа міцності бетону при стиску

Міцність при стисненні бетону буває кубиковая і призмова.

Межа міцності бетону при стиску визначають випробуванням кубів 20x20x20 см у віці 28 днів. Цей межа міцності приймається за марку бетону. При виробництві бетонних робіт приймають (і це допускається нормами) та інші терміни випробувань міцності бетону в залежності від роду споруди та виду застосовуваного цементу.

Для високомарочного швидко тверднучого цементу марку бетону можна отримати в більш ранні терміни у віці 1; 3 або 7 днів, а для повільно твердіючих (белитовых) цементів за результатами випробувань зразків у віці 60; 90 або 180 днів.

В «Будівельних нормах і правилах» прийняті наступні марки бетону: 25; 35; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 500 і 600. Виготовлення та випробування бетонних кубів на стиск проводять у відповідності з ГОСТ 6901-54.

Кубиковая міцність бетону є умовним показником міцності на стиск, так як при невеликих розмірах зразків (20x20x20 см) на результати випробувань впливає тертя опорних подушок преса про поверхні зразка. Якщо усунути або зменшити тертя по поверхні зіткнення подушки преса і зразка, то межа міцності при стисненні зменшується і, крім того, змінюється і характер руйнування зразка.

Більш правильним є випробування бетонної призми з відношенням її висоти до сторони основи не менше 4. Результат випробування бетонної призми при стисненні носить назву призмової міцності, яка зазвичай застосовується при розрахунках центрально та позацентрово стиснутих бетонних і залізобетонних елементів.

Межа міцності бетону при розтягуванні

Проф. Л. Л. Гвоздьов рекомендує формулу переходу від кубиковой призмової міцності, яка добре підтверджується дослідами для вибрированного бетону:

Ця залежність дає криву, розташовується трохи вище кривої, прийнятої нормами 1947 р. За даними проф. Б. Р. Скрамтаева, для міцності вище 400 кг/см²існує залежність між призмової і кубиковой міцністю виду формули.

Міцність бетону на стиск при вигині приймається рівною 1,25 від призмової міцності бетону, що добре підтверджується практикою розрахунку і випробуваннями залізобетонних конструкцій.

Межа міцності при розтягуванні має велике значення для конструкцій, що піддаються розтягуючим зусиллям (резервуарів, бункерів, силосів).

Ця залежність справедлива для діапазону міцності при стисненні від 120 до 240 кг/см², що відповідає міцності на розтяг від 10 до 22 кг/см². Експериментальні дані В. П. Александріна та інших дослідників вказують на те, що для високих марок але формулою виходять дещо завищені значення межі міцності при розтягуванні.

Вид цементу (портландцемент, белитовый, пуцолановий портландцемент, швидко твердне портландцемент) не впливає на ставлення меж міцності при стисненні і розтягуванні, яке зберігається практично незмінним. Опір бетону розтягу для цілої групи цементів (виключаючи глиноземистий) мало відрізняється один від одного і при витраті цементу в 300 кг/м³ становить близько 15 кг/см².

За даними В. П. Александріна, межа міцності при розтягуванні у высокоалюминатных цементів, так само як і у глиноземистых, значно нижче, ніж в інших цементів.

Для бетонів міцністю від 200 до 300 кг/см² спостерігається гарний збіг розрахункових та експериментальних даних; для більш високих марок відзначається зниження межі міцності при розтягуванні. Для бетонів на портландцементах може бути прийнята залежність

Випробувані цементи незалежно від мінералогічного складу при активності від 300 до 500 кг/см² показали майже однаковий межа міцності при розтягуванні 24-27 кг/см². Це вказує на те, що не можна розраховувати на істотне підвищення межі міцності при розтягуванні, застосовуючи цементи різного мінералогічного складу.

Можливість підвищення межі міцності при розтягуванні за рахунок введення заповнювачів з шорсткою поверхнею, у силу малої міцності зерен заповнювачів, дослідами не підтвердилася. Збільшення межі міцності при розтягуванні (до 70%) можна очікувати при застосуванні вапнякового наповнювача в жирних складах (1:2); про сприятливий вплив на міцність при розтягуванні вапнякового наповнювача в жирних розчинах було давно відомо. Введення вапнякового наповнювача в худі бетони складу 1:6,6 не викликає підвищення межі міцності при розтягуванні.

Додавання до бетону 20% мінеральної вати при ретельному її перемішуванні викликає підвищення межі міцності при розтягуванні в межах 18-28% при В/Ц = 0,6-0,65.

Межа міцності при розтягу бетону, випробуваного в насиченому водою стані, виявився в 2 рази менше, ніж при випробуванні в сухому стані.

Збільшення частоти коливань з 3 000 до 6 000 кол/хв не спричинило підвищення межі міцності при розтягуванні.

Наведено межі міцності при розтягуванні, визначені за СНиП, ГОСТ 970-41 і за експериментальними даними. Результати дослідів вказують на занижену міцність при розтягуванні, одержувану за нормативними даними.

Для вибрированного бетону можна приймати значення міцності при розтягуванні, дорівнює 34.

Розтягнення бетону при вигині

Чисте розтягнення і розтяг при вигині мало змінюються зі збільшенням межі міцності бетону при стиску. Якщо виразити міцність на розтяг при вигині в частках від межі міцності при стисненні, то це значення буде зменшуватися [ зі збільшенням міцності при стисненні. Для бетону міцністю в 100 кг/см² це відношення наближається до 0,4, а для бетону міцністю 400 кг/см2 воно зменшується до 0,1. Абсолютне значення міцності на розтяг при згині в обох випадках виявилася рівною 40 кг/см². Ці дані відносяться до жорсткого вибрированному бетону при високій ступеня ущільнення.

При збільшенні кількості крупного заповнювача на 50% проти кількості, застосовуваного при ручному укладанні, міцність на розтяг при вигині віброваних бетонних плит не змінюється.

У дослідах з бетонними плитами розміром 0,5х1,25 м і товщиною 8 см міцність на розтяг при вигині для вибрированного бетону і бетону ручного укладання в більшості випадків виявилася однаковою. Для бетону з малою рухливістю міцність на розтяг при вигині для вибрированного бетону виявилася дещо більшою, ніж для бетону ручної укладки. Міцність на розтяг при вигині для бетону ручної укладки може бути дорівнює або менше міцності вибрированного бетону в залежності від ступеня ущільнення та рухливості бетонної суміші. Аналогічні результати були отримані в дослідах з балками 15х15х120 см; міцність на розтяг при вигині бетону ручної укладки виявилася менше, ніж для вибрированного бетону.

Відхилення отриманих результатів від середньої при випробуванні балок на згин досягають 80-25%; тому незначне підвищення міцності на розтягування при вигині у вибрированного бетону не дає права стверджувати про перевагу вибрированного бетону.

Показана крива залежності міцності на розтягування при вигині від водоцементного відносини. При цьому відхилення індивідуальних результатів від середнього значні.

Для практичних цілей при виборі межі міцності на розтяг при вигині в залежності від межі міцності при стиску для вибрированного бетону можна користуватися кривою.

Зчеплення вибрированного бетону з арматурою

Зчеплення арматури з бетоном, покладеним вручну, було досить повно досліджено. Вважають, що причинами, що забезпечують спільну роботу арматури з бетоном, є: сила зчеплення арматури з бетоном і сили тертя, викликані усадкою бетону.

Сила зчеплення арматури з бетоном невелика, якщо виключити вплив усадки бетону. Однак досліди показують, що зчеплення арматури з бетоном може бути достатньо великою навіть у тому випадку, якщо немає усадки бетону, а навпаки, є розбухання, спостережуване при зберіганні бетону у воді або при виготовленні бетону на розширюються цементах. Тому не можна пояснити зчеплення арматури з бетоном цілком усадочными явищами. Очевидно, сили зчеплення арматури з бетоном можуть бути досить великими.

Підвищена щільність жорсткого бетону, покладеного вібраторами, порівняно з бетоном ручної укладки веде до поліпшення зчеплення арматури з бетоном.

Вказані значення, що відносяться до укладання вручну, а в знаменнику ― вібруванням. Межі міцності при стисненні бетону ручної укладки і вибрированного в перших п'яти дослідах майже однакові. Шляхом ретельної укладання бетонної суміші вручну трамбуванням можна отримати 17 же ступінь ущільнення, що і вібруванням, незалежно від рухливості бетонної суміші. Розходження в ступені ущільнення жорстких бетонних сумішей може бути більшим, і, відповідно, міцність вибрированного бетону може бути вище міцності бетону, покладеного вручну. Це відноситься до жорстких бетонних сумішей з рухливістю по конусу в 0-0,5 см; в цьому випадку переваги вибрированного жорсткого бетону виявилися особливо помітними.

Вплив способу укладання бетонної суміші на зчеплення бетону з арматурою виявляється позитивним при укладанні жорстких бетонних сумішей з осадкою конуса, близькою до нуля. Показник легкоукладальності таких бетонних сумішей знаходиться в межах 15-30 сек.

Для жорстких бетонних сумішей зчеплення арматури з вибрированным бетоном, особливо в ранньому віці, вище, ніж при бетоні ручної укладки.

Малорухливі бетонні суміші

Малорухливі бетонні суміші (осадка конуса 2-4 см), укладені вручну або вібрацією, дають близькі значення зчеплення. Аналогічні результати отримані А. В. Аваковим. Пластичні бетонні суміші з осіданням конуса 4,5-8,5 см, укладені вібраторами, дають трохи менше зчеплення, ніж бетони, укладені вручну.

Спостережуване іноді зменшення зчеплення арматури з бетоном при застосуванні рухливих бетонних сумішей можна віднести за рахунок бульбашок повітря, що виділяються при вибрировании з пластичної суміші і осаждающихся на арматурі.

Бульбашки повітря осідають і затримуються на шорсткій поверхні сталевого стрижня арматури, особливо при вертикальному його розташуванні, що легко підтвердити досвідом. Якщо визначити омічний опір ділянки бетону між двома сталевими стрижнями, розташованими вертикально і горизонтально, то виявляється, що омічний опір при вертикальному розташуванні стрижнів завжди більше, ніж при горизонтальному розташуванні стрижня, особливо для пластичних сумішей.

При горизонтальному розташуванні стрижнів великого діаметру або чотиригранної форми під ними також можуть утворюватися повітряні пори при вибрировании, що було встановлено рентгенівськими знімками.

Збільшення сили зчеплення протікає більш інтенсивно в ранньому віці, особливо при зберіганні бетону у воді. Зростання міцності бетону на стиск відстає від зростання сил зчеплення бетону з арматурою, але іноді спостерігається більш інтенсивний ріст міцності на стиск.

При ранній розпалубки важливо знати, як наростає зчеплення бетону з арматурою. Результати випробувань бетону в ранньому віці складу 1:7 при В/Ц = 0,6 і рухливості 2 см на зчеплення з арматурою.

Міцність бетону у дводенному віці 50 кг/см², а зчеплення бетону з арматурою становить 7,9 кг/см², що забезпечує надійну спільну роботу бетону з арматурою при невеликих перетинах (18 мм і менше). Міцність у віці 3 днів 78 кг/см², а зчеплення бетону з арматурою 12 кг/см².

На підставі цього можна зробити наступні висновки.

1. Зчеплення арматури з бетоном обумовлюється двома причинами: силами зчеплення і тиском бетону на арматуру внаслідок усадки. Вплив усадки бетону на глиноземистом цементі більше, ніж для бетону на портландцементі.

2. Збільшення зчеплення арматури з бетоном на швидко твердеющем цементі з віком не відрізняється від такого на портландцементі. Висока міцність бетону на глиноземистом цементі в ранньому віці зазвичай супроводжується високим зчепленням з арматурою, яка збільшується з часом.

3. Зберігання бетону у воді веде до збільшення зчеплення з арматурою для бетону на портландцементі і до зменшення для бетону на глиноземистом цементі порівняно з бетоном повітряного зберігання.

4. Зменшення витрати цементу веде до зменшення зчеплення.

5. Зчеплення горизонтально розташованих стрижнів при ручному укладанні бетону менше, ніж вертикальних.

6. Укладання жорстких бетонних сумішей вібраторами веде до збільшення зчеплення арматури з бетоном в порівнянні з ручним укладанням бетону. Зчеплення арматури з вибрированным бетоном становить для жорстких бетонних сумішей (осадка конуса 0 см) 100-390% у шестиденному віці і 100-160% в місячному віці по відношенню до зчепленню бетону ручної укладки; малорухливі бетонні суміші з осіданням конуса 2-4 см при укладанні їх вручну або вібруванням мають близькі величини зчеплення.

Пластичні бетонні суміші

Пластичні бетонні суміші з осіданням конуса 4-9 см, укладені вібраторами, мають дещо меншу зчеплення, ніж укладені вручну.

Для орієнтовних визначень зчеплення вибрированного бетону з арматурою можна вважати, що зчеплення складає 0,1 від межі міцності при стисненні.

У виробництві робіт бувають випадки передачі коливань через арматуру частково затверділому, але не має достатньої міцності бетону. "Наприклад, при бетонуванні плит ребристого і безбалочного перекриттів, розташованих поблизу робочого шва, арматура піддається коливанням при поновленні робіт після перерви або на інший день. Також неминучі коливання арматури масиву, бетонованого шарами (стінки та стелі кесонів, днища і стінки шлюзів тощо).

Деякими інструкціями по виробництву бетонних робіт з вібруванням забороняється торкатися вібратором арматури при бетонуванні масивів в тих випадках, якщо ця арматура проходить частково в затверділому бетоні. Однак така вимога ускладнює виробництво робіт.

Вивчення впливу вібрації арматури на зчеплення її з бетоном було проведено зі стрижнями арматури, закладені в бетонні зразки, які піддавали багаторазовому вибрированию з інтервалом 15 хв. протягом 10 год. Зазвичай арматура поблизу робочого шва перекриття може піддаватися повторному вибрированию один раз.

Вплив повторного вібрування на зчеплення арматури з бетоном

В масиві, бетонируемом горизонтальними шарами, арматура також може бути піддана повторної вибрированию тільки один раз, так як коливання в арматурі, обтиснутої бетоном, швидко затухають і гаснуть в межах робочого шару. Тому обрана методика випробувань була достатньо сувора. Зчеплення стрижнів з бетоном у віці 28 днів у разі повторного вібрування їх продовження 7,5 години виявилося на 75% більше, ніж зчеплення арматури, не піддавалися повторному вибрированию.

Перевірка отриманих даних на частково затверділому бетоні дала більш повні відомості про зчеплення арматури з бетоном.

Явища, що спостерігаються при вибрировании арматури, що перебуває у частково затверділому бетоні, можна описати наступним чином. Вібрування через 2 і 4 години після укладання пластичної бетонної суміші (осаду 8,5 см) викликає утворення на 1,5 см навколо стрижнів шару цементного розчину і цементного молока; стрижні при цьому без особливих зусиль можна витягнути з бетону. Через 6 год. після укладання пластичної бетонної суміші шар цементного розчину навколо стрижня не утворюється, але бетон при вибрировании стрижня приходить в розріджений стан. Вібрування арматури через 18 год. після укладання викликає утворення навколо стрижня повітряного прошарку товщиною близько 2 мм; стрижень можна легко витягнути.

У разі застосування малорухомої бетонної суміші (осаду 4,5 см) і вібрації стрижнів через 2 та 4 години спостережувані явища аналогічні описаним вище. При вибрировании через 4 години бетон ущільнюється навколо стрижня і осідає, утворюючи поглиблення радіусом в 1-2 см. При вибрировании стрижня через 6 год. після укладання бетону навколо нього утворюється повітряний зазор в 1-2 мм, і стрижень легко витягується. Вібрування арматури через 18 год. після укладання бетону викликає утворення повітряного зазору навколо стрижня; стрижень хитається, але витягти його важко.

При вибрировании арматури через 6-18 год, межі яких залежать від рухливості бетонної суміші і властивості цементу, відбувається порушення зчеплення арматури з бетоном та навколо стрижня утворюється невеликий повітряний зазор (1-2 мм).

Зчеплення арматури з бетоном через годину після укладання, мабуть, не порушується. Зсув стрижнів у віці 6 днів становить 85-99% від контрольних зразків, а в місячному віці 89-110%, тобто знаходиться в межах точності випробувань. Враховуючи, що досліди проведені з жорсткої бетонної сумішшю, яка створює гірші умови, можна зробити висновок, що вібрування арматури через годину після укладання бетонної суміші не порушує зчеплення арматури з бетоном. Це означає, що при бетонуванні після годинної перерви можна не приймати ніяких заходів щодо передачі коливань арматури, що знаходиться в незатвердевшем бетоні.

Вібрування арматури

Якщо арматуру піддати вибрированию через 2 або 4 години після укладання, то явища, що супроводжують вібрацію, для обох випадків будуть якісно однакові, але кількісно різні (діаметр утворився навколо стрижня шару цементного розчину і глибина лунки). Зчеплення при вибрировании через 2 і 4 години-для малорухомих і пластичних хмесей і частково для жорстких більше контрольних значень. При застосуванні жорсткої бетонної суміші (осаду 0, легкоукладальність від 30 до 100 сек.) зчеплення у шестиденному віці менше контрольного і становить 23-87%, а в місячному віці зчеплення дорівнює або більше контрольного (95-140%).

Для рухливих і пластичних бетонних сумішей (осаду 2-8,5 см, легкоукладальність від 22 до 5 сек.) у шестиденному віці зчеплення становить 101 ― 190%, а в місячному віці 118-190% від контрольних значень.

Вібрування арматури через 2 та 4 години не веде до зменшення зчеплення арматури з бетоном в тому випадку, якщо укладаються малорухомі або пластичні бетонні суміші.

