Зависимость прочности бетона от вида заполнителя. Модуль упругости цементно песчаного раствора
Модуль упругости |
Модуль упругости
Строго говоря, термин «модуль упругости» (модуль Юнга) относится непосредственно только к прямолинейному участку диаграммы напряжение— деформация или, в случае отсутствия такого участка, к касательной к кривой, проходящей через начало координат. Этот начальный модуль имеет небольшое практическое значение. Можно определять модуль упругости по касательным, проходящим через любую точку графика напряжение — деформация, однако этот модуль применим только при очень малых отклонениях нагрузки выше или ниже того уровня, при котором этот модуль определяется.
Величина наблюдаемых деформаций и ход кривой напряжение—деформация зависят, по крайней мере частично, от скорости приложения нагрузки. Когда нагрузка прилагается чрезвычайно быстро, например менее чем за 0,01 сек, деформации резко снижаются и кривизна зависимости напряжение—деформация становится чрезвычайно малой. Увеличение времени нагружения с 5 сек до 2 мин может изменить деформацию на 15%, но в пределах интервала от 2 до 10 мин (и даже до 20), т. е. за время, обычно применяемое при испытаниях образцов на стандартном испытательном оборудовании, увеличение деформаций ничтожно мало.
Увеличение деформации под нагрузкой или часть такого увеличения обусловлено ползучестью бетона, однако разделение упругой и пластической части деформации затруднительно из-за зависимости мгновенной деформации от скорости загружения. Для практических целей разделение деформаций производят следующим образом: деформация за время нагружения считается упругой, дальнейшее увеличение деформации протекает за счет ползучести бетона. Модуль упругости, удовлетворяющий этому условию, показан на рис. 6.1 как модуль деформации. Стандартных методов определения модуля деформации в настоящее время нет; в некоторых лабораториях он определяется при уровнях напряжений в интервалах от 28 до 140 кгс/см2, в других— при напряжениях, достигающих 15, 25, 33 или 50% разрушающей нагрузки. Поскольку модуль деформации уменьшается с увеличением напряжения, то напряжение, при котором он определяется, всегда должно быть установлено. Этот модуль является статическим модулем упругости, так как определяется он из отношения напряжения к деформации, которое в противоположность динамическому модулю устанавливается на уровне 280 кгс/см2.
Определение начального модуля упругости связано со значительными трудностями, однако его приблизительная величина может быть определена косвенным путем: секущая к кривой напряжение—деформация на ветви разгрузки часто, хотя и не во всех случаях, параллельна касательной, проходящей через начало координат (рис. 6.1). Повторная нагрузка и разгрузка уменьшает ползучесть, поэтому диаграмма напряжение—деформация, полученная после трех или четырех нагружений, характеризуется весьма малой кривизной.
Влияние ползучести на величину общей деформации значительно уменьшается при измерениях деформаций в малом диапазоне изменения напряжений, однако в этом случае точный замер деформации представляет большие трудности.
На рис. 6.2 представлен график деформаций бетона различной прочности в зависимости от отношения действующих напряжений к прочности бетона. Под нагрузкой, составляющей половину конечной прочности, более высокой величиной деформации характеризуется бетон большей прочности. При этом для любых двух бетонов отношение их деформаций значительно меньше, чем отношение их прочностей, т. е. бетон большей прочности характеризуется большей величиной модуля упругости (табл. 6.1).
Модуль упругости бетона увеличивается пропорционально корню квадратному из его прочности. Эта зависимость справедлива только для основной части графика и зависит от условий испытания образцов: водонасы-щенные образцы характеризуются более высоким модулем упругости, чем сухие (рис. 6.3), в то время как прочности их находятся на одном уровне. Свойства заполнителя также влияют на модуль упругости бетона; с увеличением модуля упругости крупного заполнителя увеличивается модуль упругости бетона. Форма поверхности крупного заполнителя и характеристика его поверхности могут также влиять на величину модуля упругости бетона и на вид графической зависимости напряжение — деформация (рис. 6.4).
Ниже приведен модуль упругости бетона различной прочности, определенный в соответствии с руководством СР 2007—1960 по проектированию предварительно напряженного бетона.
Соотношение между модулем упругости и прочностью бетона зависит также от количественного соотношения компонентов в смеси (модуль упругости заполнителей обычно выше, чем модуль упругости цементного камня) и от возраста образцов: с увеличением возраста бетона модуль упругости его растет быстрее, чем прочность.
Эту зависимость можно четко проследить на рис. 6.5, где также приводятся результаты испытаний бетона на керамзите. Модуль упругости бетона на легком заполнителе обычно составляет от 40 до 80% модуля упругости тяжелого бетона той же прочности, при этом модуль упругости легкого бетона не зависит от модуля упругости цементного камня и соотношения компонентов в составе бетона.
Соотношение между модулем упругости и прочностью бетона остается неизменным при действии повышенных (до 230° С) температур, поскольку в этом температурном интервале и модуль упругости и прочность бетона изменяется с повышением температуры по одному закону.
Выше были рассмотрены вопросы, связанные с модулем упругости при сжатии, однако для ряда бетонов модуль упругости при растяжении имеет те же значения, что и модуль упругости при сжатии. Модуль упругости при растяжении может быть определен по результатам испытаний образцов на изгиб, при этом, в случае необходимости, производится корректировка результатов на влияние среза.
При испытаниях на изгиб на графической зависимости напряжение— деформация имеется нисходящая ветвь кривой при нагрузках, близких к разрушающим, т. е. имеет место уменьшение напряжений, сопровождающееся увеличением деформаций бетона (рис. 6.6). Такое же явление наблюдается и при испытаниях на сжатие при условии, что образец загружается при постоянной величине деформации.
Модуль упругости при срезе прямыми экспериментами не определяется.
midas-beton.ru
Модуль упругости | Справочник
Строго говоря, термин «модуль упругости» (модуль Юнга) относится непосредственно только к прямолинейному участку диаграммы напряжение— деформация или, в случае отсутствия такого участка, к касательной к кривой, проходящей через начало координат. Этот начальный модуль имеет небольшое практическое значение. Можно определять модуль упругости по касательным, проходящим через любую точку графика напряжение — деформация, однако этот модуль применим только при очень малых отклонениях нагрузки выше или ниже того уровня, при котором этот модуль определяется.
Величина наблюдаемых деформаций и ход кривой напряжение—деформация зависят, по крайней мере частично, от скорости приложения нагрузки. Когда нагрузка прилагается чрезвычайно быстро, например менее чем за 0,01 сек, деформации резко снижаются и кривизна зависимости напряжение—деформация становится чрезвычайно малой. Увеличение времени нагружения с 5 сек до 2 мин может изменить деформацию на 15%, но в пределах интервала от 2 до 10 мин (и даже до 20), т. е. за время, обычно применяемое при испытаниях образцов на стандартном испытательном оборудовании, увеличение деформаций ничтожно мало.
Увеличение деформации под нагрузкой или часть такого увеличения обусловлено ползучестью бетона, однако разделение упругой и пластической части деформации затруднительно из-за зависимости мгновенной деформации от скорости загружения. Для практических целей разделение деформаций производят следующим образом: деформация за время нагружения считается упругой, дальнейшее увеличение деформации протекает за счет ползучести бетона. Модуль упругости, удовлетворяющий этому условию, показан на рис. 6.1 как модуль деформации. Стандартных методов определения модуля деформации в настоящее время нет; в некоторых лабораториях он определяется при уровнях напряжений в интервалах от 28 до 140 кгс/см2, в других— при напряжениях, достигающих 15, 25, 33 или 50% разрушающей нагрузки. Поскольку модуль деформации уменьшается с увеличением напряжения, то напряжение, при котором он определяется, всегда должно быть установлено. Этот модуль является статическим модулем упругости, так как определяется он из отношения напряжения к деформации, которое в противоположность динамическому модулю устанавливается на уровне 280 кгс/см2.
Определение начального модуля упругости связано со значительными трудностями, однако его приблизительная величина может быть определена косвенным путем: секущая к кривой напряжение—деформация на ветви разгрузки часто, хотя и не во всех случаях, параллельна касательной, проходящей через начало координат. Повторная нагрузка и разгрузка уменьшает ползучесть, поэтому диаграмма напряжение—деформация, полученная после трех или четырех нагружений, характеризуется весьма малой кривизной.
Влияние ползучести на величину общей деформации значительно уменьшается при измерениях деформаций в малом диапазоне изменения напряжений, однако в этом случае точный замер деформации представляет большие трудности.
Модуль упругости бетона увеличивается пропорционально корню квадратному из его прочности. Эта зависимость справедлива только для основной части графика и зависит от условий испытания образцов: водонасыщенные образцы характеризуются более высоким модулем упругости, чем сухие, в то время как прочности их находятся на одном уровне. Свойства заполнителя также влияют на модуль упругости бетона; с увеличением модуля упругости крупного заполнителя увеличивается модуль упругости бетона. Форма поверхности крупного заполнителя и характеристика его поверхности могут также влиять на величину модуля упругости бетона и на вид графической зависимости напряжение — деформация.
Ниже приведен модуль упругости бетона различной прочности, определенный в соответствии с руководством СР 2007—1960 по проектированию предварительно напряженного бетона.
Соотношение между модулем упругости и прочностью бетона зависит также от количественного соотношения компонентов в смеси (модуль упругости заполнителей обычно выше, чем модуль упругости цементного камня) и от возраста образцов: с увеличением возраста бетона модуль упругости его растет быстрее, чем прочность.
Соотношение между модулем упругости и прочностью бетона остается неизменным при действии повышенных (до 230° С) температур, поскольку в этом температурном интервале и модуль упругости и прочность бетона изменяется с повышением температуры по одному закону.
Выше были рассмотрены вопросы, связанные с модулем упругости при сжатии, однако для ряда бетонов модуль упругости при растяжении имеет те же значения, что и модуль упругости при сжатии. Модуль упругости при растяжении может быть определен по результатам испытаний образцов на изгиб, при этом, в случае необходимости, производится корректировка результатов на влияние среза.
При испытаниях на изгиб на графической зависимости напряжение—деформация имеется нисходящая ветвь кривой при нагрузках, близких к разрушающим, т.е. имеет место уменьшение напряжений, сопровождающееся увеличением деформаций бетона. Такое же явление наблюдается и при испытаниях на сжатие при условии, что образец загружается при постоянной величине деформации.
Модуль упругости при срезе прямыми экспериментами не определяется.
Расчетные значения модуля упругости асфальтобетона при расчете на длительную нагрузку
| Вид асфальтобетона | Тип смеси | Расчетный модуль упругости Е при статическом действии нагрузки, МПа, при расчетной температуре, С | |||
| +20 | +30 | +40 | +50 | ||
| Плотные смеси | А | 480 | 420 | 360 | 300 |
| Б | 400 | 350 | 300 | 250 | |
| В | | 280 | 240 | 200 | |
| Г | 300 | 270 | 220 | 200 | |
| Д | 200 | 180 | 160 | 150 | |
| Пористые и высокопористые смеси | Крупнозернистая | 360 | 320 | 280 | 250 |
| Мелкозернистая | 290 | 250 | 220 | 200 | |
| Песчаная | 250 | 225 | 200 | 190 | |
| Асфальтобетоны холодные | Бх | 180 | - | - | - |
| Вх | 170 | - | - | - | |
| Гх | 160 | - | - | - | |
| Дх | 150 | - | - | - | |
Примечание. Модуль упругости высокоплотного асфальтобетона принимать как для плотного асфальтобетона типа А.
