1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что влияет на прочность бетона

Что влияет на прочность бетона?

Прочность бетона

Как известно, бетон состоит из заполнителя, воды и цемента. Состав бетонной смеси должен обеспечить заданные свойства стройматериала: морозостойкость, прочность и т.д. Казалось бы, использование природных материалов не требует особых технологических ухищрений. Однако каждый из элементов будущей бетонной конструкции требует к себе пристального внимания – иначе получить качественные, прочные и надежные бетоны невозможно. Малейшая ошибка или недосмотр может привести к снижению качества материала и последующему разрушению конструкции.

От чего зависит прочность сцепления?

Эта величина зависит от сопротивляемости цементного камня выдергиванию из него стержня, также на нее влияют факторы:

форма прута А3

  • проскальзыванию арматуры препятствует ее периодический профиль, продольные ребра и выступы. Их связь с бетоном создает в нем сопротивление, которое при нагрузках не дает стержню двигаться.
  • Механические свойства арматурной стали, высота профильного ребра и ее диаметр.
  • Склеивание цементного раствора и поверхности металла.
  • Существенно влияют свойства и качество бетонной смеси, возраст, М цемента, заполнители и их % составления. Значение имеет низкое водоцементное отношение.
  • Приготовление и заливка б/смеси по нормам стандартной технологии, с уплотнением и соблюдением влажного режима для ее схватывания.

Ранее считалось, что на поверхности соприкосновения прута и цементной смеси, при ее усадке и схватывании, образуются силы трения. Но недавние опыты привели к заключительному выводу, что в действительности такие силы отсутствуют. Еще выяснилось, что обжим прута при схватывании смеси негативно влияет на его сопротивляемость выдергиванию.

В какой степени влияет адгезия на прочность связи? При адгезии в местах соединения начинают работать силы притяжения и взаимосвязи на молекулярном уровне. Но при возникновении даже небольших усилий, силы адгезии разрушаются, поэтому их влияние не будет значимым.

Результаты испытаний над образцами показывают, что в основном прочность сцепления зависит от состояния поверхности арматуры. Чем более гладкая, даже полированная поверхность, тем быстрее выдергивается стрежень. Первостепенную роль для величины сцепления выполняет периодический профиль (ребра жесткости и выступы). Профилированная поверхность сопротивляется сдвигам сильнее в 3 раза, чем гладкий пруток.

Читайте так же:
Как чистить мрамор от цемента

Читайте также

Бетон работает под нагрузкой как единый композиционный мате­риал, и в формировании его прочности участвуют цементный камень (матрица), зерна заполнителя и контактный слой между ними. Иными словами, прочность бетона зависит от прочности составляющих его материалов и от. [читать подробенее]

Бетон работает под нагрузкой как единый композиционный мате­риал, и в формировании его прочности участвуют цементный камень (матрица), зерна заполнителя и контактный слой между ними. Иными словами, прочность бетона зависит от прочности составляющих его материалов и от. [читать подробенее]

Прочность бетона зависит от прочности составляющих его материалов и от прочности сцепления их друг с другом. Прочность заполнителя (песка, щебня, гравия) в тяжелом бетоне, как правило, выше заданной прочности бетона, поэтому мало влияет на последнюю. Таким образом. [читать подробенее]

Свойства бетона Прочность — главное свойство бетона как конструкционного материала, зависящее от его состава, структуры, характеристик компонентов, условий приготовления, твердения, эксплуатации и прочих факторов. Действие этих факторов можно свести к двум. [читать подробенее]

Свойства бетона Прочность — главное свойство бетона как конструкционного материала, зависящее от его состава, структуры, характеристик компонентов, условий приготовления, твердения, эксплуатации и прочих факторов. Действие этих факторов можно свести к двум. [читать подробенее]

Подготовка образцов

Лабораторные исследования бетонного изделия проводится на основании подготовленных кубов из этого материала. Главным условием приготовления образцов является замес такого же раствора, как у планируемой конструкции. Изменять марку бетона, добавлять или исключать из состава какие-либо добавки или присадки не допустимо. Раствор заливается в формы и выдерживается 28 дней, при котором достигается максимальная длительная прочность. Для ускорения затвердения используется тепловлажностная обработка или пропарка бетона. Только после этого времен можно начинать проведение физико-механических испытаний на изгиб или растяжение. Готовые изделия не рационально удерживать на заводе до полного затвердения, поэтому их отправляют на продажу, когда ими достигается передаточная прочность бетона (Rbp), составляющая не менее 70% от проектной.

ПРОНИЦАЕМОСТЬ И КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ С ГИДРОФОБНЫМИ ДОБАВКАМИ

Коррозионная стойкость цементного камня зависит, с одной стороны, от химической стойкости его составляющих по отношению к корродирующему агенту (например, иону SO4 2- ), а с другой — от скорости проникновения раствора корродирующего агента в цементный камень. Чтобы различить эти два процесса Ф. Лохером предложено использовать понятия «химическая» и «физическая» коррозионная стойкость цементного камня.

Читайте так же:
Если смешать цемент с олифой

Пути повышения «химической» коррозионной стойкости цементного камня глубоко изучены и широко применяются на практике. Это, прежде всего ограничение содержания в исходном цементе оксида алюминия, образующего минерал С3А и соответственно гидроалюминаты кальция, а также трехкальциевого силиката C3S, дающего при гидратации гидроксид кальция — соединения, наименее стойкие в отношении различных видов коррозии.

Что касается повышения «физической» коррозионной стойкости цементного камня, то в этом направлении получены менее однозначные результаты. В ряде работ отмечено повышение непроницаемости цементного камня при введении в состав цемента доменного гранулированного шлака, золы-уноса или микрокремнезема; при этом подчеркивается, что последние два компонента повышают непроницаемость цементного камня только в том случае, если они не приводят к заметному росту водопотребности цементов.

Факторы, влияющие на скорость проникновения коррозионно-активного раствора в цементный камень

Корродирующий агент проникает в цементный камень по системе капиллярных пор в виде водного раствора. Движущей силой этого процесса является так называемое капиллярное давление, достигающее для пор малого размера чрезвычайно высоких значений. Величина давления для капилляра цилиндрической формы рассчитывается по формуле:

Величина давления для капилляра цилиндрической формы

Скорость проникновения коррозионно-активных водных растворов в цементный камень зависит

Уменьшение скорости проникновения корродирующих водных растворов в цементный камень и повышение его «физической» коррозионной стойкости может быть достигнуто как снижением пористости цементного камня при одновременном уменьшении среднего радиуса пор (т.е. его уплотнением), так и гидрофобизацией поверхности пор.

В нашей работе рассматривается возможность повышения коррозионной стойкости цементов путем уменьшения гидрофильности поверхности пор цементного при введении в состав цементов добавок-гидрофобизаторов.

Материалы и методы исследования

Гидрофобные цементы были получены путем помола портландцементного клинкера (C3S — 59 мас. %; C3A — 6,8 мас. %) и гипса (3,0 мас. % по SO3) в лабораторной шаровой мельнице. Гидрофобизатор — стеарат кальция (СК) вводили в состав цемента при помоле в количестве 0,5 мас.%. Помол всех цементов осуществлялся в строго одинаковых условиях.

Читайте так же:
Как приготовить цементный раствор под

Исследование скорости проникновения различных жидкостей в цементный камень проводили на образцах-балочках размером 4´4´16 см, приготовленных из цементного теста нормальной густоты и твердевших 28 суток в воздушно-влажных условиях. Перед проведением исследований образцы высушивались до постоянной массы при температуре 105 ± 5 о С.

В качестве жидкостей использовались вода, ацетон (чда) и н-гексан (хч).

Исследование строительно-технических характеристик цементов проводили в соответствии с ГОСТ 310.2-76 — ГОСТ 310.3-76 и ГОСТ 310.4-81.

Исследование коррозионной стойкости проводили на образцах-кубах с ребром 1,41 см, приготовленных из цементного теста нормальной густоты. Образцы предварительно твердели в течение 28 суток в воздушно-влажных условиях, а затем часть из них помещалась в 3 % раствор MgSO4, а другая часть — в воду. По истечении 28, 60, 90, 120 и 180 суток определяли прочность при сжатии и рассчитывали коэффициент коррозионной стойкости как отношение прочности образца, твердевшего в растворе MgSO4, к прочности образца, твердевшего в воде.

Влияние добавок-гидрофобизаторов на проницаемость цементного камня

Свойства используемых жидкостей представлены в табл. 1, а результаты исследования скорости их проникновения в цементный камень на основе бездобавочного цемента и цемента с 0,5 мас.% СК — в табл.2.

Скорость проникновения коррозионно-активных жидкостей цементный камень

При определении скорости проникновения жидкостей в цементный камень на основе бездобавочного цемента установлено, что произведения Фп×Фг для всех исследованных жидкостей довольно близки. Так как исследованию подвергались образцы одного состава с одинаковыми значениями фактора пористости, то можно сделать вывод о том, что гидрофильность стенок капиллярных пор цементного камня (значения фактора гидрофобности и соответственно угла Q) по отношению как к воде, так и н-гексану и ацетону, примерно одинакова.

Скорость проникновения жидкостей цементный камень

С другой стороны, при исследовании скорости проникновения различных жидкостей в цементный камень на основе цемента с гидрофобизатором установлено, что произведение факторов Фп×Фг в случае использования воды значительно ниже, чем в случае применения н-гексана или ацетона. Так как значение фактора пористости всех образцов с добавкой 0,5 мас.% СК можно принять постоянным, то становится очевидным, что в случае воды уменьшение произведения Фп×Фг связано, прежде всего, с увеличением гидрофобности внутренней поверхности цементного камня (увеличением краевого угла смачивания Q).

