Бетон м 200 состав: Состав бетона М200 и оптимальные пропорции раствора

Содержание

Состав бетона М200: класс, марка, расход: делаем своими руками

Бетон марки М200 – строительный материал, применяемый при создании конструкций, не запланированных для восприятия серьезных нагрузок. Его используют при устройстве фундаментов невысоких зданий, для изготовления тротуарной плитки, заливки дорожек и стяжек. Производство тяжелого бетона марки М200 (класс прочности В15) осуществляется в соответствии с ГОСТом 26633-2015.

Технические характеристики

Бетон марки М200 изготавливается мелкозернистым (с фракцией щебня до 20 мм) и крупнозернистым (20-40мм). Крупнозернистые смеси используются при строительстве фундаментов, подпорных стен и других толстостенных конструкций, для заливки подъездных путей. Мелкозернистые материалы востребованы при производстве тротуарных плиток, изделий для ландшафтного дизайна, перемычек и других тонкостенных изделий.

Основные характеристики

  • Средняя плотность тяжелой смеси – 2400 кг/м3.
  • Класс прочности – В15.
  • Водонепроницаемость – W4-W6.
  • Прочность на сжатие – 200 кг/см2.
  • Показатель морозостойкости (в зависимости от характеристик крупного заполнителя) – F100-F200.

Состав и пропорции бетона марки М200

Бетонная смесь М200 часто используется в частном домостроении. Застройщик может изготовить материал самостоятельно или заказать его на бетонном заводе.

В состав тяжелого бетона класса прочности В15 входят:

  • Вяжущее – известковое, цементное, полимерное. В стандартном варианте это портландцемент высоких марок – М400 или М500. Допускается присутствие минеральных добавок в количестве не более 20% от общей массы вяжущего.
  • Крупный заполнитель – щебень (гранитный, гравийный, известняковый). Гранитный щебень отличается наиболее высокими прочностью, водонепроницаемостью, морозостойкостью. Единственный его минус – вероятная высокая естественная радиоактивность. Класс радиоактивности материала указывается в сопровождающем сертификате.
  • Мелкий заполнитель – песок. Его качество должно соответствовать ГОСТу 8736-93. В строительстве обычно используется карьерный песок – сеяный или мытый – и речной, очищенный от глинистых включений.
  • Вода. В ней не должно быть включений, снижающих качество готового бетона. Таким требованиям соответствует вода из питьевого трубопровода.
  • Добавки. Используются при необходимости получить определенные характеристики подвижной бетонной смеси или готового продукта.

Расход вяжущего, крупного и мелкого заполнителей зависит от того, какая марка цемента используется для изготовления бетона класса прочности В15. Количество воды определяется, в зависимости от начальной влажности компонентов и требуемой пластичности смеси.

Таблица расхода материалов для изготовления бетона марки М200, соотношение компонентов по массе и объему

Марка цемента

Соотношение компонентов по массе

Соотношение компонентов по объему

Цемент

Песок

Щебень

Цемент

Песок

Щебень

М400

1

2,7

4,9

1

3,5

5,2

М500

1

2,5

4,2

1

3,2

4,9

Как сделать бетон, соответствующий марке М200?

Равномерное смешивание компонентов обеспечивает использование бетономешалки. Рекомендуется замешивать то количество смеси, которое можно выработать в ближайшие час-два. Порядок приготовления бетона:

  • Барабан бетоносмесителя ставят в положение загрузки.
  • Заливают в него большую часть воды (примерно 2/3 от рассчитанного объема), в которой при необходимости растворяют необходимые добавки.
  • Засыпают часть щебня.
  • Включают миксер.
  • Добавляют полное количество вяжущего.
  • Добавляют весь песок и оставшуюся часть щебня.
  • После нескольких минут перемешивания берут образец для проверки пластичности продукта. Для этого на образце лопатой изготавливают несколько ребер, которые должны удерживать форму.

Если полученная смесь слишком сухая, добавляют воду.

Поделиться ссылкой:

Производим и предлагаем продукцию:

Читайте также:

Все статьи

Статья: бетон марки М200 — качество, выбор, состав

Качество бетона для фундамента

Закладка фундамента — этап строительства, когда точность расчетов имеет решающее значение. Под расчетами понимается кубатура, а также выбор марки бетона, отвечающей предстоящим нагрузкам. Фундамент предопределяет устойчивость конструкции. Это невидимое в строительстве звено и его основа.

Начать следует с понимания, что самостоятельно в бетономешалке не сделать качественный замес необходимых объемов. Теоретически это возможно, но на практике слишком трудоемко, высока вероятность ошибки в пропорциях. Неоднородно замешанная смесь в ходе эксплуатации более подвержена разрушению.

Природные материалы, строительные смеси, участвующие в процессе «приготовления» должны быть соответствующего качества: песок без примесей, щебень или гравий определенной фракции, высококачественный цемент, вода. Когда речь идет о малоэтажном строительстве, то купить составляющие, рассчитать правильно пропорции и приготовить готовое к употреблению «блюдо» — слишком затратно по времени. Неравномерно залитый бетон будет неравномерно застывать и может не набрать требуемой прочности. И это крайне нежелательно для целостности фундамента, консистенция и состав которого должны быть одинаковы.

Из чего состоит «правильный» бетон? Из соблюдения технологического процесса производства. Однородность консистенции без пустот, сгустков, четкость пропорций качественного сырья достигается в автоматическом режиме на бетонном заводе. Поставками именно такого бетона занимается торгово-транспортная компания «Экспедиция»

Выбор марки бетона

Можно сказать так: на фундаменте не экономят, но и переплачивать не стоит. Есть ли смысл покупать более дорогой и, естественно, более прочный состав, когда в нем нет необходимости, когда нужен просто достаточный по надёжности?

При выборе марки раствора есть факторы, сопоставив которые, можно принять верное решение:

  • вес конструкции строения — фундамент должен быть настолько прочным, чтобы выдерживать всего здания нагрузку, при этом закладывается определенный запас;
  • особенности грунта — глубина залегания грунтовых вод для выбора определенной влагостойкости бетона и сам состав грунта.

Осталось определиться с маркой.

Марка бетонаИспользованиеНесущая способность (допустимая нагрузка)
М100, М150 Ленточный фундамент на слабопучинистом грунте; заливка мелко- и среднезаглубленных оснований под каркасные и деревянные строения. До 100–130 кг/см²
М200, М250 Заливка свай, заглубленных ленточных фундаментов на пучинистых почвах под малоэтажное строительство До 200–260 кг/см²
М300, М400 Заливки свай, заглубленных ленточных фундаментов, свайных конструкций под кирпичные многоэтажные строения До 300–390 кг/см²

Строительство — точная наука. Поэтому расчеты не будут лишними.

Исходя из размеров и веса будущей постройки, можно определить марку раствора, подходящую для заливки фундамента. Для расчетов существует специальная формула.

Если у вас появились затруднения, во избежание ошибок можно обратиться к помощи специалистов, получить профессиональную консультацию.

М200

Многоэтажная застройка не может осуществляться без проекта с указанием марки бетона для фундамента. Чаще помощь требуется при малоэтажном частном домостроении.

Что такое малоэтажное строительство? Обычно это постройки по высоте 1–3 этажа, стоящие на ленточных фундаментах, заливных сваях. Даже если грунт слабопучинистый, например, скальной породы, марки М100, М150 будут слишком легкими, если строение более одного этажа.

Наиболее распространенной маркой для малоэтажной застройки признан бетон М200, выдерживающий нагрузку до 200 килограммов на один квадратный сантиметр.

Состав М200

Соотношение компонентов бетона М200 определено ГОСТом. Используется щебень фракций от 2 до 20, промытый очищенный песок, вода, цемент марки М400, М500, в качестве добавок — пластификаторы, стабилизаторы и гидрофобизаторы.

Почему именно бетон М200 так популярен среди частных застройщиков и коммерческих организаций? У него привлекательная цена при высоких технических показателях: плотность 1500–2500 кг/м3, морозостойкость, жесткость, водонепроницаемость. Последняя имеет показатель W2–W6, при котором дополнительная гидроизоляция не требуется. Устойчив к заморозкам, к жаре.

М200 имеет отличную сцепку с арматурой из металла. Поэтому, помимо заливки фундаментов, применяется в изготовлении дорожных плит, плит перекрытия, перемычек.

Бетон М200 предлагается на гравии, на щебне и в качестве раствора на стяжку. Бетон на гравии — более дешевый, так как его компонент — гравий, добывается менее затратным способом. Следует знать, что его показатели лещадности, то есть способность сцепки с составом, не столь высоки. Гравий имеет округлые формы, без острых выступов, за которые «цепляется» цемент. Бетон на щебне — прочный вид строительного материала, так как неровные края щебня обеспечивают идеальное сцепление с другими компонентами бетона.

Раствор на стяжку — это кладочный раствор для кирпичных колонн, бетонных блоков, перегородок, подверженных перепадам температур и воздействию влаги. У него высокие показатели прочности и водонепроницаемости. В качестве заполнителя используется только крупнозернистый песок, гравий или щебень отсутствуют.

Доставка бетона

Торгово-транспортная компания «Экспедиция» оперативно доставляет свежий бетон специальной техникой до объекта строительства.

Почему важна быстрая доставка? Бетонная смесь быстро застывает без вымешивания. Если не поддерживать ее движение, она начнет твердеть. ТТК «Экспедиция» доставляет свежий бетон в миксерах, автобетоносмесителях, обеспечивая сохранение его качества и такого важного показателя, как эластичность, облегчающего укладку.

Бетон м200 характеристики для фундамента

Любые бетоны, включая марочные составы разных классов прочности – не просто цементно-песчаная смесь, а составы с определенными свойствами, характеристиками и параметрами. Наиболее распространенный в индивидуальном строительстве стройматериал – бетон м200 класса B 15 благодаря оптимальным показателям прочности, морозоустойчивости, влагопроницаемости, стоимости, и другим параметрам. Более информативно о том, что такое плотность бетона м200, принадлежность марке и классу, использование материала в растворе в определенном соотношении и массе, количество материала в 1 м3, и другие показатели – в материале ниже.

Бетонный состав класса B 15 по марке M 200

 

Общая информация о бетоне марки 200

Совокупность основных параметров и технические характеристики этой марки позволяют классифицировать материал, как тяжелый бетон в15. Номенклатуру до показателей M 150 используют в строительных работах подготовительного назначения, а состав в15 марка 200 предназначен для применения в основных строительных операциях. Это может быть заливка оснований сооружений, возведение армированных конструкций монолитного типа, формирование армированных ж/б элементов, в том числе плит. Частный пример – бетонные тротуарные или садовые дорожки с уровнем нагрузки ниже предельного. Товарный бетон м200 классифицируется по составам, техническим и эксплуатационным параметрам, физическим и химическим характеристикам.

Таблица марок и классов

 

Разновидности стройматериала

  1. По функциональному и конструктивному назначению: для индивидуального строительства и/или для промышленных объектов;
  2. По характеристикам основных связующих веществ: бетон на основе известкового цемента, силикатный или гипсовый бетон класс которого соответствует марке 200. Все разновидности могут улучшаться полимерными присадками – пластификаторами, стабилизаторами, усилителями пластичности, прочности, и т.д.;
  3. По фракции твердых заполнителей: крупной, средней или мелкой размерности;
  4. По физическим параметрам материала: упругий, плотный, пористый, с особыми параметрами;
  5. По технологии созревания: автоклавный состав, с естественной длительностью схватывания и отвердевания;
  6. По весу (объемные параметры массы) – бетон тяжелый и облегченный стройматериал.

Технические и эксплуатационные параметры

Все возможные технические параметры бетонных составов описаны в стандартах ГОСТ 7473-2010 и СНиП 2.03.01-84, европейский стандарт – EN 206. Для строительных смесей на основе цемента ГОСТ устанавливает нормы прочности бетона в15 м200, технологию изготовления и соотношение компонентов, входящих в состав смеси, упругость, показатели плотности, прочность по сжатию, удельную массу 1 м3 готовой продукции, и т.д.

Марка материала в соответствии с прочностью

 

Бетон, марка Цемент, марка Соотношение вода-цемент (В/Ц) Размер фракции (гравий – Г, щебень – Щ), мм Количество воды, л/м3 Бетон (вес), кг/м3раствора Песок (вес), кг/м3 Твердые заполнители, кг/м3
M 100 M 300 0,75 Г 10 205,5 274 1095 1095
0,81 Щ 10 221 276 1105 1105
0,76 Г 20 191 254 1015 1015
0,81 Щ 20 206 257 1025 1025
M 200 M 400 0,62 Г 10 206 326 1305 1305
0,69 Щ 10 221 325 1295 1295
0,62 Г 20 191 303 1205 1205
0,69 Щ 20 206 303 1205 1205
M 250 M 500 0,65 Г 10 206 321 1285 1285
0,7 Щ 10 221 320 1275 1275
0,65 Г 20 191 298 1185 1185
0,7 Щ 20 206 298 1185 1185
Сопротивление марок по СП 52-101-2003

 

Основной и наиболее критический эксплуатационный параметр бетона – сопротивление усилиям сжатия. Показатель обозначается символом М и цифрами после него.

Состав компонентов

Марка M 200 содержит следующие материалы в строгих объемных соотношениях или по весу:

  1. Речной или промытый сухой карьерный песок– 0,45 м³;
  2. Портландцемент – 0,25 м³;
  3. Техническая чистая вода – 0,18 м³;
  4. Крупный щебень или гравий – 0,9 м³.

При возведении крупных и тяжелых объектов ГОСТ разрешает добавлять твердые заполнители фракцией ≤ 140 мм, чтобы создать и усилить структурный скелет ж/б сооружения. Гравий (щебень) по прочности и сопротивлению по сжатию должен превышать аналогичные показатели цемента в 2 раза.

Популярная в частном строительстве марка бетона М 200 по классу прочности В 15 обладает прочностью среднего номинала, чего вполне достаточно для малоэтажного строительства или возведения построек хозяйственного назначения. Качество раствора определяется предельными показателями плотности и прочности по прошествии 28 суток после формирования строительной конструкции. Включает в себя эта цементно-песчаная смесь добавки твердых заполнителей: гранитный или известковый щебень (гравий)с фракциями зерен от 6 до 70 мм.

Пропорции материалов при приготовлении бетона

В частях это соотношение выглядит, как 2 : 1,5 : 2,5 : 1, и из объемных пропорций, приведенных выше, можно приготовить 1,76 м3 готового бетона с расчетными параметрами плотности, прочности и упругости. Инструкцию по добавлению и применению сухих смесей разных марок изготовитель указывает на упаковке.

Стандартное соотношение компонентов смеси – 1:3, бетон м200 пропорции которого являются основными, добавляется в сухой чистый песок с фракцией 0,15-5 мм плотностью 1790 кг/м³. Готовый бетон м200 в15 должен выдерживать сопротивление по сжатию ≤ 200 кг/м³.

Твердый заполнитель различных фракций

 

Бетон M 200 – продукция т.н. «низкого» состава, что определяется соотношением и содержанием компонентов в смеси. Основной наполнитель раствора – быстро затвердевающий гидрофобный сульфатостойкий пластифицированный портландцемент. Технологически в такой цемент не предусмотрено добавлять активные добавки минерального типа. Но поверхностно-активные вещества в составе цемента разрешены, и их присутствие делает рабочую смесь пластичной, морозоустойчивой или быстро затвердевающей, что, в свою очередь, позволяет использовать раствор в регионах с контрастными температурами или на быстровозводимых объектах.

Марка бетона Материалы, тонн, литров, частей
M 400 Щебень Песок Вода
M 75 170 (1 часть) 1,05 (6 частей) 0,95 (5,4 части) 210 (1,2)
M 100 210 (1 часть) 1,08 (5 частей) 0,87 (4,0 части) 210 (1,1)
M 150 235 (1 часть) 1,08 (4,6 части) 0,85 (3,6 части) 210 (0,95)
ГЛ 200 286 (1 часть) 1,08 (3,8 части) 0,79 (2,8 части) 210 (0,75)
M 250 332 (1 часть) 1,08 (3,3 части) 0,75 (2,3 части) 215 (0,65)
M 300 382 (1 часть) 1,08 (2,8 части) 0,71 (1,9 части) 220 (0,65)
Пропорции раствора в объемных частях

 

Достоинства и недостатки ЦПС и бетонов

Технико-эксплуатационные параметры ЦПС и бетонов определяют будущие качества конструкции и ее параметры – удельную массу составляющих, прочность и плотность материала, сопротивление по сжатию. Также учитываются свойства упругости. Использование бетона M 200 подразумевает знание его положительных и отрицательных свойств и характеристик.

Марки бетонов в соответствии с их классами

 

 

Достоинства:

  1. Этот стройматериал востребован как в индивидуальной, так и в государственной области строительства из-за низкой себестоимости, универсальных параметров, обширного диапазона использования и хорошего качества бетона;
  2. Марка M 200 обладает высоким сопротивлением усилиям по сжатию, большим количеством циклов заморозки-разморозки (морозоустойчивостью, параметр F), невысоким коэффициентом теплопроводности;
  3. Состав быстро набирает начальную прочность и максимальную плотность, поэтому его используют в строительстве быстровозводимых сооружений;
  4. Бетон максимально устойчив к механическим нагрузкам – ударам, сжатию, боковым и импульсным нагрузкам;
  5. Работать с составом марки M 200 класса B 25 можно при температуре на улице в диапазоне + 50С /+350С. Если необходимо укладывать бетон зимой, то в него добавляют противоморозные присадки.

Негативные свойства:

Основной недостаток этой марки стройматериала – низкая водонепроницаемость, что не позволяет укладывать его в конструкциях, работающих в условиях повышенной влажности. Кроме того, при приготовлении этого состава рекомендуется строго соблюдать соотношение воды к пропорциям остальных компонентов. Объемная часть вод не должна быть больше 20% от объема сыпучих материалов.

Зависимость затвердевания раствора от уличной температуры

 

Универсальный раствор M 200 Используется в конкретных областях строительства:

  1. Заливка бетонного пола и обустройства стяжки под полы. Бетонные работы такого порядка проводятся в закрытых помещениях, и к раствору не предъявляются высокие требования к сопротивлению атмосферных воздействий. Но пол – конструкция, которая находится под постоянной весовой и механической нагрузкой, поэтому от бетона ожидаются высокие показатели прочности, упругости и плотности;
  2. Возведение ленточных, монолитных и столбчатых оснований для объектов индивидуального или промышленного назначения. Сопротивление по сжатию у бетона класса B 25 достаточное, чтобы фундамент мог принять на себя вес всего сооружения. При расчетах несущей способности фундамента необходимо принимать во внимание удельный вес всего объекта;
  3. Заливка и формирование любых ж/б конструкций: колонн, лестниц, плит перекрытия, несущих стен, арок. Строительство обеспечивается показателями упругости монолита и несущей способностью конструкции из бетона с одной оговоркой: это должны быть малоэтажные сооружение высотой не более пяти этажей;
  4. Дорожно-строительные работы, заливка тротуаров, дорожек, площадок, и т.д. При небольшой удельной массе таких плоских конструкций бетон способен прослужить очень долго, а с учетом дешевизны компонентов применение именно марки M 200 широко распространено.
Стяжка для пола

 

Маркировочные обозначения марки M 200 означают, что бетон обладает следующими эксплуатационными характеристиками:

  1. Морозоустойчивость класса 100 F. При стократном повторении циклов заморозки-размораживания состав ухудшит свои параметры прочности только на 5%;
  2. Влагонепроницаемость 6 W обозначает, что состав M 200 сопротивляется просачиванию влаги в материал под давлением до 0,6 Атм;
  3. Подвижность класса П 3 означает соотношение В/Ц – воды и цемента.

Плиты для автомобильных трасс с высокими нагрузками можно изготавливать из такого бетона, если добавлять в него присадки для повышения плотности и прочности. Также завод-изготовитель смеси должен указывать на упаковке необходимое количество (или объем) вещества на каждый 1 м³ бетонного раствора. Соотношение компонентов в сухой смеси, марка и другие параметры строительного материала регламентированы ГОСТ 7473-2010 БСТ В15 П3 F100 W6.

пропорции приготовления самого популярного бетона

Бетон М200 — востребованный строительный материал в малоэтажном строительстве.

Он дешёвый при покупке и в приготовлении, универсальный и достаточно подвижен при укладке.

Приготовить бетон М 200 по пропорциям может любой частный застройщик.

Общая характеристика

Бетон М 200

Бетон — строительный материал, являющийся по природе искусственным камнем.

Свежеприготовленный имеет вид полужидкой пасты, которую можно транспортировать к месту строительства, заливать в формы или опалубку, разделять на части, разравнивать и делать другие работы с ней.

Через несколько часов после приготовления бетон твердеет и работать с ним уже нельзя.

Обычно твердение состава на основе цемента происходит через 6-8 часов, зависит от температуры окружающей среды.

Скорость твердения зависит от того, в каких пропорциях бетон М200 приготовлен, а больше — от количества добавок. Однако превращения на этом не заканчиваются. Твердение бетона — процесс, растянутый во времени, и он продолжит набирать прочность ещё очень долго.

Техническая характеристика

Главная техническая характеристика бетона М200 — это его удельная прочность на сжатие. Марка 200 означает, что бетон выдерживает нагрузку в 200 килограмм на один квадратный сантиметр при сжатии. При этом неважно, какие пропорции при приготовлении бетона М200 в вёдрах выдерживались — главное, чтобы в итоге получилась нужная марка бетонной смеси.

Так как он твердеет всё время, пока стоит, марочная прочность определяется после 28 суток от приготовления.

Определяется она при помощи пресса — ставится кубик бетона размерами 100х100 мм и пресс выдаёт на него сжимающую нагрузку, которая должна разрушить кубик при значении не ниже двадцати тонн.

Замешивание бетона

Однако сейчас уже отходят от таких прочностных характеристик, и для бетона используют такую характеристику, как класс.

Класс бетона показывает не только максимальную нагрузку, которую способен выдержать бетон при сжатии.

Он показывает гарантированную нагрузку, которую способны выдерживать образцы бетона гарантированно в 95 случаях из 100 без образования трещин и видимых изменений. Обозначается класс буквой В.

Класс бетона сильно зависит от однородности бетонной смеси и соответствия норме всех составляющих.

Но при должном качестве, минимальном отклонении от средней зернистости щебня, хорошем песке и цементе и можно говорить о соответствии класса бетона В и марки М. Так, например, хороший бетон М200 имеет марку В15.

Приготовление

Готовя бетон на дачном участке, никто не будет считать пропорции бетона М200 на куб в дробных единицах. Например, никто не будет отмерять дополнительно две десятых ведра песка — бросят либо целое ведро, либо вообще ничего.

Поэтому есть смысл использовать при приготовлении округлённые значения с несколько завышенными показателями по прочности, но целыми пропорциями. Для М200 это примерно составляет 2:4:8 для цемента М400 и 2:5:10 для цемента М500. Воды добавляют до достижения подвижности.

Рекомендации по заливке

Заливка бетона

Заливка происходит при положительных температурах воздуха, учитывается то, что бетон должен твердеть и набирать прочность в течение 28 дней при температурах выше 0 градусов.

Так как выполнить прогрев в малом домостроении обычно не удаётся, заливку производят только в тёплое время года.

Бетоны с маркой ниже М350 вообще плохо переносят заморозки при твердении.

При заливке также важно закрыть состав плёнкой, чтобы из раствора не испарялась вода.

Желательно сделать это также и с опалубкой — вода может испаряться через её щели. Особенно это важно, когда бетон стоит на солнцепёке в жару. Спустя восемь-десять дней плёнку можно снять. Если бетон не накрывать, то из-за слишком быстрого испарения воды с поверхности пойдут трещины, и его весь придётся демонтировать.

Заливку в опалубку делают, используя метод штыкования. Если она насыщена арматурой, то заливку лучше делать с использованием вибратора. Даже если такового нет в распоряжении застройщика, при большом объёме бетонных работ имеет смысл взять его в аренду и быстро всё закончить, чем заливать долго и по частям.

Правильный бетон по нормативам — на видео:

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.


Характеристики и пропорции бетона М200 от компании Крепкий камень

Бетон М200 – достаточно распространенный стройматериал. Его область применения – те постройки, что не будут испытывать высоких нагрузок или не нуждаются в повышенной устойчивости к внешней среде. Такой материал часто применяется в:

  • строительстве малоэтажных домов;
  • укладке дорожек;
  • заливке лестничных маршей;
  • монтаже потолочных перекрытий;
  • производстве дорожных плит, блоков.

Базовые свойства

На бетон М200 характеристики должны соответствовать требованиям ГОСТ 7473-2010. Число в обозначении бетона – это предельное сопротивление на сжатие. В данном случае оно составляет 200 кг на кв. см. Другие важные эксплуатационные показатели – это водонепроницаемость, морозостойкость, а также удобоукладываемость.

Бетон М200 способен выдержать 150 циклов замораживания и оттаивания. Водонепроницаемость состава варьируется в пределах W2-4. Именно такое давление воды образец выдерживает без «намокания».

Удобоукладываемость демонстрирует подвижность смеси. Кстати, именно от этой характеристики зависит и цена на бетон М200 – она может варьироваться в пределах 850-920 гривен за куб. чем жестче раствор, тем он дороже. Но на стоимость оказывают влияние также и используемые добавки.

Какие пропорции используются при приготовлении

Состав бетона М200 – это вода, песок и щебень, портландцемент. Только следует использовать правильные пропорции. Так, чтобы приготовить один куб раствора этой марки, понадобится около 130 л воды, 1260 кг щебня, 740 кг песка и 264 кг цементного вяжущего марки М400.

Если же вам нужны пропорции бетона М200 для приготовления другого количества раствора, то используйте следующее соотношение – на каждую часть цемента 0,5 ч. воды, 2,8 ч. песка и 4,8 – щебня.

Цемент должен быть хранившимся в правильных условиях, вода – без примесей.

В частном строительстве такой бетон невероятно востребован — он может применяться для ремонтных работ, создания площадок, дорожек, ограждений. Можно не заниматься приготовлением бетонного раствора, а приобрести готовый материал. Но в этом случае следует заказывать бетон только тогда, когда основание под заливку будет полностью подготовлено.

Бетон М200: характеристики и пропорции

 

5/5 68

Бетон М200: технические характеристики, состав, изготовление

Проведение строительных работ представляет собой длительный и дорогостоящий процесс. Основой любой постройки является бетонная смесь. Бетон М200 отличается высоким качеством и положительными характеристиками. Поводом для его популярности стала относительно невысокая стоимость и небольшой расход.

Состав бетонного раствора

Бетон марки М200 имеет стандартный состав, который обуславливает заявленные технические характеристики. Важным моментом при подготовке является использование качественного сырья. Производитель предлагает следующий состав бетона марки М200:

  • Цемент. В зависимости от погодных условий, в которых будет эксплуатироваться конструкция, допустимо применение двух видов. Разновидность цемента — портландцемент используется при температурном режиме ниже 10 градусов Цельсия. В случае теплого климата и жаркой погоды, предпочтение отдают шлакопортландцементу.
  • Щебень или его аналог — гравий. Входит в состав бетона В15. Частицы не должны превышать среднего размера — 20 мм в диаметре. Слишком большие крупинки в щебне способны спровоцировать трещины.
  • Песчаный компонент. Должен обладать небольшими частицами. Таковым является ингредиент речного или карьерного происхождения. Важно выбрать чистый песок или промыть имеющийся.
  • Примеси. Используются для улучшения заявленных свойств, например, пластификаторы или химические смеси.
  • Вода. Это важный компонент, главное требование к ней — чистота и отсутствие примесей.

Технические характеристики

Технические свойства раствора марки М200 являются свидетельством качества материала.

Внимание производителя привлекает перечень заданных свойств, на основании которых происходит изготовление бетона. Перечень качеств составляется исходя из характеристик. Бетон марки 200 имеет свойства:

  • Класс бетона В15. Гарантированная прочность на сжатие — в пределах 15 кПа. Значения хватает для применения в рамках малогабаритных объектов, без меняющейся нагрузки.
  • Плотность. Изначально — низкая, но присутствует возможность повышения за счет регулировки объема воды и примесей в составе. Плотность зависит от размера частиц щебня.
  • Морозоустойчивость — F100. Коэффициент означает количество циклов смены температурного режима, в рамках которых бетонная смесь не потеряет свои свойства. Например, для F100 — это 100 циклов, для F300 — до 300.
  • Водонепроницаемость — W6. Бетон класса В15 характеризуется таким уровнем. Допустимо применение в местах средней влажности. При повышенном содержании воды в воздухе следует применять дополнительный слой водонепроницаемого материала.
  • Подвижность — П2-П4. Характеристики бетона В15 определяют, что это достаточный показатель для гарантии заполнения щелей и пустот крупного размера.

Изготовление и расход

Перед началом строительного процесса нужно определиться со способом приготовления раствора. Бетон М200 можно приобрести в виде готовой смеси сухих компонентов либо сделать самостоятельно.

В рамках завода, производителем четко выполняется заданный рецепт, в котором прописаны нормы всех ингредиентов будущей смеси. Руководствуются ГОСТом 26633—91. В домашних условиях необходимо самостоятельно просчитать пропорции бетона и вес в килограммах на 1 куб. Стандартное соотношение имеет вид: 1:4:2:0,5. Соответственно приведены доли цемента, щебня или гравия, песка и жидкости. В зависимости от необходимой в итоге плотности, объем воды может меняться. Жидкая часть может уменьшиться при повышенной влажности песка. Марка цемента определяет расход раствора. Готовить смесь рекомендовано под присмотром опытного строителя.

Посмотреть «ГОСТ 26633-91» или cкачать в PDF (2.1 MB)

Приготовление бетонной смеси — тяжелый процесс. Выделяют два варианта: при помощи бетономешалки или вручную. Первый вариант проще с физической точки зрения. Однако он предусматривает непрерывную подачу электроэнергии на протяжении всего времени заливки. Готовить своими руками — тяжелый процесс. Целесообразно остановиться на нем для проведения малых ремонтных работ или при потребности в бетоне объемом менее 1 куба.

Применение

Бетон В15 имеет определенную сферу эксплуатации. Марка получила популярность в проведении строительных работ малых масштабов. С его помощью заливают монолитный фундамент. При добавлении в него железных частей, получается более плотная и прочная структура. Внутри домов с помощью растворов заливают пол и делают стяжки. Долговечность и устойчивость к температурным перепадам вынуждает использовать при изготовлении опорных столбов малой нагрузки. В сочетании с металлическим каркасом, бетонная смесь применяется в заливке автомобильных дорог. С его помощью делают лестничные пролеты, заборы и стены колодцев.

Плюсы и минусы

Бетонная смесь имеет преимущества и недостатки. Среди явных плюсов марки М200 выделяют широкую область эксплуатации в бытовой стройке. Легкость приготовления делают ремонтные работы в доме быстрыми и сокращают количество потребляемого раствора. Сочетание с металлическими конструкциями и хорошая степень застывания позволяет часто применять в заливке перемычек и дорожных плит. Низкая цена, по сравнению с бетоном иных марок, спровоцировала популярность раствора.

К негативным сторонам относят необходимость строгого учета нагрузок на готовую конструкцию. Так, при повышенных нагрузках, бетон даст трещину, и постройка повредится. Средняя степень водонепроницаемости предполагает контроль за влажностью. При замесе запрещено искусственно разбавлять раствор с целью выравнивания поверхности. Это чревато снижением свойств и заданных характеристик.

Заявка на патент США на СОСТАВ БЕТОНА И СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ДЛЯ ЕГО ЗАЯВКА на патент (Заявка № 20200115282, выданная 16 апреля 2020 г.)

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к бетонной композиции и способу ее получения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Бетон, полученный путем отверждения бетонных композиций, широко используется для архитектурных работ, таких как здания. Обычно бетонные композиции содержат цементосодержащее связующее, мелкий заполнитель, такой как песок, крупный заполнитель, такой как камни, и воду.Изменяя виды и количество веществ, содержащихся в бетонных композициях, можно получить отвержденные продукты бетонных композиций, имеющие желаемые свойства (например, прочность и текучесть).

Цемент обычно производится описанным ниже способом. Такие материалы, как известняк и глина, обжигаются при высокой температуре для получения цементного клинкера. Цементный клинкер измельчается, а в полученный добавляется гипс. Таким способом получается цемент.Поскольку на стадии производства цементного клинкера выделяется углекислый газ, считается, что цемент оказывает воздействие на окружающую среду. Следовательно, были предложены бетонные композиции с низким воздействием на окружающую среду, которые подавляются при использовании цемента (например, см. ЛТЛ 1 и 2).

Однако предлагаемые бетонные композиции содержат воду в относительно большом количестве, с содержанием воды (удельное содержание воды) примерно от 160 кг / м 3 до 174 кг / м 3 каждая. Известно, что бетонные композиции обычно подвергаются усадке (автогенной усадке) при затвердевании.Кроме того, известно, что бетонные композиции также претерпевают усадку (усадку при высыхании) после того, как они затвердеют, например, из-за испарения воды. Следовательно, когда такие предлагаемые бетонные композиции, которые имеют относительно высокое содержание воды, затвердевают, происходит усадка, которая является фактором растрескивания.

В качестве бетонных композиций с низким содержанием воды (удельная влажность) были предложены бетонные композиции с пониженной удельной влажностью примерно до 80 кг / м 3 до 85 кг / м 3 (например, см. ЛЭП 3 и 4).

Однако предлагаемые бетонные составы могут использоваться только для специальных целей, таких как плотины, потому что они не обладают хорошей текучестью. От бетонных составов требуется хорошая текучесть, поскольку они используются для различных архитектурных работ.

СПИСОК ЦИТАТОВ Патентная литература PTL 1: Выложенная заявка на патент Японии (JP-A) № 2014-148434 PTL 2: JP-A № 2010-189219 PTL 3: JP-A № 2015-180603 PTL 4: JP-A No.2011-168978 КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Техническая проблема

Следовательно, требовались составы бетона, которые имеют низкое воздействие на окружающую среду, имеют такую ​​же прочность, как и существующий бетон, при затвердевании, и имеют хорошую текучесть.

Настоящее изобретение имеет целью предоставить бетонную композицию, которая оказывает низкое воздействие на окружающую среду, имеет ту же прочность, что и существующий бетон при затвердевании, и имеет хорошую текучесть, а также способ ее получения.

Решение проблемы

Средства решения вышеуказанных проблем следующие.

<1> Состав бетона, в том числе:

доменный шлак;

— по крайней мере, любую из расширяющей добавки и цемента; и

вода,

, где удельное содержание воды в воде составляет 130 кг / м 3 или менее;

, в котором содержание цемента составляет 22% по массе или менее по отношению к доменному шлаку, и

, в котором величина оседания бетонной композиции составляет 40 см или больше.

<2> Бетонный состав по п. <1>,

, в котором величина осадочного потока составляет 50 см или больше.

<3> Состав бетона согласно <1> или <2>,

, в котором удельное содержание воды в воде составляет 100 кг / м. 3 или менее.

<4> Бетонная композиция в соответствии с любым из <1> — <3>,

, в которой содержание расширяющей добавки составляет 3 кг / м. 3 или более.

<5> Бетонная композиция по любому из пунктов от <1> до <4>,

, в которой содержание расширяющей добавки составляет 5 кг / м. 3 или более.

<6> Состав бетона по любому из пунктов от <1> до <5>, дополнительно включающий:

ферроникелевый шлак.

<7> Бетонная композиция по любому из пунктов от <1> до <6>,

, в которой содержание цемента составляет 0% по массе относительно доменного шлака.

<8> Состав бетона по любому из пунктов от <1> до <7>, дополнительно включающий:

известняк.

<9> Бетонная композиция по любому из пунктов от <1> до <8>,

, в которой расширяющая добавка представляет собой расширяющую добавку на основе извести.

<10> Способ получения бетонной композиции, включающей доменный шлак, по меньшей мере, любую одну из расширяющих добавок и цемент, и воду,

, при котором удельное содержание воды в воде составляет 130 кг / м. 3 или менее ;

, в котором содержание цемента составляет 22% по массе или менее по отношению к доменному шлаку, и

, в котором величина оседания бетонной композиции составляет 40 см или больше.

Преимущества изобретения

Настоящее изобретение может обеспечить бетонную композицию, которая оказывает низкое воздействие на окружающую среду, имеет ту же прочность, что и существующий бетон, после затвердевания и имеет хорошую текучесть, а также способ ее получения.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (Бетонная композиция)

Бетонная композиция по настоящему изобретению содержит доменный шлак, по меньшей мере, любую из расширяющих добавок и цемента, и воду, и дополнительно содержит другие компоненты, если это необходимо.

<Доменный шлак>

Доменный шлак — это продукт (побочный продукт), собранный на стадии производства передельного чугуна из железной руды, в виде комбинации любых других компонентов, содержащихся в железной руде, кроме железа с золой в известняк и кокс, которые являются вспомогательными материалами. Доменный шлак содержит, например, CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 и MgO.

Доменный шлак особо не ограничивается и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения, при условии, что доменный шлак является шлаком, который используется для типичных составов бетона.Примеры доменного шлака включают доменный шлак, используемый в JIS R 5211 «Портландцемент для доменного шлака», и доменный шлак, соответствующий требованиям JIS A 6206 «Измельченный гранулированный доменный шлак для цемента».

Крупность доменного шлака конкретно не ограничена, может быть соответствующим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения и предпочтительно составляет 3000 см 2 / г или выше, но 13000 см 2 / г или ниже, а более предпочтительно 3000 см 2 / г или выше, но 8000 см 2 / г или ниже.Когда значение крупности находится в указанном выше диапазоне, текучесть бетонной композиции и прочность затвердевшего продукта бетонной композиции могут быть хорошими.

Содержание доменного шлака конкретно не ограничено, может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от предполагаемого назначения и предпочтительно составляет от 200 кг / м 3 до 500 кг / м 3 относительно всей бетонной композиции. Когда содержание доменного шлака находится в указанном выше диапазоне, прочность затвердевшего продукта бетонной композиции может быть хорошей.

<Расширяющая добавка>

Расширяющая добавка относится к материалу, из которого элюируются ионы кальция, когда материал погружается в воду. Расширяющая добавка конкретно не ограничена и может быть соответствующим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения, при условии, что расширяющая добавка соответствует требованиям японского промышленного стандарта JIS A 6202 как «Расширяющая добавка для бетона». Примеры расширяющей добавки включают в себя добавку на основе извести. расширяющая добавка, в основном содержащая CaO и CaSO 4 , и расширяющая добавка на основе эттрингита, в основном содержащая CaO, C 3 A / CaSO 4 и CaSO 4 .Один из этих видов расширяющих добавок может использоваться отдельно, или два или более из этих видов расширяющих добавок могут использоваться в комбинации. Среди этих видов расширяющих добавок, расширяющая добавка на основе извести, содержащая оксид кальция, является предпочтительной с точки зрения уменьшения усадки.

Расширяющая добавка является одним из конкретных примеров материала, обеспечивающего свойства связующего для доменного шлака.

Материал, обеспечивающий свойство связующего для доменного шлака (в дальнейшем может сокращаться как «стимулирующий материал»), представляет собой вещество, которое заставляет доменный шлак проявлять свойство в качестве связующего.

Доменный шлак сам по себе не обладает свойствами вяжущего. Однако, когда материал доменного шлака, обеспечивающий свойство связующего, действует на доменный шлак, свойство связующего становится способным действовать. Это связано с тем, что индуцирующий материал вступает в реакцию с кремнеземом (SiO 2 ) и глиноземом (Al 2 O 3 ), содержащимся в доменном шлаке. Благодаря содержанию материала, вызывающего вяжущие свойства доменного шлака, бетонная композиция затвердевает.

Щелочной стимулятор удобно использовать в качестве материала, вызывающего связующие свойства доменного шлака.

В настоящем изобретении щелочной стимулятор относится к материалу, водный раствор (или суспензия) которого, полученный при смешивании с водой, является щелочным. Одним из конкретных примеров щелочного стимулятора является расширяющая добавка.

Содержание расширяющей добавки конкретно не ограничено, может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от предполагаемого назначения и предпочтительно составляет 3 кг / м 3 или больше, более предпочтительно 5 кг / м 3 или больше, и тем не менее более предпочтительно 15 кг / м 3 или больше.При содержании расширяющей добавки предпочтительно 200 кг / м 3 или менее.

<Цемент>

Цемент конкретно не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения, при условии, что цемент является цементом, обычно используемым в бетонных композициях. Примеры цемента включают различные портландцементы, такие как обыкновенный, умеренно жаркий, низкотемпературный, ранняя прочность, сверхвысокая ранняя прочность и сульфатостойкость, смешанные цементы, такие как доменный цемент, зольный цемент и кремнеземистый цемент, специальный сверхвысокий цементы ранней прочности, такие как глиноземистый цемент и цемент для струйной очистки, а также цемент Erwin.Один из этих цементов может использоваться отдельно или два или более из этих цементов могут использоваться в комбинации.

Содержание цемента составляет 22% по массе или меньше, предпочтительно 5% по массе или меньше, а более предпочтительно 0% по массе (практически не содержится) по отношению к массе доменного шлака с точки зрения снижения воздействия на окружающую среду. .

<Вода>

Вода конкретно не ограничена и может быть соответствующим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения.

Единица содержания (содержания) воды в воде составляет 130 кг / м 3 или менее, предпочтительно 110 кг / м 3 или менее, более предпочтительно 100 кг / м 3 или менее, а еще более предпочтительно 85 кг / м 3 или менее.При удельном содержании воды 130 кг / м 3 или менее усадка затвердевшего продукта цементной композиции может быть уменьшена.

Единичное содержание воды предпочтительно составляет 65 кг / м 3 или больше и более предпочтительно 75 кг / м 3 или больше с точки зрения текучести.

Отношение массы воды к массе доменного шлака (соотношение вода / доменный шлак) предпочтительно составляет 36% по массе или меньше. Когда соотношение вода / доменный шлак составляет 36% по массе или менее, текучесть может быть улучшена.

Когда соотношение вода / доменный шлак превышает 36% по массе, невозможно получить подходящую текучесть.

<Другие компоненты>

Другие компоненты особо не ограничиваются и могут быть соответствующим образом выбраны в зависимости от предполагаемого назначения, при условии, что другие компоненты используются в типичных бетонных композициях. Примеры других компонентов включают микрокремнезем, летучую золу, мелкий заполнитель, крупный заполнитель и примеси.

<< Кремнеземная пыль >>

Кремнеземная дымка относится к мелким частицам (со средним диаметром первичных частиц примерно от 0.От 1 микрометра до 1,0 микрометра), полученная путем улавливания пыли из выхлопных газов, выделяемых в процессе плавки, например, ферросилиция, плавленого диоксида циркония и металлургического кремния. Дым кремнезема в основном состоит из аморфного SiO 2 и дополнительно содержит, например, оксид алюминия, оксид железа, оксид кальция и оксид титана.

При смешивании с материалом, вызывающим свойства связующего для доменного шлака, микрокремнезем вступает в реакцию (пуццолановая реакция) с гидроксидом кальция, образующимся во время гидратации материала, вызывающего свойства связующего для доменного шлака, для повышения прочности шлака. затвердевший продукт бетонного состава.

Содержание микрокремнезема предпочтительно составляет 80 кг / м 3 или больше, но 130 кг / м 3 или меньше. Когда содержание микрокремнезема находится в этом числовом диапазоне, текучесть затвердевшего продукта бетонной композиции может быть хорошей.

<< Летучая зола >>

Летучая зола относится к промышленным отходам, образующимся на угольных электростанциях. На угольной электростанции мелкоизмельченный уголь сжигается в котле, а энергия преобразуется в электричество.Это горение превращает уголь в пепел. Частицы золы в расплавленном состоянии плавают в высокотемпературном горящем газе, становятся сферическими мелкими частицами, когда их температура снижается на выходе из котла, и собираются электрофильтром. Собранные сферические мелкие частицы обычно называют летучей золой.

При смешивании с материалом, вызывающим свойства связующего для доменного шлака, летучая зола вступает в реакцию (пуццолановую реакцию) с гидроксидом кальция, образующимся во время гидратации материала, вызывающего свойства связующего для доменного шлака, для улучшения прочности шлака. затвердевший продукт бетонного состава.

Летучая зола содержит большое количество диоксида кремния (SiO 2 ) и оксида алюминия (Al 2 O 3 ), а также содержит оксид железа, оксид магния и оксид кальция.

Для летучей золы, используемой в бетонных композициях, JIS определяет четыре типа качества (летучая зола от I до типа IV). В настоящем изобретении можно использовать любое качество. Среди этих качеств зола-унос типа I предпочтительна с точки зрения повышения текучести и прочности затвердевшего продукта.

Содержание летучей золы предпочтительно составляет 100 кг / м 3 или больше, но 300 кг / м 3 или меньше. Когда содержание летучей золы находится в этом числовом диапазоне, текучесть бетонной композиции и прочность затвердевшего продукта бетонной композиции могут быть хорошими.

<< Мелкий заполнитель >>

Мелкий заполнитель конкретно не ограничен, может быть соответствующим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения и может быть натуральным или искусственным материалом, если используется мелкий заполнитель в типовых бетонных композициях.Конкретные примеры мелкозернистого заполнителя включают ферроникелевые шлаки (продукты, соответствующие требованиям FNS1.2A и продукты, соответствующие FNS5A по японским промышленным стандартам JIS A 5011-2), медные шлаки (продукты, соответствующие CUS1.2 по японским промышленным стандартам JIS A 5011). -3), окислительные шлаки электродуговых печей (продукты, соответствующие требованиям EFS1.2 N или H по японским промышленным стандартам JIS A 5011-4) и твердый песчаниковый щебень. Один из этих мелких заполнителей может использоваться отдельно, или два или более из этих мелких заполнителей могут использоваться в комбинации.Среди этих мелких заполнителей предпочтительны ферроникелевые шлаки, поскольку они могут уменьшить усадку.

Среди ферроникелевых шлаков предпочтительны ферроникелевые шлаки, имеющие одновременно следующие характеристики, поскольку они могут уменьшить усадку.

    • Чтобы иметь коэффициент водопоглощения 1,50% или выше
    • Уменьшить соотношение содержания воды до 0,50% или ниже, когда ферроникелевые шлаки помещают в среду с температурой примерно 20 ° C .и относительная влажность около 95% после того, как они были приведены в состояние насыщения

Коэффициент водопоглощения относится к отношению массы (г) воды, когда поверхность ферроникелевых шлаков находится в в высушенном состоянии (состояние с сушкой поверхности) и пустоты в ферроникелевых шлаках находятся в состоянии, насыщенном массой (г) ферроникелевых шлаков в абсолютно сухом состоянии. Отношение содержания воды относится к отношению общей массы (г) воды, содержащейся в пустотах в ферроникелевых шлаках и поверхностной воде (вода, прикрепленная к поверхности мелких агрегатов), к массе (г) ферро-никелевого шлака. -никелевые шлаки в абсолютно сухом состоянии.Количество воды — это величина, которая изменяется в зависимости от сухого состояния ферроникелевых шлаков.

Примеры ферроникелевых шлаков, обладающих описанными выше характеристиками, включают PAMCOSAND (зарегистрированный товарный знак), доступный от Pacific Metals Co., Ltd.

Содержание мелкозернистого заполнителя предпочтительно составляет 900 кг / м. 3 или больше, но 1300 кг / м 3 или менее. Когда содержание находится в числовом диапазоне, текучесть и прочность затвердевшего продукта хорошие.

<< Грубый заполнитель >>

Грубый заполнитель конкретно не ограничен, может быть соответствующим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения и может быть натуральным или искусственным материалом, если используется грубый заполнитель в типовых бетонных композициях.

Примеры природного крупного заполнителя включают щебень 2015 года, щебень 2013 года, щебень 2010 года, щебень 1505 и щебень 1305, которые являются «щебнем для бетона» в соответствии с японскими промышленными стандартами JIS A 5005, и крупные заполнители, соответствующие требованиям. как, например, No.5 или № 6 «Щебень для дорожного строительства» в соответствии с японскими промышленными стандартами JIS A 5001. Его конкретные примеры включают твердый песчаниковый щебень, андезитовый щебень, базальтовый щебень, кварцевый сланцевый щебень и щебень из известняка.

Примеры синтетического грубого заполнителя включают крупные заполнители, соответствующие требованиям японских промышленных стандартов JIS A 5011-2 как агрегаты ферроникелевого шлака (побочные продукты производства ферроникеля). Их конкретные примеры включают искусственный корунд и спеченный боксит.

Среди этих крупных заполнителей известняковый щебень предпочтителен с точки зрения уменьшения усадки.

Содержание крупного заполнителя предпочтительно составляет 500 кг / м 3 или больше, но 1000 кг / м 3 или меньше. Когда содержание находится в числовом диапазоне, текучесть и прочность затвердевшего продукта хорошие.

<<Примесь>>

Примесь (в дальнейшем также именуемая «химическая примесь») особо не ограничивается и может быть соответствующим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения, при условии, что эта смесь используется в типичных случаях. бетонные составы.Конкретные примеры смеси включают обычные суперпластификаторы на основе поликарбоновой кислоты, имеющие высокий коэффициент снижения содержания воды, и пеногасители, такие как пеногасители на основе полиоксиалкиленалкилового эфира.

Количество добавляемого суперпластификатора на основе поликарбоновой кислоты соответствующим образом регулируется в зависимости от состава бетона.

<Физические свойства бетонной композиции и затвердевшего продукта из нее>

Бетонная композиция по настоящему изобретению имеет следующие физические свойства.

—Величина оседлого потока —

Величина оседания потока — это величина, показывающая текучесть бетонного состава. В методе измерения значения оседания потока измерение выполняется в соответствии с «Методом испытания на оседание бетона» в соответствии с японскими промышленными стандартами JIS A 1150.

Величина оседания текучести бетонной композиции по настоящему изобретению составляет 40 см. или больше и предпочтительно 50 см или больше с точки зрения однородности и удобоукладываемости.

—Прочность на сжатие—

Прочность на сжатие измеряется в соответствии с «Методом испытания бетона на сжатие» в соответствии с японскими промышленными стандартами JIS A 1108.Для измерения прочности на сжатие используются образцы, возраст которых составляет 7 дней, а возраст материала — 28 дней (т.е. время, прошедшее с момента начала перемешивания бетонной композиции, то есть с момента добавления воды к связующему свойству). материал для доменного шлака).

— Деформация усадки (деформация автогенной усадки, деформация усадки при высыхании) —

Деформация автогенной усадки измеряется согласно методу, соответствующему методу группы исследования аутогенной усадки Японского института бетона и группы изучения сверхтекучего бетона Японского института бетона.Материал распечатывается при возрасте материала 7 дней, и синтетическое значение деформации автогенной усадки и деформации усадки при высыхании измеряется в сухой среде. Измерение деформации усадки выполняется до 28-дневного возраста материала.

(Способ производства бетонной композиции)

Способ производства бетонной композиции по настоящему изобретению особо не ограничивается и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от предполагаемой цели, если это способ получения типичной бетонной композиции.Например, бетонный состав можно получить следующим способом. В термостатической камере с температурой 20 ° C компоненты, отличные от воды (например, доменный шлак и по меньшей мере одно из материалов, вызывающих свойства связующего, и цемент), загружаются в смеситель и смешиваются в сухом виде, а затем смешанный с добавлением воды.

Аппараты, такие как миксер, особо не ограничиваются и могут быть соответствующим образом выбраны в зависимости от предполагаемой цели, если они используются для типичных бетонных композиций.

ПРИМЕРЫ

Настоящее изобретение будет описано ниже с помощью примеров. Настоящее изобретение не следует рассматривать как ограниченное приведенными ниже примерами.

Примеры с 1 по 23 и сравнительные примеры с 1 по 3 <Производство бетонных композиций>

Бетонные композиции примеров с 1 по 23 и сравнительных примеров с 1 по 3 были изготовлены в соответствии с пропорциями смеси, представленными в таблицах 2-1 и 2 -2. Для каждой бетонной композиции компоненты, кроме воды, подавали в двухосный смеситель принудительного действия, имеющий номинальную производительность 0.1 м 3 (поставляется Pacific Machinery & Engineering Co., Ltd., SD-100, трехфазный двигатель мощностью 200 В, 7,5 кВт) в термостатической камере с температурой 20 ° C, смешивание в сухом виде в течение 15 секунд, и затем перемешивали в течение 300 секунд с добавлением воды. Количество смеси на партию было постоянным и составляло 0,090 м 3 .

Сокращения, названия продуктов и названия производителей или дистрибьюторов компонентов, используемых в примерах с 1 по 23 и сравнительных примерах с 1 по 3, представлены в таблице 1 ниже.

ТАБЛИЦА 1 Производитель / Физический дистрибьютор Аббревиатура Название продукта Название свойства Доменный шлак BFCERAMENT ADensity: 2.89DC Co., Ltd. 2 / гКорпорация Ранняя прочностьHC — Плотность: 3,14 ТайхейоПортландцементУдельная поверхностьЦементная площадь: 4490 см 2 / гКорпорацияСвойство связующего вещества на основе эттрингитаEX1SACSПлотность: 2.93Сумитомоиндуцирующая расширяющая добавкаУдельная поверхностьОсака Цемент площадь просвета материала: 2850 см 2 / гCo., Ltd. Доменная печь На основе известиEX2TAIHEIYO N-EXПлотность: 3,19Тайхейослагерасширяющая добавкаУдельная поверхностьПлощадь материала: 0 см см 2 / гCo., Ltd. Мухая золаФАФИНАШ (допустимая плотность: 2,40Yонденсаменитель JIS типа I) Удельная поверхностьBusiness Co., площадь: 5,540 см 2 / г Inc. Мелкозернистый заполнитель Ферро-никелевый шлак FNSPAMCOSAND Плотность: 2,98 Агрегат Тайхейофин Коэффициент водопоглощения Кинзоку: 2,25 Корпорация Твердый песчаникHS — Плотность: 2,62 Дробленый песок Ores Inc. 2,74Toya CompanyКоэф. Впитывания воды ООО: 0,48

ТАБЛИЦА 2-1 Цемент, вызывающий свойства связующего материала для Ранний доменный шлакБластОбычная прочность-Расширительная добавкаЦемент / доменный шлак 35 [Шлак на основе EXC3] Шлак на основе EXC435 (кг) Шлак на основе эксцентрика5Шлаковый шлак 353 м 3 ] [кг / м 3 ] [кг / м 3 ] [кг / м 3 ] [кг / м 3 ] [%] Пр.1300023000330

043070020005253560200226253560002272812802001082812800010928102820010102480020001135400200012447002000133780020001424100200015375630001716338560001717253560002218225500002219456280006202810280010213000224225600013232535600022Comp.10458000-Ex.2307000003516002000

Таблица 2-2 крупнозернистого заполнител HardFine aggregatesand Вода / blastFerro-HardstonefurnaceSilicanickelsandcrushedCrushedWaterslagfumeFly ashslagstonestonelimestoneWW / BFSFFAFNSHSHGLG [кг / м 3 ] [%] [кг / м 3 ] [кг / м 3 ] [кг / м 3 ] [кг / м 3 ] [кг / м 3 ] [кг / м 3 ] Пр.1

41691,105008322

41691,105008323

41691,105008324

51701,10600830541691,10

3641691,10

3741691,10500833841691,10500833941691,106008031081351,175008851161931,0550079312130210027631251,065077401661131,120081201741691,10

0188036751501,1640843019901,126008482041691,1070801021

416

083222

401,12808180234168030Comp.1165-0006999980Ex.2

51701,1060083031502

44882006641311020699300748147029661311,217008177200580

Сравнительный пример 2 не был псевдоожиженным.В сравнительном примере 3 наблюдалось расслоение материала, и его нельзя было использовать в последующих испытаниях.

<Испытание на измерение оседания потока>

Сразу после получения каждого состава бетона сразу же выполняли измерение оседания потока. Метод измерения оседания был основан на «Методе испытаний на оседание бетона» по JIS A 1150. Результаты измерения представлены в Таблице 3.

<Прочность на сжатие>

Каждый бетонный состав был помещен в цилиндрический образец (цилиндр диаметром 100 мм × 200 мм) для измерения прочности на сжатие, отвержденный герметично при температуре окружающей среды 20 ° C.и 60% относительной влажности. Опалубки, использованные для всех цилиндрических образцов, представляли собой простые стальные опалубки.

Затем была измерена прочность на сжатие этих образцов при возрасте материала 7 дней в соответствии с «Методом испытания бетона на сжатие» по японским промышленным стандартам JIS A 1108. В качестве прочности на сжатие среднее значение трех образцов (N = 3) для каждого препарата и каждой температуры отверждения. Возраст материала, при котором измерялась прочность на сжатие, составлял два возраста материала: 7 дней и 28 дней для всех.Все образцы были отполированы с обеих торцевых поверхностей непосредственно перед проведением испытания на сжатие. Прочность на сжатие измеряли с использованием прибора для испытания на сжатие 3000 кН (доступного от Shimadzu Corporation). Результаты измерения представлены в таблице 3.

ТАБЛИЦА 3 Прочность на сжатие Возраст материала Величина оседания 7 дней 28 дней [см] [Н / мм 2 ] [Н / мм 2 ] Бывший. 173.549.865.3Ex. 276.036.249.5Ex.377.323.841.4Пр. 475.542.867.7 Пр. 572.565.487.8 Пр. 671.558.482.5Ex. 774.352.473.2Ex. 874.540.658.6Ex. 964.058.177.6Ex. 1052.332.354.1Ex. 1175.044.573.5Ex. 1283.030.954.1 Пр. 1377.033.555.9 Пр. 1442.537.659.0Ex. 1575.1—100.1 Пр. 1667.6—89.1 Пр. 1771.660.087.5Пр. 1862.1—80.2 Пр. 1966.050.271.1Ex. 2068.041.660.0Ex. 2155.541.967.4Пр. 2265.2—86.3 Пр. 2358.550.174.7 Комп. Бывший. 137.054.7 — Сравн. Бывший. 2 ——— Комп. Бывший. 3 ———

<Измерение деформации усадки>

Деформацию усадки бетонных композиций из примеров 16 и 22 измеряли способом, описанным ниже.Результаты представлены в Таблице 4.

Деформация усадки была измерена в соответствии с методом, совместимым с методом группы исследования автогенной усадки Японского института бетона и группы изучения сверхтекучего бетона Японского института бетона до возраста материала 7 глин. Впоследствии материал был распечатан, и синтетическое значение деформации автогенной усадки и деформации усадки при высыхании было измерено в сухой среде. Результаты измерения деформации усадки (деформация автогенной усадки + деформация усадки при высыхании) при возрасте материала 28 дней представлены в таблице 4.

Таблица 4 CoarseaggregateCementFine aggregateHard BlastOrdinaryFerro-sandstonefurnacePortlandSilicaFlynickelHardcrushedslagcementWaterfumeashslagsandstonestoneBFNCWSFFAFNSHSHGShrinkage [кг / м 3 ] [кг / м 3 ] [кг / м 3 ] [кг / м 3 ] [кг / м 3 ] [кг / м 3 ] [кг / м 3 ] [кг / м 3 ] деформация Пр. 1625356

691,10

-112Пр. 2225356

6803-784

Деформацию усадки также измеряли в примерах 1, 2, 7 и 16 таким же образом, как в примере 16.Результаты представлены в таблицах 5-1 и 5-2.

ТАБЛИЦА 5-1 Материал, определяющий свойства вяжущего Цемент для доменного шлака Дробилка Обычная Вспомогательная добавка Цемент / доменная вода / доменная печь Портланд (EX) печной шлакпечи шлакцемент Отношение массы на основе извести Водошлак BFNCEX21413 м3 [кг / 3 900 м3] [900 м3 кгВт / 3 кг / м3] 900 мВт 3 ] [%] [кг / м 3 ] [%]
Ex.130

30

28128010
6253560229036

Таблица 5-2 FineCoarse заполнителя aggre-HardgatesandFerro-stoneSilicanickelcrushedCrushedfumeFly ashslagstonelimestoneSFFAFNSHGLGShrinkage [кг / м 3 ] [кг / м 3 ] [кг / м 3 ] [кг / м 3 ] [кг / м 3 ] деформация Пр.1841691,1050832102841691,1050832727841691,1050833-4116841691,1098030-112

Примеры с 24 по 33 и сравнительные примеры с 4 по 6 <Производство бетонной композиции>

Бетонные композиции из примеров с 24 по 33 и сравнительных примеров были произведены в соответствии с рецептурой, представленной в Таблице 7. Для каждой бетонной композиции компоненты, отличные от воды, подавались в двухосный смеситель принудительного действия, имеющий номинальную вместимость 0,1 м. 3 (доступный от Pacific Machinery & Engineering Co., Ltd., SD-100, трехфазный двигатель 200 В мощностью 7,5 кВт) в термостатической камере с температурой 20 ° C, смешивали в сухом виде в течение 15 секунд, а затем смешивали в течение 300 секунд с добавлением воды. Количество смеси на партию было постоянным и составляло 0,090 м 3 .

Сокращения, названия продуктов и названия производителей или дистрибьюторов компонентов, используемых в примерах с 24 по 33 и сравнительных примерах с 4 по 6, представлены в таблице 6 ниже.

ТАБЛИЦА 6 Производитель / АббревиатураНазвание продуктаСвойствоДистрибьютор Доменный шлак ПЛОТНОСТЬ: 2.89DC Co., Ltd.Удельная площадь поверхности: 4400 см 2 / г Расширительная добавка EXTAIHEIYO N-EXПлотность: 3,19Taiheiyo Материалы Специфическая площадь 900.20 Размер конструкции 970 Площадь объекта: 2,970 Размер площади: 2,970 Размер конструкции 970 Площадь объекта площадь поверхности: Co., Ltd. 200000 см 2 / г Зола мухиFAFINASH (допустимая плотность: 2,40Yonden Businesssubstitute for JIS type I) Удельная поверхностьCo., Inc. площадь: 5,540 см 2 / г FineFerro-nickelFNSPAMCOSAND Плотность: 2.98Taiheiyo Kinzokuaggregateslag fineCoefficient из waterCorporationaggregateabsorption: 2.25CoarseHard sandstoneHG-Плотность: 2.64Ores Inc.aggregatecrushed stoneCoefficient из waterabsorption: 0,68

TABLE 7CoarseaggregateWater / FineHardBlastExpansiveblastaggregatesandstonefurnaceadditivefurnaceSilicaFerro-nickelcrushedslag (EX) WaterslagfumeFly ashslagstoneCRAEXWW / CRASFFAFNSHG [кг / м 3 ] [ кг / м 3 ] [кг / м 3 ] [%] [кг / м 3 ] [кг / м 3 ] [кг / м 3 ] [кг / м 3 ] Пр.2430920

41691,0807842530940

41691,0807842630950

41691,0807842730910

41691,080784283095

41691,080784293093

41691,08078430275208029751501,136824313442010029941881,02574332413201202

2533344720130244858622Comp.451620150281746541Ex.53090.5

41691,0807846206206029561131,248904

Сравнительный пример 4 имел сегрегации материала, и не мог быть использован в последующих тестах.

<Испытание на измерение оседания и прочности на сжатие>

Осадочную текучесть и прочность на сжатие бетонных композиций из примеров с 24 по 33 и сравнительных примеров с 4 по 6 измеряли таким же образом, как в примере 1.Результаты измерения представлены в Таблице 8.

ТАБЛИЦА 8 Прочность на сжатие Возраст материала Величина оседания 7 дней 28 дней [см] [Н / мм 2 ] [Н / мм 2 ] Бывший. 2474.857.774.9 Пр. 2572.670.887.4Ex. 2673.076.394.4Ex. 2773.847.863.0Ex. 2877.331.251.5Ex. 2976.021.744.3Ex. 3057.756.272.3Ex. 3176.453.871.7Ex. 3287.954.069.1 Пр. 3388.449.367.6 Комп. Бывший. 4 ——— Комп. Бывший. 5—— 3.8 Комп. Бывший. 6-30,534,0

Сравнительные примеры 5 и 6 не были псевдоожижены.

Поскольку сравнительный пример 5 не был отвержден на 7-й день, прочность на сжатие при возрасте материала 7 дней невозможно было измерить.

Хозяйственные постройки … — Ch4 Строительные материалы: Бетон

Хозяйственные постройки … — Ch4 Строительные материалы: Бетон
Бетон

Содержание предыдущий следующий

Бетон — строительный материал, изготовленный путем смешивания цементного теста. (портландцемент и вода) и заполнитель (песок и камень).В цементная паста — это «клей», который связывает частицы в совокупность вместе. Прочность цементного теста зависит от об относительном соотношении воды и цемента; более разбавленный паста слабее. Также относительные пропорции цементного теста а агрегат влияет на прочность; более высокая доля паста, делающая бетон более прочным. Бетон затвердевает через химическая реакция между водой и цементом без необходимости воздух. После первоначального схватывания бетон хорошо затвердевает. под водой.Сила набирается постепенно, в зависимости от скорости химической реакции.

В бетонную смесь иногда добавляют добавки для добиться определенных свойств. Арматурная сталь используется для добавления прочность, особенно при растягивающих напряжениях.

Бетон обычно смешивают на строительной площадке и кладут в формы желаемой формы в том месте, которое займет агрегат готовая конструкция. Единицы также могут быть сборными либо на на стройплощадке или на заводе.

Свойства бетона

Бетон ассоциируется с высокой прочностью, твердостью, прочность, непроницаемость и пластичность. Это плохой тепловой изолятор, но обладает высокой теплоемкостью. Бетон не легковоспламеняющийся и имеет хорошую огнестойкость, но есть серьезный потеря прочности при высоких температурах. Бетон из обычный портландцемент имеет низкую стойкость к кислотам и сульфаты, но хорошая стойкость к щелочам.

Бетон — относительно дорогой строительный материал для фермы. конструкции. Стоимость может быть снижена, если часть портленда цемент заменяется пуццоланом. Однако когда пуццоланы химическая реакция протекает медленнее, а прочность увеличивается. задерживается.

Прочность на сжатие зависит от пропорций ингредиенты, то есть соотношение цемент-вода и цемент совокупный коэффициент. Поскольку заполнитель составляет основную часть затвердевшего бетон, его прочность также будет иметь некоторое влияние.Прямой предел прочности на разрыв, как правило, низкий, всего от 1/8 до 1/14 от прочность на сжатие и обычно не принимается во внимание при проектировании расчеты, особенно при проектировании железобетона.

Прочность на сжатие измеряется дроблением кубов длиной 15 см. с каждой стороны. Кубики выдерживаются в течение 28 дней при стандартных условиях. температуры и влажности, а затем измельчают в гидравлическом прессе. Характерными значениями прочности через 28 дней являются те, ниже которых выпадает не более 5% результатов тестирования.Используемые оценки: C7, C10, Cl5, C20, C25, C30, C40, C50 и C60, каждый из которых соответствует с характеристической прочностью на раздавливание 7,0, 10,0, 15,0 Н / мм2, пр.

Таблица 3.11 Типичное увеличение прочности бетона

Возраст в тест

Средняя прочность на раздавливание

Обычный портландцемент

Хранение на воздухе 18C 65%, R H Н / мм2 Хранение в воде Н / мм2
1 день 5.5
3 дня 15,0 15,2
7 дней 22,0 22,7
28 дней 31,0 34,5
3 месяца 37,2 44,1

(1 цемент — 6 заполнитель, по весу, 0.60 вода — цемент соотношение).

В некоторых литературных источниках требуемая марка бетона обозначается как пропорции цемент — песок — камень, так называемые номинальные смеси а не прочность на сжатие. Поэтому некоторые общие Номинальные смеси включены в Таблицу 3.12. Обратите внимание, однако, что количество воды, добавленной в такую ​​смесь, будет иметь большое влияние на прочность на сжатие затвердевшего бетона.

Более бедная из номинальных смесей, указанных напротив C7 и C10 классы пригодны для работы только с очень хорошо отсортированными агрегатами в диапазоне до довольно больших размеров.

Состав

Цемент

Обычный портландцемент используется в большинстве хозяйственных построек. Это продается в бумажных мешках по 50 кг или примерно 37 литров. Цемент необходимо хранить в сухом, защищенном от земли месте. влажность, и на периоды, не превышающие одного-двух месяцев. Даже сыро воздух может испортить цемент. Это должна быть консистенция порошка при использовал. Если образовались комки, качество снизилось, но все еще можно использовать, если комки могут быть раздавлены между пальцы.

Таблица 3.12 Рекомендуемое использование для Различные марки и смеси бетона

Марка Номинальная смесь Использование
C7

C10

1: 3: 8

1: 4: 6

1: 3: 6

1: 4: 5

1: 3: 5

Ленточные опоры; заполнение траншеи фонды; основания стоек; неармированные фундаменты; наружный бетон и перемычки под плиты; этажи с очень легкий трафик; массивный бетон и др.
Класс 5

C20

1: 3: 5

1: 3: 4

1: 2: 4

1: 3: 3

Фундамент стены; подвал стены; конструкционный бетон; стены; усиленный пол плиты; полы для молочного и мясного скота, свиней и птица; полы в зерновых и картофельных складах, сенокосах, и машинные магазины; септики, резервуары для хранения воды; плиты для навоза с двора фермы; дороги, проезды, тротуары и прогулки; лестницы.
C25

C30

C35

1: 2: 4

1: 2: 3

1: 1.5: 3

1: 1: 2

Весь бетон в доении доильные залы, молочные заводы, силосные бункеры и кормово-поилки поилки; полы, подверженные сильному износу и погодным условиям, или слабые растворы кислот и щелочей; дороги и тротуары часто используется тяжелой техникой и грузовиками; небольшой мосты; подпорные стены и дамбы; подвесные полы, балки и перемычки; полы, используемые тяжелыми, мелколесными оборудование, например автопогрузчики; столбы ограждения, сборные железобетонные изделия.
C40

C50

C60

Бетон в очень сильное воздействие; сборные элементы конструкции; предварительно напряженный бетон.

Совокупный

Заполнитель или балласт — это гравий или щебень. Те заполнители, проходящие через сито 5 мм, называются мелкими заполнителями. или песок, и те, что задерживаются, называются крупным заполнителем или камнем.Заполнитель должен быть твердым, чистым, не содержать соли и растительное вещество. Слишком много ила и органических веществ делает заполнитель непригоден для бетона.

Testfor Silt выполняется путем помещения 80 мм песка в 200 мм высотой. прозрачная бутылка. Добавьте воды до высоты 160 мм. Встряхните энергично перемешайте бутылку и дайте содержимому осесть до тех пор, пока следующий день. Если слой ила, который будет оседать на поверхности песок, менее 6 мм песок можно использовать без дополнительных лечение.Если содержание ила выше, песок необходимо промывают.

Тест на органические вещества выполняется путем помещения 80 мм песка в Прозрачная бутылка высотой 200 мм. Добавьте 3% раствор натрия гидроксид до 120мм. Обратите внимание, что гидроксид натрия, который может быть куплен в аптеке, опасен для кожи. Закупорите бутылку и энергично встряхните в течение 30 секунд и оставьте до следующего дня. Если жидкость на песке превратится темно-коричневого или кофейного цвета, песок использовать нельзя.«Соломенный» цвет подходит для большинства работ, но не для тех, кому требуется максимальная прочность или водонепроницаемость. Однако учтите, что некоторые соединения двухвалентного железа могут реагировать с гидроксид натрия и вызывают коричневый цвет.

Градация агрегата относится к дозированию различных размеры заполнителя и сильно влияют на качество, проницаемость и удобоукладываемость бетона. С хорошо гранулированный заполнитель, частицы различных размеров перемешиваются между собой оставляя минимальный объем пустот для заполнения дорогостоящая цементная паста.Частицы также легко сливаются, то есть заполнитель является работоспособным, что позволяет использовать меньше воды. Классификация выражается в процентах от массы заполнителя. проходя через различные сита. Хорошо оцененный агрегат будет иметь довольно равномерное распределение размеров.

Содержание влаги в песке важно, так как соотношение смеси песка часто относится к кг сухого песка и максимальному количеству воды включает влагу в совокупности. Влажность составляет определяется путем взятия репрезентативной пробы массой 1 кг.Пример точно взвесить и тонко разложить на тарелке, пропитанной спирт (спирт) и обгорел при перемешивании. Когда образец охлажденный, он снова взвешивается. Снижение веса сводится к весу воды, которая испарилась, и выражается как процентов путем деления потерянного веса на вес высушенного образец. Нормальная влажность естественно влажного песка от 2,5 до 5,5%. В бетонную смесь добавляется гораздо меньше воды.

Плотность — это вес на единицу объема твердой массы без учета пустот, и определяется путем помещения одного килограмма сухого заполнителя в один литр воды.Плотность — это вес сухого заполнителя (1 кг), разделенного на объем воды, вытесненной из место. Нормальные значения плотности заполнителя (песок и камень) от 2600 до 2700 кг / м3 и для цемента 3100 кг / м3.

Насыпная плотность — это масса заполнителя на единицу объема. включая пустоты и определяется взвешиванием 1 литра совокупный. Нормальные значения для крупного заполнителя — от 1500 до 1650. кг / м3. Совершенно сухой и очень влажный песок имеют одинаковый объем, но из-за свойства набухания влажного песка он имеет большую объем.Насыпная плотность типичного естественно влажного песка составляет 15 на 25% ниже, чем у крупного заполнителя из того же материала, т. е. От 1300 до 1500 кг / м3.

Размер и текстура заполнителя влияет на бетон. Чем больше частицы крупного заполнителя не могут превышать одной четверти минимальная толщина бетонного элемента. В железобетон, крупный заполнитель должен пройти между арматурными стержнями, 20 мм обычно считается максимальный размер.

Агрегат с большей площадью поверхности и шероховатой текстурой, т.е. щебень, позволяет развить большую силу сцепления, но будет дают менее податливый бетон.

Груды заполнителя должны находиться близко к месту смешивания. Песок и камень следует хранить отдельно. Если твердой поверхности нет в наличии, нижняя часть стопки не должна использоваться во избежание осквернение землей. В жарком солнечном климате тень должна быть при условии, или агрегат обрызгивают водой для охлаждения.Горячий заполнители делают бетон плохим.

Дозирование

Измерение производится по весу или по объему. Дозирование по весу точнее, но используется только на крупных строительных площадках. При строительстве хозяйственных построек применяется дозирование по объему. Точное дозирование более важно для более высоких сортов конкретный. Дозировка по весу рекомендуется для бетона марки C30 и выше. Проверка насыпной плотности заполнителя позволит обеспечивают большую точность, когда марка C20 или выше дозируется объем.Мешок с цементом 50 кг можно разрезать пополам. через середину верхней стороны сумки, лежащей на пол. Затем мешок берется за середину и поднимается так, чтобы сумка делится на две половины.

В качестве мерной единицы можно использовать ведро или ящик. Материалы должен располагаться в измерительном блоке неплотно и не уплотняться. Кубический ящик со сторонами 335 мм удобно построить, так как в нем будет 37 литров, что составляет объем одного мешка цемент.Если ящик сделан без дна и размещен на платформа для смешивания при заполнении, она легко опорожняется просто подняв его. Ингредиенты никогда не следует измерять лопату или лопату.

Рисунок 3.19 Связь между комплексная прочность и водоцементное соотношение

Сумма объемов ингредиентов будет больше, чем объем бетона, потому что песок заполнит пустоты между крупный заполнитель. Материалы обычно имеют от 30 до 50% больший объем, чем у бетонной смеси; От 5 до 10% допускается для отходы и разливы.Добавляемый цемент заметно не увеличивается громкость. Приведенные выше предположения используются в примере 1 в приблизительно оценивая количество необходимых ингредиентов. В примере 2, более точный метод расчета количества бетона получено из ингредиентов.

Пример 1

Рассчитайте количество материалов, необходимых для строительства прямоугольный бетонный пол 7,5 на 4,0 м и толщиной 7 см. Использовать номинальная смесь 1: 3: 6.50 кг цемента равняется 371.

Общий требуемый объем бетона = 7,5 м x 4,0 м x 0,07 м = 2,1 м

Общий объем ингредиентов, предполагая 30% -ное снижение объем при смешивании и 5% отходов = 2,1 м + 2,1 (30% + 5+) м = 2,84 м

Объем ингредиентов пропорционален количество частей в номинальной смеси. В этом случае есть всего 10 частей (1 + 3 + 6) в смеси, но цемент не влияет на объем, поэтому только 9 частей для песка и камня используются.

Цемент = (2,89 x 1) / 9 = 0,32 м или 320

Песок = (2,84 x 3) / 9 = 0,95 м

Камень = (2,84 x 6) / 9 = 1,89 м

Количество необходимых мешков с цементом = 320/37 = 8,6 мешков, т.е. нужно купить 9 пакетов.

Требуемый вес песка = 0,95 м x 1,45 т / м = 1,4 тонн

Требуемый вес камня = 1,89 м x 1,60 т / м = 3,1 тонн

Максимальный размер камней = 70 мм x 1/4 = 17 мм

Пример 2

Предположим, что цементно-песчано-каменная смесь 1: 3: 5 по объем с использованием естественно влажных заполнителей и добавления 62 литров воды.Какая будет основная крепость и объем смеси быть, если используются 2 мешка цемента. Дополнительные предположения:

Влажность песка: 4%

Влажность камней: 1,5%

Насыпная плотность песка: 1400 кг / м

Насыпная плотность камней: 1600 кг / м

Плотность заполнителя: 2650 кг / м

Плотность твердого цемента: 3100 кг / м

Плотность воды: 1000 кг / м

1 Рассчитайте объем заполнителя в смеси.

2 мешка цемента имеют объем 2 x 37л = 74л

Объём песка 3 х 74л = 2221

Объем камней 5 х 74л = 3701

2 Рассчитайте вес агрегатов.

Песок 222/1000 м x 1400 кг / м = 311 кг

Камни 370/1000 м x 1600 кг / м = 592 кг

3. Рассчитайте количество воды, содержащейся в совокупный

Вода в песке 311 кг x 4/100 = 12 кг

Вода в камнях 592 кг x 1.5/100 = 9 кг

4 Отрегулируйте количество в партии для содержания воды в совокупный.

Цемент 100 кг (без изменений)

Песок 311 кг — 12 кг = 299 кг

Камни 592 кг — 9 кг = 583 кг

Общее количество сухого заполнителя = 299 кг + 583 кг = 882 кг

Вода = 62 кг + 12 кг + 9 кг = 83 кг

5 Расчет водоцементного отношения и цемент-заполнитель соотношение.

Водоцементное соотношение = (83 кг воды) / 100 кг цемента = 0 83

Соотношение заполнитель — цемент = (882 кг заполнителя) / 100 кг цемент = 8.8

Водоцементное соотношение указывает на то, что смесь имеет базовая прочность, соответствующая смеси C10. См. Приложение V: 12.

6 Рассчитайте «твердый объем» ингредиентов в смеси, исключая воздушные пустоты в заполнитель и цемент.

Цемент 100 кг / 3100 кг / м = 0,032 м

Агрегат 882 кг / 2650 кг / м = 0,333 м

Вода 83 кг / 1000 кг / м = 0.083м

Итого = 0,448 м

Общий объем смеси 1: 3: 5, полученный из 2 мешков цемент 0,45м.

Обратите внимание, что 0,45 м бетона — это только 2/3 от общей суммы объемов компонентов — 0,074 + 0,222 + 0,370.

Таблица 3.13 Требования на куб. Счетчик дозирования бетонных смесей номинального размера

Пропорции по Цемент Нет.50 кг Естественно влажный заполнитель 1 Совокупный: цемент Песок в всего
Песок Камни
Объем мешков кв.м. тонн кв.м. тонн соотношение %
1: 4: 8 3.1 0,46 0,67 0,92 1,48 13,4 31
1: 4: 6 3,7 0,54 0,79 0,81 1,30 11,0 37
1 5: 5 3.7 0,69 1,00 0,69 1,10 10,9 47
1: 3: 6 4,0 0,44 0,64 0,89 1,42 10,0 31
1: 4: 5 4.0 0,60 0,87 0,75 1,20 9,9 41
1: 3: 5 4,4 0,49 0,71 0,82 1,31 8,9 35
1: 4: 4 4.5 0,66 0,96 0,66 1,06 8,7 47
1: 3: 4 5,0 0,56 0,81 0,74 1,19 7,7 40
1: 4: 3 5.1 0,75 1,09 0,57 0,91 7,6 54
1: 2: 4 5,7 0,42 0,62 0,85 1,36 6,7 31
1: 3: 3 5.8 0,65 0,94 0,65 1,03 6,5 47
1: 2: 3 6,7 0,50 0,72 0,74 1,19 5,5 37
1: 1: 5: 3 7.3 0,41 0,59 0,82 1,30 5,0 31
1: 2: 2 8,1 0,60 0,87 0,60 0,96 4,4 47
1: 1: 5: 2 9.0 0,50 0,72 0,67 1,06 3,9 40
1: 1: 2 10,1 0,37 0,54 0,75 1,19 3, 0,3 31

Эти количества рассчитаны с учетом песка имеющий насыпную плотность 1450 кг / м и камень 1600 кг / м.В плотность агрегатного материала 2650 кг / м3.

Смешивание

Механическое перемешивание — лучший способ замешивания бетона. Партия мешалки с опрокидывающимся барабаном для использования на стройплощадках. доступны в размерах от 85 до 400 литров. Мощность для барабана вращение обеспечивается бензиновым двигателем или электродвигателем тогда как наклон барабана осуществляется вручную. Грушевидный барабан имеет лопасти внутри для эффективного перемешивания.Смешивание должно быть дается продолжаться не менее 2,5 минут после всех ингредиентов были добавлены. Для небольших работ в сельской местности это может быть Достаточно сложно и дорого достать механический миксер.

Таблица 3.14 Смешивание воды Требования к плотному бетону разной консистенции и Максимальные размеры заполнителя

Максимум

размер из

совокупность 3

Вода требование 1 / м бетон
1 / 2- 1/3 1 / 3- 1/6 1/6 -1/2
Высокая

Технологичность

Средняя обрабатываемость Пластичная консистенция
10 мм 245 230 210
14 мм 230 215 200
20 мм 215 200 185
25 мм 200 190 175
40 мм 185 175 160

3 Включает влагу в совокупности.Количество вода для смешивания — максимум для использования с достаточно хорошо угловатый крупный агрегат правильной формы. 2 См. Таблицу осадки. 3.15.

Рисунок 3.20 Смеситель периодического действия.

Простой ручной бетоносмеситель может быть изготовлен из пустую масляную бочку, установленную в каркас из оцинкованной трубы. Рисунок 3.21 показывает ручную рукоятку, но привод можно легко преобразовать в мощность машины.

Рисунок 3.21 Самостоятельная постройка бетономешалка.

Ручное смешивание обычно применяется для небольших работ. Смешивание должно делать на закрытой платформе или бетонном полу рядом с там, где нужно укладывать бетон, а не на голую землю из-за загрязнения земли.

Рекомендуется следующий метод смешивания вручную:

  • 1 Измеренные количества песка и цемента смешиваются переворачивать лопатой не менее 3 раз.
  • 2 Около трех четвертей воды добавляется в перемешивайте понемногу.
  • 3 Перемешивание продолжают до тех пор, пока смесь не станет однородный и работоспособный.
  • 4 Измеренное количество камней ,. после смачивания с частью оставшейся воды, распределяется по смесь и перемешивание продолжалось, все ингредиенты были переворачивался не менее трех раз в процессе, используя как как можно меньше воды, чтобы получилась работоспособная смесь.

Все инструменты и платформу следует мыть водой при есть перерыв в перемешивании, и в конце дня.

Тест на оседание

Испытание на осадку дает приблизительное указание удобоукладываемость влажной бетонной смеси. Заполните конусообразный ведро с мокрой бетонной смесью и тщательно утрамбовать. Перемена ведро вверх дном на смесительную платформу. Поднимите ведро, поместите его рядом с бетонной кучей и измерьте осадку, как показано на рисунке 3.22.

Размещение и уплотнение

Бетон следует укладывать с минимальной задержкой после смешивание завершено, и обязательно в течение 30 минут.Особый следует соблюдать осторожность при транспортировке влажных смесей, так как вибрации движущейся тачки могут вызвать разделять. Смесь не должна стекать или падать. в нужное положение с высоты более 1 метра. Бетон укладывать лопатой слоями не глубже 15 см и уплотняется перед нанесением следующего слоя.

При отливке плит поверхность выравнивается стяжкой доска, которая также используется для уплотнения бетонной смеси, как только он был помещен для удаления любого захваченного воздуха.Менее работоспособный чем смесь, тем она пористее и тем больше уплотнение необходимо. На каждый процент захваченного воздуха бетон теряет до 5% его прочности. Однако чрезмерное уплотнение мокрой смеси переносят мелкие частицы наверх, в результате чего получается слабый пыльный поверхность.

Ручное уплотнение обычно используется при строительстве фермы здания. Может использоваться для смесей с высоким и средним удобоукладываемость и для пластичных смесей. Мокрые смеси, используемые для стен, уплотняется при помощи обрешетки, палки или куска арматурный стержень.Также помогает стук опалубки. Меньше рабочие смеси, такие как те, что используются для дверей и дорожных покрытий, лучше всего уплотняется трамбовкой.

Рисунок 3.22 Осадка бетона Тесет.

Таблица 3.1 5 Осадки бетона для Различное применение

Согласованность Спад Использование Метод уплотнения
Высокая обрабатываемость 1/2 — 1/3 Конструкции с узкой проходы и / или сложные формы.Сильно усиленный конкретный. Руководство
Средняя обрабатываемость 1/3 — 1/6 Обычное использование. Неармированный и нормально армированный бетон. Руководство
Пластик 1/6 — 1/12 Открытые конструкции с достаточно открытая арматура, которую тяжело обрабатывают вручную для уплотнение полов и дорожных покрытий.Массовый бетон. Ручной или механический
Жесткий 0 — 1/2 Без армирования или редко армированные открытые конструкции, такие как полы и тротуары, которые механически вибрируют. Заводское изготовление ЖБИ. Бетонные блоки. Механический
Влажный 0 Заводская сборка ЖБИ. Механическое или давление

Рисунок 3.23 Руководство уплотнение фундамента и плиты перекрытия.

Более густые смеси можно тщательно уплотнять только механические вибраторы. Покерный вибратор для стен и фундамента (вибростойка) погружается в уложенную бетонную смесь на точки на расстоянии до 50 см друг от друга. Полы и тротуары вибрируют лучевой вибратор.

Рисунок 3.24 Механический вибраторы.

Строительные муфты

Отливку следует спланировать так, чтобы работа над членом могла быть завершенным до конца дня. Если остался литой бетон более 2 часов схватится настолько, что нет прямого продолжение между старым и новым бетоном. Суставы потенциально слабые и должны быть спланированы там, где они повлияют на сила члена как можно меньше. Суставы должны быть прямой, вертикальный или горизонтальный.При возобновлении работы старую поверхность необходимо придать шероховатость и очистить, а затем обработать густая смесь воды и цемента.

Опалубка

Опалубка обеспечивает форму и текстуру поверхности бетона. элементов и поддерживает бетон во время схватывания и затвердевания.

Возможна простейшая форма для кромок тротуара, плиты перекрытия, дорожки и др.

Рисунок 3.25 Простой тип опалубка для бетонной плиты.

В больших бетонных плитах, таких как пол, обычно возникают трещины. в ранний период схватывания. В обычной плите, где водонепроницаемость не важна, ее можно контролировать, укладывая бетон в квадратах с швами между допусками бетона слегка двигаться, не вызывая трещин в плите. Расстояние между стыками не должно превышать 3 метра. Самый простой вид это так называемый сухой шов. Бетон заливается прямо против уже затвердевший бетон другого квадрата.

Более сложный метод — это заполнение шва. Зазор 3 мм между квадратами оставляется минимум и заливается битумом или любой сопоставимый материал.

Опалубки для стен должны иметь прочную опору, т.к. бетон, в мокром состоянии оказывает сильное давление на боковые доски. Чем больше чем выше высота, тем больше давление. Бетонная стена не будет обычно тоньше 10 см или 15 см в случае армированного материала. конкретный. Если он выше одного метра, он не должен быть меньше толщиной более 20 см, чтобы можно было уплотнить бетон правильно с тампером.Стыки опалубки должны быть плотными. достаточно, чтобы предотвратить потерю воды и цемента. Если поверхность готовая стена должна быть видна, дальнейшая обработка не требуется. ожидаемые, шпунтовые и рифленые доски, строганные с внутренней стороны использоваться для получения гладкой и привлекательной поверхности. Альтернативно Можно использовать фанерные листы толщиной 12 мм. Размеры и расстояние между шпильки и стяжки показаны на рисунке 3.26. Правильный интервал и установка стяжек важна для предотвращения перекоса или полный отказ форм.

Опалубки должны быть не только хорошо закреплены, но и закреплены. надежно предотвратить их всплытие, позволяя бетону сбежать снизу.

Формы следует смазать маслом и тщательно полить. перед заливкой бетоном. Это сделано для предотвращения попадания воды в бетон от впитывания деревянными досками и предотвратить прилипание бетона к формам. Растворимое масло лучше всего, но на практике используется моторное масло, смешанное с равными частями дизельное топливо — самый простой и дешевый в использовании материал.

Деревянные формы при осторожном обращении можно использовать несколько раз прежде, чем они будут оставлены. Если возникает повторная потребность в Такой же формы выгодно делать формы из стальных листов.

Анкету работу можно забрать через 3 дня, но оставив ее в течение 7 дней помогает поддерживать бетон во влажном состоянии.

Для экономии материала на опалубку и ее несущая конструкция, высокие силосы и колонны отлиты с помощью шпонки форма.Форма не построена на всю высоту силоса, но на самом деле может быть всего несколько метров в высоту. Как заливка бетона продолжается форма приподнята. Работа должна идти в быстром темпе что позволяет бетону затвердеть до того, как он покинет нижнюю часть форма. Эта техника требует сложной конструкции. расчеты, квалифицированный труд и авторский надзор.

Бетон для отверждения

Бетон схватится за три дня, но химическая реакция между водой и цементом продолжается намного дольше.Если вода исчезает при испарении, химическая реакция прекращается. Поэтому очень важно, чтобы бетон оставался влажным (влажным). минимум 7 дней.

Преждевременное высыхание также может привести к растрескиванию из-за усадка. Во время отверждения прочность и непроницаемость увеличивается, и поверхность затвердевает от истирания. Полив бетон должен начинаться, как только поверхность станет достаточно твердой во избежание повреждений, но не позднее, чем через 10-12 часов после заливки.Покрытие бетона мешками, травой, гессианом, слоем песка. или полиэтилен помогает удерживать влагу и защищает поверхность от сухих ветров. Это особенно важно в тропический климат.

Температура также является важным фактором при отверждении. Для температурах выше 0 C и ниже 40 C Развитие прочности функция температуры и времени. При температуре выше 40С застывание и затвердевание могут происходить быстрее, чем хотелось бы, и приводит к снижению прочности.

Приблизительное время отверждения, необходимое для достижения характеристик прочность на сжатие при различных температурах отверждения для бетона смеси обыкновенного портландцемента. Показать на рисунке 3.27

Рисунок 3.26 Размеры и расстояние между стойками и стяжками в опалубке стен.

Рисунок 3.27 Время отверждения для бетона.

Отделка по бетону

Поверхность свежеуложенного бетона не должна обрабатываться пока не произойдет какая-то настройка.Тип отделки должен быть совместим с предполагаемым использованием. В случае пола Желательна нескользящая поверхность для людей и животных.

Трамбовка: трамбовка оставляет грубую волнистую поверхность при он был использован для уплотнения бетона.

Отделка с вытяжкой: может быть менее выраженная рябь перемещая слегка наклоненную трамбовку на хвостовой части над поверхность.

Отделка с брусом: метла средней жесткости проведена по свежеутрамбованная поверхность для получения довольно шероховатой текстуры.

Отделка под дерево: для получения гладкой песчаной текстуры бетона. после утрамбовки можно гладить по дереву. Поплавок используется с полукруглое подметание, передняя кромка слегка поднятый; это сглаживает рябь и создает поверхность с мелкая зернистая текстура, покрытие, часто используемое для полов в животных дома.

Стальная затирка: затирка стали после затирки древесины дает более гладкую поверхность с очень хорошими износостойкими качествами.Однако во влажных условиях он может быть скользким.

Поверхности с обнаженным заполнителем можно использовать для декоративных цели, но может также дать шероховатую, прочную поверхность на горизонтальном плиты. Эту поверхность можно получить, удалив цемент и песок. разбрызгивая воду на новый бетон или устанавливая заполните вручную незатвердевший бетон.

Железобетон

Бетон прочен на сжатие, но относительно слаб на сжатие. напряжение.Нижняя сторона нагруженной балки, например, перемычка над дверь, находится в напряжении.

Рисунок 3.28 Напряжения в бетонная перемычка

Бетон, подверженный растягивающей нагрузке, необходимо армировать стальные стержни или сетка. Количество и вид арматуры должны быть тщательно рассчитанным или, альтернативно, стандартным дизайном полученный из надежного источника, следует выполнять без вариация.

Важные факторы, относящиеся к железобетону:

  • 1 Стальные стержни необходимо очистить от ржавчины и грязи. прежде, чем они будут размещены.
  • 2 Для получения хорошей адгезии между бетоном и стальные стержни, стержни должны перекрываться там, где они соединяются как минимум на сорок раз больше диаметра. Когда используются простые стержни, концы стержней должны быть зацеплены.
  • 3 Арматурные стержни должны быть хорошо связаны между собой и поддерживаются, поэтому они не будут двигаться при укладке бетона и уплотненный.
  • 4 Стальные стержни должны находиться в зоне растяжения и покрыты с бетоном толщиной в три раза больше диаметра или минимум на 25 мм для защиты от воды и воздуха что вызывает ржавчину.
  • 5 Бетон должен быть хорошо уплотнен вокруг стержней. 6 Бетон должен быть не менее C20 или 1: 2: 4 номинальной смеси и иметь максимальный размер заполнителя 20 мм.

Бетонные полы иногда армируют сварной сталью сетка или проволочная сетка, размещенная на расстоянии 25 мм от верхней поверхности бетон, чтобы ограничить размер трещин. Однако такие Распределительная арматура необходима только при нагрузках тяжелые, нижележащая почва ненадежна, или когда растрескивание должно быть сведено к минимуму, как и в резервуарах для воды.

Рисунок 3.29 Размещение арматурные стержни.


Содержание предыдущий следующий

Разработка бетонной смеси К-300 для сейсмоустойчивой жилищной инфраструктуры в Индонезии

Абстрактные

При определении прочности бетонной смеси К-300, подходящей для строительства сейсмостойкого жилищного строительства, необходимо изучить материалы, которые будут использоваться, на предмет надлежащего качества и количества, чтобы смесь можно было наносить непосредственно на жилище жителя в помещении. зона землетрясения.На первом этапе будет проводиться осмотр / ситовый анализ мелкого заполнителя или песка и ситовой анализ крупного заполнителя или гравия на предоставленном образце весом примерно 40 кг. Кроме того, определение удельного веса и поглощения заполнителей, исследование содержания осадка в заполнителях, проходящих через сито, нет. 200, и, наконец, экспертиза веса совокупного содержания. На втором этапе бетонная смесь, запланированная с помощью Mix Design K-300, подходит для использования в Индонезии, с этапами реализации: планирование водного фактора цемента (CWF), планирование отсутствия воды в бетоне (литры / м 3 ), Планирование количества цемента, Планирование минимального содержания цемента, Планирование скорректированного водного фактора цемента, Планирование расчетного состава заполнителя, Планирование расчетного веса содержания бетона, Расчет состава бетонной смеси, Расчет смешанной поправки для различного содержания воды .Выполнение вышеуказанных испытаний также оценивает поправку на влажность и потребность в материалах смеси в килограммах для смеси К-300, так что результат проверки осадки будет достигнут в запланированных 8-12 см. На завершающем этапе проводится испытание экспериментальной смеси К-300 на прочность при сжатии, после чего получается состав бетонной смеси К-300, пригодный для одного мешка цемента массой 50 кг для фундамента надлежащего жилища. Состав состоит из цемента, песка, гравия и воды.

Статические механические свойства и механизм бетона со сверхвысокими характеристиками (UHPC) C200, содержащего крупные заполнители

В этой статье был подготовлен бетон со сверхвысокими характеристиками C200 (UHPC), содержащий крупный заполнитель. Во-первых, для приготовления смесей использовали четыре различных максимального размера и три различных типа грубого заполнителя, имеющих значительные различия в прочности, текстуре поверхности, пористости и абсорбции. Во-вторых, было исследовано влияние максимального размера и типа крупного заполнителя на удобоукладываемость свежего UHPC и механическое поведение затвердевшего UHPC.Наконец, была проведена серия микротестов, включая порозиметрию с проникновением ртути (MIP), сканирующий электронный микроскоп (SEM), дифракцию рентгеновских лучей (XRD), и был обсужден механизм C200 UHPC.

Результаты показывают, что тип и максимальный размер крупного заполнителя имеют существенное влияние на удобоукладываемость и механические свойства C200 UHPC. Базальтовый крупнозернистый заполнитель с максимальным размером 10 мм может быть использован для приготовления C200 UHPC. Прочность на сжатие и изгиб C200 UHPC составляет 203 МПа и 46 МПа через 90 дней, соответственно.Кроме того, данные микротестов показывают, что C200 UHPC имеет уплотненную матрицу и прочную межфазную переходную зону (ITZ), что позволяет полностью использовать совокупную потенциальную прочность.

1 Введение

Реактивный порошковый бетон (RPC) — это современный цементный материал, который можно разделить на RPC200 и RPC800 [1, 2, 3, 4]. Прочность на сжатие RPC200 составляет от 150 МПа до 200 МПа, прочность на изгиб — от 20 МПа до 50 МПа, а энергия разрушения — от 15 000 Дж / м 2 до 40 000 Дж / м 2 [1, 2].Очевидно, что RPC обладают сверхвысокими механическими свойствами, что имеет большую потенциальную перспективу в области гражданского строительства, тротуаров, мостов и защитных укрытий военной техники [5, 6].

Хорошо известно, что RPC состоит из высокой дозировки цемента (обычно более 800 кг / м 3 ), очень мелкого порошка (такого как дробленый кварцит и микрокремнезем) и стальной фибры [1, 2]. Очевидно, что это дорогое сырье является причиной высокой стоимости производства. Кроме того, строгие режимы отверждения, обычно используемые при изготовлении RPC (отверждение в автоклаве 200 ° C или отверждение при нагревании 90 ° C), приводят к низкой эффективности производства и высокому потреблению энергии.Более того, для повышения однородности грубые агрегаты удаляются в RPC [1]. Однако крупный заполнитель является основной составной частью в бетоне нормальной прочности, который составляет примерно до 40 процентов от общего объема. Устранение крупного заполнителя означает гораздо более высокую дозировку цемента в RPC. Это может привести к резкому увеличению усадки, ползучести, теплоты гидратации и стоимости производства МПК. Кроме того, повышенные характеристики усадки и высокая чувствительность к микротрещинам могут снизить его ранний возраст и упрочнение.Таким образом, как снизить стоимость производства и потребление энергии, упростить производственный процесс, устранить отрицательный эффект, вызванный высокой дозировкой вяжущего, являются ключевыми проблемами для применения RPC в практической инженерии.

В наших предыдущих исследованиях [6, 7, 8, 9, 10] обсуждалась подготовка C200 сверхвысокой производительности (UHPC) в виде следующих методов. Во-первых, большое количество портландцемента (PC ≥ 50%) было заменено дешевой промышленной минеральной добавкой из летучей золы (FA), шлака (SL) и микрокремнезема (SF).Во-вторых, натуральный речной песок с максимальным диаметром 3 мм был заменен на дорогостоящий ультрамелкий кварцевый песок. Наконец, стандартное отверждение (20 и 100% относительная влажность) заменило отверждение в 200 автоклаве или 90 при нагревании. В соответствии с описанным выше методом был успешно подготовлен C200 UHPC с более низким энергопотреблением, более низкой производственной стоимостью и более простым управлением.

В этой статье исследовалось производство C200 UHPC, содержащего крупнозернистый заполнитель, без потери производительности по сравнению с обычным RPC.Во-первых, для приготовления смесей использовали четыре различных максимального размера и три различных типа крупного заполнителя, имеющие значительные различия в прочности, текстуре поверхности, пористости и абсорбции. Во-вторых, было исследовано влияние максимального размера и типа крупного заполнителя на удобоукладываемость свежего UHPC и механическое поведение затвердевшего UHPC. Наконец, была проведена серия микротестов, включая порозиметрию с проникновением ртути (MIP), сканирующий электронный микроскоп (SEM), дифракцию рентгеновских лучей (XRD), и был обсужден механизм зеленого C200 UHPC.

2 Экспериментальная

2.1 Сырье

В этом исследовании использовались четыре типа вяжущих материалов: портландцемент (ПК) с 28-дневным пределом прочности при сжатии 68,9 МПа, микрокремнезем (SF), летучая зола (FA) и шлак. (SL). Их химический состав и физические свойства приведены в таблице 1.

Таблица 1

Химический состав и физические свойства вяжущих материалов

9017 9017 906 / кг)
Химический состав (%) PC SF FA SL
SiO 2 20.6 94,5 55,0 34,2
Fe 2 O 3 4,4 0,8 5,9 0,4
MgO32 14,2
Al 2 O 3 5,0 0,3 31,3 14,2
CaO 65,1 0,5 3,37
SO 3 2,2 0,8 1,5 1,0
LOI 1,3 1,0 1,0 1,7 417 2200 686 766
Удельный вес (к / см 3 ) 3,08 1,84 2,61 668 2,63 Песок речной природный с максимальным размером 3 мм был использован для замены ультратонкого кварцевого песка, который является необходимым компонентом для производства RPC, о котором сообщается в опубликованной литературе.Были использованы три различных типа крупного заполнителя: дробленый гранит (CG), дробленый базальт (CB) и дробленая железная руда (CI). Эти агрегаты были выбраны потому, что они имеют значительные различия в прочности, текстуре поверхности, пористости, абсорбции и прочности сцепления. CG имеет неправильную форму, грубую текстуру и низкое поглощение. CB также имеет неправильную форму и грубую текстуру. CI имеет шероховатую текстуру поверхности и самую высокую плотность. Было принято такое же гранулометрическое распределение с максимальным размером агрегата 10 мм.Прочность на сжатие, относительная плотность, пористость и коэффициент водопоглощения пород заполнителя представлены в таблице 2.

Таблица 2

Свойства крупных заполнителей

заполнитель Компрессионный Относительная плотность Пористость (%) Максимальный размер (мм) водопоглощение (% от сухой массы)
Гранитный 144 2,64 0,13 10 0.28
Базальт 203 2,90 0,45 10 0,54
Базальт 203 203 5 9161 2,90 0,45 10 0,54
Базальт 203 2,90 0,45 15 0,54
90 0,45 20 0,54
Железная руда 192 4,80 0,26 10 2,20

2.2 Смесь одного эталонного дизайна смеси ) без крупного заполнителя и шесть смесей с различными крупными заполнителями. Отношение воды к связующему и соотношение песка к связующему во всех смесях составляло 0,16 и 1,0 соответственно. Для цементного вяжущего 50% портландцемента было заменено тройными минеральными добавками, состоящими из 10% микрокремнезема, 20% летучей золы и 20% шлака.Для обеспечения удобоукладываемости был использован суперпластификатор поликарбоксильного типа с коэффициентом уменьшения содержания воды 40%. Дозировка суперпластификатора поддерживалась на уровне 2,5% от общей массы связующего. Чтобы избежать хрупкого разрушения, использовали стальные волокна, покрытые 3% по объему, покрытые латунью, длиной 6 мм и диаметром 0,15 мм; прочность волокон на разрыв составляет 2200 МПа. Пропорции смеси показаны в таблице 3.

Таблица 3

Пропорции смесей (кг / м 3 )

917

2 800

2 800

AT-I
Номер смеси вода Цемент Дым кремнезема Летучая зола Шлак Крупный заполнитель Стальная фибра SP Максимальный размер заполнителя (мм)
RM 164 512 102.4 204,8 204,8 1024 300 25,6
AT-G 128 400 80 2 2 234 20 10
AT-B 128 400 80 160 160 800 9176 2068 128 400 80 160 160 800 1335 234 20 10
AS-10 AS-10 160 160 800 800 234 20 10
AS-15 128 400 80 160 160 800 800 234 20 15
AS-20 128 400 80 800 160 800 1732 16032 234 20 20

AT-G, AT-B, AT-I были разработаны для исследования типа заполнителя (AT) на влияние цементных материалов со сверхвысокими характеристиками.AS-10, AS-15 и AS-20 были использованы для изучения влияния размера агрегата (AS). Были исследованы три различных максимальных размера агрегатов: 10 мм, 15 мм и 20 мм. Поскольку целью исследования является влияние типа заполнителя и максимального размера заполнителя, объемная доля крупного заполнителя должна оставаться постоянной и была выбрана равной 27,5%.

2.3 Подготовка образцов

Вяжущие материалы (портландцемент, микрокремнезем, летучая зола и шлак) и речной песок сначала были смешаны в сухом виде в течение 1 минуты.Затем добавляли смесь воды и суперпластификатора и перемешивали в течение 3 минут. После этого стальную фибру медленно присыпали цементной смесью и перемешивали еще 3 мин, чтобы стальная фибра равномерно распределялась по свежему строительному раствору. Наконец, грубые заполнители выливали в цементную смесь и перемешивали еще 1 минуту. Затем свежий C200 UHPC был отлит в стальные формы и уплотнен на вибростоле. Образцы были извлечены из формы через 24 часа, а затем отверждены в условиях 20 ° C и относительной влажности 98%.

2.4 Методы испытаний

2.4.1 Испытания на оседание

Свойства свежей смеси UHPC были определены с использованием испытания на оседание на удобоукладываемость в соответствии с китайским кодексом GB / T 50080-2016 [11]. Испытательная установка состояла из нормального конуса осадки и стальной пластины размером 1000 мм × 1000 мм.

2.4.2 Статические испытания

Испытательная машина материалов с сервоприводом (MTS) с замкнутым контуром использовалась для проведения испытаний на сжатие и изгиб. Испытание на прочность на сжатие проводилось на кубических образцах размером 100 × 100 × 100 мм, а скорость нагружения составляла 1 МПа / с.Испытание на прочность на изгиб было выполнено на призматических образцах размером 100 × 100 × 400 мм с использованием нагрузки в третьей точке, а длина пролета образца составила 300 мм, что соответствует китайскому стандарту GB / T 50081-2002 [12].

Прочность на сжатие и прочность на изгиб C200 UHPC были определены в возрасте 7, 14, 28 и 90 дней. Были испытаны три образца из каждой партии, и среднее значение использовалось в качестве конечной прочности на сжатие и прочности на изгиб.

2.4.3 Микроскопический тест

Для детального исследования межфазной переходной зоны (ITZ) между заполнителем и пастой были проведены измерения MIP, SEM и XRD.После статических испытаний образцы были получены из сломанных образцов. Реакцию гидратации цементного теста останавливали дроблением образцов на куски размером примерно 3-5 мм, а затем их погружением в ацетон на 24 часа. После этого образец пасты сушили при 40 ° C в течение 3 часов, затем помещали в вакуум-эксикаторы на 2 дня, а затем использовали для испытаний.

Образцы для сканирующего электронного микроскопа были закреплены на алюминиевых штырях с помощью двухсторонних клеящихся углеродных дисков и покрыты золотом.Чтобы гарантировать отсутствие электрического заряда на поверхности, была нанесена линия серебряной краски, соединяющая стороны образца с заглушкой.

3 Результаты и обсуждение

3.1 Технологичность

Осадка цементного композита со сверхвысокими характеристиками с различным типом заполнителя показана на Рисунке 1. На Рисунке 1 ясно видно, что AT-B и AT-G имеет спад 195 мм и 200 мм соответственно. Однако смесь АТ-I, содержащая железную руду, показала самую низкую осадку 160 мм.Это может быть связано с тем, что заполнитель железной руды имеет самую высокую водопоглощающую способность, чем другой крупный заполнитель. Как показано в таблице 2, водопоглощение CG, CB и CI составляет 0,28%, 0,54% и 2,2% соответственно. Следовательно, больше свободной воды поглощается агрегатом железной руды, что снижает оседание смеси AT-I.

Рисунок 1

Влияние типа заполнителя на удобоукладываемость

Кроме того, плотность железной руды составляет 4,8 г / см 3 , что больше плотности базальта и гранита.Таким образом, при проведении испытания на осадку выпал тяжелый крупный агрегат железной руды. Осаждение крупного агрегата железной руды может блокировать поток смеси.

Осадка смеси с различным максимальным размером крупного заполнителя показана на рисунке 2. Рисунок 2 показывает, что значения осадки смесей с меньшим максимальным размером крупных заполнителей выше, чем осадка с большим максимальным размером крупного заполнителя. Это согласуется с исследованием, проведенным Uysal [13] и Szczesniak et al .[14], которые исследуют самоуплотняющийся бетон (SCC).

Рис. 2

Влияние размера крупного заполнителя на удобоукладываемость

Это явление обращено вспять с бетоном нормальной прочности (NSC). Для данной фракции агрегата в NSC обрабатываемость улучшается по мере увеличения размера максимальных частиц агрегата, вероятно, из-за уменьшения удельной поверхности [15]. Это различие может быть связано с разной объемной долей пасты между C200 UHPC и NSC.Как показано в таблице 2, объемная доля пасты в C200 UHPC составляет около 50%. Как известно, объемная доля пасты в НБК составляет всего 15%. Поэтому в C200 UHPC имеется много лишней пасты даже при небольшом максимальном размере крупного заполнителя.

3.2 Прочность на сжатие

Развитие прочности на сжатие смесей UHPC без и с различными типами крупных заполнителей представлено на рисунке 3. Данные на рисунке 3 показывают, что использование крупного заполнителя имеет очевидное влияние на прочность на сжатие UHPC.Как показано на рисунке 3, прочность на сжатие UHPC с базальтовым заполнителем составляет 203 МПа, что выше, чем 196MPa UHPC без заполнителя. Однако прочность на сжатие UHPC с гранитным и крупнозернистым заполнителем железной руды составляет 179 МПа и 175 МПа соответственно. Таким образом, можно сделать вывод, что базальтовый крупнозернистый заполнитель положительно влияет на прочность на сжатие UHPC. Это явление отличается от бетона нормальной прочности. Для бетона нормальной прочности влияние типа крупного заполнителя на прочность на сжатие незначительно [16].

Рисунок 3

Влияние типа крупного заполнителя на прочность на сжатие

Хорошо известно, что бетон представляет собой композит, и его свойства зависят от свойств составляющих фаз (матрицы пасты и заполнителя) и межфазной переходной зоны. (ITZ) между ними. Для бетона нормальной прочности прочность на сжатие пастообразной матрицы низкая, а ITZ — слабая [17]. Трещины в ITZ существуют намного раньше, чем бетон подвергается какой-либо внешней нагрузке.Под нагрузкой эти маленькие или микроскопические трещины расширяются и соединяются между собой, пока при предельной нагрузке вся внутренняя структура не будет полностью разрушена [16]. Агрегат имел относительно высокую прочность по сравнению с бетоном, и их потенциальная прочность использовалась не полностью. Следовательно, тип крупного заполнителя не оказывает очевидного влияния на прочность на сжатие бетона нормальной прочности. Однако в UHPC прочность пастообразной матрицы и ITZ значительно улучшается из-за очень низкого отношения воды к связующему и использования минеральной примеси, включая микрокремнезем, летучую золу и шлак (механизм улучшения UHPC ITZ будет обсуждается в разделе 3.4). Под нагрузкой трещины могут распространяться через заполнитель, что позволяет использовать весь прочностный потенциал крупных частиц заполнителя, как показано на рисунке 4. Следовательно, крупный заполнитель оказывает положительное влияние на прочность UHPC.

Кроме того, данные на Рисунке 3 также показывают, что тип крупного заполнителя оказывает значительное влияние на прочность на сжатие UHPC. Наивысшая прочность на сжатие 203 МПа была измерена в смеси UHPC, представленной базальтовым заполнителем, в то время как самая низкая прочность на сжатие 175 МПа была отмечена в смеси, приготовленной с грубым заполнителем железной руды при 90d.Самая высокая прочность на сжатие AT-B может быть связана с твердой текстурой и шероховатой поверхностью базальта. Для AT-I, как и обсуждалось в разделе 3.1, трудно изготовить гомогенную смесь UHPC при добавлении агрегата железной руды из-за его высокой плотности.

Прочность на сжатие четырех UHPC с разным максимальным размером базальтового грубого заполнителя показана на рисунке 5, результаты испытаний показывают, что максимальный размер крупного заполнителя имеет значительное влияние на прочность на сжатие UHPC.UHPC с максимальным размером 15 мм обеспечивает наивысшую прочность на сжатие, чем другие размеры в раннем возрасте отверждения (7d и 14d). Однако UHPC с максимальным размером 10 мм показывает самую высокую прочность на сжатие в более позднем возрасте отверждения (28d и 90d). Кроме того, прочность на сжатие UHPC с максимальным размером крупного заполнителя 10 мм на 4,0% выше, чем у UHPC без заполнителя. Но прочность на сжатие UHPC с максимальным размером заполнителя 15 мм и 20 мм на 4,5% и 6,6% ниже, чем у эталонной смеси, соответственно.Можно сделать вывод, что правильный максимальный размер крупного заполнителя полезен для прочности на сжатие UHPC, но слишком большой размер крупного заполнителя имеет тенденцию к снижению прочности UHPC. Это согласуется с результатами испытаний бетона с высокими эксплуатационными характеристиками, проведенными Аулией и Дойчманном [18].

Рисунок 5

Влияние максимального размера заполнителя на прочность на сжатие

Это связано с меньшим максимальным размером крупного заполнителя, который имеет большую площадь поверхности, что приводит к более высокой прочности сцепления в переходной зоне вокруг частиц заполнителя при UHPC находится под нагрузкой [14].Связь с крупными частицами имеет тенденцию быть слабее, чем у мелких частиц, из-за меньшего отношения площади поверхности к объему. Увеличение прочности при уменьшении диаметра, вероятно, можно объяснить изменением распределения напряжений внутри образца. Каждый агрегат, который действует как довольно жесткое включение внутри деформируемой матрицы, будет иметь тенденцию ограничивать сжатие матрицы под сжимающей нагрузкой по сравнению с образцом без жестких включений. Следовательно, это приведет к развитию локально неоднородного состояния напряжений вокруг каждого включения, которое зависит от диаметра агрегата [19].

3.3 Прочность на изгиб

На рисунке 6 показано изменение прочности на изгиб с возрастом для образцов UHPC, приготовленных с использованием трех типов заполнителей, выбранных для этого исследования. Как и ожидалось, прочность на изгиб увеличивалась с возрастом во всех образцах UHPC. Кроме того, данные на рисунке 6 показывают, что добавление крупного заполнителя также оказывает значительное влияние на прочность на изгиб UHPC. Однако эффект отрицательный, что отличается от прочности на сжатие, описанной ранее.Взяв, например, 90d, прочность на сжатие UHPC без крупного заполнителя составляет 54,5 МПа, что на 15%, 22,9% и 25,3% выше, чем у крупнозернистого заполнителя базальта, гранита и железной руды, соответственно. Наименьшей прочностью на изгиб образцов является UHPC, приготовленный с заполнителем железной руды. Эта ситуация хорошо соответствует бетону нормальной прочности. Поповичс [20] указал, что чем выше модуль упругости заполнителя, тем ниже прочность на изгиб. Каплан [21] также обнаружил, что помимо текстуры и формы модуль упругости больше всего влияет на прочность бетона на сжатие и изгиб.Это может быть связано с тем фактом, что слишком жесткий заполнитель, хотя и улучшает модуль упругости, может вызывать концентрацию напряжений и инициировать большее микротрещин, вызывая снижение прочности [22].

Рисунок 6

Влияние типа крупного заполнителя на прочность на изгиб

На рисунке 7 показана прочность на изгиб UHPC с различным максимальным размером крупнозернистого базальта. Обратите внимание, что во всех случаях прочность на изгиб UHPC с крупным заполнителем ниже, чем без грубого заполнителя, а прочность на изгиб, по-видимому, уменьшается по мере увеличения размера заполнителя во всех периодах отверждения.Возьмем, например, 90d, прочность на изгиб UHPC без крупного заполнителя на 14,9%, 27,5% и 32,1% выше, чем у UHPC с максимальным размером грубых заполнителей 10 мм, 15 мм и 20 мм соответственно. Эта ситуация отличается от влияния максимального размера крупного заполнителя на прочность на сжатие.

Рисунок 7

Влияние размера крупного заполнителя на прочность на изгиб

Эта тенденция, уменьшение прочности на изгиб с увеличением размера заполнителя, также наблюдалась в бетонах нормальной прочности, как сообщают Тасдемир и др. .[23] и Ли и др. . [24]. Однако испытания, проведенные Ченом и Лю [25, 26] на высокопрочных бетонах, показывают обратную тенденцию: предел прочности при растяжении увеличивается с увеличением размера заполнителя.

Уменьшение прочности на изгиб UHPC с увеличением максимального размера крупного заполнителя можно объяснить следующим. Хотя для более крупных агрегатов требуется меньше воды для перемешивания, чем для более мелких агрегатов, переходная зона вокруг более крупного агрегата более слабая. Более крупные агрегаты обеспечивают более крупные поверхности трещин и более сложные пути образования трещин.Мета и др. . [15] указали, что характеристики межфазной переходной зоны имеют тенденцию влиять на прочность на растяжение и изгиб в большей степени, чем на прочность на сжатие.

Основываясь на приведенном выше обсуждении механических свойств, можно сделать вывод, что новый UHPC может быть изготовлен без потери производительности за счет использования крупнозернистого базальтового заполнителя с максимальным размером 10 мм.

3.4 Микроструктура UHPC

Из приведенного выше обсуждения ясно видно, что тип и максимальный размер крупного заполнителя имеют значительное влияние на механические свойства UHPC.Однако это влияние отличается от обычного бетона. Для выявления механизма UHPC была проведена серия микротестов. Для сравнения между UHPC и NSC был специально подготовлен NSC с водоцементным соотношением 0,40.

3.4.1 Испытание MIP

Образцы UHPC и NSC были протестированы методом ртутной порометрии (MIP). Кривые распределения пор представлены на Рисунке 8, а данные испытаний — в Таблице 4. Значительное уменьшение пористости и среднего диаметра пор наблюдалось в UHPC по сравнению с эталонным бетоном NSC.Общая пористость и средний диаметр пор полученного UHPC составляет 5,24% и 7,2 нм, что намного ниже, чем у эталонного NSC с соответствующими значениями 18,7% и 55,2 нм. Таким образом, из тестов MIP ясно видно, что UHPC имеет матрицу высокой плотности.

Рисунок 8

Дифференциальная кривая распределения пор по размеру

Таблица 4

Результаты порометрии с проникновением ртути

18 Пористость (%)

19 d≤20 нм
Распределение пор по размеру (%) Среднее значение размера пор (нм) 20 нм≤d≤50 нм 50 нм≤d≤200 нм d> 200 нм
75.06 5,41 4,15 15,38 7,2 5,24
11,82 28,13 51,37 8,68 55,2

3,4 UHPC и бетона нормальной прочности были изучены с помощью SEM-испытаний, изображение показано на Рисунке 9 (а) и Рисунке 9 (б), соответственно. На рисунке 9 (а) в левой части микрофотографии показаны агрегаты, а в правой — матрица пасты.На Рисунке 9 (б) ситуация обратная. Из рисунка 9 (а) видно, что слабый ITZ полностью исчезает, и связь между крупным заполнителем и пастой UHPC очень плотная и прочная. Однако связь крупного заполнителя и пасты NSC неидеальна, и можно отчетливо наблюдать зазор шириной в несколько пикселей, как показано на рисунке 9 (b).

3.4.3 XRD-тесты

XRD-тесты проводились на образцах UHPC и NSC. Видно, что продукты гидратации CH (2 θ = 18.5, 32,8, 47,5) образуются в образце НБК. Однако в спектре XRD UHPC наблюдались явные изменения. Интенсивность пиков СН значительно снижается. Это указывает на то, что происходит пуццолановая реакция между CH и минеральными добавками (летучая зола, шлак, микрокремнезем). Большое количество CH удаляется, и образуется много геля C-S-H. Эта реакция приводит к очевидному усилению матрицы и ITZ UHPC.

3.4.4 Обсуждение механизма

На основе микротестов обсуждается механизм механического улучшения UHPC.Известно, что бетон — это композит, и его свойства зависят от свойств составляющих фаз и взаимодействия между ними. ITZ бетона нормальной прочности представляет собой слой шириной до 50 мкм, характеризующийся более высокой пористостью по сравнению с объемным цементным тестом [27]. При более высоком содержании СН и эттрингита по сравнению с массой цементного теста, большая часть СН считается преимущественно ориентированной [28]. Следовательно, интерфейсы являются самым слабым звеном в бетоне, играющим очень важную роль в процессе отказа.

Однако процесс отказа UHPC сильно отличается от NSC. Крупный заполнитель имеет гораздо более значительное влияние на механические свойства UHPC, чем NSC. Это явление можно объяснить следующими причинами.

Во-первых, как и результаты испытаний MIP, показанные на Рисунке 8 и в Таблице 4, матрица UHPC очень плотная, а пористость низкая. Это из-за использования сверхпластификатора, UHPC может быть изготовлен с очень низким отношением воды к связующему (0,16 в этом исследовании), а также с сохранением хорошей удобоукладываемости.Кроме того, размер частиц минеральной добавки невелик, что создает эффект микроагрегатов в матрице пасты. Пространство частицы цемента сильно уплотнено минеральной примесью. Следовательно, очень низкая пористость матрицы приводит к высокой прочности C200 UHPC.

Во-вторых, как и в предыдущем обсуждении, ITZ являются самым слабым звеном в бетоне нормальной прочности, играя очень важную роль в процессе разрушения. Однако ITZ UHPC чрезвычайно улучшены, как показано на изображении SEM на рисунке 9.Повышение ITZ может быть связано с пуццолановым действием минеральных примесей, включая микрокремнезем, летучую золу и шлак. Основной полезный эффект минеральной добавки в UHPC состоит из пуццоланового эффекта и эффекта микроагрегатов. Дым кремнезема, летучая зола и шлак в основном состоят из Al 2 O 3 и SiO 2 могут быть активированы гидроксидом кальция и водой с образованием смеси с вяжущими свойствами. Двумя продуктами гидратации цемента являются гидрат силиката кальция (C-S-H) и гидроксид кальция (CH).C-S-H вносит основной вклад в прочность бетона. Минеральная смесь микрокремнезема, летучей золы и шлака содержит аморфный диоксид кремния (S), который реагирует с гидроксидом кальция (CH) с образованием дополнительных C-S-H, тем самым улучшая прочность [13, 29, 30]. Результаты XRD-теста на Рисунке 10 доказывают, что содержание CH в C200 UHPC намного ниже, чем в чистом цементе. Кроме того, микроагрегатный эффект минеральной примеси также играет важную роль в прочности ITZ, а также в обсуждении матрицы, как и ранее.Таким образом, ITZ в UHPC был чрезвычайно расширен. Агрегат и матрица работают вместе, и их потенциальная сила может быть полностью использована.

Рисунок 10

Рентгенограммы UHPC и чистого цемента

4 Выводы

Бетон со сверхвысокими характеристиками, содержащий крупнозернистый заполнитель с прочностью на сжатие 200 МПа (C200 UHPC), успешно приготовлен в этом исследовании с использованием композиционных минеральных добавок, состоящих из 10 % кремнезема, 20% летучей золы и 20% шлака для замены 50% портландцемента с использованием природного речного песка с максимальным диаметром 3 мм для полной замены ультрамелкого кварцевого песка, включающего 3% объемной доли мелких стальных волокон, добавление разбитого базальтового камня с максимальным размером 10 мм в качестве крупного заполнителя и использование режима отверждения с низким энергопотреблением: 20 ° C и относительной влажностью 100%.

  1. C200 UHPC с крупным заполнителем имеет много преимуществ по сравнению с обычным C200 RPC, таких как низкая стоимость производства, меньшее потребление энергии, более простая подготовка и без потери производительности.

  2. Поглощение крупного заполнителя влияет на удобоукладываемость свежего C200 UHPC. Кроме того, при увеличении максимального размера крупного заполнителя снижается удобоукладываемость.

  3. Тип и максимальный размер крупного заполнителя оказывает значительное влияние на механические свойства C200 UHPC.Базальтовый крупнозернистый заполнитель с максимальным размером 10 мм положительно влияет на повышение прочности на сжатие. Однако добавление крупного заполнителя отрицательно сказывается на прочности на изгиб.

  4. Превосходные свойства C200 UHPC в основном приписываются правильному составу смеси с четвертичными вяжущими системами, содержащими портландцемент, микрокремнезем, летучую золу и шлак. Эффект упаковки и наполнения частиц, пуццолановый эффект и эффект микроагрегатов минеральных добавок композитов приводят к очень плотной матрице и плотному ITZ между матрицей и заполнителем с низкой пористостью и низким содержанием CH.Агрегат и матрица работают вместе, и их потенциальная сила может быть полностью использована.

Это исследование финансировалось Национальным фондом естественных наук Китая (51678309, 51978339), Государственной ключевой лабораторией силикатных материалов для архитектуры (Технологический университет Ухань), Высшими учебными заведениями Цзянсу (PAPD) по разработке приоритетных академических программ. Благодарим доктора Су Фан и доктора Ян Цзин из центра расширенного анализа и тестирования Нанкинского университета лесоводства за помощь в проведении XRD и SEM тестов.

Ссылки

[1] Ричард П., Чейрези М. Состав реактивных порошковых бетонов. Цемент Бетон Рес. 1995; 25 (7): 1501-11. Искать в Google Scholar

[2] Занни Х., Чейрези М., Марет В., Филиппот С., Ньето П. Исследование гидратации и пуццолановой реакции в реактивном порошковом бетоне (RPC) с использованием ЯМР 29 Si. Цемент Бетон Рес. 1996; 26 (1): 93-100. Искать в Google Scholar

[3] Bonneau O, Lachemi M, Dallaire E, A I Tcin PC, Dugat J. Механические свойства и долговечность двух промышленных реактивных порошковых бетонов.ACI Mater J. 1997; 94 (4): 286-90. Искать в Google Scholar

[4] Cwirzen A, Penttala V, Vornanen C. Бетоны на основе реактивного порошка: механические свойства, долговечность и гибридное использование с OPC. Цемент Бетон Рес. 2008; 38 (10): 1217-26. Искать в Google Scholar

[5] Блейс П.Я., Кутюр М. Сборный железобетонный предварительно напряженный пешеходный мост — первая в мире конструкция из реактивного порошкового бетона. Pci J. 1999; 44 (5): 60-71. Искать в Google Scholar

[6] Zhang YS, Sun W, Liu SF, Jiao CJ, Lai JZ.Приготовление зеленого реактивного порошкового бетона C200 и его статико-динамические характеристики. Цемент Бетон Комп. 2008; 30 (9): 831-38. Искать в Google Scholar

[7] Zhang WH, Zhang YS, Zhang GR. Поведение цементного композита со сверхвысокими характеристиками при однократных и множественных динамических ударах. Журнал Уханьского технологического университета — Mater Sci Ed. 2011; 26 (6): 1227-34. Искать в Google Scholar

[8] Zhang WH, Zhang YS, Liu LB, Zhang G, Liu Z. Исследование влияния температуры отверждения и содержания микрокремнезема на процесс схватывания и твердения смешанного цементного теста с помощью усовершенствованного ультразвукового аппарата .Constr Build Mater. 2012; 33 (1): 32-40. Искать в Google Scholar

[9] Zhang WH, Zhang YS, Zhang GR. Статические, динамические механические свойства и характеристики микроструктуры цементных композитов со сверхвысокими характеристиками. Sci Eng Compos Mater. 2012; 19 (3): 237-45. Искать в Google Scholar

[10] Zhang YS, Zhang WH, She W, Ma L, Zhu W. Ультразвуковой мониторинг процесса схватывания и твердения сверхвысокопроизводительных вяжущих материалов. NDT & E Int. 2012; 47 (1): 177-84. Ищите в Google Scholar

[11] GB (2016) GB / T 50081-2016: Стандарт для метода испытания характеристик обычного свежего бетона.Министерство строительства Китайской Народной Республики. Пекин. Китай. (на китайском языке). Искать в Google Scholar

[12] GB (2002) GB / T 50081-2002: Стандарт на методы испытаний физико-механических свойств бетона. Министерство строительства Китайской Народной Республики. Пекин. Китай. (на китайском языке). Искать в Google Scholar

[13] Уйсал М. Влияние типа крупнозернистого заполнителя на механические свойства самоуплотняющегося бетона с добавкой летучей золы. Constr Build Mater.2012; 37 (1): 533-40. Искать в Google Scholar

[14] Халил О.Р., Аль-Мишхадани С.А., Абдул Разак Х. Влияние крупного заполнителя на свежие и затвердевшие свойства самоуплотняющегося бетона (SCC). Разработка процедур. 2011; 14: 805-13. Искать в Google Scholar

[15] Mehta PK, Monteiro PJ. Бетон: микроструктура, свойства и материалы. 2005. Нью-Йорк: McGraw-Hill Professional. Искать в Google Scholar

[16] Ву К., Чен Б., Яо В., Чжан Д. Влияние типа крупного заполнителя на механические свойства высокопрочного бетона.Цемент Бетон Рес. 2001; 31 (10): 1421-25. Искать в Google Scholar

[17] Бешр Х., Альмусаллам А.А., Маслехуддин М. Влияние качества крупного заполнителя на механические свойства высокопрочного бетона. Constr Build Mater. 2003; 17 (2): 97-103. Искать в Google Scholar

[18] Аулия Т.Б., Дойчманн К. Влияние механических свойств заполнителя на пластичность высокоэффективного бетона. Лейсер Лейпциг. 1999; 4 (1): 133-48. Искать в Google Scholar

[19] Szczesniak M, Rougelot T, Burlion N, Shao JF.Прочность на сжатие композитов на основе цемента: роль диаметра заполнителя и степени водонасыщенности. Цемент Бетон Комп. 2013; 37 (1): 249-58. Искать в Google Scholar

[20] Поповиц С. Материалы для изготовления бетона. Книжная компания Макгроу-Хилл. 1979. Нью-Йорк: издательство Hemisphere Publishing Corporation, Вашингтон, округ Колумбия. Искать в Google Scholar

[21] Каплан М.Ф. Прочность бетона на изгиб и сжатие в зависимости от свойств грубого заполнителя. Национальный институт строительных исследований.Южная Африка. 1193-1208. Искать в Google Scholar

[22] Zhou FP, Lydon FD, Barr BIG. Влияние крупного заполнителя на модуль упругости и прочность на сжатие высокоэффективного бетона. Цемент Бетон Рес. 1995; 25 (1): 177-86. Искать в Google Scholar

[23] Tasdemir C, Tasdemir MA, Lydon FD, Barr BIG. Влияние микрокремнезема и размера заполнителя на хрупкость бетона. Цемент Бетон Рес. 1996; 26 (1): 63-68. Искать в Google Scholar

[24] Li Q, Deng Z, Fu H.Влияние типа заполнителя на механическое поведение бетона плотины. ACI Mater J. 2004; 101 (6): 483-92. Искать в Google Scholar

[25] Чен Б., Лю Дж. Влияние заполнителя на характер разрушения высокопрочного бетона. Constr Build Mater. 2004; 18 (8): 585-90. Искать в Google Scholar

[26] Чен Б., Лю Дж. Исследование влияния размера заполнителя на поведение разрушения высокоэффективного бетона с помощью акустической эмиссии. Constr Build Mater. 2007; 21 (8): 1696-1701. Искать в Google Scholar

[27] Alonso E, Martıńez L, Martıńez W, Villaseñor L.Механические свойства бетона на изверженных заполнителях. Цемент Бетон Рес. 2002; 32 (2): 317-21. Искать в Google Scholar

[28] Diamond S, Huang J. ITZ в бетоне — другой взгляд, основанный на анализе изображений и наблюдениях SEM. Цемент Бетон Комп. 2001; 23 (2-3): 179-88. Искать в Google Scholar

[29] Хейл В.М., Фрейн С.Ф., Буш Т.Д., Рассел Б.В. Свойства бетонных смесей, содержащих шлаковый цемент и летучую золу, для использования в транспортных сооружениях. Constr Build Mater.2008; 22 (9): 1990-2000. Искать в Google Scholar

[30] Radlinski M, Olek J. Исследование синергетических эффектов в трехкомпонентных цементных системах, содержащих портландцемент, летучую золу и микрокремнезем. Цемент Бетон Комп. 2012; 34 (4): 451-59. Искать в Google Scholar

Получено: 2020-02-03

Принято: 2020-05-03

Опубликовано в Интернете: 2020-06-06

© 2020 L. Yujing et al . , опубликовано De Gruyter

Это произведение находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 Международная лицензия.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 2

Предварительное исследование Zulkarnain et al. (2014) сказали, что

смесь пальмового масла также может быть использована для легких бетонных смесей

. В этом исследовании было получено увеличение прочности бетона на сжатие на

, которое также может быть использовано для строительства жилья в зоне бедствия.

Результаты были опубликованы в журнале

Civil Engineering Research 2014.

В материалах 3-й Международной

конференции по геоопасному информационному зонированию

и 5-го семинара и краткого курса HASTAG (GIZ

2014-HASTAG 5), стр. 90-98, Каролина и др. (2014)

представили результаты исследований пепла от извержения горы Синабунг

со следующими выводами: (1)

Было обнаружено, что коэффициент водного цемента настолько высок, что

он влияет на прочность на сжатие бетон

произведено

.(2) Результаты визуального наблюдения показывают

, что поверхность кирпича имеет ту же форму, что и уравнение частиц

, таким образом, поверхность кирпича

становится плоской. (3) Использование кирпичного материала из пепла

с горы Синабунг привело к увеличению поглощения

, что в исследовании на 4,142%. (4) Исходя из полученной прочности на сжатие

, добавление

10% золы приведет к прочности на сжатие

211.01 кг / см

2

с обработкой и присутствием SiO

2

в бетонной смеси. (5) Из исследования

установлено, что

ясеня горы Синабунг можно использовать в смеси для изготовления кирпича.

Использование золы извержения горы Синабунг в бетонной смеси

повысит прочность на сжатие

бетона через 28 дней испытаний. Результаты испытания прочности на сжатие

через 28 дней составили 166.90

кг / см

2

без использования смеси (0%), прочность на сжатие

через 28 дней составила 173,72 кг / см

2

на 5% смесь

, прочность на сжатие через 28 дней составляла

207,14 кг / см

2

по 10% смеси, а прочность на сжатие

через 28 дней составляла 130,97 кг / см

2

по 15% смеси

. Другие химические составы: SiO

2

=

74.3%, AL

2

O = 3,3%, CAO = 1,79% (Karolina et al.,

2014).

Зулкарнайн Ф. (2015), посредством внутренних исследований в

Университете Мухаммадии на Северной Суматре

(UMSU), изучил характеристики прочности и устойчивости

бетонных смесей с использованием порошка диоксида кремния

для жилищного строительства. Таким образом, предварительное исследование

для этого исследования является очень полезным

и может быть основой для исследования бетонной смеси К-300

для сейсмоустойчивой жилищной инфраструктуры в

Индонезии.

Контроль материалов становится решающим фактором

в повышении прочности на сжатие испытанного образца

. Выбор материалов и методов

или способов смешивания также является приоритетным перед испытанием

образцов. Образцы будут испытаны с кубом

и цилиндрическими формами для каждого запланированного возраста до 28

дней. По результатам испытаний будет получено хорошее значение

, которое будет использоваться в качестве эталона для бетонной смеси

в зоне бедствия.

В последнем разделе состав бетонной смеси

на каждый 1 мешок 40 кг цемента может быть определен как

исходя из объема смеси для 1 мешка

40 кг цемента. Сравнение объема смеси

на 1 мешок цемента 40 кг и конечного состава

цемент: песок: гравий: вода может быть

достигнутого для сейсмостойкого жилья

инфраструктуры в Индонезии.

3 МЕТОД РЕАЛИЗАЦИИ

Первичные данные — это данные, полученные из результатов

исследований, проведенных в лаборатории, которые, среди

других:

a) Материалы, подготовленные в исследовании для смешивания

бетон, среди прочего, это: песок, заполнитель и добавки

Bond Crete. Изучение материалов

при подготовке исследования:

ситовый анализ или фильтрация крупного заполнителя,

ситовой анализ или фильтрация мелкого заполнителя или

песка, удельный вес и абсорбция заполнителя,

содержание грязи в заполнителе или проходное сито нет.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

[an error occurred while processing the directive]