Б. Конструктивные слои из органоминеральных смесей и грунтов, укрепленных органическим вяжущим
Таблица П.3.4
Конструктивные слои из щебеночно-гравийно-песчаных смесей и грунтов, обработанных органическими и комплексными вяжущими (органоминеральные смеси - гост 30491-97)
| № п.п. | Материал слоя | Нормативные значения модуля упругости, Е, МПа |
| 1 | 2 | 3 |
| 1 | Щебеночно-гравийно-песчаные смеси и крупнообломочные грунты (оптимального/неоптимального состава) обработанные: | |
| - жидкими органическими вяжущими или вязкими, в т.ч. эмульгированными органическими вяжущими | 450/350 | |
| - жидкими органическими вяжущими совместно с минеральными или эмульгированными органическими вяжущими совместно с минеральными | 950/700 | |
| 2 | Пески гравелистые, крупные, средние/пески мелкие, супесь легкая и пылеватая, суглинки легкие обработанные: | |
| - жидкими органическими вяжущими или вязкими, в т.ч. эмульгированными органическими вяжущими | 430/280 | |
| - жидкими органическими вяжущими совместно с минеральными или эмульгированными органическими вяжущими совместно с минеральными | 700/600 |
Таблица П.3.5
Конструктивные слои из черного щебня
| № п/п | Материал | Нормативные значения модуля упругости, Е, МПа |
| 1 | Черный щебень, уложенный по способу заклинки | 600-900 |
| 2 | Слой из щебня, устроенного по способу пропитки вязким битумом и битумной эмульсией | 400-600 |
Примечание. Большие значения - для покрытий, меньшие - для оснований.
В. Конструктивные слои из щебеночно-гравийно-песчаных смесей и грунтов, обработанных неорганическими вяжущими материалами
Таблица П.3.6
Конструктивные слои из смесей щебеночно-гравийно-песчаных и грунтов, обработанных неорганическими вяжущими материалами, соответствующих гост 223558-94
| №п.п. | Материал | Нормативные значения модуля упругости, Е, МПа |
| 1 | Щебеночно-гравийно-песчаные смеси, крупнообломочные грунты (оптимальные/неоптимальные), обработанные цементом: | |
| - соответствующие марке: 20 | 500/400 | |
| 40 | 600/550 | |
| 60 | 800/700 | |
| 75 | 870/830 | |
| 100 | 1000/950 | |
| 2 | То же, обработанные зольным или шлаковым вяжущим: | |
| - соответствующие марке: 20 | 450/350 | |
| 40 | 550/500 | |
| 60 | 750/650 | |
| 75 | 870/780 | |
| 100 | 950/910 | |
| 3 | Пески гравелистые, крупные, средние/пески мелкие и пылеватые, супесь легкая и тяжелая, суглинки легкие, обработанные цементом: | |
| - соответствующие марке: 20 | 400/250 | |
| 40 | 550/400 | |
| 60 | 700/550 | |
| 75 | 870/750 | |
| 100 | 950/870 | |
| 4 | То же, обработанные зольным или шлаковым вяжущим: | |
| соответствующие марке: 20 | 300/200 | |
| 40 | 450/300 | |
| 60 | 600/450 | |
| 75 | 730/600 | |
| 100 | 870/750 |
Таблица П.3.7
studfiles.net
Какая штукатурка лучше? | Советы по ремонту квартир
Какая штукатурка лучше? Как определиться в выборе
Штукатурить человек начал практически сразу же, как начал строить. Ведь штукатурка — это ни что иное, как замазывание. А замазывать приходилось, чтобы из жилья не уходило тепло сквозь щели или нужно было защитить само здание от погодных влияний. Ведь проще было обновить штукатурку, чем стены самого здания.
Применяли в этом случае глину, смешивая ее с соломой. Почему именно так объясним ниже. В более поздние времена, когда человека перестали устраивать голые брутальные каменные стены в качестве внутренней отделки помещения, штукатурку стали применять для нанесения на нее художественной росписи. Так появилась всем известная фреска.
Кстати, существует еще одна менее известная технология нанесения росписи на штукатурку называемая секко. Разница заключается в самой технологии нанесения красок. В первом случае краску наносят, на свежую штукатурку, во втором случае на уже высохшую штукатурку и вновь увлажненную.
В качестве штукатурной смеси стали применять смесь песка или глины с гашеной известью. Вообще-то за свою историю человечество испробовало довольно много сочетаний различных материалов, тех, что были под рукой, в качестве штукатурных растворов. Можно встретить упоминания о вулканическом пепле, о перетертом ракушечнике, о мраморной пыли, которые смешивали с растительными и животными клеями.
Некоторые составы штукатурных смесей со временем канули в Лету или применяются исключительно в узком ограниченном географическом пространстве, где это вызвано наличием большого количества какого то материала.
Остались в массовом употреблении в основном штукатурные растворы, основанные на песке, глине, цементе, гипсе и извести, как наиболее отвечающие современным требованиям к данным смесям.
Требования к штукатурным растворам
За все время, что люди использовали штукатурку, требования к ней ничуть не изменились. Она все также как и раньше используется для выравнивания стен и потолка в целях последующего нанесения на нее отделочного материала. Все также слой штукатурки защищает стены дома от неблагоприятных климатических воздействий. Практически не изменилось и наполнение штукатурных растворов. Применяются все те же песок, гипс, цемент, известь.