Вібрування арматури через 6 і 18 год після укладання для малорухомих бетонних сумішей (осаду 4,5 см) викликає утворення навколо стрижня повітряного зазору і стрижень легко витягується. У разі укладання пластичних бетонних сумішей (осаду 8,5 см) таке ж явище спостерігається при вибрировании арматури через 18 год. Зчеплення арматури з бетоном при вибрировании через 6 год. у шестиденному віці становило 84-160%, а в місячному віці 90-147% від контрольних значень.

При укладанні жорсткої бетонної суміші (осаду 0, легкоукладальність 100 сек.) зчеплення арматури з бетоном в місячному віці становила 49% від контрольного.

Відновлення зчеплення арматури з бетоном при повторному вибрировании через 6 год. жорстких бетонних сумішей відбувається за рахунок усадочних явищ. Зразки з порушеним зчепленням при вибрировании через 6 год. до шестиденному віку мають зчеплення в 84-95%, а до місячного віку 90-96% від контрольного.

Повторне вібрування арматури через 18 год. після укладання порушує зчеплення арматури з бетоном і веде до повної втрати міцності при зсуві. В пластичної бетонної суміші (осаду 5-8,5 см) зчеплення у віці шести днів становило 50-64%, а в місячному віці 31-77%.

Якщо відновлення зчеплення стрижнів відбувається за рахунок усадки бетону, то на абсолютну величину зчеплення повинно впливати переріз зразків. У тонкій плиті, арматура якої закладена з одного боку на відстані 1-2 см від поверхні, усадочні явища не будуть сприяти відновленню на-рушенного повторним вібруванням зчеплення.

Для перевірки впливу перерізу зразка на зчеплення арматури з бетоном були виготовлені призми перерізом 10X10 см, довжиною 20 см з закладеними в межах їх стержнями діаметром 12 мм Бетонна суміш була взята складу 1:2,83:4,6 при В/Ц=0,7, рухливість 1 см по конусу. Частина зразків була піддана повторного вибрированию арматури через 6 год. після укладання, а інша частина-через 18 год.

Порушене вібруванням арматури через 18 год після укладання бетонної суміші зчеплення вже не відновилося, і стрижні у віці 30 днів не мали зчеплення. Тому необхідно дотримуватися обережності і не допускати вібрування арматури в тонких елементах в пізні терміни після укладання бетону.

Зчеплення арматури з бетоном для бетонної суміші рухливістю 0 см (легкоукладальність 38 сек.) вивчали на зразках через 2, 4, 6, 18, 42 і 66 год. після виготовлення.

Вібрування арматури через 2 і 4 години після укладання також викликає збільшення зчеплення, що пояснюється ущільненням бетонної суміші навколо стержня. Зчеплення при вибрировании через 6 год. після укладання виявляється рівним контрольному. Вібрування арматури через 18 і 42 години після укладання порушує зчеплення арматури з бетоном. Вібрування арматури через 66 год. після укладання незначно зменшує зчеплення арматури з бетоном.

Щоб зчеплення бетону з арматурою не зменшувалася, необхідно витримати бетон в спокійному стані в період між 6 і 66 год. після укладання. Для бетонів, виготовлених на інших цементах та іншого складу, ці терміни будуть іншими.

Інтенсивність коливань, що повідомляються стрижня, повинна відбитися на результатах. Можливо, що менш інтенсивне вібрування дозволило б знизити верхню межу витримування бетону в спокійному стані.

При необхідності вібрувати арматуру в пізні терміни потрібно ретельно враховувати всі умови, що впливають на зчеплення арматури з бетоном, як-то: інтенсивність коливань, вік бетону, вид цементу, складу бетону, рухливість бетонної суміші, перетин елемента і розташування арматури.

Усадка і розбухання вибрированного бетону

Зв'язок між об'ємними змінами бетону і вмістом води в цементному камені, що зумовлює об'ємні зміни бетону, піддавалася ретельному вивченню.

Вода, що знаходиться в цементному камені, може бути умовно розділена на вільну (испаряющуюся), полусвязную (поглинену гелем цементу) і пов'язану. Частина зв'язаної води в процесі карбонізації переходить в полусвязанную воду; це так звана вода карбонізації, яка складає 0,4 від ваги . поглиненого вапном вуглекислого газу (СОг).

Зв'язок води з мінералами цементу може бути як хімічна (кристалізаційна і конституційна вода), так і фізична (плівкова вода). На усадку бетону впливає конституційна та плівкова вода. Цементний камінь зменшується або збільшується в обсязі в залежності від того, якою мірою він втрачає або набуває полусвязаипую воду. Об'ємні зміни відбуваються в результаті порушення рівноваги сил тяжіння рідини і твердої фази і капілярного натягу, які діють в шарі абсорбированной на поверхні цементних зерен води, а також в результаті зневоднення гелю силікату кальцію.

Ці об'ємні зміни бетону оборотні; кількість зв'язаної води збільшується з віком при вологому зберіганні і залишається майже постійним при зберіганні в сухих умовах. Кількість зв'язаної води збільшується зі збільшенням водоцементного відносини. Чим вище водоцементне відношення і чим раніше цементний камінь підданий висушування, тим більше втрата води. Збільшення обсягу цементного каменю у вологому середовищі залежить від кількості зв'язаної води. Чим вище водоцементне відношення і чим більше цементного каменю в бетоні, тим більше збільшення обсягу.

На усадку бетону впливають витрата цементу, вміст води, кількість дрібного заповнювача, вид цементу і тонкість його помелу, температурні і влажпостные умови твердіння бетону, час твердіння бетону. За даними проф. Ю. А. Нилендсра. власне усадка у віці 45-50 діб становить 0,15 - 0,2 мм. Зазвичай спостерігається сумарна усадка цементного каменю у віці 20 діб становить для портландцементу 0,63 мм/м, портландцементу з добавкою трепелу 0,49 мм/м і нуццоланового портландцементу 0,92-1,07 мм/м. Вид гідравлічних добавок по-різному впливає на усадку і набухання цементного каменю. За даними Бутта, введення трепелу в цемент Брянського заводу збільшує набухання і мало впливає на усадку, а введення траса в цемент новоросійського заводу майже не змінює набухання, але збільшує усадку. Є відомості про те, що введення кам'яного борошна в бетон при 0,55 і витраті цементу 300 кг/м? не змінює усадки.

Досліди, проведені в ЦПИПС, з визначенням усадки за допомогою оптичного компаратора, показали, що зазначені розбіжності в абсолютних значеннях усадки виникають у початковий момент відліку.

Показані дві криві усадки бетону одного складу 1:2,79:4,96 при В/Ц = 0,7, одна з них / отримана при початку відліку через добу після виготовлення, а друга 2 негайно після виготовлення. Абсолютна величина усадки залежить від прийнятого умовного нуля.

Зменшуючи вміст води в бетоні, а це можливо при укладанні бетону вібрацією, можна значно зменшити усадку бетону. Також впливає зменшення кількості цементу. Щільний бетон внаслідок малої кількості пір володіє малою усадкою. Пористі заповнювачі, що володіють розвиненою поверхнею, дають бетон з великою усадкою. Скорочення кількості цементного тіста в бетоні зменшує усадку бетону. Для зменшення усадки бетону необхідно застосовувати покажчики хорошого гранулометричного складу з малим вмістом піску в суміші, скорочувати витрату цементу і застосовувати жорсткі бетонні суміші.

При укладанні жорсткої бетонної суміші вібраторами усадка бетону зменшується приблизно вдвічі проти усадки бетону ручної укладки за рахунок збільшення вмісту крупного заповнювача з відповідним зменшенням кількості цементного тіста при тому ж В/Ц.

Усадка для бетонів одного і того ж складу і способу ущільнення обумовлюється різницею в температурно-вологісних умовах. Як змінюється усадка бетону одного складу при перебуванні його в умовах повітряного зберігання, у вологому середовищі і при водному зберіганні. Особливо сильно розвинені об'ємні зміни у розширюється цементу, які в значній мірі залежать від умов тверднення бетону. Криві усадки бетону при негайній розпалубки зразків і через кілька годин після виготовлення бетону, В/Ц = 0,7. Тут же показані криві усадки бетону складу 1 : 2,8 : 4,95 при В/Ц = 0,6, покладеного штикуванням і вібруванням. Для орієнтовного визначення усадки вибрированного бетону, який зберігався 7 днів в умовах атмосферної вологості, а потім при температурі 21,5° і 50% відносної вологості повітря, можна користуватися кривими.

Зменшення усадки бетонного зразка може не супроводжуватися зменшенням усадочних напружень в армованому бетоні. Причинами низьких усадочних напружень у пластичному бетоні є, по-перше, низьке значення модуля пружності, а по-друге, велика повзучість бетону під навантаженням. Напруги, що викликаються розбуханням бетону, що знаходиться у воді, значно менше, ніж ті, які викликані усадкою, тому першими можна знехтувати. У великих масивах з досить щільним бетоном усадка бетону проникає не глибоко. Вважають, що вона позначається приблизно на глибину 10 см; тому усадочні тріщини, якщо вони з'явилися, повинні перебувати близько один від одного, так як кожна утворилася тріщина розвантажує прилеглу ділянку від розтягуючих напружень на невеликій відстані.

Заходи боротьби з усадочными тріщинами в бетоні

Заходи боротьби з усадочными тріщинами полягають у зменшенні витрат цементу і кількості води, у виборі хорошого гранулометричного складу заповнювачів з мінімальним вмістом піску та в рівномірному ущільненні бетону для забезпечення його однорідності. Усадочні напруги в масиві складаються зазвичай з температурними напруженнями внаслідок охолодження зовнішньої поверхні бетону. Температурні напруги проникають на велику глибину, ніж усадочні, тому відстань між температурними тріщинами може бути більше, ніж між усадочными. Аналіз умов утворення тріщин в масивних бетонних блоках дано в роботі проф. А. А. Гвоздєва.

Для боротьби з температурними тріщинами необхідно застосування цементу з малим тепловиділенням, зменшення вмісту цементу в бетоні, обмеження висоти бетонованого шару, розмірів блоку і швидкості бетонування, штучне охолодження масивів, пристрій швів розширення, попередження від швидкого зниження температури шляхом підігріву, бетонування при низькій температурі.

Морозостійкість, водонепроникність, морозостійкість і довговічність бетону вибрированного

Зазвичай довговічність і морозостійкість бетону пов'язують з його водопоглинанням. Вважають, що чим менше водопоглинання бетону, тим він більш довговічний. Бетон, що поглинає невелику кількість води, не руйнується від внутрішнього тиску замерзлої води.

Якщо в бетоні лише 75% пор заповнені водою рівномірно, то він майже не прстерневает змін при поперемінному заморожуванні і отгаивании. При подальшому насиченні водою морозостійкість бетону різко зменшується. Водопоглинання вибрированного бетону становить 3% по вазі проти 7% для бетону ручної укладки. Водопоглинання бетону зменшується із збільшенням вмісту цементу і із зменшенням водоцементного відносини. Поглинання води попередньо нагрітими зразками вибрированного бетону через 48 год. після занурення у воду становило від 1,78 до 3,36% за вагою.

Водопроникність вибрированного бетону менше, ніж бетону ручної укладки при постійному водоцементном відношенні. Вибрированный бетон складу 1:10 не давав течі при тиску 2,8 ати після перебування бетону під тиском 40-50 год. Тиск в 5 ати протягом 5 днів при витраті це-мента в 375 кг/м³ характеризувалося проникненням води на глибину 3 см для вибрировашюЕО і 2 см для центрифугированного. Зазначено кількість води, що пройшла через бетонний зразок, при витраті цементу в 250 кг/м³ після 4 діб перебування бетону під тиском в 8 атм.

Водопроникність бетону залежить не тільки від водоцементного відносини, але і від максимальної крупності заповнювача. Цемент і заповнювачі здатні утримати певну кількість води.

У процесі укладання бетонної суміші важкі частинки, осаджуючись вниз, витісняють воду. Великі частинки займають положення стійкої рівноваги, а в порожнинах між ними осідають більш дрібні частинки. Витісняється вода залишається під великими заповнювачами і потім, випаровуючись, утворює повітряні пори. Ці повітряні пори поряд з більш дрібними мікроскопічними каналами в цементному камені утворюють фільтраційний шлях, по якому тече вода. Зі збільшенням крупності заповнювача умови утворення повітряних пір полегшуються, і бетон стає більш водопроникних.

Результати визначень водопроникності вибрированного бетону на портландцементі марки 300, складу за вагою 1:8 і 1:6,5 при різних В/Ц в зразках висотою 100 мм, в різному віці. Зразки запрессовывались в конусоподібні форми з заливкою стику варом.

Тиск води поступово збільшували поступово в 1, 2, 3, 4 і 5 через відповідні відрізки часу 1, 2; 2,2 і 2 години. Повне час випробування зразка становила 8 год. Бетон, водопроникний в ранньому віці, стає менш водопроникним в більш пізні терміни твердіння. Водоцементне від-носіння впливає на водопроникність бетону, що видно з порівняння двох складів 1:8 на щебені при В/Ц = 0,65 і В/Ц = 0,7.

Морозостійкість бетону

Морозостійкість бетону в великий мірі залежить від ступеня насичення пор водою і швидкості охолодження Для вапняків, наприклад, за даними проф. Б. В. Залеського. критичне насичення становить 80%. Однак і при незначному середньому насиченні водою може виникнути місцеве збагачення водою вище критичного (наприклад, при охолодженні стінок), що призведе до зменшення морозостійкості. Температура замерзання води в капілярах різного діаметра різна. Для вапняку температура замерзання води в капілярах -60°.

Для заморожування зразків їх потрібно витримати при низькій температурі протягом декількох годин. При повторному заморожуванні переохлажденная вода легше переходить у лід. Чим менше ступінь водонасичення, тим важче замерзає вода. Швидке охолодження діє більш руйнівна, ніж повільне заморожування. Зниження модуля пружності вапняку після трьох повільних охолоджень було 5-10%, а після одного швидкого заморожування до 60-80%.

З-за великої щільності вибрированный бетон стає водонепроникним і менше поглинає воду, причому відповідно поліпшується його морозостійкість. Вибрированный бетон складу 1 : 10 витримував 150 циклів змінного заморожування і відтавання і при цьому мав міцність 91-95% від пер-воначальной. Оцінити довговічність бетону по числу циклів заморожування і відтавання досить важко. Вважають, що 4 цикли заморожування і відтавання протягом 6 год. еквівалентні одному році служби бетону в спорудженні.

За даними проф. Б. В. Залеського, вапняк з споруди, вибудуваного російським зодчим Козаковим в 1776-1784 рр. і простояв 160 років, не витримував стандартного випробування на морозостійкість 25 циклів. Ці випробування витримували лише зразки з міцністю 121 ― 135 кг/см2.

Морозостійкість вибрированного бетону далеко перевершує стандартне 25-кратне заморожування. Наведено результати випробувань вибрированного бетону складів 1 : 6,5 і 1 :8 при В/Ц = 0,55 і 0,6. Рухливість бетонної суміші першого складу була 8,5 см, а другого - 1,5 див.

Після 150 циклів заморожування і відтавання спостерігається значний приріст міцності, особливо для бетону в ранньому віці. Межа міцності бетону, підданого 150-кратному заморожуванню і відтаванню, зріс майже на 100% для бетону, замороженого у віці 6 днів. Відбувається це внаслідок зростання міцності в періоди відтавання бетону. Морозостійкість вибрированного бетону внаслідок його щільності перевершує морозостійкість звичайного бетону.

Механізм руйнування бетону при заморожуванні, незважаючи на велику кількість робіт у цій галузі, недостатньо вивчений, але основні фактори, що впливають на ступінь морозостійкості бетону, встановлені. Вода в насиченому цементному камені замерзає при змінах нормальної температури нижче точки замерзання. Відбувається це із-за різного перерізу капілярів і різного характеру зв'язку води і твердої фази цементного гелю.

Капілярна вода замерзає у великих капілярах; вода гелю, перш ніж замерзнути, переміщається в капіляри. Кількість льоду в замороженому цементному камені залежить від температури.

Кількість замерзлої води і температура танення залежать від наявності у воді, що насичує цементний камінь, розчинених речовин ― солей або лугів. В цементному камені температура точки танення льоду або замерзання води залежить не тільки від наявності розчинених речовин, але і від ступеня насичення; чим нижче ступінь насичення, тим нижче точка танення. Вся вода випаровується з бетону замерзає, але для заморожування всієї води в бетоні потрібна температура -78°. Можна вважати, що кількість замерзлої води одно капілярної воді. Отже, щільний цементний камінь, що не містить капілярних пір, не буде замерзати. Так була б річ, якби волога не мігрувала від теплих шарів до зовнішніх охолоджуваним верствам. При наявності термодиффузии у зв'язку з насиченням вологою зовнішніх шарів процес охолодження бетону починається з зовнішньої поверхні. Для підвищення морозостійкості в цементний камінь вводяться тонкодисперсні замкнуті повітряні пори за допомогою воздухововлекающих добавок; частково замерзаючи в цих порах, вода не справляє руйнівного дії на стінки пор.

Морозостійкість матеріалів і бетону визначається стандартним способом, хоча і умовне, але виправдали себе на практиці.

Останнім часом набуває поширення спосіб оцінки морозостійкості за допомогою приладу резонансної частоти. Прилад викликає вимушені коливання защемленого одним кінцем бруса, збігаються з власною частотою коливань бруса, що встановлюється з моменту наростання амплітуд коливань. Знаючи частоту власних коливань, знаходять модуль пружності матеріалу. Досліди показують, що динамічний модуль пружності матеріалу істотно змінюється в процесі випробування на морозостійкість, тому цей спосіб розглядають як найбільш прогресивний і найбільш об'єктивний.

Міцність на стирання і удар вибрированного бетону

Найбільш изнашиваемой частиною бетону є розчин. Тому, якщо в бетоні є надлишок розчину і він при укладанні і згладжуванні бетону виступає на поверхню, то цим збільшується зношуваність бетону.

Вибрированный бетон має велику щільність і виготовляється з меншим вмістом піску, тому він краще чинить опір зношування, ніж бетон ручної укладки. Випробування на зношуваність вибрированного бетону показали, що опір бетону зношування покращується із збільшенням крупності заповнювача і з зменшенням водоцементного відносини.

Досліди, проведені в ЦНИПС, показали, що вибрированные плити менш зношуються, ніж плити ручної укладки і навіть плити, пресовані під тиском 150-300 кг/см².

Для перевірки міцності вибрированного бетону на удар були проведені досліди з бетоном складу 1:7 при В/Ц = 0,6 і рухливістю бетонної суміші 2 див. Плити 20x20x10 см випробовували на удар по стандарту. Показником міцності бетону на удар служить робота, віднесена до 1 см² поверхні плити.

Міцність бетону на удар у триденному віці становила 68% від міцності бетону в шестиденному віці. При виробництві бетонних робіт виникає питання, якою повинна бути міцність бетону на удар при розпалубки.

Бетонна плитка розміром 30x30x3 см мала міцність на удар 0,4-0,8 кг/см². Враховуючи розміри будівельних конструкцій, можна вважати, що, вибрированный бетон буде мати достатню міцність на удар при наявності межі міцності при стисненні в 50-60 кг/см2.

У ранньому віці вибрированный бетон добре чинив опір ударному навантаженню, що характеризується даними.

Зростання міцності вибрированного бетону з часом необхідно знати для того, щоб правильно призначити терміни розпалубки. Зазвичай вважають, що зростання міцності бетону ручної укладки менш інтенсивний, ніж вибрированного бетону, і відносять це за рахунок меншого водоцементного відносини, застосовуваного в вибрированном бетоні.

Досліди були проведені над бетонами міцністю від 80 до 200 кг/см2, виготовленими на трьох портландцементах і на одному пуццолановом портландцементі, рухливістю від 0 до 5 див. Результати випробувань бетону.

Вибрированный бетон набирає 25% своєї місячної міцності у віці 1,5-1,8 дня. Більш рухлива бетонна суміш досягає 25% своєї місячної міцності у віці 3-3,5 днів. Пластична вибрированная бетонна суміш не відрізняється за інтенсивністю росту від міцності бетону, покладеного вручну. Зменшити терміни розпалубки бічних щитів можливо при застосуванні жорсткої бетонної суміші.

Терміни розпалубки

Розпалублення плит прольотом менше 2,5 м проводиться по досягненні бетоном 50% від заданої марки, тобто через 7-8 днів після укладання. При укладанні жорсткої бетонної суміші в плити розпалубку їх можна провести через 3-4,5 дня після укладання. Розпалубку несучих конструкцій можна зробити через 5-14 днів після укладання в залежності від застосованого складу бетону і його рухливості.

Зазначені терміни розпалубки відносяться до нормальних умов тверднення бетону, виготовленого на портландцементах активністю 250-300 кг/см2.

Верхні межі терміну розпалубки однакові для бетону ручної укладки і вибрированного, а нижні межі для вибрированного бетону менше.

Бетон на пуццолановом портландцементі повільно набирає міцність в ранньому віці. Результати випробувань бетонів на пуццолановом портландцементі. Терміни розпалубки конструкцій, виготовлених на портландцементі, менше, ніж терміни розпалубки конструкцій, виготовлених на пуццолановом портландцементі. При бетоні на пуццолановом портландцементі при нормальних умовах тверднення розпалубку бічних щитів можна проводити через 6 днів після укладання, а розпалубку плит прольотом менше 2,5 м ― через 11 ― 14 днів після виготовлення. Терміни розпалубки несучих кон- . трукцій 17-20 днів. Застосовувати пуцолановий портландцемент в тих спорудах, де це пов'язано з термінами розпалубки і не викликано спеціальними вимогами, недоцільно.

Терміни розпалубки залізобетонних конструкцій можуть бути скорочені за рахунок:

а) обліку роботи різних елементів і умов їх навантаження;

б) застосування швидко твердіють цементів, що допускають розпалубку елементів через 24 години після бетонування;

в) застосування більш досконалих способів виготовлення, укладання та наступних умов тверднення бетону (вакуумування і теплова обробка).

Зростання міцності вибрированного бетону і терміни розпалубки встановлювалися у відповідності з Технічними умовами на виробництво загальнобудівельних робіт 2010 р. В ТУ є вказівка на те, що при більш ранньої розпалубки рекомендується проводити перевірку розрахунком, внаслідок чого встановлюється, що під дією навантажень наявність запасу міцності в конструкції не нижче передбаченого проектом. Такий підхід до визначення терміну розпалубки цілком виправданий, якщо врахувати можливість недостатньо ретельного контролю якості застосовуваного матеріалу, умов приготування та подальшого тверднення бетону.

Сучасні досягнення в розрахунку конструкцій і технології бетону дозволяють скоротити терміни розпалубки ребристих і безбалкове перекриттів. Для прискореної розпалубки необхідно використовувати надлишкові резерви середньо - і мало-армованих згинальних конструкцій, більш швидке зростання міцності вибрированного бетону з часом, особливо для цементів високої активності і жорстких бетонних сумішей, а також враховувати умови подальшої монтажною та експлуатаційною навантажень конструкцій.

Відсоток армування плит

Несуча здатність слабо-армованих залізобетонних плит в малій мірі залежить від міцності бетону. У слабо-армованих плит руйнування відбувається не від руйнування бетону стиснутої зони згинаного елемента, а внаслідок досягнення арматурою межі текучості або межі міцності при розтягуванні. Вплив міцності бетону на несучу здатність залізобетонних плит.

Відсоток армування плит зазвичай не перевищує 0,5-0,75%. З зменшенням міцності бетону зі 100 до 50 кг/см² (у 2 рази) несуча здатність плити, армованої 0,5% арматури, зменшилася з 90 до 82% від максимальної міцності бетону (300-350 кг/см²), якщо підрахунок несучої здатності плит виробляти по формулі

Для перевірки того, наскільки близько несуча здатність відповідає теоретичної [підрахованою за формулою]. автором у ЦНИПС були випробувані дві серії плит зі слабким і сильним армуванням, які показали, що для плит зі слабким армуванням (а = 0,07-0,09), арматура яких мала низька напруга при межі плинності і розвинену майданчик плинності з подальшим зміцненням, розрахунковий згинальний момент виявився трохи менше експериментального. Для плит ж із середнім відсотком армування (а = 0,17 ― 0,24) теоретичні моменти виявилися дещо більше екс-периментальних. Збільшення межі міцності при стисненні з 166 до 225 кг/см2 збільшило несучу здатність плит на 12-15%.

Плити розміром 220x50x8 см, армовані 8 стрижнями діаметром 6 мм, відчували віком 2 і 6 днів. Плита дводенного віку з міцністю бетону 74 кг/см²зруйнувалася при моменті 0,432 тм, що співпало з теоретичним значенням 0,427 тм. Зі збільшенням міцності бетону до 6 днів до 138 кгсм² несуча здатність плити збільшилася з 0,432 до 0,523 тм.

Плита витримала рівномірно розподілене навантаження до 650 кг/м², не виявила тріщин і зруйнувалася при навантаженні у 950 кг/м². Враховуючи, що власна вага плити складає приблизно 200 кг/м², в момент розпалубки, через три дні після бетонування, мали б не менше як чотирикратний запас міцності. Несуча здатність плити у віці двох діб при міцності 60 кг/см² виявилася рівною 70% від несучої здатності плити шестиденного віку, в той час як межа міцності при стисненні становив 44%. Дійсні моменти мало відрізняються від теоретичних, що переконує в застосовності формули для бетону в ранньому віці.

Якщо прийняти, що повна розпалублення плит може бути здійснена при наявності 70% несучої здатності, а не межі міцності при стисненні, то плити з міцністю бетону в 60 кг/см² задовольняють цій умові. Для повної розпалубки плити з урахуванням власної ваги і навантаження від робітників і матеріалів немає необхідності в 70% несучої здатності, так як момент появи першої тріщини відповідає рівномірно розподіленого навантаження до 650 кг/м² при власній вазі плити 200 кг/м².

Вплив міцності бетону на несучу здатність балок при різних відсотках армування

При зазвичай застосовується армування у межах від 0,8 до 1,5% зменшення міцності бетону зі 100 до 50 кг/см² знижує несучу здатність балки з 90 до 78%.

Досліди з бетоном в ранньому віці міцністю від 44 до 200 кг/см² при 0,71% армування показали, що якщо прийняти несучу здатність балки з бетоном міцністю 120 кг/см² за 100%, то несуча здатність балки з міцністю бетону в 44 кг/см² виявляється рівною 90-93%; при зміні міцності бетону при стиску від 44 до 200 кг/см² при 0,71% армування несуча здатність балок змінювалася в межах ±10%.

У балках з відігнутими стрижнями великого діаметру, розташованими у бічних поверхонь, вивчалася можливість зминання бетону раннього віку під отгибами арматури. Виявити зминання під отгибами арматури при міцності бетону в 51 і 59 кг/см² не вдалося. Для перевірки можливості зминання бетону під гаками арматури були випробувані балки перетином 18x30 см з 3% арматури з вільними кінцями балок над опорами 10 і 30 див.

При недостатній закладенні арматури, тобто при вільному кінці балки над опорою в 10 см незалежно від міцності бетону (52 і 104 кг/см2), відбувається зминання бетону під гаками арматури. Наявність вільного кінця в 30 см не дає зминання під гаками і при низькій міцності бетону. Несуча здатність балки з міцністю бетону 52 кг/см2 при закладенні арматури в 30 см становила 70% від несучої здатності балки з бетону міцністю 104 кг/см2. Хороша закладення кінців балок виключає небезпеку зминання бетону під гаками арматури. Для арматури періодичного профілю умови роботи в бетоні більш сприятливі.

При эксцентриситете сили, що виходить за межі ядра перерізу, позацентрово стиснуті елементи можна розрахувати як згинальні, відносячи момент зовнішніх сил до осі, що проходить через центр арматури. Вплив міцності бетону на несучу здатність позацентрово стиснутого елемента з великим ексцентриситетом виявиться незначним так само, як і для згинальних балок.

При невеликому эксцентриситете зовнішньої сили, що не виходить за межі ядра перерізу, вплив міцності бетону на несучу здатність таке ж, як для центрально стиснутих елементів. Найбільший вплив міцності бетону на несучу здатність має місце при середньому эксцентриситете (робота Ст. Ст. Макаричева).

Досвід прискореної розпалубки показав, що ребристі і безбалочні перекриття, распалубленные при міцності бетону в 50-60 кг/см², дають прогини від власної ваги в межах від 1/8 000 до 1/10 000 прольоту. Ці прогини включають в себе і пластичні деформації протягом перших діб після розпалубки.

Статті pp-budpostach.com.ua Все про лазні

Статті по пїноблоку,пінобетону,пінобетонним блокам

Статті pp-budpostach.com.ua Статті по бетону

Статті Все про парканах

Статті pp-budpostach.com.ua Все про дахах ( види, матеріал, як краще вибрати)

Статті Все про Фундаменті

Статті по газобетону ( газоблокам ), газобетонних блоків, блоків газосиликатнных

Новини, статті, чутки, факти, різне і по чу-чуть

Статті по цеглині ( рядовому, особового,облицювальної,клинкерному, шамотною, силікатній,)