Свойства тяжелого бетона пористость морозостойкость водонепроницаемость усадка и набухание

Обновлено: 28.04.2024

Прочность при сжатии является основным показателем механических свойств бетона. Она определяется пределом прочности при сжатии стандартных образцов-кубов, изготовленных из данной бетонной смеси и выдержанных в течение 28 суток.

По пределу прочности при сжатии для тяжелых бетонов установлены следующие марки: М200, М250, МЗОО, М350, М400, М450, М500, М600, М700, М800. Основные факторы, влияющие на прочность бетона - активность цемента и соотношение массы воды и цемента (водоцементное отношение В/Ц или обратное ему цементоводное отношение - Ц/В). Зависимость прочности обычного бетона от Ц/В и марки цемента в общем виде выражают формулой Боломея-Скрамтаева:

1) для обычных бетонов (Ц/В<=2,5) Rб = А R_ц (Ц/В - 0,5);

2) для высокопрочных бетонов (Ц/В>2,5) Rб = А₁ R_ц (Ц/В + 0,5);

где Rб - прочность бетона в возрасте 28 сут. при твердении в нормальных условиях, МПа;

Rц - активность цемента, МПа; А(А₁) - коэффициенты, учитывающие качество заполнителей и вяжущего (для высококачественных -0,65 (0,43), для рядовых –0,6 (0,4), для пониженного качества –0,55 (0,37)).

На прочность бетона влияние оказывает зерновой состав заполнителей, правильность перемешивания его составляющих. Значительное влияние на прочность бетона оказывают степень уплотнения бетонной смеси, продолжительность и условия твердения бетона. Хорошо уплотненный бетон в благоприятных температурных и влажностных условиях непрерывно набирает прочность в течение ряда лет.

Rn=R28· (Lg n / Lg 28), где 90> n ≥ 3суток.

Свойства тяжелого бетона: пористость, морозостойкость, водонепроницаемость, тепловыделение, усадки и набухание.

Средняя плотность тяжелого бетона колеблется в пределах 1800—2500 кг/м3 и зависит от средней плотности заполнителей.

Пористость. Бетон не является абсолютно плотным телом. Поры, хотя бы в очень малых количествах, будут находиться внутри частиц заполнителя, в цементном камне, между заполнителем и цементным камнем. Пористость тяжелого бетона колеблется от 6 до 15% в зависимости от рода заполнителей, состава бетона и методов уплотнения. Большое значение имеет характер пористости: крупные открытые поры ухудшают свойства бетона, мелкие замкнутые (при использовании пластифицирующих и гидрофобных добавок) улучшают свойства бетона.

Морозостойкость тяжелого бетона может колебаться от 50 до 300, марки по морозостойкости— 50, 100, 150, 200, 300. Морозостойкость бетона зависит от характера и величины пористости бетона, вида цемента и заполнителей. Жаростойкость тяжелого бетона невелика. Его можно применять для конструкций, подвергающихся длительному нагреву до температур не выше 200° С. Прочность при этом снижается на 30—50%, что надо учитывать при проектировании состава бетона.

Деформативность бетона.В бетоне различают деформации двух видов: объемные, развивающиеся во всех направлениях подвлиянием усадки, изменения температуры и влажности; силовые, развивающиеся главным образом вдольнаправления действия сил.Начиная с малых напряжений, в нем помимоупругих восстанавливающихся деформаций развиваютсянеупругие остаточные деформации.Поэтому силовые деформации в зависимости от характераприложения нагрузки и длительности ее действияподразделяют на три вида: при однократном загружениикратковременной нагрузкой, при длительном действиинагрузки и при многократно повторном действии нагрузки.

При однократном загружении бетона кратковременноприложенной нагрузкой деформация бетона образуется изупругой и неупругой пластической деформаций.Небольшая доля неупругих деформаций в течениенекоторого периода времени после разгрузкивосстанавливается.Свойство бетона, характеризующееся нарастанием неупругих деформаций при длительном действии нагрузки,называют ползучестьюбетона.

Деформации ползучести могут в 3-4 раза превышатьупругие деформации.Ползучесть бетона в сухой среде значительно больше,чем во влажной. Технологические факторы влияютна ползучесть бетона:с увеличением В/Ц и количества цемента на единицуобъема бетонной смеси ползучесть возрастает; с повышением прочности зерен заполнителей ползучесть уменьшается;с повышением прочности бетона, ползучесть уменьшается.

Деформации бетона при многократно повторяющимся действии нагрузки. Многократное повторение циклов загружения и разгрузкибетона приводит к постепенному накапливанию неупругихдеформаций. После достаточно большого числа циклов этинеупругие деформации, соответствующие данному уровнюнапряжений, постепенно выбираются, ползучесть достигаетсвоего предельного значения, бетон начинает работатьупруго. При больших напряжениях после некоторого числа циклов неупругие деформации начинают неограниченно расти, что приводит к разрушению образца.

При твердении на воздухе происходит усадка бетона, т.е. бетон сжимается и линейные размеры бетонных элементов сокращаются. Для снижения усадочных напряжений и сохранения монолитности конструкций стремятся уменьшить усадку бетона. Наибольшую усадку имеет цементный камень. Введение заполнителя уменьшает количество вяжущего в единице объема материала, при этом образуется своеобразный каркас из зерен заполнителя, препятствующий усадке.

Морозостойкость бетона

Морозостойкость бетона определяют путем попеременного замораживания в холодильной камере при температуре 17-20 0 C и оттаивания в воде при температуре 15-20 0 C бетонных образцов кубов с размерами ребра 10, 15 или 20 см (в зависимости от наибольшей крупности заполнителя). За марку по морозостойкости принимают наибольшее число циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое при испытании выдерживают образцы. Установлены марки по морозостойкости: F 50, F 75, F 100, F 150, F 200, F 300, F 400, F 500. Морозостойкость бетона зависит от качества примененных материалов и капиллярной пористости бетона.

Водонепроницаемость бетона

По водонепроницаемости бетон делят на марки: W2, W4, W6, W8, W12, марка обозначает давление воды (кгс/ см 2 ), при котором образец-цилиндр высотой 15 см не пропускает воду в условиях стандартного испытания. С уменьшением объема капиллярных макропор снижается водонепроницаемость и одновременно повышается морозостойкость бетона. Для уменьшения водонепроницаемости в бетон при его изготовлении вводят уплотняющие и гидрофобизирующие добавки.

Теплофизические свойства бетона

Теплопроводность тяжелого бетона в воздушно-сухом состоянии в 2-4 раза больше, чем у легких бетонов. Высокая теплопроводность является недостатком тяжелого бетона.

Крупный заполнитель и раствор, составляющие бетон, имеют различный коэффициент температурного расширения и будут по разному деформироваться при изменении температуры. Большие колебания температуры смогут вызвать внутреннее растрескивание бетона вследствие различного теплового расширения крупного заполнителя и раствора.

Марки и классы бетона

Класс бетона - это числовая характеристика какого-либо его свойства, принимаемая с гарантированной обеспеченностью 0,95 . Это значит, что установленное классом свойство обеспечивается не менее, чем в 95 случаях из 100 и лишь в 5-ти случаях можно ожидать его не выполненным.

Соотношение между классом и марками бетона по прочности связано коэффициентом вариации.

Коэффициент вариации прочности бетона (%) вычисляют по формуле:

где S – среднее квадратичное отклонение частных результатов испытаний от средней прочности R.

От коэффициента вариации зависит требуемая прочность бетона, следовательно, расход цемента в бетоне и его экономические показатели.

За проектную марку бетона по прочности на сжатие принимают сопротивление осевому сжатию (кгс/ см 2 ) эталонных образцов-кубов.

40. Легкий бетон на пористых заполнителях: состав, особенности технологии, свойства, применение в строительстве.

Снизить высокую среднюю плотность бетона можно применением пористого заполнителя вместо плотного и поризацией цементирующего слоя.

К пористым заполнителям относятся:

неорганические пористые заполнители – природные получают путем дробления горных пород (пемзы, вулканического туфа) и искусственные, являющиеся продуктами термической обработки минерального сырья;

керамзитовый песок и гравий – получают путем обжига гранул, приготовленных из вспучивающихся глин или обжигом глиняных гранул во взвешенном состоянии;;

вспученный вермикулит – пористый сыпучий материал, полученный обжигом водосодержащих слюд;

вспученный перлит – получают обжигом водосодержащих вулканических стеклообразных пород (перлитов);

топливные шлаки – пористые кусковые материалы, получающиеся в топке в результате спекания и вспучивания неоргнических примесей, содержащихся в угле.

шунгизит – изготовляют обжигом шунгитовых сланцевых пород.

Прочность легкого бетона зависит от марки цемента, цементно-водного отношения, прочности пористого заполнителя.

При оптимальном количестве воды затворения, подобранном для применяемых цемента и заполнителей, прочность легкого бетона зависит от марки и расхода цемента.

Качество легкого бетона оценивают двумя важными показателями: классом по прочности и маркой по средней плотности.

Для изготовления высокопрочных легких бетонов (имеющих плотность 1600-1800 кг/м 3 ) применяют более прочный пористый заполнитель, а пористый песок частично или полностью заменяют плотным.

В зависимости от плотности в сухом состоянии легкие бетоны подразделяются на марки: Д200…Д2000.

Средняя плотность тяжелого бетона колеблется в пределах 1800—2500 кг/м3 и зависит от средней плотности заполнителей. Пористость. Бетон не является абсолютно плотным телом. Поры, хотя бы в очень малых количествах, будут находиться внутри частиц заполнителя, в цементном камне, между заполнителем и цементным камнем. Пористость тяжелого бетона колеблется от 6 до 15% в зависимости от рода заполнителей, состава бетона и методов уплотнения. Большое значение имеет характер пористости: крупные открытые поры ухудшают свойства бетона, мелкие замкнутые (при использовании пластифицирующих и гидрофобных добавок) улучшают свойства бетона.Морозостойкость тяжелого бетона может колебаться от 50 до 300, марки по морозостойкости— 50, 100, 150, 200, 300. Морозостойкость бетона зависит от характера и величины пористости бетона, вида цемента и заполнителей.Жаростойкость тяжелого бетона невелика. Его можно применять для конструкций, подвергающихся длительному нагреву до температур не выше 200° С. Прочность при этом снижается на 30—50%, что надо учитывать при проектировании состава бетона.Деформативность бетона.В бетоне различают деформации двух видов:объемные, развивающиеся во всех направлениях подвлиянием усадки, изменения температуры и влажности; силовые, развивающиеся главным образом вдольнаправления действия сил.Начиная с малых напряжений, в нем помимоупругих восстанавливающихся деформаций развиваютсянеупругие остаточные деформации.Поэтому силовые деформации в зависимости от характераприложения нагрузки и длительности ее действияподразделяют на три вида: при однократном загружениикратковременной нагрузкой, при длительном действиинагрузки и при многократно повторном действии нагрузки. При однократномзагружении бетона кратковременноприложенной нагрузкой деформация бетона образуется изупругой и неупругой пластической деформаций.Небольшая доля неупругих деформаций в течениенекоторого периода времени после разгрузкивосстанавливается.Свойство бетона, характеризующееся нарастанием неупругих деформаций при длительном действии нагрузки,называют ползучестью бетона.Деформации ползучести могут в 3-4 раза превышатьупругие деформации.Ползучесть бетона в сухой среде значительно больше,чем во влажной. Технологические факторы влияютна ползучесть бетона:с увеличением В/Ц и количества цемента на единицуобъема бетонной смеси ползучесть возрастает; с повышением прочности зерен заполнителей ползучесть уменьшается;с повышением прочности бетона, ползучесть уменьшается.Деформации бетона при многократно повторяющимся действии нагрузки. Многократное повторение циклов загружения и разгрузкибетона приводит к постепенному накапливанию неупругихдеформаций. После достаточно большого числа циклов этинеупругие деформации, соответствующие данному уровнюнапряжений, постепенно выбираются, ползучесть достигаетсвоего предельного значения, бетон начинает работатьупруго. При больших напряжениях после некоторого числа циклов неупругие деформации начинают неограниченно расти, что приводит к разрушению образца.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Деформативность бетона. В бетоне различают деформации двух видов: объемные, развивающиеся во всех направлениях под влиянием усадки, изменения температуры и влажности; силовые, развивающиеся главным образом вдоль направления действия сил. Начиная с малых напряжений, в нем помимо упругих восстанавливающихся деформаций развиваются неупругие остаточные деформации. Поэтому силовые деформации в зависимости от характера приложения нагрузки и длительности ее действия подразделяют на три вида: при однократном загружении кратковременной нагрузкой, при длительном действии нагрузки и при многократно повторном действии нагрузки.

При однократном загружении бетона кратковременно приложенной нагрузкой деформация бетона образуется из упругой и неупругой пластической деформаций. Небольшая доля неупругих деформаций в течение некоторого периода времени после разгрузки восстанавливается. Свойство бетона, характеризующееся нарастанием неупругих деформаций при длительном действии нагрузки, называют ползучестью бетона.

Деформации ползучести могут в 3-4 раза превышать упругие деформации. Ползучесть бетона в сухой среде значительно больше, чем во влажной. Технологические факторы влияют на ползучесть бетона: с увеличением В/Ц и количества цемента на единицу объема бетонной смеси ползучесть возрастает; с повышением прочности зерен заполнителей ползучесть уменьшается; с повышением прочности бетона, ползучесть уменьшается.

Деформации бетона при многократно повторяющимся действии нагрузки. Многократное повторение циклов загружения и разгрузки бетона приводит к постепенному накапливанию неупругих деформаций. После достаточно большого числа циклов эти неупругие деформации, соответствующие данному уровню напряжений, постепенно выбираются, ползучесть достигает своего предельного значения, бетон начинает работать упруго. При больших напряжениях после некоторого числа циклов неупругие деформации начинают неограниченно расти, что приводит к разрушению образца.

Средняя плотность тяжелого бетона колеблется в пределах 1800—2500 кг/м3 и зависит от средней плотности заполнителей. Пористость. Бетон не является абсолютно плотным телом. Поры, хотя бы в очень малых количествах, будут находиться внутри частиц заполнителя, в цементном камне, между заполнителем и цементным камнем. Пористость тяжелого бетона колеблется от 6 до 15% в зависимости от рода заполнителей, состава бетона и методов уплотнения. Большое значение имеет характер пористости: крупные открытые поры ухудшают свойства бетона, мелкие замкнутые (при использовании пластифицирующих и гидрофобных добавок) улучшают свойства бетона.Морозостойкость тяжелого бетона может колебаться от 50 до 300, марки по морозостойкости— 50, 100, 150, 200, 300. Морозостойкость бетона зависит от характера и величины пористости бетона, вида цемента и заполнителей.Жаростойкость тяжелого бетона невелика. Его можно применять для конструкций, подвергающихся длительному нагреву до температур не выше 200° С. Прочность при этом снижается на 30—50%, что надо учитывать при проектировании состава бетона.Деформативность бетона.В бетоне различают деформации двух видов:объемные, развивающиеся во всех направлениях подвлиянием усадки, изменения температуры и влажности; силовые, развивающиеся главным образом вдольнаправления действия сил.Начиная с малых напряжений, в нем помимоупругих восстанавливающихся деформаций развиваютсянеупругие остаточные деформации.Поэтому силовые деформации в зависимости от характераприложения нагрузки и длительности ее действияподразделяют на три вида: при однократном загружениикратковременной нагрузкой, при длительном действиинагрузки и при многократно повторном действии нагрузки. При однократномзагружении бетона кратковременноприложенной нагрузкой деформация бетона образуется изупругой и неупругой пластической деформаций.Небольшая доля неупругих деформаций в течениенекоторого периода времени после разгрузкивосстанавливается.Свойство бетона, характеризующееся нарастанием неупругих деформаций при длительном действии нагрузки,называют ползучестьюбетона.Деформации ползучести могут в 3-4 раза превышатьупругие деформации.Ползучесть бетона в сухой среде значительно больше,чем во влажной. Технологические факторы влияютна ползучесть бетона:с увеличением В/Ц и количества цемента на единицуобъема бетонной смеси ползучесть возрастает; с повышением прочности зерен заполнителей ползучесть уменьшается;с повышением прочности бетона, ползучесть уменьшается.Деформации бетона при многократно повторяющимся действии нагрузки. Многократное повторение циклов загружения и разгрузкибетона приводит к постепенному накапливанию неупругихдеформаций. После достаточно большого числа циклов этинеупругие деформации, соответствующие данному уровнюнапряжений, постепенно выбираются, ползучесть достигаетсвоего предельного значения, бетон начинает работатьупруго. При больших напряжениях после некоторого числа циклов неупругие деформации начинают неограниченно расти, что приводит к разрушению образца.

Прочность тяжелого бетона, факторы, влияющие на прочность.

Читайте также: