Міцність бетону, довідник будівельника, властивості бетону, довідник будівельника

МІЦНІСТЬ БЕТОНУ

Міцність - головна властивість бетону

Найважливішим властивістю бетону є міцність. Найкраще бетон чинить опір стисненню. Тому конструкції проектують таким чином, щоб бетон сприймав стискають навантаження. І тільки в деяких конструкціях враховується міцність на розтягнення або на розтяг при згині.

Міцність при стисканні. Міцність бетону при стисненні характеризується класом або маркою (які визначають у віці 28 діб). Залежно від часу навантаження конструкцій міцність бетону може визначатися і в іншому віці, наприклад 3; 7; 60; 90; 180 діб.

З метою економії цементу, отримані значення межі міцності не повинні перевищувати межу міцності, відповідної класу або марці, більш ніж на 15%.

Клас являє собою гарантовану міцність бетону в МПа з забезпеченістю 0,95 і має наступні значення: Вb 1; Вb 1,5; Вb 2; Вb 2,5; Вb 3,5; Вb 5; Bb 7,5; Вb 10; Вb 12,5; Вb 15; Вb 20; Вb 25; Вb 30; Вb 35; Вb 40; Вb 50; Вb 55; Вb 60. Маркою називається нормоване значення середньої міцності бетону в кгс / см 2 (МПах10).

Між класом бетону і його середньої міцністю при коефіцієнті варіації міцності бетону n = 0,135 і коефіцієнті забезпеченості t = 0,95 існують залежності:

Співвідношення класів і марок для важкого бетону

При проектуванні конструкцій зазвичай призначають клас бетону, в окремих випадках - марку. Співвідношення класів і марок для важкого бетону по міцності на стиск наведені в табл. 1.

Міцність при розтягуванні. З міцністю бетону на розтяг доводиться мати справу при проектуванні конструкцій і споруд, в яких не допускається утворення тріщин. Як приклад можна привести резервуари для води, греблі гідротехнічних споруд та ін. Бетон на розтягнення поділяють на класи: Вt 0,8; Bt 1,2; Bt 1,6; Вt 2; Bt 2,4; Вt 2,8; Вt 3,2 або марки: Рt 10; Bt 15; Bt 20; Bt 25; Bt 30; Bt 35; Вt 40.

Міцність на розтяг при згині. При влаштуванні бетонних покриттів доріг, аеродромів призначають класи або марки бетонів на розтяг при згині.

Таблиця 1. Співвідношення класів і марок при стисканні для важкого бетону

Технологічні фактори, що впливають на міцність бетону.

Активність цементу. Між міцністю бетону і активністю цементу існує лінійна залежність Rb = f (Rц). Більш міцні бетони виходять на цементах підвищеної активності.

Водо-цементне відношення. Міцність бетону залежить від В / Ц. Зі зменшенням В / Ц вона підвищується, зі збільшенням - зменшується. Це визначається фізичною суттю формування структури бетону. При твердінні бетону з цементом взаємодіє 15-25% води. Для отримання ж удобоукладиваемой бетонної суміші вводиться зазвичай 40-70% води (В / Ц = - 0,4. 0,7). Надлишкова вода утворює пори в бетоні, які знижують його міцність.

При В / Ц від 0,4 до 0,7 (Ц / В = 2,5. 1,43) між міцністю бетону Rв. МПа, активністю цементу Rц. МПа, і Ц / В існує лінійна залежність, що виражається формулою:

При В / Ц 2,5) лінійна залежність порушується. Однак в практичних розрахунках користуються іншою лінійною залежністю:

Помилка в розрахунках в цьому випадку не перевищує 2-4% вищенаведених формулах: А і А1 - коефіцієнти, що враховують якість матеріалів. Для високоякісних матеріалів А = 0,65, А1 = 0,43, для рядових - А = 0,50, А1 = 0,4; зниженої якості - А = 0,55, А1 = 0,37.

Міцність бетону при вигині Rbt. МПа, визначається за формулою:

де Rц - активність цементу при вигині, МПа;

А '- коефіцієнт, що враховує якість матеріалів.

Для високоякісних матеріалів А '= 0,42, для рядових - А' = 0,4, матеріалів зниженого якості - А '= 0,37.

Якість наповнювачів. Чи не оптимальність зернового складу заповнювачів, застосування дрібних заповнювачів, наявність глини і дрібних пилоподібних фракцій, органічних домішок зменшує міцність бетону. Міцність великих заповнювачів, сила їх зчеплення з цементним каменем впливає на міцність бетону.

Якість перемішування і ступінь ущільнення бетонної суміші істотно впливають на міцність бетону. Міцність бетону, приготовленого в бетоносмесителях примусового змішування, вібро - і турбосмесітелях вище міцності бетону, приготовленого в гравітаційних змішувачах на 20-30%. Якісне ущільнення бетонної суміші підвищує міцність бетону, так як зміна середньої щільності тонною суміші на 1% змінює міцність на 3-5%.

Вплив віку і умов тверднення. При сприятливих температурних умовах міцність бетону зростає тривалий час і змінюється за логарифмічною залежності:

де Rb (n) і Rb (28) - межа міцності бетону через n і 28 діб, МПа; lgn і lg28 - десяткові логарифми віку бетону.

Ця формула осредненная. Вона дає задовільні результати для бетонів, які тверднуть при температурі 15-20 ° С на рядових среднеалюмінатних цементах у віці від 3 до 300 діб. Фактично ж міцність на різних цементах наростає по-різному.

Зростання міцності бетону в часі залежить, в основному, від мінерального і речового складів цементу. За інтенсивністю твердіння портландцемент підрозділяють на чотири типи (табл. 2).

Інтенсивність твердіння бетону залежить від В / Ц. Як видно з даних, наведених в табл. 3, більш швидко набирають міцність бетони з меншим В / Ц.

На швидкість затвердіння бетону великий вплив робить температура і вологість середовища. Умовно-нормальною вважається середа з температурою 15-20 ° С і вологістю повітря 90-100%.

Таблиця 2. Класифікація портландцементов за швидкістю твердіння

Як видно з графіка, наведеного на рис. 1, міцність бетону в 28-добовому віці, тверділи при 5 ° С, склала 68%, при 10 ° С - 85%, при 30 ° С - 115% від межі міцності бетону, тверділи при температурі 20 ° С. Ті ж залежності спостерігаються і в більш ранньому віці. Тобто інтенсивніше набирає міцність бетон при більш високій температурі і, навпаки, повільніше - при її зниженні.

При мінусовій температурі твердіння практично припиняється, якщо не знизити температуру замерзання води введенням хімічних добавок.

Мал. 1. Зростання міцності бетону при різній температурі

Твердіння прискорюється при температурі 70-100 ° С при нормальному тиску або при температурі близько 200 ° С і тиску 0,6-0,8 МПа. Для твердіння бетону потрібно середа з високою вологістю. Для створення таких умов бетон вкривають водонепроникними плівковими матеріалами, покривають вологою тирсою і піском, пропарюють в середовищі насиченої водяної пари.

Повторне вібрація збільшує міцність бетону до 20%. Воно повинно виконуватися до кінця схоплювання цементу. Підвищується щільність. Механічні дії зривають плівку гідратних новоутворень і прискорюють процеси гідратації цементу.

Повернутися до списку

Роздрукувати

Топ-5 тем форуму

Будівництво та ремонт

Про будівництво - для будівельників, забудовників,
замовників, проектувальників, архітекторів