Факторы влияющие на свойства цементобетона: 3.Факторы, влияющие на прочностные свойства бетона и его однородность. Статический контроль.

3.Факторы, влияющие на прочностные свойства бетона и его однородность. Статический контроль.

Основные факторы, влияющие на прочность
бетона — активность цемента и соотношение
массы воды и цемента в составе бетонной
смеси (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: 

Rб = А Rц (Ц/В — 0,5),

где Rб — прочность бетона в возрасте
28 сут. при твердении в нормальных
условиях, МПа; Rц — активность цемента,
МПа; А — коэффициент, учитывающий качество
заполнителей и вяжущего (для
высококачественных — 0,43, для рядовых —
0,4, для пониженного качества — 0,37).

На прочность бетона определенное
влияние оказывает зерновой состав
заполнителей, правильность перемешивания
его составляющих в бетоносмесителе,
когда все зерна заполнителя полностью
покрыты слоем цементного теста.

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. При этом в первые 7 -10 сут.
прочность бетона растет довольно быстро,
затем рост прочности к 28 сут. замедляется
и, наконец, в возрасте свыше 1 года
постепенно затухает. Например, бетонные
образцы при хранении в нормальных
условиях в 7-суточном возрасте имеют
среднюю прочность, равную 60 — 70% 28-суточной
(марочной) прочности, в возрасте 180 сут.,
1 года и 2 лет их прочность соответственно
составляет 150, 175 и 200 % марочной прочности.

Фактическую прочность бетона в
конструкциях определяют испытанием
контрольных образцов, изготовленных
из той же бетонной смеси и твердеющих
в условиях аналогичных условиям
эксплуатации конструкций. Большое
влияние на скорость нарастания прочности
бетона оказывает температура окружающей
среды. При 70 — 85оС в атмосфере насыщенного
пара бетоны через 10 -12 ч набирают прочность
60 — 70% марочной. При низких положительных
температурах (5 — 7оС) окружающего воздуха
скорость нарастания прочности бетона
замедляется, а при температуре ниже 0оС
твердение бетона прекращается и
возобновляется вновь при установлении
в окружающей среде устойчивой положительной
температуры.

4.Марки бетона по морозостойкости и водонепроницаемости. Марки бетона по средней плотности и самонапряжению. Кратковременная и длительная прочность бетона, а также при повторных нагрузках.

Марка
бетона по морозостойкости.

Эта
характеристика указывает на то, сколько
циклов замораживания и оттаивания
выдержали образцы, имеющие установленный
размер во время испытаний без снижения
нормативной прочности на сжатие. Под
снижением прочности подразумевается
сравнение ее с образцами аналогичного
возраста, не подвергавшимися замораживанию.
Максимально допустимое снижение – 5%
по прочности. Для дорожного бетона также
замеряется дополнительно потеря массы
— этот показатель не должен превышать
5% от массы.

Для маркировки
бетона по
уровню морозостойкости используется
литера «F» и следующие обозначения: 50,
75, 100, 150, 200, 300, 400, 500.

основные факторы и виды прочности бетона

Прочность бетона требуется знать при планировании строительства частного дома и возведения других железобетонных конструкций. Основные факторы прочности бетона зависят от свойств цемента, его состава, свежести, процесса работы с цементной смесью. 

Классификация бетона по прочности

Бетон классифицируется на основе результатов лабораторных испытаний. Компоненты бетона подбираются таким образом, чтобы их прочность соответствовала эксплуатационным характеристикам строения, которое планируется возводить из того или иного класса или марки бетона. Некоторые примеры рассмотрены в таблице: 

В чем измеряется прочность бетона

Прочность бетона в соответствии с классом измеряется в МПа, показывающим предельную прочность материала на сжатие. Чем меньше это число, тем более легкий бетон. Марка, обозначенная как «М» с числом, показывает среднее выдерживаемое давление в кгс/см2. 

Какие прочности бетона бывают

Существует несколько основных видов прочности бетона: 

• 
  расчетная — заданная прочность, которая должна быть достигнута за 28 дней; 
• 
  критическая — прочность, достигаемая на 7-й день твердения, при которой на материал не оказывает негативное влияние внешняя среда; 
• 
  на разрыв — способность не подвергаться разрушению при растяжке; 
• 
  на изгиб — способность сопротивляться при изгибах.

 Как определить класс бетона по прочности

В строительной лаборатории задействуются разные методы для измерения кубиковой и призменной прочности бетона, в том числе механические и ультразвуковые. Время испытаний устанавливается индивидуально, с ориентировкой на эксплуатационные особенности железобетонной конструкции.  

Факторы, влияющие на прочность

Прочностные характеристики зависят от состава материала, компонентов, условий перемешивания и твердения, соблюдения правил транспортировки и укладки. Так, укладывая смесь из бетона, необходимо соблюдать порядок обработки стыка — очистки, насечки, промывки.  

Как зависит прочность бетона от времени

Прочность приобретается благодаря реакции гидратации и нарастает быстрее всего в первый день. В последующие дни скорость снижается. Критической прочности бетон достигает на 7-е сутки в МПа, расчетной — на 28-е сутки. Зависимость прочности от времени рассчитывается по формуле: 

Rb(n) = Rb(28) lgn / lg28

• 
  Rb — прочность; 
• 
  n — число суток; 
• 
  lg — логарифм возраста бетона в десятичной дроби. 

От каких параметров зависит прочность бетона

На условия приобретения бетоном оптимальной прочности влияют параметры окружающей среды: 

• 
  температура 15-20 градусов; 
• 
  влажность 90-100%.

Рекомендуется регулярно увлажнять бетон водой, накрывать полиэтиленовой плёнкой, если воздух слишком сухой. В холодное время года материал нужно обогревать, чтобы твердение не остановилось. 

Какие факторы влияют на прочность бетона

Прочность зависит от сочетания нескольких параметров: 

• 
  Активность цемента. Этот параметр обуславливает классификацию бетона по маркам по прочности в МПа. На активность влияют тонкость помола, состав и наличие примесей, свежесть. Например, цемент, который крупно смолот, не до конца подвергается гидратации, из-за чего материал имеет меньшую прочность. 
• 
  Пропорции воды и цемента. Чем меньше воды, тем выше прочность. Гидратация проходит наиболее успешно, если цементная смесь содержит 20-30% воды. Но тогда смесь получается слишком жёсткой, может не уплотниться в достаточной степени. Поэтому добавляют воду и пластификатор. 
• 
  Тип наполнителя. Шероховатые наполнители, например, щебень, лучше сцепляются с компонентами состава и усиливают прочностные характеристики.  
• 
  Методы замеса. Повышенная прочность достигается благодаря мокрой активации цемента. В автобетономешалку загружается раствор без песка, несколько минут растирается, затем докладывается песок. Другой метод замеса — виброактивация цемента при перемешивании. 
• 
  Армирование. В бетон добавляют арматуру или объёмную фибру, благодаря этому он меньше усаживается. Также для увеличения прочности на 10-30% свежеуложенный бетон подвергают обработке вибрацией.  

Методы определения прочности бетона

Определение прочности бетона по ГОСТу 10180-2012 происходит в сертифицированной лаборатории. После проведения серии опытов с образцами заполняют протокол определения прочности бетона. 

Какие существуют способы определения прочности бетона: 

• 
  Неразрушающий метод. Используют склерометр — прибор для измерения прочности бетона. Он представляет собой специальный молоток, которым ударяется образец. Затем осуществляют замеры для вычисления прочности: угол удара, средняя величина значения отскока, кривые перевода.
• 
  Отрыв со скалыванием. В опытный образец в процессе изготовления помещают стержень, во время испытания выдергивают его. 
• 
  Ультразвуковой метод. Проводится с помощью прибора Пульсар. Измеряют время расширения акустических волн, затем данные сравнивают с плотностью, упругостью материала. 
• 
  Вдавливание. Используют штамп, шариковый молоток. 

Коэффициент вариации прочности бетона

По коэффициенту вариации определяется, насколько состав бетонной смеси однороден. Неоднородный состав имеет неравномерно распределенную плотность, из-за чего возникают риски обрушения конструкции. Чтобы рассчитать коэффициент, испытывается материал одного класса в нескольких сериях. Чем меньше коэффициент вариации, тем состав однороднее и качественнее.  

Факторы, влияющие на прочность бетона

🕑 Время чтения: 1 минута

Содержание:

• Факторы, влияющие на прочность бетона
  • Качество сырья
  • Соотношение воды и цемента

    Мелкий заполнитель

    010

  • Заполнитель / Цемент Соотношение
  • Возраст бетона
  • Уплотнение бетона
  • Температура
  • Относительная влажность
  • Отверждение

На прочность бетона влияют многие факторы, такие как качество сырья, водоцементное соотношение, соотношение крупных и мелких заполнителей, возраст бетона, уплотнение бетона, температура, относительная влажность и отверждение бетона.

Качество сырья

Цемент: При условии, что цемент соответствует соответствующему стандарту и правильно хранится (т.е. в сухих условиях), он должен быть пригоден для использования в бетоне.
Заполнители: Качество заполнителей, их размер, форма, текстура, прочность и т. д. определяют прочность бетона. Наличие солей (хлоридов и сульфатов), ила и глины также снижает прочность бетона.
Вода: часто качество воды регулируется пунктом, в котором говорится: «…вода должна быть пригодна для питья…». Этот критерий, однако, не является абсолютным, и следует ссылаться на соответствующие нормы для испытаний водохозяйственного назначения.

Соотношение вода/цемент

Связь между водоцементным отношением и прочностью бетона показана на графике, как показано ниже:

Чем выше водоцементное отношение, тем больше начальное расстояние между зернами цемента и больше объем остаточных пустот, не заполненных продуктами гидратации.
На графике чего-то не хватает. При заданном содержании цемента удобоукладываемость бетона снижается, если уменьшается водоцементное отношение. Более низкое водоцементное отношение означает меньше воды или больше цемента и более низкую удобоукладываемость.
Однако, если удобоукладываемость становится слишком низкой, бетон становится трудно уплотнить, и его прочность снижается. Для данного набора материалов и условий окружающей среды прочность в любом возрасте зависит только от водоцементного отношения, при условии достижения полного уплотнения.

Соотношение крупного и мелкого заполнителя

F Для соотношения крупного и мелкого заполнителя необходимо отметить следующие пункты:

• Если доля мелких частиц увеличивается по отношению к крупному заполнителю, общая площадь поверхности заполнителя увеличивается.
• Если площадь поверхности заполнителя увеличилась, потребность в воде также увеличится.
• Если предположить, что потребность в воде увеличилась, водоцементное отношение увеличится.
• Поскольку водоцементное отношение увеличилось, прочность на сжатие уменьшится.

Соотношение заполнителя и цемента

Следующие моменты должны быть отмечены для соотношения заполнителя и цемента:

• Если объем остается прежним, а доля цемента по отношению к песку увеличивается, площадь поверхности твердого тела увеличивается.
• Если площадь поверхности твердых частиц увеличилась, потребность в воде останется прежней для постоянной удобоукладываемости.
• При условии увеличения содержания цемента без увеличения потребности в воде водоцементное отношение уменьшится.
• Если водоцементное отношение уменьшается, прочность бетона увеличивается.

Важно помнить о влиянии содержания цемента на удобоукладываемость и прочность, которое можно резюмировать следующим образом:

1. Для заданной удобоукладываемости увеличение доли цемента в смеси мало влияет на водопотребность и приводит к снижению водоцементного отношения.
2. Уменьшение водоцементного отношения приводит к увеличению прочности бетона.
3. Таким образом, при заданной удобоукладываемости увеличение содержания цемента приводит к увеличению прочности бетона.

Возраст бетона

Степень гидратации является синонимом возраста бетона при условии, что бетон не высыхал или температура была слишком низкой.
Теоретически, если бетону не дают высохнуть, он всегда будет увеличиваться, хотя и с постоянно уменьшающейся скоростью. Для удобства и для большинства практических применений обычно считается, что большая часть прочности достигается к 28 дню.

Уплотнение бетона

Любой захваченный воздух в результате недостаточного уплотнения пластичного бетона приведет к снижению прочности. Если в бетоне было 10% захваченного воздуха, прочность упадет в пределах от 30 до 40%.

Температура

Скорость реакции гидратации зависит от температуры. При повышении температуры реакция также усиливается. Это означает, что бетон, выдержанный при более высокой температуре, наберет прочность быстрее, чем аналогичный бетон, выдержанный при более низкой температуре.
Однако конечная прочность бетона, выдерживаемого при более высокой температуре, будет ниже. Это связано с тем, что физическая форма затвердевшего цементного теста менее хорошо структурирована и более пористая, когда гидратация протекает с большей скоростью.
Это важно помнить, потому что температура оказывает аналогичное, но более выраженное вредное воздействие на проницаемость бетона.

Относительная влажность

Если дать бетону высохнуть, реакция гидратации прекратится. Реакция гидратации не может протекать без влаги. Три кривые показывают развитие прочности аналогичных бетонов в различных условиях.

Отверждение

Из того, что было сказано выше, должно быть ясно, что пагубные последствия хранения бетона в сухой среде могут быть уменьшены, если бетон надлежащим образом отвержден для предотвращения чрезмерной потери влаги.
Подробнее: Прочность бетона на сжатие. Испытание кубиком, процедура, результаты Испытание бетонных стержней на прочность – отбор проб и процедура Бетон Факторы, влияющие на реологические свойства свежего бетона

6 Важные факторы, влияющие на прочность бетона

При работе с бетоном существует множество факторов, влияющих на общую прочность готового материала. Чтобы обеспечить желаемую прочность свежего бетона, необходимо учитывать все эти факторы, поскольку все они играют неотъемлемую роль при схватывании и формировании продукта. Ниже перечислены шесть основных факторов, влияющих на прочность бетона.

Качество сырья 

Первоначальным фактором, который необходимо учитывать при создании бетона, является сырье, которое вы хотите использовать для изготовления указанного бетона. Бетон состоит из четырех частей; цемент, вода, крупный заполнитель и песок (или мелкий заполнитель), и качество всех этих компонентов будет влиять на прочность бетона.

Качество используемого цемента должно быть проверено, чтобы убедиться, что это тип цемента, подходящий для желаемой роли, хотя с точки зрения прочности наиболее важным аспектом является тонкость цемента, поскольку чем мельче цемент, тем быстрее смесь будет гидратироваться и, следовательно, тем быстрее она будет укрепляться по мере высыхания, а также дата изготовления, так как цемент со временем теряет свои укрепляющие свойства (примерно в течение 3 месяцев с даты его производства).

Заполнитель имеет несколько компонентов, которые необходимо учитывать при планировании производства бетона, таких как его размер, форма и текстура. Существует также несколько типов заполнителей, таких как природный (песок и гравий), щебень (обычно добытый или извлеченный из карьера камень) и переработанный заполнитель (из строительных отходов или разрушенного бетона). Для высокопрочного бетона рекомендуется использовать либо щебень, либо переработанный заполнитель, так как процесс дробления придает заполнителю сильные свойства уплотнения, а использование переработанных материалов означает, что вы используете продукты, которые уже прошли через процесс и склеились. с другим сырьем, так что, по сути, вы используете уже существующий бетон, чтобы сделать больше бетона.

Песок, который позволит вам сделать самую прочную форму бетона, — это острый песок, который также известен как песок для песка или, что более полезно, как бетонный песок. Обычно сделанный из гранита или известняка, этот крупнозернистый песок имеет более крупную текстуру по сравнению с другими типами песка и тщательно фильтруется, чтобы убедиться, что в нем нет крупных камней или примесей.

Соотношение вода/цемент/заполнитель

Соотношение, в котором вы добавляете различные компоненты бетона, является невероятно важным фактором при создании прочного или слабого бетона. Добавление большего или меньшего количества только одного из исходных материалов создаст совершенно другую форму бетона, и хотя разные формы бетона лучше используются в разных ситуациях, для создания самой прочной формы бетона рекомендуется использовать соотношение 1:2:3:0,5, 1 часть цемента, 2 части песка, 3 части заполнителя и 0,5 части воды. Добавляя меньше воды, вы создаете более сухую смесь, а это означает, что бетон начнет затвердевать и укрепляться быстрее, а добавляя больше цемента и меньше песка, вы обеспечиваете смесь большим количеством связующего вещества, помогающего создать прочный готовый продукт.

Уплотнение

Уплотнение бетона в процессе схватывания оказывает огромное влияние на сцепление заполнителя и цемента. Чем менее плотен бетон, тем больше пустот и воздушных карманов будет между заполнителем, что означает, что прочность бетона напрямую зависит от сжатия влажного бетона. Если бетон плохо уплотнен и заполнен от 5 до 10% пустот, то прочность готового продукта уменьшится примерно на 30-40%, поэтому крайне важно добиться правильной прочности бетона на сжатие для любого проекта, над которым вы работаете. на.

Температура

Тепло играет ключевую роль в прочности бетона, хотя это не простая зависимость между температурой и прочностью бетона. Бетон, высушенный при более высокой температуре, конечно, наберет прочность быстрее, чем бетон, высушенный при более низкой температуре, однако в долгосрочной перспективе абсолютная прочность бетона, высушенного при более высокой температуре, будет ниже, так как цемент имеет меньше времени для образования хорошо структурированных связей и будет более пористым. Для достижения наибольшей прочности сцепления необходимо найти золотую середину сушки бетона при температуре, которая не позволяет цементу стать слишком пористым и высыхать преждевременно, а бетон также должен сохнуть с разумной скоростью, чтобы связи образуются до того, как слишком много воздуха и пустого пространства заполнит готовый продукт. Рекомендуется поддерживать температуру от 12°C до 22°C, если вы хотите получить самую прочную форму бетона через 28 дней схватывания.

Отверждение

Отверждение бетона — это процесс, в котором вы позволяете высушенному бетону стареть в контролируемой среде для достижения желаемых свойств (например, прочности). Отверждение влечет за собой несколько аспектов, которые мы уже обсуждали, в основном температура и уплотнение бетона, но в процессе отверждения есть еще несколько факторов, которые необходимо учитывать. Влажность окружающей среды, в которой вы отвердеваете бетон, сильно влияет на прочность, поскольку цементу требуется постоянная влажность при высоких уровнях, около 85-9. 0% влажности, чтобы правильно завершить процесс гидратации. Время отверждения также влияет на свойства готового продукта, поскольку отражает время, в течение которого бетон должен завершить свои внутренние реакции и достичь желаемого состояния. Как правило, процессы отверждения могут варьироваться в зависимости от типа и последующего использования бетона, но для достижения наилучших результатов рекомендуется дать бетону затвердеть до 28 дней.

Возраст 

Хотя это скорее долгосрочный фактор, существует прямая зависимость между прочностью и возрастом бетона, если на него не влияют какие-либо неблагоприятные внешние факторы. Несколько исследований показали, что прочность бетона может удвоиться или утроиться по сравнению с начальной прочностью через 28 дней до прочности через 10, 25 или 50 лет. Все факторы, ранее обсуждавшиеся в этой статье, будут влиять на эту переменную, и хотя мысль о том, насколько прочным будет ваш бетон через десятилетие, возможно, не будет у вас на первом плане, значимость увеличения прочности, если условия благоприятный, должен сделать это важным фактором при планировании использования бетона для определенных проектов.