Но все же прогресс на месте не стоит, поэтому с развитием химической промышленности, в штукатурную смесь стали добавлять различные химические добавки, служащие для улучшения характеристик штукатурок или придания им особенных свойств. С помощью таких добавок удалось ощутимо увеличить адгезию песчанно-цементной смеси к маловпитывающим и гладким основаниям.
И если раньше при нанесении песчанно-цементной стяжки на гладкое бетонное основание приходилось увеличивать адгезию материала при помощи крепления металлической сетки, то теперь необходимость в этом отпала. Что во многом облегчает и упрощает сам процесс оштукатуривания бетонных стен и колон снаружи здания.
Появление полимерных добавок кардинально изменило технологию оштукатуривания стен и потолков внутри отапливаемого помещения. Это позволило отказаться от применения песчанно-цементных и известково-песчаных штукатурных смесей, как очень трудоемких и менее долговечных, в пользу гипсовых штукатурок.
Обожженный гипс издревле применялся строителями в качестве штукатурной смеси. Процесс этот был очень трудоемким и требовал от мастера большого профессионализма. Связано это было с особенностью гипса при затворении водой быстро схватываться.
И только появление синтетических полимеров позволило избавиться от этого недостатка и вывести гипсовую штукатурку на первое место по применению в отапливаемых помещениях. Кроме того, добавление в состав штукатурного раствора синтетических полимеров позволяет добиться от смеси нужной пластичности, что позволяет сделать процесс оштукатуривания менее трудоемким.
Какие же требования сегодня мы предъявляем к штукатурным смесям? Да, собственно говоря, все те же что и много лет назад.
Штукатурка должна быть прочной, удобной в работе, трещиностойкой, не расслаиваться, намертво прилегать к основанию, на которое ее нанесли, не разрушаться под воздействием жары, холода, дождя, талой воды.Какими же параметрами должна обладать штукатурная смесь, чтобы отвечать всем этим требованиям?
Характеристики штукатурок
Если мы посмотрим на оборотную сторону мешка со штукатуркой, то на ней увидим информацию с описанием характеристик этой смеси. Как правило, эта информация оформлена в виде вот такой таблицы.
| Расход материала | 15кг/м² при толщине слоя 10 мм. | Температура применения | +5ºС…..+25ºС |
| Количество воды на 1 кг. смеси | 0,18-2,0 л. | Модуль упругости | 1800 МПа |
| Прочность на сжатие | 3,5 МПа | Толщина слоя | От 4 до 10 мм. |
| Прочность на растяжение (изгиб) | 1 МПа | Марка по морозостойкости | F50 |
Давайте и мы разберемся, о чем же нам хочет сказать производитель, приводя эти сведения о смеси. Речь пойдет о таких характеристиках штукатурки как прочность на сжатие, прочность на растяжение, прочность сцепления (адгезии) и модуль упругости.
Для этого мы должны разобрать штукатурную смесь на составляющие ее компоненты. Почему штукатурка никогда не состоит из одного компонента? Почему их всегда как минимум два?
Даже гипс не применяется в чистом виде, а разбавляется или мелом или известковой массой.
В общем — то ответ на этот вопрос лежит на поверхности. Понятно, что песок и цемент без взаимодействия по отдельности не смогут исполнять роль штукатурной смеси. А в чем же выражается это взаимодействие, кроме очевидного факта, что вяжущий материал (цемент, известь, гипс) связывает наполнитель (песок, мел), превращая их при высыхании в однородную массу?
Вспоминаем школьную физику. Если хорошо учились, то должны помнить, что разные материалы имеют разные физико-механические свойства.
В частности цемент имеет склонность к сжатию (усадке), а песок к расширению. Известь к сжатию, песок опять же к расширению. Глина к сжатию — солома к расширению. Смешиваем оба компонента и получаем гармоничную смесь, в котором один компонент уравновешивает другой.
Прочность на сжатие. Прочность на растяжение при изгибе
Эти параметры штукатурки показывают максимально допустимую силу давления, прилагаемую к пласту штукатурки без изменения целостности этого пласта.
Попросту говоря, чем выше этот параметр, тем лучше наша штукатурка будет противостоять механическому воздействию на нее.
Но не все тут так просто.
Увеличением количества цемента в составе штукатурной смеси можно существенно увеличить параметр прочности на сжатие. Только привести это может к худшему результату.
Связано это с теми самыми физико-механическими особенностями материалов, о которых говорилось выше. Увеличив цементную составляющую смеси, мы тем самым увеличим способность раствора к усадке (сжатию).
Компенсирующего действия песка на расширение может не хватить, что неминуемо, приведет к образованию в теле штукатурного слоя деформационных трещин. Кроме того, надо еще учитывать и внутреннее усадочное и термическое напряжение, существующее в контактном слое штукатурки и основания, на которое она нанесена, а также в самом штукатурном пласте между разными слоями.
Уже давно замечено, чтобы добиться качественной и долговечной песчанно-цементной штукатурки надо от слоя к слою, от первого к последнему слою уменьшать вяжущую составляющую раствора.
Или, в крайнем случае, не увеличивать ее, а оставлять в прежней пропорции.
Объясняется это просто. Более тощий (с меньшим количеством вяжущего материала) верхний слой передает внутреннее напряжение более жирному (с большим количеством вяжущего материала) нижнему слою, тот в свою очередь передает напряжение на основание.
Таким образом, внутреннее напряжение передается со штукатурного слоя на крепкое основание, что и позволяет избежать образования трещин в теле штукатурки и отслоения одного слоя от другого.
Что бы это правило работало надо учитывать не только прочность на сжатие наносимой штукатурки, но и остальные параметры (прочность на растяжение, модуль упругости). Кроме того, надо соотносить эти параметры с теми же параметрами у основания, на которое мы наносим штукатурный слой.Ведь если мы станем наносить приготовленный нами раствор в соотношении 1:3 (цемент-песок) с прочностью на сжатие в 10 МПа (102кг/см²) на стену, выстроенную из кирпича марки 75 с прочностью на сжатие 7.5 МПа (7,65 кг/см²), то понятно, что в данном случае уже не штукатурный слой, а основание станет передавать свои нагрузочные напряжения на штукатурку.
А это приведет к печальному результату, выраженному в виде не только образовавшихся деформационных трещин или отпавшего от основания пласта (когезионное разрушение), но и разрушению самого основания. Наверно многие из вас наблюдали такую картину, когда вместе с пластом штукатурки вываливается целый кусок кирпичной кладки.
Модуль упругости
Этот параметр объединяет в себе описанные выше параметры и характеризует сопротивление материала растяжению или сжатию при упругой деформации и отвечает за величину адгезии (прочность сцепления) штукатурного слоя к основанию от различного рода деструктивных процессов, возникающих от множества факторов.
За время эксплуатации штукатурное покрытие испытывает на себе множество напряжений, вызванных усадкой дома под собственным весом, усадкой кладочного материала под весом плит перекрытий, кровли и эксплутационных нагрузок. Дополнительно к таким постоянным нагрузкам на штукатурный слой влияют еще циклические воздействия солнечного ультрафиолета, мороза, атмосферной влаги и пара исходящего сквозь стены из помещений. При нагревании-охлаждении штукатурного покрытия, увлажнении-высыхании в контактном слое между покрытием и основанием возникают упруго-пластичные напряжения, которые из-за своей цикличности приводят к усталостному разрушению контактной зоны.
Особенно наглядно этот результат можно наблюдать при оштукатуривании песчанно-цементной штукатуркой стен из газосиликатного блока. Мало того, что газосиликатный блок не обладает сколько-нибудь значительным параметром прочности на сжатие (от 2,5-до 5МПа), так еще и имеет низкий коэффициент теплопроводности.
То есть, создается дополнительная термическая нагрузка на стыке штукатурного слоя с высокой теплопроводностью и основания стены из газосиликатного блока. В этом случае даже усилив слой песчанно-цементной штукатурки с помощью крепления к основанию металлической сетки, мы только отсрочим время ее полного разрушения. Помочь в этом случае может только применение штукатурок из наполнителя с небольшим модулем упругости и пониженной теплопроводностью, такого как карбонатный или газобетонный песок, перлит или вермикулит.
Какой же вывод мы можем сделать из всего вышесказанного?
Выбирая штукатурку при ремонте квартиры или отделке дома, мы больше обращаем внимание на такие параметры как морозостойкость, влагостойкость, расход материала, стоимость. Но из-за незнания особенностей штукатурных смесей можно ошибиться в выборе.Не секрет, что довольно часто определяющим фактором для нас является низкая стоимость материала. Поэтому знание параметров прочности на сжатие и модуля упругости очень важно при подборе какой-либо штукатурки к определенному основанию.
Давайте теперь рассмотрим, с какими характеристиками штукатурки мы можем применять на тех или иных основаниях.
Основания из кирпича и бетона
Эти материалы отличаются высокими характеристиками прочности на сжатие. Прочность на сжатие бетона или кирпича определяется его маркой и обозначается буквой М. То есть бетон или кирпич маркой 150 выдерживает давление 150 кг. на сантиметр квадратный (150 кг/см²). Или если использовать другую единицу измерения 14,7 МПа. Перевести давление из одной единицы измерения в другую можно в соотношении 0,1 МПа = 1,020кг/см².
На такой прочный материал можно смело наносить цементно-песчанные штукатурки с прочностью на сжатие от 10 МПа. Не забываем соотносить прочность штукатурки с маркой основания. Если использовать готовую штукатурку заводского изготовления, то производитель обязательно должен обозначить параметр прочности на упаковке.
Если же изготавливаем раствор самостоятельно, то исходим из расчета, что раствор в соотношении цемента к песку 1 к 3 имеет прочность в 10 МПа. Увеличивая цементную составляющую, увеличиваем прочность раствора. Правда расчет этот очень условный, так как многое зависит от марки цемента, величины гранул песка, его влажности и соответственно плотности. Поэтому определить точную прочность самостоятельно приготовленного раствора вне лабораторных условий практически невозможно.
Явным преимуществом цементно-песчанной штукатурки является его морозостойкость, низкая подверженность негативным погодным условиям, паропроницаемость, долговечность при правильном изготовлении и нанесении раствора, ну и, конечно же, низкая себестоимость, особенно при самостоятельном изготовлении. Можно применять как внутри, так и снаружи здания.
Главным недостатком цементно-песчанной штукатурки является его трудоемкость и сложность технологии изготовления и нанесения, что требует большого мастерства, от человека решившего использовать этот вид раствора.
Самостоятельное изготовление цементно-песчанного раствора требует определенных знаний в поведенческих характеристиках тех или иных цементных составов и различного рода песков. Требуется знание зависимости связки вяжущего материала с песками разного происхождения и фракционности.Кстати, наш родной ГОСТ 28013-89 ограничивает максимальный размер гранул песка величиной в 2,5 мм. Зарубежные же стандарты вполне допускают наличие в штукатурном растворе зерен песка с размером до 5 мм.
Что вполне логично, так как наличие в растворе песка крупной зернистости позволяет добиться большей шероховатости от нанесенного слоя, что благоприятно влияет на адгезию следующего слоя штукатурки.
По крайней мере, это справедливо для грунтовочного слоя и слоя набрызга. Сложность нанесения же заключается в технологической особенности нанесения цементно-песчанной штукатурки в три слоя.
Первый слой (набрызг) наносится на увлажненную обрабатываемую поверхность слоем штукатурки с наибольшим количеством вяжущего материала и отвечает за сцепление (адгезию) всего штукатурного слоя с основанием.
После полного высыхания первого слоя (время высыхания может составлять до 14 дней) наносится второй слой штукатурки (грунт). Этот слой исполняет роль наполнителя всего тела штукатурной поверхности.
Следующим завершающим слоем наносится затирочный слой, приводящий обрабатываемую поверхность к финишному ровному виду. Если соблюдать технологию всей цепочки нанесения цементно-песчанной штукатурки, то время ее нанесения может занять до 30 дней, из-за необходимости полностью просушить каждый слой. Альтернативой могут служить различного рода цементно-песчанные штукатурки с полимерными добавками, уменьшающими время высыхания раствора, но заметно увеличивающими стоимость материала.
При добавлении в раствор в качестве вяжущего известковой массы (в качестве дополнения к цементу или с полной заменой цемента) мы получим известково цементно-песчанный раствор или известково-песчанный. В цементно-песчанный раствор известь добавляется в качестве пластификатора, что позволяет сделать раствор более удобным в работе, увеличивая пластичность смеси. В случае же полной замены вяжущего материала на известь мы получаем известково-песчанный раствор с меньшими параметрами прочности и упругости.
То, что объединяет все эти штукатурки, так это их невысокое значение прочности сцепления с гладкими маловпитывающими бетонными поверхностями. Поэтому при оштукатуривании этих поверхностей необходимо крепить к ним металлическую сетку, позволяющую штукатурке сохранять свою целостность, даже если местами произошел разрыв контактной зоны.
Основания из пеноблочных и газосиликатных блоков
Внешне схожие эти два материала различаются своими характеристиками. Выполненные по разной технологии они различаются разной прочностью на сжатие (0т 2,5-до 5 МПа у газобетона и от 0,9-до 3,5 МПа у пеноблока), разной теплопроводностью и водопоглащаемостью.
У газобетона теплопроводность ниже, а вот водопоглащаемость повыше. И эту особенность нужно учитывать при выборе штукатурного состава. Наличие открытых капилляров способных буквально втянуть в себя штукатурный раствор обеспечивает максимально возможную площадь соприкосновения газобетона с раствором.
Это улучшает адгезию штукатурного материала с основанием, но способность газобетона активно выкачивать влагу из раствора, требует применять в этом случае только растворы с высокими водоудерживающими способностями. Откачка влаги из обычной цементно-песчанной штукатурки приводит к ее усадке. Плюс вяжущее вещество в обезвоженном растворе не успевает набрать свои прочностные характеристики. Оба этих фактора приведут к отслаиванию и разрушению штукатурного покрытия.
К основаниям такого типа подходят легкие цементные и гипсовые штукатурки с модифицирующими добавками. Эти штукатурки отличаются небольшими характеристиками прочности на сжатие, на изгиб, низким показателем модуля упругости.
Необходимо только учитывать неудовлетворительную водо- и морозоустойчивость гипсовых штукатурок и применять их только в сухих или умеренно-влажных отапливаемых помещениях. Для наружных же работ сегодня существует множество цементных штукатурок с легкими наполнителями.
Наилучшего результата можно добиться, только подбирая прочностные и поведенческие характеристики штукатурной смеси с такими же характеристиками пеноблочного и газобетонного основания.
Основания из гипсового блока
Название материала, из которого выполнено основание само за себя говорит, из какого материала состав следует применять при оштукатуривании этих стен. Как говорится, подобное притягивает подобное. Полное совпадение характеристик гипсового основания с характеристиками гипсовой штукатурки предопределяет выбор штукатурного покрытия именно из этого материала.
Ознакомившись с этой статьей, вы можете дополнительно проконсультироваться по интересующим вас вопросам, позвонив нам по телефонам, указанным на странице Контакты, или написав свой вопрос на странице Ваши вопросы — наши ответы.remont-troick.ru
Модуль упругости бетонной смеси - это... Что такое Модуль упругости бетонной смеси?
Модуль упругости бетонной смеси – реологическая константа, характеризующая упругое сопротивление тяжелой бетонной смеси знакопеременным силовым воздействиям на нее на завершающей стадии уплотнения и определяемая объемным содержанием неудаленной воздушной фазы.
[Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ им. А. А. Гвоздева, Москва, 2007 г. 110 стр.]
Рубрика термина: Свойства бетона
Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги, Автотехника, Автотранспорт, Акустические материалы, Акустические свойства, Арки, Арматура, Арматурное оборудование, Архитектура, Асбест, Аспирация, Асфальт, Балки, Без рубрики, Бетон, Бетонные и железобетонные, Блоки, Блоки оконные и дверные, Бревно, Брус, Ванты, Вентиляция, Весовое оборудование, Виброзащита, Вибротехника, Виды арматуры, Виды бетона, Виды вибрации, Виды испарений, Виды испытаний, Виды камней, Виды кирпича, Виды кладки, Виды контроля, Виды коррозии, Виды нагрузок на материалы, Виды полов, Виды стекла, Виды цемента, Водонапорное оборудование, Водоснабжение, вода, Вяжущие вещества, Герметики, Гидроизоляционное оборудование, Гидроизоляционные материалы, Гипс, Горное оборудование, Горные породы, Горючесть материалов, Гравий, Грузоподъемные механизмы, Грунтовки, ДВП, Деревообрабатывающее оборудование, Деревообработка, ДЕФЕКТЫ, Дефекты керамики, Дефекты краски, Дефекты стекла, Дефекты структуры бетона, Дефекты, деревообработка, Деформации материалов, Добавки, Добавки в бетон, Добавки к цементу, Дозаторы, Древесина, ДСП, ЖД транспорт, Заводы, Заводы, производства, цеха, Замазки, Заполнители для бетона, Защита бетона, Защита древесины, Защита от коррозии, Звукопоглащающий материал, Золы, Известь, Изделия деревянные, Изделия из стекла, Инструменты, Инструменты геодезия, Испытания бетона, Испытательное оборудование, Качество цемента, Качество, контроль, Керамика, Керамика и огнеупоры, Клеи, Клинкер, Колодцы, Колонны, Компрессорное оборудование, Конвеера, Конструкции ЖБИ, Конструкции металлические, Конструкции прочие, Коррозия материалов, Крановое оборудование, Краски, Лаки, Легкие бетоны, Легкие наполнители для бетона, Лестницы, Лотки, Мастики, Мельницы, Минералы, Монтажное оборудование, Мосты, Напыления, Обжиговое оборудование, Обои, Оборудование, Оборудование для производства бетона, Оборудование для производства вяжущие, Оборудование для производства керамики, Оборудование для производства стекла, Оборудование для производства цемента, Общие, Общие термины, Общие термины, бетон, Общие термины, деревообработка, Общие термины, оборудование, Общие, заводы, Общие, заполнители, Общие, качество, Общие, коррозия, Общие, краски, Общие, стекло, Огнезащита материалов, Огнеупоры, Опалубка, Освещение, Отделочные материалы, Отклонения при испытаниях, Отходы, Отходы производства, Панели, Паркет, Перемычки, Песок, Пигменты, Пиломатериал, Питатели, Пластификаторы для бетона, Пластифицирующие добавки, Плиты, Покрытия, Полимерное оборудование, Полимеры, Половое покрытие, Полы, Прессовое оборудование, Приборы, Приспособления, Прогоны, Проектирование, Производства, Противоморозные добавки, Противопожарное оборудование, Прочие, Прочие, бетон, Прочие, замазки, Прочие, краски, Прочие, оборудование, Разновидности древесины, Разрушения материалов, Раствор, Ригеля, Сваи, Сваизабивное оборудование, Сварка, Сварочное оборудование, Свойства, Свойства бетона, Свойства вяжущих веществ, Свойства горной породы, Свойства камней, Свойства материалов, Свойства цемента, Сейсмика, Склады, Скобяные изделия, Смеси сухие, Смолы, Стекло, Строительная химия, Строительные материалы, Суперпластификаторы, Сушильное оборудование, Сушка, Сушка, деревообработка, Сырье, Теория и расчет конструкций, Тепловое оборудование, Тепловые свойства материалов, Теплоизоляционные материалы, Теплоизоляционные свойства материалов, Термовлажносная обработка бетона, Техника безопасности, Технологии, Технологии бетонирования, Технологии керамики, Трубы, Фанера, Фермы, Фибра, Фундаменты, Фурнитура, Цемент, Цеха, Шлаки, Шлифовальное оборудование, Шпаклевки, Шпон, Штукатурное оборудование, Шум, Щебень, Экономика, Эмали, Эмульсии, Энергетическое оборудование
Источник: Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов. - Калининград. Под редакцией Ложкина В.П.. 2015-2016.
construction_materials.academic.ru
Зависимость прочности бетона от вида заполнителя - Статьи
Правило водоцементного отношения даже при учете иммобилизации части воды заполнителями и их пористости не может в достаточно полной мере отразить влияние заполнителей на прочность бетона. Заполнители, составляя основную массу бетона и формируя его структуру как композиционного материала, активно влияют на прочность бетона прежде всего через прочность сцепления (адгезию) цементного камня с их поверхностью. Экспериментально установлено, что прочность цементно-песчаного раствора на кварцевом песке существенно ниже прочности цементного камня. Снижение прочности, связанное с введением песка, обусловлено различием деформативных свойств компонентов раствора. Модуль деформации раствора существенно выше, чем цементного камня. Он возрастает с увели-личением до определенного предела содержания песка. Раствор имеет большую, чем цементный камень, трещиноватость, вызываемую седиментационными явлениями и температурными изменениями. Применение дробленого песка позволяет добиться некоторого повышения прочности раствора. Для плотного примыкания цементного теста к поверхности заполнителя необходимо, чтобы эта поверхность была гидрофильной, т.е. хорошо смачивалась водой и водными растворами. Лишь при этом условии возможно разрушение и удаление пленок пыли, глины, пузырьков воздуха, адсорбированных поверхностью заполнителя. На сплошность контакта цементного камня с поверхностью заполнителя существенно влияет водоцементное отношение. При повышенных значениях В/Ц за счет водоотделения и седиментации цемента, а также последующей контракции воды под зернами крупного заполнителя образуются пустоты и ослабленные зоны. На стадии уплотнения бетонной смеси должно быть достигнуто максимальное сближение зерен заполнителя. Оптимальная толщина промежутков между зернами мелкого заполнителя, обеспечивающая сплошность контакта составляет 40-100 мкм. На стадии схватывания поверхность зерен заполнителя играет роль подложки, обеспечивающей образование кристаллических зародышей. Интенсивность зародышеобразования определяется степенью гидрофильности и адсорбционной способностью поверхности-подложки. Размеры зародышей кристаллов, представленных преимущественно гидросиликатами кальция, на поверхности заполнителя увеличиваются быстрее чем в межзерновом пространстве. Это приводит к увеличению плотности контактного слоя цементного камня. В опытах Э.Р. Пинуса максимальная микротвердость была установлена для цементного камня, непосредственно примыкающего к поверхности зерен кварцевого заполнителя, и ее значения достигали 2300 МПа. По мере удаления от поверхности кварцевой подложки микротвердость цементного камня снижалась до 400- 450 МПа. Формирование контактного слоя изменяет свойства не только цементного камня, но и заполнителя. Однако в отличие от цементного камня микротвердость контактной зоны заполнителя может снижаться в результате адсорбционного понижения прочности в щелочной среде. Так, для кварцевого заполнителя снижение микротвердости контактной зоны достигает 17% по сравнению с центральной частью зерен, у менее активных минералов микротвердость контактной зоны не меняется. Прямые определения прочности сцепления зерен заполнителя (кварца и других неактивных минералов) с цементным камнем дают результаты в пределах от 0,6 до 1,0 МПа. Сцепление цементного камня с зернами химически активных минералов и прежде всего СаСО3 позволяет увеличить прочность в 1,5-3 раза. С.С. Гордон произвел испытание бетонов на щебне различных карьеров. Различия в прочности бетонов достигали 50%. Наибольшая прочность получена для бетона на щебне из доломитового известняка с прочностью при сжатии 125 МПа. Одинаковой оказалась прочность бетонов на граните с прочностью 160 МПа и на доломитовом известняке с прочностью 61,2 МПа. О повышенной адгезии цементного камня по отношению к карбонатным минералам и положительном ее влиянии на прочность 'етона свидетельствуют экспериментальные данные многих исследователей. Карбонат кальция активно реагирует с трехкальциевым алюминатом - одним из продуктов твердения цемента, образуя гидрокарбоалюминаты, имеются также данные об образовании при нормальном твердении основных карбонатов кальция. Определенной химической активностью по отношению к компонентам цементного камня и прежде всего Са(ОН)2 обладает и ряд других минералов, входящих в заполнители. Механическое сцепление обусловлено прониканием цементного камня в углубления поверхности заполнителя. При максимально развитом рельефе поверхности заполнителя прочность сцепления может увеличиваться примерно в 4 раза по сравнению со сцеплением цементного камня с зерном заполнителя в виде гладкого шара. Почти полное устранение сцепления между щебнем и цементным камнем, достигнутое покрытием поверхности щебня слоем асфальтового лака, снижало прочность бетона при сжатии в месячном возрасте в 2-2,5 раза. Замена песка слюдой также снижает прочность растворов в несколько раз. С увеличением шероховатости поверхности заполнителя прочность бетона классов В15-В25 возрастает до 30%, а более высоких классов до 50%. По данным НИИЖелезобетона, для бетонов высоких и средних марок примерно 40% общей прочности формируется за счет адгезионного сцепления растворного камня со щебнем; 20% - за счет механического сцепления, вызванного микрорельефом поверхности щебня. Для бетонов низких классов (прочность растворной части менее 20 МПа) более половины общей прочности дает сцепление. Рост сцепления достигается в первую очередь сближением цементных зерен с заполнителями, чему способствуют снижение В/Ц, степени водоотделения и неравномерного оседания бетонной смеси. Почти полное сцепление с растворным камнем достигается при использовании пористых легких заполнителей. К числу радикальных мероприятий, способствующих улучшению сцепления, относятся использование хорошо перемешанных и уплотненных жестких и особо жестких смесей, отличающихся практически полном отсутствием водоотделения. Величина прочности сцепления существенно полным уменьшается с увеличением размеров заполнителя, что можно объяснить увеличением влияния усадки, а также процессами водоотделения и контракции в бетонной смеси. Механическую адгезию характеризуют сопротивлением срезу участков цементного камня, заполняющих впадины поверхности заполнителя, и сопротивлением срезу выступов заполнителя в цементном камне. Преимущественно срез цементного камня (раствора) наблюдается для бетонов низких классов, оба вида среза имеют место при разрушении высокопрочных бетонов. Для легких бетонов на малопрочных пористых заполнителях характерен срез заполнителя. Адсорбция дроблеными заполнителями паров влаги и углекислого газа из воздуха и насыщение некомпенсированных молекулярных сил приводит к «старению» их поверхности и служит определенным препятствием образованию надежных адгезионных контактов. В связи с этим эффективно создание на зернах заполнителя первичного контактного слоя структурированного связующего. С этой целью кварцевый песок можно обрабатывать известью в бегунах. Это повышает прочность бетона при изгибе до 25%. Совместный помол цемента и песка также способствует интенсификации процессов структурообразования в контактных зонах.
В НИИ Железобетоне были проведены опыты, в которых изменялась величина крупности заполнителя. Моделью его служили полированные стальные шары диаметром 5, 10 и 25 мм. В каждый из трех одинаковых составов бетона при В/Ц = 0,3 и водосо-держании 180 л/м3 было введено равное по массе количество стальных шаров. Прочность бетона в кубах с ребром 10 см составила соответственно 39,2; 35,2 и 27,6 МПа. Большинство экспериментальных данных показывают, что с позиций прочности бетона оптимальная предельная крупность заполнителей лежит в пределах 20-40 мм. С уменьшением крупности заполнителя увеличивается его сцепление с цементным камнем, однако возрастает относительная площадь разрушения, проходящая по цементному камню и контактной зоне. Определенное отрицательное влияние повышения крупности заполнителей связано с седиментационными явлениями, ведущими к ослаблению бетона за счет образования водных прослоек под заполнителями. При достаточном сцеплении с растворной составляющей увеличение содержания крупного заполнителя в бетонной смеси до определенного предела при неизменном В/Ц повышает прочность бетона. Для бетона с контактной или поровой структурой при действии сжимающей нагрузки усилия концентрируются на более жестких элементах структуры, т.е. на зернах крупного заполнителя. Степень концентрации зависит от соотношения модулей упругости раствора и крупного заполнителя. По мере уменьшения содержания крупного заполнителя и увеличения толщины прослоек раствора образуется базальная структура (структура с плавающим заполнителем) и уменьшается степень концентрации напряжений. Влияние крупного заполнителя на прочность для такой структуры становится практически неощутимым.
Авторы: Л. И. Дворкин, О. Л. Дворкин
m350.ru