Читайте так же:
Все для выгрузки цемента

Ранее было установлено, что н-гексан, как и ацетон, вполне удовлетворительно смачивает поверхность частиц порошка СК, тогда как для воды он является полностью гидрофобным.

Таким образом, введение в состав цемента относительно небольших количеств гидрофобизатора — СК — приводит к заметному снижению скорости проникновения водных растворов корродирующего агента в цементный камень. Это связано, прежде всего с внутренней гидрофобизацией капиллярной структуры цементного камня. При этом общие характеристики пористости практически не изменяются.

Снижение скорости проникновения коррозионно-активного раствора в цементный камень может привести к заметному увеличению его коррозионной стойкости.

Влияние добавок-гидрофобизаторов на коррозионную стойкость цементного камня.

Строительно-технические свойства цементов с добавками СК представлены в табл. 3.

Строительно-технические свойства цементов с добавками

Как видно из полученных результатов, добавка СК оказывает слабое интенсифицирующее действие на процесс измельчения портландцемента. Скорость гидратации цемента в ранние сроки твердения в присутствии СК несколько уменьшается, что связано, вероятно, с замедлением скорости диффузии воды в затвердевший цементный камень. Однако к 28 суткам твердения прочность цемента с добавкой СК не уступает прочности бездобавочного цемента.

Интересно отметить, что цемент с добавкой СК обладает меньшей усадкой, чем бездобавочный цемент при хранении в воздушно-сухих условиях. Согласно современным представлениям, усадка цемента связана с отсосом воды в глубину пор цементного камня вследствие явления контракции. Появление пор, частично заполненных воздухом, приводит, в соответствии с уравнением (1), к возникновению капиллярного давления, стремящегося сблизить стенки пор. Гидрофобизация пор СК приводит к уменьшению величины капиллярного давления и, как следствие, к снижению усадки цементного камня при твердении.

Исследование коррозионной стойкости цементов проводили с использованием малых образцов, обладающих повышенной проницаемостью с целью ускоренного получения результатов.

Зависимость коэффициента стойкости цементов от времени хранения в 3 % растворе MgSO4, представлена на рис. 1.

Читайте так же:
Как делать цемент зимой

Зависимость коэффициента стойкости цементов от времени хранения

Как видно из полученных результатов, коррозионная стойкость цемента с добавкой СК значительно превышает коррозионную стойкость бездобавочного цемента, даже при длительных сроках хранения образцов в коррозионно-активной среде. Коэффициент сульфатостойкости цемента с добавкой гидрофобизатора после 180 суток хранения в среде MgSO4 составляет 0,905, хотя по своему химико-минералогическому составу данный тип цемента не относится к сульфатостойким.

Таким образом, результаты данной работы подтверждают предположение о том, что гидрофобизация капиллярно-пористой структуры цементного камня снижает скорость проникновения коррозионно-активных растворов в цементный камень и приводит к значительному увеличению его «физической» коррозионной стойкости. Применение подобных гидрофобных добавок в сочетании с сульфатостойкими портландцементными клинкерами может привести к созданию особокоррозионностойких цементов, обладающих, к тому же, пониженными усадочными деформациями при твердении.

Влияние тепловой обработки на твердение бетона

Тепловая обработка бетонаТепловая обработка ЖБИ позволяет предельно быстро достичь распалубочной прочности изделия и извлечь его из формующей установки или формы для дальнейшей транспортировки внутри завода, процесс дальнейшего твердения обеспечивает достижение прочности бетона, достаточной для отправки потребителю изделия (отпускная прочность).

Порой достаточно провести тепловую обработку бетона в формующей установке или форме лишь до получения распалубочной прочности. На усилие сжатия она составляет 50-60 кг/см2 для кассетной технологии и порядка 80-100 кг/см2 для поточно-агрегатной и вибропрокатной технологии (от тридцати до пятидесяти процентов марки бетона). Применяется такой метод в отношении изделий без предварительного напряжения арматуры.

Применение дополнительного твердения бетона до достижения отпускной прочности оправдано для экономии площадей завода и оборудования. Производится по извлечении из форм изделий путем повторной обработки тепловой энергией.

Комбинированное твердение бетона характерно для предприятий, расположенных в условиях теплого климата: доведение изделия до распалубочной прочности происходит при повышенных температурах, отпускная прочность добирается изделием при естественной температуре на открытом складе в течение 5-10 дней.

Изделия из легкого бетона во время твердения на складе, фактически, набирают прочность при ускоренном твердении: повышенная температура сохраняется в бетоне, и продолжительность твердения составляет 6-8 часов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector