Системная модель коэффициента призменной прочности бетона Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»
9. Poljakov V.V., Skvorcov L.S. Nasosy i ventiljatory: ucheb. dlja vuzov [Pumps and fans: studies. for higher education institutions]. M.: Strojizdat, 1990. 336 p.
10. Karadzhi V.G., Moskovko Ju.G. Nekotorye osobennosti jeffektivnogo ispol’zovanija ventiljacionno-otopitel’nogo oborudovanija. Rukovodstvo [Some features of effective use of the ventilating and heating equipment. Management]. Moscow, INNOVENT, 2004. 139 p.
11. Cherkasskij V.M. Nasosy, ventiljatory, kompressory: ucheb. dlja teplojenergeticheskih vuzov [Pumps, fans, compressors: studies. for heat power higher education institutions]. Moscow, Jenergoatomizdat, 1984. 416 p.
12. Krivoshein A.D., Andreev I.V. Issledovanie processov raspredelenija vozduha v gibridnyh [Research of processes of distribution of air in hybrid systems of ventilation of residential buildings]. Vestnik SibADI, 2013, no 5 (33). pp. 63-69.
Кривошеин Михаил Александрович (Омск, Россия) — аспирант каф. «Теплоэнергтика» Омского государственного технического университета (ОмГТУ) (644050, г. Омск, пр. Мира,11, e-mail: [email protected]).
Галдин Владимир Дмитриевич (Омск, Россия) — доктор технических наук, профессор каф. «Теплоэнергетика» Омского государственного технического университета (ОмГТУ) (644050, г. Омск, пр. Мира,11, e-mail: [email protected]).
Mikhail A. Krivoshein (Russian Federation, Omsk) -graduate student Omsk state technical university (644050, Omsk, Mira Ave, 11, e-mail:[email protected]).
Vladimir D. Galdin (Russian Federation, Omsk) -doctor of technical science, professor Omsk state technical university (644050, Omsk, Mira Ave., 11 email: [email protected]).
УДК 620.17
СИСТЕМНАЯ МОДЕЛЬ КОЭФФИЦИЕНТА ПРИЗМЕННОЙ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА
Ю.В. Краснощёков ФГБОУ ВО «СибАДИ», Россия, г. Омск.
Аннотация. В статье приведены результаты исследования прочности бетона в конструкциях с использованием системного подхода. Показано, что существующая модель призменной прочности с эмпирической зависимостью от класса бетона не учитывает влияния изменчивости прочности бетона. Разработана вероятностная модель коэффициента призменной прочности с учетом его зависимости от однородности бетона. Реализация этой модели является стимулом повышения качества бетона в конструкциях.
Ключевые слова: железобетонные конструкции, прочность бетона, призменная прочность, коэффициент призменной прочности, расчетная модель, системный подход.
Введение
Известно, что прочность бетона зависит от многих факторов. Фактическая прочность бетона в железобетонных конструкциях может существенно отличаться от принятой при проектировании призменной прочности. Существующая модель призменной прочности с эмпирической зависимостью от класса бетона не учитывает влияния изменчивости прочности бетона. Опытных данных бывает совершенно недостаточно для оценки характеристик прочности как случайной величины, а, следовательно, для вероятностных расчетов. Серьезным препятствием для перехода к вероятностным методам проектирования железобетонных конструкций является отсутствие
теоретической модели в виде зависимости прочности бетона в конструкции и опытных образцах с учетом изменчивости прочностных
свойств (однородности). В данной работе предлагается вероятностная модель коэффициента призменной прочности, разработанная с применением системного подхода.Модели прочности бетона
Основным показателем прочности на сжатие является класс бетона В (нормативная кубиковая прочность в МПа), который соответствует прочности стандартных кубов с обеспеченностью 0,95 и однородностью, характеризуемой обычно коэффициентом вариации прочности чь = 0,135 [1].
В расчетах конструкций по предельным состояниям сопротивление бетона сжатию принимается в виде призменной прочности IЧЬп или в зависимости от группы
предельных состояний. Для перехода от нормативной прочности кубов к нормативной
прочности призм служит, так называемый, нормативный коэффициент призменной прочности кЬп = Яьп/Яп, который может быть определен из эмпирической формулы
ЯПп = В(0,77 — 0,00125В) > 0,72В. (1)
По формуле (1) вычислены нормативные значения сопротивления бетона осевому сжатию в зависимости от класса бетона. В таблице 1 приведены некоторые результаты, полученные расчетом по формуле (1) и округленные до 0,5 МПа нормативные значения [2].
Таблица 1 — Нормативные значения призменной прочности
Источник Нормативные значения призменной прочности при классе бетона, МПа
В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60
(1) 7,57 11,2 14,9 18,5 22,0 25,4 28,8 32,1 36,2 38,5 41,7
[4] 7,5 11,0 15,0 18,5 22,0 25,5 29,0 32,0 36,0 39,5 43,0Для высокопрочных бетонов В55 и В60 вступает в силу ограничение формулы (1), о котором иногда забывают, в результате чего принимают ошибочные решения [3].
Для получения среднего значения призменной прочности, необходимого при вероятностных расчетах, обычно обращаются к зависимости ЯЬп = Яь(1-1,64|). Класс бетона или нормативная кубиковая прочность также связана со средним значением кубиковой прочности аналогичной зависимостью Яп = Я(1-1,64|).
Из сопоставления этих зависимостей можно сделать два вывода: либо нормативное и среднее значения коэффициента призменной прочности равны, либо коэффициенты вариации прочности бетона в кубах и призмах различны. Требуется выход из этой неопределенности.
Форму, вид, размеры образцов, методы их испытания и расчёта регламентируют ГОСТ [2,5]. Применение призм для испытания по прочности на сжатие в этих стандартах не предусмотрено.
До 1976 г. показателем прочности на сжатие принимали марку бетона M, соответствующую средней прочности стандартных кубов Я в кГс/см2, а нормативное значение призменной прочности получали в зависимости от марки умножением на коэффициент kb = 0,7 — 0,8. Проф. Гвоздев А.А. отмечал, что в отношении величины kb, которую, казалось бы, нетрудно определить, нет достаточной ясности [6].
В нормах 1976 г. была принята эмпирическая формула для нормативной призменной прочности
ЯЬп = Яп(0,77-0,000Я) > 0,72Rn, (2)
согласно которой для наиболее слабых бетонов kbn = 0,77 (вместо kb = 0,8), а с увеличением прочности бетона до проектной марки M500 он снижался до 0,72 и далее оставался постоянным.
Следует отметить, что формула (1) является результатом незначительных преобразований (2), вызванных в основном изменением единиц измерения.
В действительности разброс опытных значений коэффициента призменной прочности достаточно велик: от 0,6 и до 0,9. Большой разброс обычно объясняют несовершенством испытаний кубов и особенно неопределенностью условий трения на поверхностях, подвергаемых действию испытательной нагрузки. По данным Гвоздева А.А., «даже в пределах отдельных групп исследований коэффициент вариации vk значений коэффициента призменной прочности редко опускается ниже 10%, а иногда составляет и 15%». По его мнению, нормативную призменную прочность следовало бы вычислять по формуле
Яьп = Якь(l — 1,64p + vF) , (3)
где кЬ — среднее значение коэффициента призменной прочности, v и vk —
коэффициенты вариации прочности бетона кубов и коэффициента призменной прочности.
Поскольку нормативная кубиковая прочность определяется по формуле Rn = R(1- 1,64v), то для перехода от неё к нормативной призменной прочности Гвоздев А.А.использовал значение kbn в виде отношения2
bn = kjl-1,64>2 +v2k )/(1- 1,64v).
(4)
При v = 0,135 и vk = 0,1 им получено kbn = 0,92 kb. Средние опытные значения коэффициента призменной прочности kb равны примерно 0,78 для высоких марок и 0,83 для низких марок тяжелых бетонов. По Гвоздеву А.А. эмпирическая формула (2) получена из анализа опытных данных с использованием вероятностной зависимости (3).
В работе [7] опытный образец бетона в виде призмы принимается как конструктивная система с последовательно соединёнными кубами (рис. 1) [7]. Количество элементарных кубов в такой системе численно равно значению гибкости призмы, т.е. n = Х = h/a .
Так как системный подход ориентирует на операции со случайными величинами, то и системная модель прочности бетонной
призмы относится к типу вероятностных. Идея системной модели призматических образцов бетона проверена сравнением данных, полученных из анализа норм разных стран [8], с расчетными значениями, вычисленными при коэффициенте вариации V = 0,25, характерном для больших стройплощадок с привозным бетоном и нормальным контролем или для малых стройплощадок с изготовлением бетона на месте [9]. Эти данные приведены в таблице 2.
Рис. 1. Системная модель призматического образца
Таблица 2 — Усредненные значения коэффициента kb
Источник Гибкость призменных образцов Л = n
0,5 1,0 1,5 2,0 3,0 4,0
[8] 1,39 1,0 0,9 0,85 0,8 0,75
(5) — — — 0,86 0,79 0,74
Расчетные значения вычислены по формулам А.Р. Ржаницына, полученным им при решении задачи о распределении минимумов нескольких случайных величин применительно к системам с последовательным соединением элементов, при котором разрушение происходит по наиболее слабому из них [10].
Формулы А.Р. Ржаницына преобразованы в вид, удобный для анализа среднего коэффициента призменной прочности
kb = Rb / R : kb = 1 — tv, (5)
где t = 0,5642 при n = 2, t = 0,8463 при n = 3 и t = 1,0291 при n = 4.
Следует отметить, что для оценки параметров случайных величин,
распределенных по нормальному закону, в условиях неопределенности их изменчивости рекомендуется применять распределение
Стъюдента [11]. Поэтому прочность призменной системы в вероятностной модели примем равной граничному значению доверительного интервала, тождественному минимальной прочности кубического элемента R
Rb = R|(l- t„_vvl4n) = Rkb, (6)
где — коэффициент Стъюдента,
учитывающий ошибку, допускаемую при оценке ограниченного числа испытаний n (числа кубических элементов) по сравнению с n = «; v — коэффициент вариации прочности бетона (в скобках знак «минус» свидетельствует о разрушении системы с менее прочного элемента)., взятых из
табулированных таблиц ¿-распределения для односторонней оценки средних значений с доверительной вероятностью 0,95, приведены в таблице 3. При вычислении отношения kbn/кЬ по формуле (4) по предложению А.А. Гвоздева принято vk = 0,1.
В результате расчёта для стандартных призм с гибкостью Л = 4 получены значения кЬ = 1 — 1,175v = 0,71… 0,94. Теперь можно
Таблица 3 — Коэффициенты кЬ и kbn
объяснить большой разброс этих значений неоднородностью свойств бетона, которая характеризуется коэффициентом вариации V.
Отметим, что опытным значениям кь =
0,78 — 0,83, приведенным А.А.Гвоздевым, и расчетным значениям, определенным по формуле (1) кЬп = 0,72 — 0,77 соответствует коэффициент вариации прочности бетона V = 0,135 — 0,2.
Параметры Коэффициент вариации v
0,05 0,1 0,135 0,15 0.2 0,25
kbn/ kb (4) 0,89 0,92 0,93 0,93 0,94 0,95
kb (6) 0,94 0,88 0,84 0,82 0,77 0,71
kbn 0,84 0,81 0,78 0,76 0,73 0,67
Приведем несколько примеров применения результатов исследования по определению призменной прочности бетона.
1. Известен только проектный класс бетона В15. При коэффициенте вариации v = 0,135 по таблице 3 коэффициент призменной прочности kbn = 0,78. Вычисляем Rbn = kbnB = 0,7815 = 11,7 МПа. При традиционном решении при B15 по табл. 1 Rbn = 11 МПа.
2. При обследовании установлено среднее значение R = 15 МПа.п = 0,7310,1 = 7,4 МПа. При традиционном решении при В10,1 по таблице 1 йЬп = 7,6 МПа.
Показательны примеры 3 и 4, сравнение результатов которых показывает, что реализация предлагаемой модели является стимулом повышения качества бетона в конструкциях. В таблице 4 приведены значения масштабных коэффициентов, умножением на которые можно перейти от призменной прочности к кубиковой в зависимости от гибкости образца.
Значения коэффициентов для кубов (при Л = 1) и цилиндров (при отношении высоты к диаметру основания Л = 2) приняты по [1], остальные данные получены делением коэффициентов при Л = 1 на средние
коэффициенты призменной прочности ,
заимствованные из источника [8] и приведенные в таблице 2.
Гибкость образцов Длина ребра кубика (диаметр основания цилиндра), мм
100 150 200 300
Призма Л = 1 (куб) 0,95 1,0 1,05 1,1
Призма Л = 2 1,12 1,18 1,24 1,29
Призма Л = 3 1,19 1,25 1,31 1,38
Призма Л = 4 1,27 1,33 1,4 1,47
Цилиндр Л = 2 1,16 1,2 1,24 1,28
Данные таблицы 4 свидетельствуют о том, что системные модели прочности бетона справедливы и для цилиндрических образцов. Это подтверждается близостью или совпадением значений масштабных коэффициентов для призм и цилиндров при одинаковой гибкости Л.
Заключение
Таким образом, применение системных моделей при анализе результатов испытаний различных образцов бетона позволяет уточнить значения переводных
коэффициентов. Основная особенность системных моделей заключается в учёте зависимости прочностных параметров от
изменчивости свойств бетона, которая подтверждается опытными данными. Если известен коэффициент вариации прочности бетона, то в ряде случаев можно получить более эффективное решение по сравнению с традиционными методами.
Библиографический список
1. ГОСТ 10180-2012. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам. — М.: Стандартинформ, 2013. — 30 с.
2. СП 63.13330-2012. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003. — М.: ФАУ «ФЦС», 2013. — 156 с.
3. Мкртчян, А.М. О коэффициенте призменной прочности высокопрочных бетонов / А.М. Мкртчян, В.Н. Аксенов — Электрон. дан. // Инженерный вестник Дона. — 2013. — № 3.
4. СП 13-102-2003. Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений. — М.: ФГУП ЦПП, 2003. — 27 с.
5. ГОСТ 24452-80. Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона. — М.: ФГУП «Стандартинформ», 2005. — 12 с.
6. Новое в проектировании бетонных и железобетонных конструкций / А.А. Гвоздев, С.А. Дмитриев, Ю.П. Гуща и др.; под ред. А.А. Гвоздева. — М.: Стройиздат, 1978. — 204 с.
7. Краснощеков, Ю.В. Системные модели прочности бетонных образцов / Ю.В. Краснощеков // Бетон и железобетон. — 1996. — № 5. — С. 19-21.
8. Рибицки, Р. Повреждения и дефекты строительных конструкций / Рибицки Р.; пер. с нем. К.Ф. Плитта; под ред. И.А. Физделя. — М.: Стройиздат, 1982. — 432 с.
9. Шпете, Г. Надежность несущих строительных конструкций / Г. Шпете; пер. с нем. О.О. Андреева. — М.: Стройиздат, 1994. — 288 с.
10. Ржаницын, А.Р. Теория расчета строительных конструкций на надежность / Ржаницын А.Р. — М.: Стройиздат, 1978. — 239 с.
11. Джонсон, Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Методы обработки данных / Н. Джонсон, Ф. Лион; под ред. Э.К. Лецкого. — М.: Изд. «Мир», 1980. — 610 с.
SYSTEM MODEL RATIO PRISM STRENGTH OF CONCRETE
Yu.V. Krasnoschеkov
Abstract. The results of the research strength of the concrete in the construc-struction using a systematic approach. It is shown that the current model of the prize-strength variable with the empirical dependence of the concrete class does not take into account the effect of the variability of the strength of concrete. A probabilistic model coefficient prism strength given its dependence on the concrete homogeneity.
Keywords: reinforced concrete structures, concrete strength, etc., of prism, prismatic coefficient of strength calculation model, a systematic approach.
References
1. GOST 10180-2012. Betony. Metody opredelenija prochnosti po kontrol’nym obrazcam [State standard 10180-2012. Concretes. Methods for determining the strength of the control samples]. Moscow, Standartinform, 2013. 30 p.
2. SP 63.13330-2012. [Sp 63.13330-2012. Concrete and reinforced concrete structures. The main provisions. Actualized-suite SNIP 52-01-2003 revision]. Moscow, FAU «FCS», 2013. 156 p.
3. Mkrtchjan A.M., Aksenov V.N. O kojefficiente prizmennoj prochnosti vysokoprochnyh betonov [On the coefficient of the prism strength of high-strength concrete]. Inzhenernyj vestnik Dona, 2013, no 3.
4. SP 13-102-2003. Pravila obsledovanija nesushhih stroitel’nyh konstrukcij zdanij i sooruzhenij [SP 13-102-2003. Terms examination bearing structures of buildings and structures]. Moscow, FGUP CPP, 2003. 27 p.
5. GOST 24452-80. Betony. Metody opredelenija prizmennoj prochnosti, modulja uprugosti i kojefficienta Puassona [State standard 24452-80. Concretes. Methods for determining the prism strength, elastic modulus and Poisson coe-cient]. Moscow, FGUP Standartinform, 2005. 12 p.
6. Gvozdev A.A., Dmitriev S.A., Gushha Ju.P. Novoe v proektirovanii betonnyh i zhelezobetonnyh konstrukcij [New in the design of concrete and concrete constructions]. Moscow, Strojizdat, 1978. 204 p.
7. Krasnoshhekov Ju.V. Sistemnye modeli prochnosti betonnyh obrazcov [System model of strength of concrete samples]. Beton i zhelezobeton, 1996, no 5. pp. 19-21.
8. Ribicki R. Povrezhdenija i defekty stroitel’nyh konstrukcij [Damage and defects in building constructions]. Moscow, Strojizdat, 1982. 432 p.
9. Shpete G. Nadezhnost’ nesushhih stroitel’nyh konstrukcij [Reliability bearing structures]. Moscow, Strojizdat, 1994. 288 p.
10. Rzhanicyn A.R. Teorija rascheta stroitel’nyh konstrukcij na nadezhnost’ [The theory calculation of building structures on the reliability]. Moscow, Strojizdat, 1978. 239 p.
11. Dzhonson N., Lion F. Statistika i planirovanie jeksperimenta v tehnike i nauke. Metody obrabotki dannyh [Statistics and experimental design in engineering and science]. Moscow, Izd. Mir, 1980. 610 p.
Краснощеков Юрий Васильевич (Россия, г. Омск) — доктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Строительные конструкции», ФГБОУ ВО «<СибАДИ» (644080, г. Омск, пр. Мира, 5, e-mail: [email protected]).
Krasnoshchekov Yury Vasilyevich (Russian Federation, Omsk) — doctor of technical sciences, the associate professor, The Siberian automobile and highwau academy (SibADI) (644080, Omsk, Mira Ave., 5, e-mail: [email protected]).
Характеристики бетона, необходимые при заказе
Говоря о товарном бетоне, следует напомнить, что это композитный материал, состоящий из вяжущего (цемент) и наполнителей — щебень и песок. После перемешивания с добавлением воды эта смесь постепенно превращается в камень, т.е. схватывается. При покупке товарного бетона необходимо указать следующие характеристики:
— Основные — марка/класс, подвижность;
Дополнительные – водонепроницаемость, морозостойкость, сульфатостойкость, отсутствие химической добавки (пластификатора) в бетоне.
— Прочность — Марка (М) /класс (В)
Марка бетона — основной критерий, определяющий качество конечного продукта. Буква «М» указывает на процентное содержание цемента в бетонной смеси. Существующие на сегодня марки бетона расположены в диапазоне М50-М1000. На сегодня компания СИББУД производит бетон от М100 до М450, скачать прайс-лист на продукцию Вы можете по «ссылка на скачивание прайса».
Чем выше марка бетонной смеси, тем большие нагрузки может выдержать бетон. Чем отличается марка бетона от класса? Переход на классы обусловлен использованием единицы измерения давления принятой в международной системе единиц – паскаль.
Цифра стоящая после буквы «В» означает давление в мегапаскалях, которое выдерживает куб бетона со сторонами 15 см в 95% результатов испытаний. Для марки эта величина указана кгс/кв. см. 1 МПа равен примерно 10,2 кгс/кв. см. Тогда бетону класса В7,5 соответствует марка М100, класса В12,5 марка М150, класса В15 — М200.
— Подвижность бетона (П/S)
Подвижность (удобоукладываемостью, текучесть бетонной массы) указывает на величину осадки конуса из смеси бетона. Чем выше коэффициент подвижности, тем более жидкий образуется раствор на момент заливки. Мы изготавливаем бетон с подвижностью от П2 до П5. Однако основными коэффициентами подвижности используемыми на практике являются П3 (заливка бетона с помощью автокрана или самослив) и П4 (бетон под автобетононасос).
Внимание! Запрещено добавлять в готовую бетонную смесь воду для повышения значения параметра подвижности, так как это приводит к снижению прочности бетона.
— Водонепроницаемость (W)
Водонепроницаемость — способность бетона не пропускать воду под давлением. Значения коэффициента водонепроницаемости находятся в диапазоне от 2 до 20. Чем выше это значение, тем хуже бетон впитывает влагу. Интересно то, что водонепроницаемость бетона повышается с увеличением его возраста. Также интенсивное повышение водонепроницаемости бетона может быть достигнуто при продолжительном влажностном уходе на объекте заливки.
— Морозостойкость (F)
Морозостойкость – это способность бетона сохранять прочность при резких температурных перепадах – циклах заморозки и размораживания. Числовое значение этого параметра — от 25 до 1000.. На практике в климатических условиях юга Украины чаще всего строители используют бетон с морозостойкостью F50-F150.
Сульфатостойкость (с/с)
Сульфатостойкость бетона – это способность бетона сохранять в агрессивной сульфатной среде (морские, речные, грунтовые воды) на весь срок эксплуатации все свои нормативные свойства без каких-либо признаков разрушения.
В нашем производстве мы используем сульфатостойкий цемент компании CRH (ссылка http://www.crhukraine.com/ru/locations/cement_llc) . Считается, что бетон на сульфатостойком цементе более надежный и более высокого качества, нежели материал с специальными сульфатостойкими добавками.
Вас может заинтересовать
Бетон и арматура для производства ЖБИ
1. Бетон и арматура для производства ЖБИ ЛЕКЦИЯ 1
Расходчиков М.А. инженер конструкторВ тексте презентации использовались материалы
презентации Бруссера М.И., а также
нормативных документов
2. Бетон
Искусственный камень,состоящий из:
Крупного заполнителя
(например, гранитный
щебень)
Мелкого заполнителя
(например, песок)
Вяжущего (например,
цемент)
Воды
Добавок
(воздухововлекающие,
пластифицирующие)
3. Плотность бетона
Бетоны бывают различных видов по плотности,самые распространенные виды:
Тяжелые бетоны, с плотностью от 2000 до
2400кг/м3
Легкие бетоны с плотностью от 800 до
2000кг/м3
Особо легкие бетоны, с плотностью до 800 кг/м3
Менее распространены особо тяжелые бетоны, с
плотностью 2500кг/м3 и выше
4. Классы бетона, выпускаемые на заводе
Рядовые бетоныВ7.5
В10
В12.5
В15
В20
В22.5
В25
В30
В40
Высокопрочные
бетоны
В45
В50
В55
В60
В65
5. Переход от марок бетона к классам
До 1978г в нашей стране использовались маркибетона. Марка бетона определялась по
результатам испытания 3-х кубов, прочность на
сжатие которых, должно быть не ниже
требуемой марки.
Начиная с ГОСТа 18105-86 было введено
понятия коэффициента вариации – то есть
величины разброса прочности готовой смеси,
изготавливаемой на заводе, в развитие этих норм
был выпущен ГОСТ 18105-2010 и планируется к
выходу ГОСТ 18105-2017
6. Различная прочность при различных коэффициентах вариации
7. Переход от марки бетона к классу бетона при определенном коэффициенте вариации
В ГОСТ 26633-85 был следующий переход от марокбетоны к классам (в формуле R – марка бетона, В – класс
бетона)
Число 0.135 – коэффициент вариации, принятый 13.5%.
Раньше такой средний коэффициент вариации был
принят на заводах по производству ЖБИ. Сейчас он
может быть различным
8. Прочность бетона на сжатие при различных коэффициентах вариации
9. Кубиковая и призменная прочность бетона на сжатие
Кубиковая прочностьбетона – при испытании
стандартных кубов
150х150х150
Призменная прочность
бетона – испытание
призм 150х150х600.
Переход от призменной к
кубиковой прочности по
формуле:
Rb=Rm*(0.770.001*Rm), но не менее
0.72*Rm, где
Rm – кубиковая прочность
бетона
Rb-призменная прочность
бетона.
В СП 63 принята
призменная прочность
10. Кубиковая и призменная прочность бетона на сжатие
Для примера возьмем бетон, марки по прочности350 кг/см2, переведем ее в класс бетона при
коэффициенте вариации v = 13.5%.
В = R*0.0980665*(1-1.64*v)=350*0.0980665*(11.64*0.135)=26.72МПа.
Ближайший класс по СП 63 = В25
Для него перейдем от кубиковой прочности к
призменной Rb=Rm*(0.77-0.001*Rm)=25*(0,770,001*25)=18.625 (согласно таблице 6.7 для В25
призменная прочность = 18.5 МПа)
11. Расчетная и нормативная прочности бетона
В предыдущем слайде мы рассмотрели величинунормативной прочности бетона на сжатие, но в
расчетах, как правило, используется расчетная
прочность бетона.
Переход от нормативной прочности к расчетной
осуществляется по формулам раздела 6.1.11 СП63.
Rb = Rbn/yb, где Rb-расчетная прочность, Rbn –
нормативная прочность, yb- коэффициент
надежности. Для тяжелых бетонов yb = 1.3
Для предыдущего примера Rb=18,5/1,3= 14,23МПа
(согласно СП 63 таблице 6.8 для класса бетона В25, Rb
= 14.5МПа)
12. Морозостойкость бетона
– количество цикловзамораживания и оттаивания, которое выдерживает
образец (по старому ГОСТ при потере не более 5%
массы и не более 15% прочности)
В новой редакции ГОСТ 10060-2012 потеря массы
до 2% расчет ведется с учетом коэффициента
вариации (см. раздел 5.2.4)
Обозначается буквой F и цифрой, означающей
количество циклов. Согласно СП 63
морозостойкость бывает F50…F1000
Назначается морозостойкость согласно СП 28
защита строительных конструкций от коррозии
13. Водонепроницаемость бетона
— это способностьискусственного камня не
пропускать влагу под
определенным давлением.
Обозначается с помощью
символа W и четных цифр в
диапазоне от 2 до 20, которые
обозначают давление в МПа
10 -1, при котором фрагменты
бетона высотой и диаметром
0,15 м выдерживают напор
воды и не пропускают ее
через себя.
Чем выше прочность бетона
(то есть чем выше класс), тем
плотнее структура и тем
выше водонепроницаемость и
морозостойкость бетона
14. Соотношение между классом бетона и морозостойкостью/водонепроницаемостью
В нормативной литературеобязательной для
применения отсутствуют
зависимости между
классами бетона и
морозостойкостью и
водонепроницаемостью, но
для ориентира можно
использовать статью
НИИЖБа, где данные
зависимости приведены,
однако в идеальном
варианте проектировщик
должен связаться с
производителем бетона и
уточнить возможность
производства
15. Бетон В7.5 F300 W12???
16. Удобоукладываемость бетона. Подвижные и растекающиеся смеси
Пластичные смесиРастекающиеся смеси
бывают следующих
(обычно для П4, П5):
марок по осадке
Р1 = менее 35см
конуса:
Р2 = 35…41см
Подвижные:
Р3 = 42…48см
П1 = 1…4см
Р4 = 49…55см
П2 = 5…9см
Р5 = 56…62см
П3 = 10…15см
Р6 = более 62см
П4 = 16-20см
П5 = более 20см
Как правило, используют понятие подвижности,
самая распространенная марка для монолита П3
17. Удобоукладываемость бетона. Жесткие смеси
В случае осадкиконуса равной нулю,
смесь жесткая и она
характеризуется
временем
вибрирования до
уплотнения:
От Ж1 = 5…10с до
Ж5 = более 50с
(подробнее см ГОСТ
7473)
18. Особо легкий бетон на заводе: Полистиролбетон
Состоит из цемента,воды,
воздухововлекающей
добавки, а также
гранул
пенополистирола
(пенопласта).
Плотность ПБ
варьируется от 200 до
600 кг/м3, прочность
при этом от 3кг/см2 до
класса В2.5
19. Применение полистиролбетона
Ненесущие стенымногоэтажных зданий
Несущие и самосущие стены
малоэтажных зданий
20. Основные преимущества полистиролбетона?
Более высокая морозостойкостьЛучшая теплопроводность
21. Виды арматуры.
Рассмотрим арматуру, используемую на заводе.Стержневая арматура глобально делится на 2 вида:
с физической площадкой текучести и с условной.
К первой относятся, такие классы арматуры как:
А240 (AI), А400с(AIII), А500с, В500с, А500сп, АIIIв
(А540в), А600с
Арматура А240(AI)
Арматура А400(AIII)
22. Виды арматуры. Арматура с физической площадкой текучести
Отдельно хотелось быотметить, что арматура
А240…А600 в настоящее
время относится с
физической площадкой
текучести, относится к
свариваемой (но тут замечу,
что арматура А500с
изготавливается сейчас
преимущественно
термомеханически
упрочненная и при сварке
С1-Ко по ГОСТ 14098
разупрочняется, т.е. стык
несет меньше). То же
относится и к стали В500с
(см. ГОСТ 34028-2016)
23. Виды арматуры. Арматура с условной площадкой текучести
К арматуре с условной площадкой текучестиотносится арматура Ат800 (АтV), ВрI, а также
некоторые другие виды, которые на заводе не
используются (например Ат1000, К1400, К1700).
Все эти виды арматуры относятся к не свариваемой
(точнее, сварить, например С1-Ко можно
попробовать, но сопротивление в месте стыка
будет гарантированно ниже, а на сколько
предугадать практически невозможно)
24. Различие сталей с физическим и условным пределом текучести
Вначале для обоих сталей удлинение пропорциональноусилию (выполняется закон Гука).«Мягкие» стали с
физическим пределом текучести (до А600с) отличаются тем,
что момент наступления текучести хорошо заметен (т.е. на
разрывной машине стержень удлиняется при неизменном
усилии)
25. Различие сталей с физическим и условным пределом текучести
После прохождения площадки текучести усилиеначинает возрастать до разрывного (временное
сопротивление — сигма у на графике). И как
правило, величина предела текучести является
нормативным сопротивлением арматуры
растяжению.
У сталей с условным пределом текучести, таким
сопротивлением является напряжение, при
котором остаточная пластическая деформация
составляет 0.2%
26. Влияние хим. состава на свойства арматуры
Рассмотрим на примере горячекатанной арматурыкласса А400с (AIII по еще действующему ГОСТ
5781-82*)
Горячекатанную AIII изготавливают из стали марок
35ГС и 25Г2С, соответственно первые 2 цифры
означают содержание углерода в сотых частях
процента (0.35% — для 35ГС и 0.25% — для 25Г2С),
Г2-содержание легирующей добавки(марганца до 2
%, Г-соответственно до 1%, С-содержание хрома до
1%.
Чем больше доля углерода в арматурной стали, тем
хуже ее свариваемость, в чем не трудно убедиться,
открыв ГОСТ 14098-2014 таблицу А.1, по многим
позициям арматура из стали 35ГС проигрывает по
свариваемости.
27. Некоторые особенности арматуры А500с
По способу производстваразличается арматура А500с
горячекатанная из стали марки
25Г2С и термомеханически
упрочненная из Ст3(сейчас
для ЖБИ в основном именно
такая). Для мостовых
конструкций есть требование,
что сталь из которой
изготавливается арматура
должна быть 25Г2С. Также
одно время выпускалась
арматура А500 без «с» из
рельсов, с массовой долей
углерода 0.8%. Она не гнулась,
не варилась и изготавливалась
по ТУ, в новом ГОСТ 34028
возможность ее производства
исключили.
28. Различие А400с, А500, А540 (AIIIв)
Как можете видеть на графике, разрывное усилие для всехтрех видов арматуры одинаково, различие только в величине
физического предела текучести
Переход от марки бетона к классу. Перевод марки бетона в класс
[REQ_ERR: OPERATION_TIMEDOUT] [KTrafficClient] Something is wrong. Enable debug mode to see the reason.
Назначением подготовки из бетона М B7.
Используется бетон М B7. Применяется бетон М B7.
Товарный бетон М B Бетон М B Бетон М B15 используется в изготовлении бетонных стяжек полов, фундаментов, отмосток, дорожек. Прочность М B15 достаточна для решения большинства задач индивидуального строительства: фундаменты ленточные, плиточные, свайно-ростверковые , изготовление бетонных лестниц, площадок.
В дорожном строительстве бетон М B15 применяется для создания монолитной подушки под основные дорожные одежды.
Марка и класс бетона определяют его прочностные характеристики и являются главным показателем качества при выборе готового раствора или пропорций для самостоятельного замеса. Остальные критерии — морозостойкость, водонепроницаемость и подвижность считаются второстепенными. Данные величины относятся к регламентируемым, в проектной документации обязательно указывается нужный класс прочности, для каждой конструкции он разный. Но в частном строительстве иногда возникает необходимость выбора параметров раствора без помощи профессионалов, важно понимать общий принцип текущей классификации.
Марка М применяется в основном для изготовления монолитных фундаментов, в том числе ленточных, плиточных, свайно-ростверковых, малонагруженных плит перекрытий, заборов, лестниц, подпорных стен. Наиболее часто заказываемая марка бетона это относится и к М B Помимо этого существуют еще несколько типов проверки материала на прочность: путем ультразвукового исследования или при помощи ударного импульса.
Что такое марка и класс бетона
Бетон для проверки на качество должен устояться и полностью затвердеть. Для этого необходимо выдержать временной период в 28 календарных дней.
В лабораторию исследуемый материал поставляется небольшими кусками размером не менее 15 на 15 см. В случае, если часть бетона невозможно изъять, то рекомендуется вызвать специалистов для исследования на место объекта.
1.Сущность жбк; факторы, обеспечивающие совместную работу стали и бетона.
Обозначение степени качества бетона классами и марками существует и функционирует плотно друг с другом. Обе классификации основываются на одном и том же параметре — прочности бетона.
Для замешивания различных видов бетона существует свой расчет всех составляющих готового раствора. Соблюдение пропорций не может гарантировать точное соответствие заявленным характеристикам устойчивости. Данная характеристика зависит также от качества используемых ингредиентов: песка, наполнителя, добавок и воды. Важным моментом, который обязательно должен учитываться, являются условия заливки цементного раствора и качество его схватывания.
Марки и характеристики бетона — полная таблица
Состав одной и той же марки может существенно различаться по своей прочности, поэтому марка заключает информацию об усредненной величине. Для того чтобы точнее определить этот параметр, было разработано подразделения на классы бетона.
Данная классификация позволяет получить значение гарантированной прочности материала.
При строительных расчетах класс даст более достоверную информацию, поэтому в нормативных документах указывается именно этот параметр. При совершении покупки в строительном магазине используется классификация бетонов по марке.
Классы бетонов по ГОСТ и EN
Каждый класс соотносится с определенной маркой. Таблица соответствий позволяет с легкостью перевести одно наименование в другое.
Определение морозостойкости при выборе вида бетона может сыграть основополагающую роль. Стабильность к резким перепадам температуры считается значимым условием качества продукта. Особенно важен данный фактор в условиях северного климата.
Определение марки
Диапазон морозостойкости представляет шкалу от F50 до F Цифра в маркировке имеет значение максимального количества циклов замораживания и оттаивания, которые может позволить материал без изменения своей структуры и качества. Влагонепроницаемость — еще одно важное свойство, характеризующее цементно-песчаный состав.
Маркировка обозначается от W2 до W Число в названии вида указывает на максимально допустимое давление воды. Данный показатель прямо пропорционален стоимости материала.
Определения класса
Сводная таблица позволяет определить соответствие класса бетона и марок по морозостойкости и водонепроницаемости. Чем выше класс прочности, тем устойчивее состав к холоду и влаге. Для каждого типа строительных работ используется свой класс бетонного раствора. Чем выше указанное значение материала, тем лучше его эксплуатационные качества.
Чаще всего для изготовления товарного бетона на заводах применяется цемент марок или Пропорции компонентов бетона при использовании цемента М цемент, песок, щебень.
Классы и марки бетона
Звоните: Обратный звонок. Назначение Бетон для бассейна Бетон для забора Бетон для пола стяжки Бетон для фундамента Дорожний бетон.
Марка бетона — ключевой критерий определения качества продукта при покупке. Все остальные параметры качества — морозостойкость, подвижность и водонепроницаемость — находятся в прямой зависимости от марки. В большинстве случаев, чем выше марка, тем больший процент цемента в составе бетонной смеси. Также существует понятие марки бетона по прочности на растяжение , она указывается в том случае, если именно этот показатель имеет ключевое значение в данной конструкции. Марки цемента по морозостойкости и водонепроницаемости указываются гораздо реже.
Аренда автобетононасосов Предлагаем аренду насосов для подачи бетона…. Производство бетона :.
Марочная прочность бетона
Свойства бетонов, влияющие на их эксплуатационные характеристики
Среди основных свойств бетонов, влияющих на длительность срока их эксплуатации без изменения структуры, можно выделить два основных:
- Прочность бетона на сжатие: проектная (марочная).
- Стойкость: к замораживанию/оттаиванию, к воздействию высоких температур, к воздействию влаги.
Различие видов бетонов и их свойств позволяет подобрать материал с необходимыми механическими параметрами и стойкостью к физико-химическим воздействиям. Классификация на марки и классы бетона дает представление обо всех необходимых характеристиках, таких прочность, степень морозоустойчивости, водонепроницаемости, жаро- и термостойкости.
Марочная прочность бетона и классы прочности
Прочность бетона – это показатель предела сопротивляемости материала к внешнему механическому воздействию на сжатие (измеряется в кгс/см²). То есть, можно сказать, что этот параметр дает представление о механических свойствах бетона, его устойчивости к нагрузкам. Именно эта характеристика и положена в основу классификации бетона. Бетон марки М15 обладает наименьшей прочностью, а М800, соответственно, наибольшей.
Такая маркировка позволяет максимально точно учесть прочностные свойства бетона, и подобрать его в соответствии с предполагаемыми нагрузками.
Так, для предварительно-напряженных конструкций необходим раствор с маркировкой не ниже М300, а для обычных железобетонных панелей или блоков, не испытывающих большой нагрузки — М200-М250. Марки М100-М150 используются при заливке монолитных фундаментов. Бетонный раствор М15—М50 применяется при изготовлении ограждающих и теплоизоляционных конструкций.
Существует и другая классификация – по классам прочности на сжатие бетона: от В1 до В22. Эти две системы классификации учитывают один параметр – прочность на сжатие. Отличие класса от марки бетона в том, что для марок (М) берется усредненное значение по прочности на сжатие, а для классов (В) – гарантированное. Средняя прочность бетона на сжатие – это средний показатель прочности проверяемых образцов, а гарантированное означает, что бетон имеет прочность не менее заявленной. При разработке проектной документации в спецификации указывается класс (В), хотя, в силу привычки, более распространенной является классификация по маркам. Ниже приведено примерное соотношение класса и марки бетона.
Таблица марок и классов бетона и их соотношения:
Набор прочности и критическая прочность бетона
Критическая прочность – параметр крайне важный при заливке бетонного раствора в условиях низких температур. Дело в том, что проектная прочность бетона появляется только на 28 день вызревания, при условии соблюдения технологии твердения, а соответственно и температурного режима (не ниже + 30°С). При более низкой температуре срок твердения бетона увеличивается, а при отрицательной прекращается.
При температуре ниже 0°С останавливается набор прочности бетона, в силу прекращения гидратации – связывания молекул воды и клинкерных составляющих цемента, образующих цементный камень. Если температура опускается ниже — 3°С начинаются фазовые превращения воды, что приводит к разрушениям структуры невызревшего бетона и потери прочности. Как показали проведенные опыты, образцы, набравшие критическую прочность, то есть вызревшие до определенного состояния, после замерзания и оттаивания не подвергаются разрушению и в дальнейшем продолжают набирать прочность, а образцы, замороженные на раннем сроке твердения, характеризуются потерей прочности до 50%.
Для растворов разных марок необходимо и различное время для вызревания до критической прочности бетона. На этой странице можно посмотреть таблицу, где указано, какую прочность от проектной должен набрать бетон до замораживания. Однако можно сказать, что недопустимо замораживание в первой фазе – фазе схватывания (первые сутки) и в первые 5-7 дней твердения бетона при нормальном температурном режиме. За первую неделю бетон набирает до 60-70% марочной прочности, после чего замораживание бетона только приостановит процесс вызревания и после оттаивания он возобновится.
Таблица критической прочности для различных марок:
Повышение температуры ускоряет процесс созревания бетона, но необходимо помнить о том, что нагрев свыше 90°С недопустим. При температуре твердения бетона 75-85°С в атмосфере насыщенного пара твердение до 60-70% марочной прочности происходит в течение 12 часов. Прогрев до такой температуры без насыщения паром приводит к высыханию, что также останавливает вызревание (гидратацию). Необходимо помнить, что гидратация невозможна без молекул воды и уход за бетоном заключается, в том числе, и в постоянном увлажнении в процессе набора прочности. В графике твердения бетона можно посмотреть взаимосвязь температурного режима и сроков вызревания бетона (дано для бетона марки М400), но нужно учитывать, что если в раствор вводятся специальные добавки (модификаторы — ускорители твердения), то время набора прочности бетона может быть значительно меньше.
График набора прочности бетона:
Стойкость бетона к внешним воздействиям
Коррозия бетона
Коррозия бетона (разрушение цементного камня) происходит вследствие многих факторов:
- влияния окружающей среды,
- механических воздействий,
- проникновения воды,
- изменения температур (замораживание/оттаивание, нагрев/резкое охлаждение).
Нарушение структуры цементного камня сопровождается понижением его сцепления с армирующими элементами, повышением водопроницаемости и, как результат, снижением прочности. Для повышения коррозийной стойкости бетона рекомендуются такие меры:
- использование специальных кислотостойких, глиноземистых или пуццолановых цементов;
- введение в смеси гидрофобизирующих, жаростойких или морозостойких добавок;
- увеличение плотности бетона. Большое влияние на стойкость бетона, кроме состава смеси и соотношения компонентов, оказывает технология приготовления и доставки, укладки и последующего ухода. Виброперемешивание смеси увеличивают активность цемента и позволяют получить тесто с макрооднородной структурой, а транспортировка в миксерах – избежать его расслоения при доставке на объект. Эффект от виброуплотнения при укладке теста объясняется вытеснением пузырьков воздуха: в неуплотненной смеси он может достигать 45%. Удаление воздуха обеспечивает защиту бетона от коррозии, увеличение прочности, морозо-, жаростойкости, а также снижает водопроницаемость бетона.
Морозостойкость бетона
Воздействие на бетон поочередного замораживания/оттаивания приводит к его растрескиванию. Объясняется это тем, что в замороженном состоянии влага, находящаяся в порах материала, превращается в лед, а значит, увеличивается в объеме (до 10%). Это приводит к повышенному внутреннему напряжению бетона, а в результате и к его растрескиванию и разрушению.
Морозостойкость бетона тем ниже, чем больше доступ к проникновению влаги: объем пор, в которых может накапливаться вода (макропористость) и уровень капиллярной пористости.
Повышение морозостойкости бетона происходит за счет уменьшения показателей макро и микропористости, а также введением гидрофобных воздухововлекающих добавок. С их помощью в бетоне образуются резервные поры, не заполняемые водой в обычных условиях. При замерзании воды, уже попавшей внутрь бетона, часть ее перемещается в эти поры, тем самым снимая внутреннее давление. Использование глиноземистых цементов также увеличивает морозостойкость материала.
Так как при возведении объектов предъявляются различные требования к свойствам бетона по морозоустойчивости, производится бетон с классом устойчивости к циклам замораживания/оттаивания от F25 до F1000. Для гидротехнических сооружений необходима марка бетона по морозостойкости от F200, а для возводимых в зонах с суровым климатом – от F800 (спецификация производится, исходя из среднесуточной температуры для данного региона).
Водонепроницаемость бетона
Разрушение бетона под воздействием жидких сред происходит не только при отрицательных температурах. Влага имеет свойство вымывать легкорастворимые компоненты из любого вещества, а один из компонентов, при затворении бетонного теста, гашеная известь (гидрат окиси кальция) – водорастворимое вещество. Его вымывание приводит к нарушению структуры и разрушению бетонных блоков и фундаментов. Кроме того, находящиеся в воде кислотные компоненты также оказывают неблагоприятное влияние на состояние материала. На сегодняшний день существуют различные способы защиты бетона от разрушения вследствие воздействия влаги.
Избежать негативного влияния воды можно использованием пуццоланового или сульфатостойкого портландцемента, введением в раствор гидрофобных добавок в бетон для водонепроницаемости, а также применением специальных пленкообразующих покрытий, препятствующих проникновению влаги и уплотняющих добавок. По параметру водонепроницаемости бетон подразделяется на классы (марки). Существуют марки бетона по водонепроницаемости (характеризуется односторонним гидростатическим давлением, измеряется в кгс/см²) от W2 до W20.
Устойчивость к воздействию высоких температур
Если возводимые бетонные сооружения или отдельные изделия будут эксплуатироваться при постоянных высоких температурах, то необходимо выбирать жаростойкий бетон соответствующего класса, так как обычный под воздействием жара теряет прочность и дает усадку вследствие потери цеолитной, абсорбционной и кристаллизационной воды. Это приводит к растрескиванию, частичному, а затем и полному разрушению бетона. Жаростойкий бетон обозначается BR и подразделяется в соответствии с предельно допустимой температурой применения на классы от И3 до И18 (или U3-U18).
Для класса И3 предельно допустимая температура составляет +300°С, а для И18 — +1800°С.
Кроме того существует подразделение на марки по термостойкости:
- для водных теплосмен — Т(1)5, Т(1)10, Т(1)15, Т(1)20, Т(1)30, Т(1)40;
- для воздушных теплосмен — Т(2)10, Т(2)15, Т(2)20, Т(2)25.
Последний параметр обозначает способность выдерживать смены температур без деформаций и снижения прочности.
vproizvodstvo.ru
Средняя прочность бетона по ГОСТ
Выбирая строительные материалы, основное внимание уделяется их качеству, ведь фундамент, отлитый из нетехнологичного сырья, может дать сильную усадку, а то вообще рассыпаться через несколько лет эксплуатации здания. Именно поэтому строительные материалы должны проходить жесткий контроль качества, особенно если речь идет о контроле прочности бетона.
Бетон — это основной материал, знакомый человечеству уже более 6000 лет. Бетон используют с самого начала строительства и именно бетон несет на себе вес всего здания, из него отливаются стены и потолки, поэтому переоценить значение его качества просто невозможно.
Марочная прочность бетона и классы прочности
Качественные характеристики бетона, его пригодность к проведению работ определяются по классу бетона и по его марке. При выборе материалов, ориентируются на такие показатели бетона, как средняя прочность бетона, марка морозостойкости, класс бетона и ряд других менее распространенных показателей.
Прочность бетона — величина непостоянная. Она зависит от того, когда был залит бетон и в каких условиях он набирал прочность.
Ту или иную прочность бетона, ГОСТ гарантирует спустя 28 дней естественного твердения. Действующий ГОСТ требует использовать в проекте обозначение бетона в классах. Класс бетона — это так называемая кубиковая прочность бетона, при которой ее показатель считается гарантированным в 95% случаев. Характеризует прочность бетона на сжатие. Обозначается буквой В и соответствующей цифрой, измеряется в МПа. Например, класс В25 подразумевает, что кубик из бетона класса В25, размером 15*15*15 см, способен выдержать давление в 25 МПа в 95% случаев. Таким образом, кубиковая прочность бетона, подвергшегося испытанию, будет равной 25 МПа.
Важнейшая характеристика материала — его плотность. Плотность — это своего рода заполненность объема твердым веществом. Плотность очень сложно измерить точно, и поэтому был принят такой показатель, как средняя прочность бетона. В зависимости от средней прочности бетон классифицируют по маркам.
Деление марок тоже весьма условно, то есть марки не распределены с предельной точностью, а распределены приближенно. Средняя прочность бетона регламентируется ГОСТ 12730-2.
Марка бетона — показатель прочности цемента. Марка бетона может отражать различные показатели бетона, бывают марки на сжатие, на морозоустойчивость, на водонепроницаемость, на прочность. Обозначается буквой М и соответствующей цифрой, измеряется в кгс/м2.
- Марка морозостойкости определяется числом замораживаний и оттаиваний, которые способны выдержать образцы бетона. Значение морозостойкости актуально, если планируется использовать бетон в условиях отрицательных температур. Имеет маркировку F. Регламентирует морозоустойчивость и прочность бетона ГОСТ 10060.
- Марка водонепроницаемости определяется гидростатическим давлением, при котором испытуемые образцы способны удерживать воду. Актуально, если планируется использовать бетон в условиях повышенной влажности. Имеет маркировку W. Регламентирует водонепроницаемость и прочность бетона ГОСТ 12730-5.
Соотношение между классами и марками:
| Класс по прочности на сжатие, B | Средняя прочность бетона, кг/см² (примерно) | Ближайшая марка по прочности, М |
| 2 | 26 | 25 |
| 2,5 | 32 | 35 |
| 3,5 | 45 | 50 |
| 5 | 65 | 75 |
| 7,5 | 98 | 100 |
| 10 | 131 | 150 |
| 12,5 | 163 | 150 |
| 15 | 196 | 200 |
| 20 | 261 | 250 |
| 22,5 | 294 | 300 |
| 25 | 327 | 350 |
| 30 | 392 | 400 |
| 35 | 458 | 450 |
| 40 | 523 | 500 |
| 45 | 589 | 600 |
| 50 | 654 | 700 |
| 55 | 720 | 700 |
| 60 | 785 | 800 |
Прочность монолитных бетонов
При производстве монолитных железобетонных конструкций требования к прочности бетона и его классификация имеет некоторые особенности.
В частности, у этой категории бетонов различают проектную, передаточную, отпускную и распалубочную прочность бетона.
Проектная прочность бетона. Это прочность бетона, определенная возрастом, который предусмотрен проектной документацией. Если возраст в проекте не оговорен, то проектный срок будет равен 28 суткам.
Передаточная прочность — это кубиковая прочность бетона к моменту его обжатия арматурой. Регламентируется ГОСТом на конкретный вид изделий.
Распалубочная прочность бетона — это минимальная прочность, при которой можно снимать опалубку и осуществить безопасную транспортировку конструкций. Показатель распалубочной прочности задается заводом-изготовителем.
Отпускная прочность — это показатель прочности, достигаемой бетоном к моменту, когда его разрешено отгружать покупателю. Регламентируется ГОСТом.
Как измеряется прочность бетона
Качественные показатели бетона всегда проходят ряд испытаний на прочность. Испытания производятся различными способами. Цель испытаний — контроль прочности бетона. Испытания бетона осуществляются разными способами, прочность бетона измеряется в МПа, однако в современных расчетах обычно фигурирует средняя прочность бетона, измеряемая в кгс/см2.
Главные документы, регламентирующие условия и специфику исследования бетона, отражены в ГОСТ. Испытание бетона на прочность предполагает, что исследовать нужно такие его свойства, как:
- пористость,
- плотность,
- прочность,
- водопроницаемость.
- водопоглощение,
- влажность.
Однако обычно исследуется только основной показатель — прочность бетона.
Строители имеют право на определение прочности бетона неразрушающим методом, либо методом разрушающего воздействия.
- Неразрушающие методы контроля.
При выборе методов исследований важно владеть информацией о том, каковы особенности того или иного метода и для каких сфер подходит тот или иной метод исследования. Для этого рекомендуется обратиться к регламентам, утвержденным ГОСТ. Испытание бетона на прочность в зависимости от целей определено ГОСТ 18105-86.
При исследовании прочности бетона применяются техники, основанные на методах местного разрушения, ударного воздействия на бетон или ультразвукового прозвучивания.
Если исследуются монолитные сооружения из бетона, применяются ударно-импульсные в сочетании с ультразвуковыми исследованиями.
- Разрушающие методы контроля.
Кроме определения прочности бетона неразрушающим методом, существует разрушающий метод контроля. Разрушающий метод контроля применительно к прочности бетона характеризуется тем, что контрольный образец бетона в виде куба 15*15 см подвергают испытаниям на специальном прессе с применением давления до полного разрушения образца. По величине силы, которую потребовалось приложить для разрушения куба, говорят о прочности бетона.
Нажмите на иконку требуемой социальной сети, так вы поделитесь ссылкой со своим окружением:
funddom.ru
Свойства бетонов, влияющие на их характеристики
● Различные виды бетонов в зависимости от их свойств дают возможность подбирать материал с нужными параметрами и необходимым уровнем стойкости к физическим и химическим воздействиям. Классификация бетона на марки и классы призвана наглядно показывать все его характеристики: прочность, морозоустойчивость, термостойкость, водонепроницаемость.
| Соотношение прочности бетона, соответствующих марок и классов по прочности на сжатие | |||
|
| Марка бетона по прочности на сжатие | Класс бетона по прочности на сжатие | Бетон всех видов, кроме ячеистого | Отличие от марки бетона в % | Ячеистый бетон | Отличие от марки бетона в % |
| М 15 | В 1 | — | — | 14,47 | -3,5 |
| М 25 | В 1,5 | — | — | 21,7 | -13,2 |
| М 25 | В 2 | — | — | 28,94 | 15,7 |
| М 35 | В 2,5 | 32,74 | -6,5 | 36,17 | 3,3 |
| М 50 | В 3,5 | 45,84 | -8,1 | 50,64 | 1,3 |
| М 75 | В 5 | 65,48 | -12,7 | 72,34 | -3,5 |
| М 100 | В 7,5 | 98,23 | -1,8 | 108,51 | 8,5 |
| М 150 | В 10 | 130,97 | -12,7 | 144,68 | -3,55 |
| М 150 | В 12,5 | 163,71 | 9,1 | 180,85 | — |
| М 200 | В 15 | 196,45 | -1,8 | 217,02 | — |
| М 250 | В 20 | 261,93 | 4,8 | — | — |
| М 300 | В 22,5 | 294,68 | -1,8 | — | — |
| М 300 | В 25 | 327,42 | 9,1 | — | — |
| М 350 | В 25 | 327,42 | -6,45 | — | — |
| М 350 | В 27,5 | 360,18 | 2,9 | — | — |
| М 400 | В 30 | 392,9 | -1,8 | — | — |
| М 450 | В 35 | 459,39 | 1,9 | — | — |
| М 500 | В 40 | 523,87 | 4,8 | — | — |
| М 600 | В 45 | 589,35 | 1,8 | — | — |
| М 700 | В 50 | 654,84 | -6,45 | — | — |
| М 700 | В 55 | 720,32 | 2,9 | — | — |
| М 800 | В 60 | 785,81 | -1,8 | — | — |
³), приведенной к прочности образца базового размера куба с ребром 15 см, при номинальном значении коэффициента вариации прочности бетона.
● Проектная прочность бетона при условии соблюдения технологии твердения и соблюдении необходимого температурного режима не ниже +30 ºС появляется лишь на 28-й день вызревания. Если температурный режим ниже отметки в +30 ºС, то и срок твердения увеличивается, а при отрицательных температурах оно вообще прекращается. Поэтому очень важным при заливке бетона является показатель критической прочности в условиях низких температур. ● При отрицательных температурах набор прочности прекращается по причине того, что не происходит процесс гидратации — связывания молекул воды и клинкерных составляющих цемента, которые образуют цементный камень. При понижении температуры до -3º
С и ниже начинают происходить фазовые превращения воды и потеря прочности вследствие разрушение структуры невызревшего бетона. Практические опыты показали, что те образцы, которые набрали критическую прочность до определённого состояния, продолжают набирать прочность и не разрушаются после процедуры замерзания/оттаивания. А вот те образцы, которые были подвергнуты опыту замерзания на раннем сроке твердения, имеют 50 %-ю потерю прочности.● Для вызревания бетона разных марок до критической прочности требуется различное время. Но следует помнить, что недопустимо замораживание на первой фазе твердения раствора — во время схватывания, а также в первую неделю твердения, когда бетон достигает 60-70 % своей марочной прочности. Если после первой недели твердения бетона начинается процесс замораживания, то это лишь остановит вызревания, которое возобновится после оттаивания. В таблице указано, какую прочность (от проектной) должен набрать бетон до замораживания.
| Таблица критической прочности для различных марок бетона |
| Марки бетона по прочности на сжатие | Критическая прочность (в % от марочной) |
| М 15 — М 150 | не менее 50 % |
| М 200 — М 300 | не менее 40 % |
| М 400 — М 500 | не менее 30 % |
| для предварительно напряженных конструкций | не менее 70 % |
º
С. Если температурный режим созревания бетонного раствора составляет порядка 75-85º
С, то за 12 часов бетон набирает 60-70 % своей марочной прочности — это при условии, что весь процесс происходит в атмосфере насыщенного пара. Отсутствие необходимой влажности в атмосфере срывает вызревание бетона и приводит к высыханию. Для набора прочности просто необходимо наличие молекул воды, а сам процесс твердения сопровождается постоянным увлажнением. Для уменьшения времени созревания бетона в раствор добавляются модификаторы — специальные добавки. ● Разрушение цементного камня (коррозия бетона) может произойти по причине различных механических воздействий, проникновения воды, резкого изменения температур, негативного влияния окружающей среды. Коррозия идёт одновременно с понижением сцепления бетона с армирующими элементами, увеличением водопроницаемости и существенным уменьшением прочностных характеристик.● Для повышения стойкости бетона к коррозии применяются следующие меры:
• Добавление в бетонные смеси гидрофобизирующих, морозостойких или жаростойких добавок. • Использование специальных пуццолановых, кислотостойких или глинозёмистых цементов. • Увеличение плотности бетонной смеси. • Значительное влияние на стойкость бетона оказывает технология приготовления смеси, способы доставки и регулярность ухода. • Виброперемешивание смеси повышает активность цементных составляющих, благодаря чему достигается макрооднородная структура теста. Технология доставки в специальных миксерах позволяет избежать расслоения бетонной смеси во время доставки на строительный объект. Виброуплотнение призвано вытеснять вездесущие пузырьки воздуха. ● Обычный бетон под воздействием высоких температурных режимов не только теряет свою прочность, но и даёт усадку — в результате бетон сначала растрескивается и в последствии разрушается. В условиях эксплуатации сооружений из бетона в зоне постоянных высоких температурных режимов используется жаростойкий бетон, который обозначаетсяBR
и в соответствии с предельно допустимой температурой подразделяется на классы: отU
3 (температура до +300 С) доU
18 (+1800 С). Также, в зависимости от степени термостойкости существуют следующие марки: — для водных теплосмен Т(1)5, Т(1)10, Т(1)15, Т(1)20, Т(1)30, Т(1)40; — для воздушных теплосмен Т(2) 10, Т(2)15, Т(2)20, Т(2)25. — где последняя цифра означает способность выдерживать изменение температур без снижения прочности и без деформации.kirpichdelo.ru
Марки и классы бетона, твердение и набор прочности, проверка.
Марки и классы бетона, твердение и набор прочности, проверка.
Класс или марки бетона – основной показатель качества, который ставится на первое место в процессе выбора бетонной смеси любого вида, производимой в соответствии с ГОСТ и СНиП. Другие показатели (по водонепроницаемости, по средней плотности, по морозостойкости, по удобоукладываемости, по прочности, по пропорциям) считаются второстепенными. Первоначально бетон выбирается именно по классу или марочной прочности.
Стоит заметить, что прочность товарного бетона, вне зависимости от соотношения цемента, щебня и песка – показатель довольно изменчивый. Постепенное нарастание прочности будет происходить по мере твердения материала. К примеру, уже через неделю после застывания, при оптимальных погодных условиях, показатель прочности легкого бетона приблизится к 70 процентам от проектного показателя. Через 28 дней твердения (стандартный срок) бетонная смесь наберет расчетную (проектную) прочность. Через полгода показатель прочности тяжелого, мелкозернистого, гидротехнического или ячеистого бетона станет еще больше. Окончательное затвердение бетонного материала любого назначения произойдет лишь спустя долгие годы. Таков «закон» бетона.
Прочность марки бетона и методы определения прочности
Как рассчитать прочность ? Стоит начать с того, что марка для фундамента (ленточного, монолитного или любого другого) определяется количеством цемента, присутствующем в бетонной смеси. Выбор определенного класса (марки) должен основываться на проектных данных. Если у вас нет проекта, то выбирать марку прочности на изгиб можно по рекомендациям профессиональных строителей. Если вы не уверены в их компетентности, с бетоном под фундамент вы можете разобраться при помощи информации о том, как определить распалубочную, призменную или передаточную прочность и как выбрать правильный бетон.
Что означают цифры марки?
Чем отличается М 100 от М 300? Цифры класса бетонной смеси (например, М 100, М 200 и т.д.) означают предел прочности на сжатие или на растяжение. В переводе на нормальный язык, это значит, какие нагрузки сможет выдержать бетонный материал. Показатель предела при сжатии усредненный (обозначение в кгс/см2). Соответствие требуемым параметрам определяется методом сжатия цилиндров или кубиков из пробы смеси с помощью специального пресса. Пробный материал должен быть выдержан в течение минимального срока в 28 дней стандартного затвердевания.
Что такое класс бетона, как определяется класс?
Класс – это параметр, который используют в современном строительстве чаще, чем понятие марки. Класс бетонов и растворов очень похож на марку, но при этом имеет определенные нюансы. Если определение марки происходит по прочности с усредненными показателями, то класс подразумевает гарантированно обеспеченную прочность. В этом случае специалисты оперируют коэффициентом вариации прочности и другими техническими нюансами, сложными для восприятия людьми, не являющимися специалистами в данной отрасли. В проектной документации должно указываться, какой класс бетонной смеси для стяжки, для пола, для перекрытий, для отмостки, для заливки или для других работ необходимо использовать. Правила СТ СЭВ 1406 указывают на то, что все проектные требования к бетонной смеси указываются в классах. Но если вы узнаете, что какая-то строительная организация оперирует не классами, а марками, то в этом тоже не будет ничего предосудительного.
Процесс твердения
Класс прочности будет нарастать по мере того как цемент начнет взаимодействовать с водой в растворе. Этот процесс носит научное название «гидратация цемента». Процесс гидратации будет остановлен в том случае, если в набирающем прочность молодом бетоне вымерзнет или высохнет вода (влага). Замерзание или высыхание молодого бетона приведет к резкому ухудшению его прочностных характеристик и остальных свойств. Бетон считается молодым, минимум, несколько недель. Поэтому, если вы хотите, чтобы ваш молодой бетон набрал, хотя бы, 70 или 90 прочности проектной, он должен хотя бы неделю простоять при нормальной температуре и влажности (в идеале, на 28 сутки).
Борьба с потерей влаги
Мы уже выяснили, что наличие влаги – это то, от чего зависит прочность . Потеря влаги, которая так необходима для эффективного протекания процесса гидратации, требует вмешательства со стороны специалистов. Ведь бетон потеряет не только влагу, но и прочность на сжатие, которая просто не успеет набраться. В этом плане молодой бетон похож на ребенка, который нуждается в постоянном питании и уходе. Вместо каши, как вы понимаете, нужно кормить еговодой. Если вы позаботитесь о материале изначально, бетон для гаража, для бассейна, для бани, для забора, для ростверка или для чего-либо другого, отблагодарит вас долгими годами службы. Поэтому:
Если бетон укладывается в жаркую погоду, накройте его пленкой ПВХ, а лучше мокрой мешковиной. Бетонные конструкции «возрастом» от 1 до 5 дней можно время от времени поливать водой. В отличие от высохшего , прочность таких конструкций в этом случае будет гораздо выше
Замораживание бетона
Если бетон любой классификации укладывается при минусовых температурах, то может произойти его замораживание. Разумеется, замерзнет не он сам, а внутренняя вода. Это также приведет к остановке процесса гидратации цемента, со всеми вытекающими последствиями. Вообще, зимнее бетонирование – это тема отдельной статьи, содержащей графики с расшифровками. Здесь же надо отметить, что процесс замерзания не столь страшен, как процесс высыхания, поскольку, если конструкцию не размоет, процесс гидратации продолжится весной, когда вода начнет оттаивать. Морозостойкость и прочность при этом будут гораздо ниже, в сравнении с показателями, характерными для нормального твердения, вследствие чего на данном этапе следует провести определение прочности .
Методика раннего замерзания
Существуют определенные методики раннего замораживания бетонной смеси. Бетон, в котором присутствует небольшое содержание противоморозных добавок, может укладываться при температурах от -15 до -30 градусов. После раннего замерзания он сможет без проблем «дожить» до прихода теплой погоды. Процесс гидратации цемента начнется ближе к весне, с пробуждением бетона. Противоморозные добавки при этом будут выступать в качестве стабилизатора. То есть, если вы заливали при -25 градусов, а добавки вводились на температуру в -10 градусов, то бетон замерзнет. Но при весеннем повышении температуры до 5 градусов мороза, раствор не будет реагировать на цикличные температурные изменения, характерные для весеннего периода, когда происходит регулярный переход из минуса в плюс и обратно. Отсутствие процессов замерзания и оттаивания приводит к стойкому перенесению температурных колебаний, без утраты прочностных характеристик. Единственным ограничением является тот факт, что монолитные конструкции в замерзшем состоянии эксплуатировать настоятельно не рекомендуется.
Методы борьбы с замораживанием
Как мы уже выяснили, замораживание – это негативный фактор, с которым нужно бороться. А помогут в борьбе нижеперечисленные меры:
Противоморозные добавки или ПМД. Добавки помогут воде не замерзать долгое время, что, в свою очередь, приведет к продолжению и ускорению процесса твердения. Если раньше в качестве противоморозных добавок использовались соли, которые могли разъесть арматуру, то сегодня на смену ей пришли щадящие препараты и составы.
— Электропрогрев . Осуществляется с помощью специальных электродов, трансформаторов и электроподогреваемых опалубок. Пожалуй, самый идеальный вариант для заливки зимой. К сожалению, частным застройщиком этот вариант недоступен, поскольку аренда, транспортировка и монтаж соответствующего оборудования стоят очень дорого. А главное в том, что подобные системы расходуют несколько десятков киловатт электроэнергии в час, со всеми вытекающими из этого техническими и финансовыми последствиями. Ни одна загородная подстанция не позволит подключить к себе трансформатор на 80 кВт.
— Пленка. Если среднесуточная температура находится на уровне 1-2 градусов, вы можете укрыть бетонную конструкцию обычной пленкой, однако эффективность данной меры сомнительна. Скорее, применение этого хода можно назвать авральным, если вы привезли и уложили бетонную смесь днем, а к вечеру резко упала температура. Гидратация цемента – это процесс, сопровождаемый выделением тепла, и чем больше тепла вы сможете сберечь, тем лучше. Можно подставить дизельную или газовую пушку, которая будет задувать под укрытие теплым воздухом. Для первых, самых важных дней жизни бетона, это особенно важно.
Стоит отметить, что на заводах ЖБК и ЖБИ подобных проблем не наблюдается. Все железобетонные изделия, включая плиты дорожные (для дорожного покрытия), плиты перекрытия, фундаментные бетонные блоки ФБС, панели стеновые железобетонные и бетонные сваи, пропариваются в камерах. И вопроса, как увеличить скорость набора прочности материалом, здесь просто не стоит. В камерах столько влаги и тепла, сколько нужно . Причем для набора заданной прочности достаточно всего нескольких часов пропаривания, после чего изделие готово к использованию.
Критическая прочность бетона
Критической прочностью называют своеобразную грань, после которой бетон переходит в стабильное состояние, не нуждающееся в каком-либо уходе. Критическая прочность разная для разных марок. Например, у высоких марок более низкий в процентном отношении порог критической прочности (примерно 25-30 процентов от проектной прочности). Чем ниже марка и класс, тем более высоким является процент, вследствие чего нужен особый контроль. При нормальных условиях достижение критической прочности происходит, примерно, через сутки после укладки. Поэтому первые сутки и считаются самыми важными в жизни бетона для тротуарной плитки, для армопояса, для фбс, для буронабивных свай или для чего-либо другого.
Проверка марки бетона
Для любого строителя важно, чтобы привезенная на объект марка соответствовала марке, которая была проставлена в заказе. Можно ли проверить подобное соответствие? Оказывается, да, причем без использования электронного измерителя или специальных формул. Результаты, правда, будут не сразу. Чтобы узнать, какую марку вам привезли, в процессе разгрузки нужно взять пробу и отлить три кубика по 15 см3. Как сделать кубиковые пробники? Сколотите специальные формы из дощечек. Перед тем, как будете заливать раствор в формы, увлажните ящички, поскольку сухое дерево может забрать слишком много влаги, воздействуя на гидратацию цемента негативным образом. Залитая смесь штыкуется куском арматуры или аналогичным предметом, то есть, арматурой тыкают в смесь подобно тому, как толкут пюре. Это приведет к выходу из смеси лишнего воздуха, с одновременной защитой от образования раковин (незаполненных мест). Смесь от этого станет более плотной. Также, вы можете уплотнить пробы , ударяя молотком по боковым участкам ящичков. Кубики должны храниться при средней температуре в 20 градусов и 90-процентной влажности. Через 28 дней отнесите кубики в независимую лабораторию, которая подавит бетон в рамках испытания и вынесет свой вердикт по поводу того, соответствует ли бетон той марке, которая была заявлена. Отмечу, что 28 дней ждать не обязательно. Существуют промежуточные стадии затвердения бетона на 3, 7 и 14-е сутки. За первую неделю он успевает набрать 70 процентов расчетной прочности.
Нюансы забора и хранения бетонных кубиков
— Бетонную смесь в автобетономешалке нельзя разбавлять водой. — Пробы должны браться с лотка бетономешалки. — Бетон в формах должен быть тщательно уплотнен методом штыкования.
— Пробы должны храниться в надлежащих условиях, без превышения указанной температуры. Лучше поместить их в тень или даже в подвал.
domisad.org
Прочность бетона при сжатии
В рабочих чертежах конструкций или в стандартах на изделия обычно указывают требования к прочности бетона, его класс или марку.
Для конструкций, которые проектируют с учетом требований прочность бетона на сжатие характеризуется классами. Класс бетона определяется величиной гарантированной
прочности на сжатие с обеспеченностью 0,95. Бетоны подразделяют на классы; В1; Bl,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; BIO; В12.5; В15; В20; В25; ВЗО; В35; В40; В50; В55; В60.
В настоящее время происходит переход в нормативных документах от марки к классу бетона, однако для некоторых специальных конструкций и в ряде действующих нормативов применяется марка бетона. Поэтому далее используются понятия как о классе, так и о марке бетона. Средняя прочность или марка тяжелого бетона определяется пределом прочности (МПа) при сжатии стандартных бетонных кубов 15x15x15 см, изготовленных из рабочей бетонной смеси в металлических формах и испытанных в возрасте 28 сут после твердения в нормальных условиях (температура 15 . . . 20 °С, относительная влажность окружающего воздуха 90 … 100 %) В строительстве используют следующие марки: М50, М75, Ml00; Ml50, М200, М250, М300, М350, М400, М450, М500, М600 и выше (через М100). На производстве необходимо обеспечить среднюю прочность или заданную марку бетона. Превышение заданной прочности допускается не более чем на 15%, так как это ведет к перерасходу цемента.
Кубы размером 15x15x15 см применяют в том случае, когда наибольшая крупность зерен заполнителя 40 мм. При другой крупности заполнителя можно использовать кубы иных размеров, однако размер ребра контрольного бетонного образца должен быть примерно в три раза больше максимальной крупности зерен заполнителя. Для определения марки бетона на кубах с другими размерами вводят следующие переходные коэффициенты, на которые умножают полученную в опытах прочность бетона.
На практике наблюдаются значительные отклонения от приведенных выше коэффициентов, так как их значение зависит от жесткости опорных плит пресса, марки бетона и других факторов. Для получения более достоверных результатов необходимо, чтобы толщина опорных плит пресса была не менее половины величины испытываемого куба. В этом случае действительные переходные коэффициенты могут оказания выше ре. лендованныч и проектирование бетона с использованием последних повышает запас прочности конструкции
Для правильного определения состава бетона важно знать, как зависит его прочность от качества цемента и заполнителей, соотношения межзу составляющими и прочих факторов. Прочность бетона в определенный срок при твердении в нормальных условиях зависит главным образом от прочности цемента и водоиементною отношения.
Под водоцементным отношением понимают отношение массы воды к массе цемента в свежеизготовленний бетонной смеси, причем учитывают только свободную, не поглощенную заполнителем воду Прочность батона повышается с увеличением прочности цемента или уменьшением водоцементного отношения.
Зависимость прочности бетона от водоцементного отношении вытекает из физической сущности формирования структуры бетона и графически изображается в виде гиперболических кривых. Как известно, цемент при твердении в зависимости от качества и срока твердения присоединяет всего 15 . 25 % воды от массы цемента. Вместе с тем для придания бетонной смеси пластичности в бетон добавляют воды значительно больше (40 70 % от массы цемента, В/Ц = 0,4 ..0,7), так как при В/Ц = 0,2 бетонная смесь является почти сухой и ее нельзя качественно перемещать и уложить. Избыточная вода, не вступающая в химические реакции с цементом, остается в бетоне в виде водяных нор и капилляров или испаряется, оставляя воздушные поры В обоих случаях бетон будет ослаблен наличием пор, и чем больше их, т. е чем больше В/Ц, тем ниже прочность бетона. Таким образом, закон водоцементного отношения, по существу, выражает зависимость прочности бетона от его плотности или пористости.
Зависимость прочности бетона от его водоцементного отношения выполняется лишь в определенных пределах. При очень низких водоцементных отношениях, даже при повышенных расходах цемента и воды, не удается получить удобообрабатываемые бетонные смеси и необходимую плотность бетона, поэтому зависимость нарушается: с дальнейшим уменьшением В/Ц прочность бетона не увеличивается, а затем даже начинает уменьшаться. Определенную роль в снижении прочности бетона в этом случае играет и тот факт, что для гидратации цемента необходим некоторый избыток воды (в 2 … 3 раза) по сравнению с тем количеством, которое непосредственно вступает во взаимодействие с цементом. Резкое уменьшение этого избытка влечет за собой замедление гидратации и, следовательно, понижение прочности бетона.
Зависимость прочности от водоцементного отношения строго соблюдается лишь при испытании бетона на одинаковых материалах с близкой подвижностью бетонной смеси и при применении одинаковых приемов приготовлении и укладки бетона. На прочность бетона, хотя и менее существенное, чем Яц и В/Ц, но заметное влияние оказывают вид цемента, свойства заполнителей, способы приготовления образцов и другие факторы.
Таким образом, в действительности имеется не одна строгая кривая, выражающая зависимость Rc=f(В/Ц), а некоторая полоса, на которой укладывается большинство опытных результатов с учетом возможных колебаний прочности бетона, вызванных влиянием других факторов. Однако для облегчения расчетов часто используют средние кривые для зависимости Re от В/Ц или выражающие их формулы. В формулах прочности бетона влияние качества цемента, заполнителей и других факторов обычно учитывают применением эмпирических коэффициентов.
На практике могут наблюдаться заметные отклонения прочности бетона от значений, определенных по той или иной средней кривой или формуле В отдельных случаях действительная прочность может отличаться от расчетной в 1,3 … 1,5 раза. Поэтому при проектировании состава бетона полученный расчетом состав бетона принято проверять в контрольных замесах
С развитием типологии бетона факторов, влияющих на прочность бетона, становится все больше, так как расширяется ассоргимеы цементов, заполнителей, возникают новые технологические приемы приготовления, укладки и выдерживания бетонной смеси, поэтому особое значение приобретают предварительные испытания бетона на материалах, предназначенных к приме нению в соответствии с намечающейся технологией. Испытания обязательны также при большом объеме работ, так как они дают возможность получить более надежную зависимость прочности бетона от водоцементного отношения и других факторов, которой и еле дует пользоваться в дальнейшем. Если предварительные испытания не проводились, то эту зависимость можно уточнить в процессе производства при контрольных испытаниях бетона
В практике строительства материалы и технология, применяемые на данном объекте или заводе, как правило, не меняются в процессе производства и главным фактором, позволяющим иолу чать бетоны разной причности, является водоцементное отношение Это еше раз подчеркивает важное значение закона водоцементного отношения для технологии бетона.
Для определения состава бетона более удобна не зависимость его прочности от водоцементного отношения, а обратная зависимость прочности от цементно-водного отношения. При изменениях цементно-водных отношений от 1,3 до 2,5 эта зависимость является прямолинейной и может быть выражена формулой
Зависимости справедливы топью для плотно уложенного бетона, получающегося при применении подвижной бетонной смеси. Жесткие бетонные смеси требуют для тщательного уплотнения особых приемов (длительного вибрирования, сильного трамбования, прокатки или прессования)
Действительная прочность бетона может быть определена толь ко испытанием контрольных образцов, твердеющих в условиях, аналогичных условиям твердения бетонных сооружений, или испытанием бетона в самом сооружении.
Технические характеристики бетона — Блог о строительстве
В настоящее время бетон является одним из базовых строительных материалов, в состав которого входят следующие компоненты:
- вода,цемент,крупный заполнитель – керамзит, щебень,мелкий заполнитель – песок.
Товарный бетон классифицируется по нескольким параметрам. К числу приоритетных относятся: вид заполнителя и средняя плотность. Классы бетона по плотности:
Тяжелый бетон. Является основным материалом в процессе производства железобетонных конструкций, его плотность составляет от 2200 до 2500 кг/м3, для его изготовления используются плотные заполнители.Легкий или облегченный бетон.
Имеет плотность от 500 до 2200 к/ м3 (применяются пористые заполнители – пемза, керамзит и т. п.). Легкому бетону свойственна пониженная теплопроводность и невысокая несущая способность, вследствие чего он используется в производстве стеновых материалов, предназначенных для помещений «теплого» назначения.
Технические характеристики бетона
К базовым свойствам бетона относятся:
- прочность на сжатие – B,водонепроницаемость – W,морозостойкость – F.
Прочность бетона на сжатие – B
Прочность бетона на сжатие относится к числу базовых параметров бетона. До 1986 года при проектировании конструкций из бетона использовался термин «Марка бетона». Марка обозначается буквой «М» с числом, которое отображает средний показатель прочности образца бетона на сжатие в кгс/см2.
Марки товарного бетона, применяемые в строительстве: М50, М75, М100, М150, М200, М250, М350, М400, М450, М550, М600, М6ОО, М700, М800.
Сейчас, после принятия СНиП 20301-84 при выполнении расчетов бетонных и железобетонных сооружений используется не марка бетона, а класс прочности при сжатии или растяжении. Означенный показатель отображается буквой В с цифровой комбинацией, каковая указывает на гарантированную прочность в МПа, то есть на прочность, достигаемую в большинстве испытаний (в 95% случаев).
Классы бетона, применяемые в строительстве: В1; В1,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В40; В45; В50; В55; В60.
Таблица 1. Соотношение между классом прочности и маркой бетона
Класс прочности бетонаМарка товарного бетонаПоказатель средней прочности, кгс/см2В5М7565В7,5М10098В10М150131В12,5М150164В15М200196В20М250262В25М350327В30М400393В35М450458В40М550524В45М600589В50М600655В55М700720В60М800786
Марка бетона по водонепроницаемости – W
Водонепроницаемость является свойством бетона противостоять воздействию воды без каких-либо разрушений, т.
е. влагоустойчивая бетонная плита не пропустит воду, поданную под давлением. Марка отображает давление воды – кгс/см2, при котором образец бетона (цилиндр, высота – 15 см) не пропускает воду (подразумеваются стандартные условия испытаний).
Водонепроницаемость бетона отображается маркировкой – W2, W4, W6, W8 и W12.
Марка бетона по морозостойкости – F
Маркой бетона по морозостойкости считается максимальное количество циклов заморозки и оттаивания, выдерживаемое образцами определенных размеров без уменьшения прочности на сжатие более 5% по сравнению с образцами, протестированными в аналогичном возрасте. При испытании дорожного бетона, учитывается потеря массы (не более 5%). По морозоустойчивости бетон обозначается буквой F с цифрой.
Бетон, используемый в массовом строительстве, может обозначаться комбинациями F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500.
Необходимо помнить, что бетон теряет качество в следующих случаях:
При разбавлении водой на объекте строительства. Это самая распространенная ошибка недоучившихся прорабов и их подчиненных. Укладка густого бетона – более трудоемкий процесс, нежели заливка свежеприготовленной смеси, а потому для ускорения работ в бетон доливают воду.
Вода разбавляет смесь, но при этом остается в свободном состоянии, так как цемент уже получил необходимое количество влаги. Результат: излишняя вода испаряется, и в бетоне образуются пустоты, что приводит к снижению прочности.В результате «сваривания» бетона. Это происходит при задержках миксера, неблагоприятных погодных условиях (чрезмерная жара) или несвоевременной выгрузке.Некачественном уплотнение смеси.
При укладке без последующего использования промышленного вибратора. Бетонная смесь, не подвергнутая принудительному уплотнению, содержит излишнее количество воздуха. Марка бетона будет заметно снижена, если раковины, пустоты или поры не ликвидировать посредством вибрирования.
Получите консультацию специалистапо ценам и условиям приобретения и доставки бетона.
Бетон и бетонные смеси от ООО «Гранд Бетон» полностью отвечают требованиям национальных и международных стандартов.
В7.5Используется в качестве основы при проведении подготовительных работ перед заливкой фундаментных плит, подушек, ростверков. Также из него выполняется выравнивающий слой пола, используется в дорожных работах, для установки бордюров и др.
В12.5Используется при изготовлении стяжек, полов, фундаментов под небольшие сооружения, бетонирование дорожек. Также для подготовительных работ перед заливкой монолитных плит фундаментов и др.
В15Используется при изготовлении дорожек, отмосток, индивидуальное строительство, ленточные фундаменты, плитные фундаменты, изготовление бетонных лестниц, площадок и др.
В20Используется при изготовлении монолитных фундаментов — ленточные, плитные, подпорные стены, заборы, лестницы, малонагруженные плиты перекрытий и др.
В25Используется при изготовлении монолитных фундаментов, свай, ростверков, плит перекрытий, колонн, ригелей, балок, монолитных стен, промышленных полов, чаш бассейнов и других ответственных конструкций.
В30Используется в монолитно-каркасном строительстве при возведении жилых домов повышенной этажности. Применяется для мостовых конструкций, гидротехнических сооружений, конструкций со специальными требованиями.
В35Применяется для мостовых конструкций, плотин, дамб, строительства метро, гидротехнических сооружений, конструкций со специальными требованиями.
В40Область применения – мостовые конструкции, гидротехнические сооружения, метро и другие конструкции со специальными требованиями.
Переход между классами по прочности тяжелого бетона на сжатие, согласно ДСТУ Б В.2.7-176:2008 (EN 206-1:2000, NEQ) и ДСТУ Б В.2.7-43-96 :
Класс прочности бетона на сжатие, согласно ДСТУ Б В.2.7-176:2008(EN 206-1:2000, NEQ)Класс прочности бетона на сжатие, согласноДСТУ Б В.2.7-43-96Марка прочности бетона на сжатие, согласноДСТУ Б В.2.7-43-96-В3,5М50-В5М75-В7,5М100С 8/10В10 М150- В12,5 М150 С 12/15 В15 М200 С 16/20 В20 М250 С 20/25В25 М350 С 25/30 В30 М400 С 30/35 В35 М450 С 32/40 В40 М500 С 35/45 В45 М600 С 40/50 В50 М700 С 45/55 В55 М700 С 50/60 В60 М800
Широко в строительстве нашли себе применение такие виды бетонов и растворов:
Мелкозернистый бетон– бетон, который изготавливают, используя только мелкий заполнитель (максимальная крупность заполнителя не более 10мм). Мелкозернистый бетон применяют для изготовления тонкостенных и густоармированных конструкций, замоноличивании стыков сборных сооружений.
Высокопрочный бетон- определяют как бетон с прочностью на сжатие не менее 35 МПа (В35-В60). В качестве преимуществ таких бетонов считают улучшенную удобоукладываемость и прочность, что способствует ускорению строительства и созданию более экономичных и долговечных конструкций.
Главными отраслями использования высокопрочных бетонов является высотное строительство, атомные электростанции, морские гидротехнические сооружения, мосты, различные инженерные сооружения, дорожные покрытия. Основными условиями получения высокопрочных бетонов является применение высокоактивных вяжущих веществ крупных и мелких заполнителей соответствующего качества и гранулометрического состава с использованием пластифицирующих добавок, в том числе суперпластификаторов, а также микронаполнителей. Внедрение высокопрочных бетонов в строительстве позволяет существенно уменьшить габариты конструкции, а соответственно, и объем бетона, сократить расходы арматурной стали в железобетонных конструкциях.
Фибробетон– бетоны, которые армированы волокнами, для достижения повышенной прочности на растяжение, трещиностойкости, а также повышение ударной прочности и износостойкости.
Укрепляющее действие волокон обусловлена тем, что более прочные и жесткие по отношению к матрице волокна, несут в композиционном материале основную часть нагрузки. Дисперсное армирование позволяет увеличить прочность на растяжение и изгиб в 2 … 3 раза.
Для фибробетона используется металлические, полипропиленовые, базальтовые и др. волокна. Широкое применение данный вид бетона нашел при изготовлении полов.
Гидротехнический бетон- применяют для изготовления изделий и бетонирования сооружений, которые периодически или постоянно контактируют с водой, в том числе плотин, гидростанций, набережных, сооружений промышленной гидротехники (отстойники, градирни и т. п.), бассейнов. Гидротехнический бетон должен отличаться прочностью при сжатии и растяжении, водостойкостью, водонепроницаемостью, морозостойкостью, устойчивостью к химической коррозии в водной среде и низким тепловыделением при твердении.
Обычно используют гидротехнические бетоны классов В25 … В40, отличающиеся морозостойкостью от F200 до F300, марка по водонепроницаемости (кгс / см2) – W6 … W12.
Технические требования к бетону в первую очередь зависят от частей сооружений, при изготовлении которых он используется. Самые высокие требования нужно предъявлять к бетону, который расположен в зоне периодического увлажнения. Для изготовления наружных частей гидротехнических конструкций, при воздействии агрессивной среды, используют сульфатостойкий цемент.
Дорожный бетонотличается от рядового бетона, высокой прочностью при растяжении и сжатии, повышенной морозостойкостью, износостойкостью и коррозионной стойкостью. Требования к дорожному бетону обусловленные сложными условиями его эксплуатации, в том числе наличием статических и динамических нагрузок, действием переменного влажности и температуры. В зависимости от назначения дорожное бетоны разделяют на бетон для одно- и двухслойных покрытий, а также для оснований.
Как дорожные бетоны используют бетоны классов В7,5 … В40 (по прочности при сжатии), для которых предел прочности при изгибе составляет от 1,5 до 5,5 МПа. Дорожные бетоны изготовляют с применением воздухововлекающих добавок.
Строительные растворыназывают материал, получаемый в результате затвердения специально подобранной смеси из неорганического вяжущего вещества, мелкого заполнителя и специальных добавок, улучшающих свойства смеси.
Марки растворной смеси по подвижности и область применения
Марка растворной смеси по подвижности Норма по подвижности, см Назначение растворной смеси П4От 1 до 4Вибрированная бутовая кладка П8От 4 до 8Бутовая кладка обычная, из пустотелых кирпича и камней. Монтаж стен из крупных блоков и панелей, расшивка горизонтальных и вертикальных швов в стенах из панелей и блоков, облицовочные работы П12От 8 до 12Кладка из обыкновенного кирпича и различных видов камней, штукатурные и облицовочные работы, поли П14От 12 до 14Заливка пустот в бутовой кладке, поли
Строительные растворы реализуемые заводом «Гранд Бетон» полностью отвечают требованиям ДСТУ Б.В. 2.7-23-95 «Растворы строительные. Общие технические условия».
http://vestnik-nauki.ru/
2016, Т 2, №4
УДК 625.142
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНОВ НА ОСНОВЕ ЦЕМЕНТОВ ЩЕЛОЧНОЙ АКТИВАЦИИ
Л.Ф. Казанская, О.М. Смирнова
MAIN TECHNICAL PROPERTIES OF CONCRETE BASED ON ALKALI-
ACTIVATED CEMENTS
Аннотация. Рассмотрены основные современные тенденции в области разработок цементов щелочной активации и бетонов на их основе. Приведена классификация цементов щелочной активации.
Установлены составы и свойства бетонов на основе шлакощелочных вяжущих. Представлены результаты по влиянию вида и расхода шлака, а также щелочного активатора твердения на прочность, морозостойкость, водонепроницаемость шлакощелочного камня. Установлена зависимость строительно-технических характеристик подобных бетонов от пористой структуры.
Ключевые слова: цементы щелочной активации; активатор твердения; шлак; минеральные добавки; шлакощелочное вяжущее.
Abstract. The main current trends in the development of alkali-activated cements and concretes are considered in the paper. Classification of alkali-activated cements is represented.
The compositions and properties of concrete on the basis of alkali-activated slags are established. The results of the influence of the type and quantity of slag and the alkaline activator on strength, frost resistance, water resistance of concrete are presented. The dependence of the technical characteristics of concretes based on alkali-activated slags of the porous structure is established.
Key words: alkali-activated cements; alkaline activator; slag; mineral additives; alkali-activated slag binder.
Развитие существующих и создание новых вяжущих щелочной активации на основе минеральных добавок природного и техногенного происхождения приобретает сегодня особую актуальность. При этом вяжущие щелочной активации имеют преимущества не только за счет вовлечения побочных продуктов промышленности, но и за счет хороших механических характеристик и долговечности.
В.
Д. Глуховский классифицировал вяжущие щелочной активации на две группы, в зависимости от состава исходных материалов: щелочные вяжущие системы Me2O-Al2O3-SiO2-h3O и щелочно-земельные вяжущие системы Me2O-MO-Al2O3-SiO2-h3O, где Me=Na, K; M=Ca, Mg [1]. Первоначально, большая часть исследований была сфокусирована на щелочной активации материалов второй группы [1-4].
В последнее десятилетие значительно возросло число исследований материалов, отнесенных В. Д. Глуховским, к первой группе [5].
Вяжущие щелочной активации состоят из двух компонентов: цементирующего минерального порошка и щелочного активатора твердения. В качестве щелочного активатора могут использоваться водные растворы кальцинированной соды, сульфата натрия, гидроксида натрия, жидкого стекла.
В зависимости от состава цементирующего минерального порошка, вяжущие щелочной активации делят на следующие виды: на основе шлаков, на основе пуццолан, на основе смеси известь-пуццолана/шлак, на основе алюминатов кальция, на основе портландцементов с минеральной добавкой.
L.F. Kazanskaya, O.M. Smirnova
http://vestnik-nauki.ru/
2016, Т 2, №4
В свою очередь, вяжущие щелочной активации на основе шлаков можно разделить на следующие: на основе гранулированных доменных шлаков; на основе фосфорных шлаков; на основе смесей гранулированный доменный шлак зола-уноса; гранулированный доменный шлак сталеплавильный шлак; гранулированный доменный шлак мультикомпозиционный минеральный компонент [3-6].
Шлакощелочные бетоны на основе гранулированных доменных шлаков наиболее исследованы в 1980-90-е годы. Можно отметить основные выводы по этим исследованиям:
□ свойства шлакощелочных бетонов зависят в основном от состава и тонкости помола шлака, от состава и расхода щелочного активатора; как правило, прочность шлакощелочных бетонов выше, чем бетонов на основе портландцемента;
□ в зависимости от вида щелочного активатора шлакощелочные бетоны могут иметь большую или меньшую пористость, чем бетоны на основе портландцемента; при этом пористость и прочность в шлакощелочных бетонах не так взаимосвязаны, как они взаимосвязаны в бетонах на основе портландцемента;
□ в большинстве случаев шлакощелочные бетоны менее проницаемы для воды и хлоридов, имеют большее сопротивление факторам, вызывающим коррозию: кислотам, сульфатам или хлоридам, чем бетоны на основе портландцемента;
□ использование суперпластификаторов, применяемых в бетонных смесях на портландцементе, практически не дает никакого эффекта в шлакощелочных бетонных смесях. Установлено, что применение противоусадочных химических добавок, способствует снижению усадки шлакощелочного бетона на 85 и 50% при хранении образцов бетона при относительной влажности 99 и 50%, соответственно [7].
□ одним из основных продуктов взаимодействия исходных компонентов является С-Б-И-гель, содержащий в своей структуре алюминий, отсутствует портландит. Отношение Са/Б1 и содержание А1 в С-Б-И-геле зависит от вида активатора твердения, химического состава цементирующего минерального порошка и условий твердения [8]. Шлакощелочные бетоны имеют большую огнестойкость по сравнению с бетонами на портландцементе.
□ по своим прочностным характеристикам они не уступают бетонам на основе портландцемента и могут быть использованы, например, для получения железобетонных шпал [3].
Вяжущие щелочной активации на основе пуццолан делят: на основе золы-уноса, природных пуццолан, метакаолина. По своим прочностным характеристикам они также не уступают традиционному бетону на портландцементе и имеется опыт получения железобетонных шпал на их основе [9].
В вяжущих щелочной активации на основе смеси известь-пуццолана/шлак в качестве пуццолановой добавки могут быть использованы: зола-уноса, метакаолин, природные пуццоланы. Можно сделать следующие основные выводы по этим вяжущим:
□ в качестве активаторов твердения могут быть использованы только гидроксиды щелочных металлов и сульфаты щелочных металлов;
□ использование щелочного активатора повышает прочность в 2-3 раза по сравнению с прочностью камня на основе вяжущего, состоящего только из извести и пуццолановой добавки (гидравлической извести). При этом прочность в раннем возрасте повышается в несколько раз;
□ прочность бетона на основе этих вяжущих может быть недостаточна для несущих нагрузок.
Не менее интересны вяжущие щелочной активации на основе портландцемента с минеральными добавками. Смешанные цементы, содержащие портландцемент и молотые гранулированный доменный шлак, золу-уноса, природные пуццоланы используются в настоящее время достаточно широко. Однако, такой их недостаток, как медленный набор прочности в ранние сроки [10], может быть устранен при использовании щелочного активатора твердения.
-ж-
http://vestnik-nauki.ru/
Вестник науки и образования Северо-Запада России
2016, Т. 2, №4
Нами были исследованы гидратированные вяжущие на основе молотых шлаков и шлакоцементных смесей и свойства камня из чистого высокоалитового портландцементного клинкера.
Все вяжущие были смолоты до удельной поверхности 3000 см2/г и затворены при В/Ц, соответствующем тесту нормальной густоты. Состав всех образцов приведен в табл. 1.
Измерение водоудерживающих свойств и пористой структуры проводили по методу термограмм сушки при увлажнении водой [11]. Полученные результаты представлены в таблице 1 в процентах по отношению к сухой массе образца при 105°С. После записи термограмм образцы прокаливали при 700°С для определения количества сильно химически связанной воды.
Эти данные, так же, как и количество слабо химически связанной воды, определенные по термограммам сушки, рассчитывали по отношению к массе образца при 700°С. Они также приведены в таблице 1. Данные таблицы свидетельствуют о том, что количество воды гидратации у всех материалов меньше, чем у обычного камня на портландцементе, причем у камней из чистых шлаков количество воды гидратации, особенно слабосвязанной, в несколько раз меньше.
Таблица 1 Показатели водоудерживающей способности
Состав образцов, % Возраст образцов, сут. Количество воды, %
клинкер шлак феромарг.
шлак передельн. Зола ГРЭС в средних порах в микро-порах адсорбиров. гидратации
слабосвязанной сильносвязанной общее
100 – – – 7 1,6 0,3 1,2 3,5 9,6 13,1
– 100 – – 1,9 – 0,5 1,9 5,3 7,2
– – 100 – – – – – 2,5 2,5
30 70 – – 3,3 2,4 1,5 3,6 6,4 10,0
30 – 70 – 2,4 1,9 1,1 4,4 4,5 8,9
30 – 15 55 1,4 0,9 1,1 3,2 6,9 10,1
100 – – – 28 0,8 0,4 1,2 5,6 10,5 16,1
– 100 – – 1,2 0,6 0,8 1,9 7,5 9,4
– – 100 – 1,5 0,9 0,2 1,0 3,2 4,2
30 70 – – 2,8 3,1 1,2 4,9 8,1 13,0
30 – 70 – 3,0 3,5 1,1 4,9 7,4 12,3
30 – 15 55 2,3 1,4 1,2 3,3 7,6 10,9
100 – – – 360 1,2 0,3 1,2 5,6 10,9 16,5
– 100 – – 1,7 0,6 1,1 1,9 7,7 9,6
– – 100 – 3,2 2,0 1,7 1,0 3,6 4,6
30 70 – – 2,7 3,9 1,0 4,8 8,2 13,0
30 – 70 – 1,5 2,0 1,2 5,1 7,5 12,6
30 – 15 55 2,5 1,3 1,3 4,8 7,7 12,5
В то же время смеси, содержащие всего 30% клинкера, по количеству не только сильно, но и слабо химически связанной воды, гораздо ближе к камню портландцемента, чем к чистым шлакам.
Такое же положение наблюдается и для пористой структуры. Количество адсорбированной воды, определяемое объемом гелевых пор, у камней из чистых шлаков мало, а у камней из смесей близко к количеству адсорбированной воды портландцементного камня. Этот факт подтверждает предположение о том, что развитие гелевой пористости цементного камня идет параллельно с его гидратацией.
Объем средних пор и микропор у шлаковых и шлакоклинкерных камней значительно выше, чем у портландцементного камня. В соответствии с [12] можно полагать, что
-ж-
Вестник науки и образования Северо-Запада России
— http://vestnik-nauki.ru/ ——-
2016, Т. 2, №4
пониженная прочность шлакоцементных камней по сравнению с камнем портландцемента объясняется не только меньшим числом и прочностью кристаллических сростков, но и повышенной пористостью.
Описанные закономерности имеют место как для образцов в возрасте 7 суток, так и для образцов в более позднем возрасте. При этом гидратация и формирование пористой структуры смесей 4, 5 и 6 и, особенно, чистых шлаков 2 и 3, протекает гораздо медленнее -через 7 суток на термограммах камней из чистых шлаков вообще еще не выделяются критические точки, в то время как термограммы этих образцов в возрасте 28 и 360 суток по виду уже не отличаются от термограммы камня портландцемента.
В группе шлакощелочных материалов были также исследованы не только гидратированные вяжущие, но и мелкозернистые песчаные бетоны, полученные затворением разных шлаков водными растворами щелочных компонентов. Все шлаки были смолоты до удельной поверхности 3200 см 2/г. Образцы формовали обычным способом, пропаривали при 95°С в течение 12 часов и исследовали в возрасте 28-56 суток.
Для сравнения были затворены и пропарены в таких же условиях высокоалитовый портландцемент и шлакопортландцемент. Микропористую структуру и адсорбционные свойства исследовали на гидратированных образцах чистого вяжущего. Измерение общей пористости проводили на кубиках 4*4*4 см из песчаных бетонов состава 1:3.
Дифференциальные водоудерживающие свойства, пористую структуру этих материалов изучали по методам термограмм сушки по воде и разным жидкостям, а также изотерм адсорбции. Полученные данные приведены в таблице 2 вместе со строительно-техническими характеристиками материалов. Количество адсорбированной воды монослоя, измеренное разными методами, у всех образцов находится в пределах от 2% до 5% и близко к количеству адсорбированной воды у камня портландцемента и шлакопортландцемента.
Таблица 2. Строительно-технические характеристики шлакощелочных песчаных бетонов
Вид вяжущего Влагосодержание в крупных порах, % Параметры пористости по ГОСТ 12730.4 Прочность, МПа Морозостойкость, цикл Водоне-проницаемость, МПа
открыт. замкнут. X а
ПЦ400 5,1 1,5 1,80 0,48 40 300 1,5
ПЦ600 3,2 1,1 0,21 0,50 60 600 2,1
ШПЦ300 5,7 2,6 2,80 0,45 40 400 2,0
ШПЦ400 4,4 2,3 0,38 0,50 40 400 2,0
Шлак доменный № 1 (Мо=1 ,1)
только шлак 5,6 4,8 6,60 0,20 2 25 0,5
шлак + Ка2С03 3,6 1,2 1,30 0,67 40 300 1,5
шлак + №0И 5,8 1,0 2,73 0,48 35 150 1,5
шлак + №2БЮ3 2,1 0,9 0,53 0,71 70 600 2,2
шлак + К2С03 5,0 2,0 2,36 0,45 40 180 1,7
Шлак доменный № 2 (Мо=1 ,2)
только шлак 5,9 – 12,80 0,18 3 30 0,3
шлак+ Ка2С03 3,6 1,1 1,10 0,53 50 400 2,0
шлак + КаОИ 5,3 1,2 1,90 0,50 40 200 1,0
шлак + №2БЮ3 2,4 0,7 0,43 0,55 78 700 2,5
Мо – модуль основности шлака
Количество воды в микропорах, измеренное по методам термограмм сушки и изотерм адсорбции, у всех образцов шлакощелочных материалов находится в пределах 10-12%. Это в полтора-два раза выше, чем у цементного камня на основе портландцемента и шлакопортландцемента. Таким образом, все исследованные материалы характеризуются развитой удельной поверхностью твердой фазы и значительным объемом микропор, а
http://vestnik-nauki.ru/
2016, Т 2, №4
характеристики микропористой структуры шлакощелочных материалов близки или лучше характеристик цементного камня на основе портландцементов и шлакопортландцементов.
Общий объем пор у шлакощелочных бетонов колеблется от 5% до 9%, что несколько выше, чем у бетонов на портландцементе.
Однако это увеличение общей пористости происходит, главным образом, за счет микропор. Что касается среднего размера пор и степени однородности их, то колебания этих величин у разных образцов велики. Вид шлака и, особенно, вид щелочного компонента существенно влияют на пористую структуру материалов.
Так, метасиликат натрия позволяет получить значительно лучшую пористую структуру материалов, чем поташ или сода. Следовательно, варьируя составы, можно готовить материалы с разной структурой макропор. Это особенно важно потому, что характеристики макропористой структуры хорошо коррелируют с такими строительно-техническими характеристиками, как морозостойкость, проницаемость и прочность (табл.2.).
К тому же, структура гелевых пор, которая сама определяется химико-минералогическим составом вяжущего и условиями его гидратации, в свою очередь определяет (при прочих равных условиях) структуру средних и крупных пор бетона, от которых непосредственно зависят многие строительно-технические свойства бетона. Это положение, являющееся конкретным проявлением закона конгруэнции [13], четко прослеживается не только у шлакощелочных бетонов, но и у других исследованных ранее материалов, в частности бетонов на основе сульфатно-шлаковых вяжущих [14-16].
1.
Глуховский В.Д., Пахомов В.А. Шлакощелочные цементы и бетоны. Киев: Будивельник, 1978. 280 с.
2. Davidovits J. Sintetic Mineral Polimer Compound of the Silicoaluminates, US patent 4472199, 1984.
3. Петрова Т.М. Бетоны для транспортного строительства на основе бесцементных вяжущих: автореферат дисс…
доктора технических наук: 05.23.05 – Строительные материалы и изделия. Санкт-Петербург, 1997. 24 с.
4. Palomo A., Grutzeckb M.W., Blancoa M.T. Alkali-activated fly ashes a cement for the future // Cement and Concrete Research, 1999. V.
29. P. 1323-1329.
5. Казанская (Ямалтдинова) Л.Ф. Специфические особенности микроструктуры в процессах формирования прочности сульфатно-шлаковых вяжущих // Прогрессивные ресурсосберегающие технологии в строительстве: сборник научных трудов.
Санкт-Петербург, 2002. С. 58-62.
6.
Рахимова Н.Р., Рахимов Р.З. Влияние химико-минералогического состава добавок известняка на свойства композиционного шлакощелочного вяжущего. Известия высших учебных заведений. Строительство, 2016.
№ 1 (685). С. 14-23.
7. Palacios M., Puertas F. Effect of superplasticizer and shrinkage-reducing admixtures on alkali-activated slag pastes and mortars // Cement and Concrete Research, 2005.
V. 35, No. 7. P.
8. Fernandez-Jimenez A.
et al. Structure of calcium silicate hydrated formed in alkali-activated slag pastes. Influence of the type of alkaline-activator // J.Am.Ceram.Soc., 2003.
V. 86 (8). P.1389-1394.
9. Palomo A.
Fernández-Jiménez A., López-Hombrados C., Lleyda J.L. Railway sleepers made of alkali activated fly ash concrete // Revista Ingeniería de Construcción, 2007. V. 22 No. 2.
10. Петрова Т.М., Смирнова О.М., Фролов С.Т. Свойства пластифицированных композиций портландцемент-доменный шлак с учетом электроповерхностных явлений // Вестник гражданских инженеров, 2011.
№ 2. С. 118-123.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1358-1367.
P.5-10.
-ж-
Вестник науки и образования Северо-Запада России
— http://vestnik-nauki.ru/ ——-
2016, Т. 2, №4
11.
Казанский В.М. Применение тепломассообменных методов для исследования пористой структуры цементного камня и бетонов в процессе твердения // Твердение цемента. Уфа: Изд-во НИИпромстрой, 1974. 63 с.
12.
Ямалдинова Л.Ф. Сульфатно-шлаковые вяжущие и бетоны на их основе: дисс…доктора технических наук: 05.23.05 – Строительные материалы и изделия. Санкт-Петербург, 2000. 423 с.
13.
Рыбьев И.А. Строительное материаловедение: учебное пособие. М.: Высшая школа, 2004. 701 с.
14. Казанская Л.Ф., Макаров Ю.И., Григорьев Д.С Прочность и стойкость многокомпонентных минеральных вяжущих на основе техногенного сырья // Известия Петербургского университета путей сообщения, 2014.
№ 1 (38). С. 75-81.
15. Казанская Л.Ф., Григорьев Д.С., Макаров Ю.И. Микромеханические свойства контактной зоны в бетонах на основе техногенного сырья // Естественные и технические науки, 2014.
№ 2 (70). С. 292-295.
16. Казанская Л.Ф., Смирнова О.М. Вяжущие щелочной активации: стремление к альтернативе портландцементу // Цемент и его применение, 2015.
№ 2. С. 137-140.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Казанская Лилия Фаатовна ФГБОУ ВО «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I», Санкт-Петербург, Россия, факультет «Промышленное и гражданское строительство», д.т.н., профессор кафедры «Строительные материалы и технологии»,
E-mail: [email protected]
Kazanskaya Liliya Faatovna FSEI HE «Petersburg State Transport University», Saint-Petersburg, Russia, Department of Buildings Materials and Technology, DSc, Professor, E-mail: [email protected]
Смирнова Ольга Михайловна ФГБОУ ВО «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I», Санкт-Петербург, Россия, факультет «Промышленное и гражданское строительство», к.т.н., доцент кафедры «Строительные материалы и технологии»,
E-mail: [email protected]
Smirnova Olga Michailovna FSEI HE «Petersburg State Transport University», Saint-Petersburg, Russia, Department of Buildings Materials and Technology, PhD, Assoc. Professor, E-mail: [email protected]
Корреспондентский почтовый адрес и телефон для контактов с авторами статьи: 190031, Санкт-Петербург, пр.Московский, д.9, ФГБОУ ВО ПГУПС, кафедра «Строительные материалы и технологии», Казанской Л.Ф.
+7-9818608685
Источники:
- borishaus.ru
- grandbeton.com.ua
- cyberleninka.ru
% PDF-1.6 % 1639 0 obj> эндобдж xref 1639 161 0000000016 00000 н. 0000005855 00000 н. 0000006063 00000 н. 0000006195 00000 н. 0000006232 00000 н. 0000006541 00000 н. 0000006578 00000 н. 0000006718 00000 н. 0000006858 00000 н. 0000007270 00000 н. 0000007753 00000 н. 0000008003 00000 н. 0000008247 00000 н. 0000008325 00000 н. 0000009189 00000 н. 0000009926 00000 н. 0000010660 00000 п. 0000011563 00000 п. 0000012489 00000 п. 0000013336 00000 п. 0000014230 00000 п. 0000014926 00000 п. 0000014979 00000 п. 0000015055 00000 п. 0000015129 00000 п. 0000015218 00000 п. 0000015299 00000 п. 0000015361 00000 п. 0000015485 00000 п. 0000015540 00000 п. 0000015726 00000 п. 0000015873 00000 п. 0000015928 00000 п. 0000016066 00000 п. 0000016230 00000 п. 0000016376 00000 п. 0000016431 00000 п. 0000016579 00000 п. 0000016734 00000 п. 0000016821 00000 п. 0000016876 00000 п. 0000016954 00000 п. 0000017148 00000 п. 0000017295 00000 п. 0000017350 00000 п. 0000017488 00000 п. 0000017651 00000 п. 0000017749 00000 п. 0000017804 00000 п. 0000017891 00000 п. 0000017990 00000 п. 0000018045 00000 п. 0000018145 00000 п. 0000018207 00000 п. 0000018309 00000 п. 0000018370 00000 п. 0000018470 00000 п. 0000018524 00000 п. 0000018619 00000 п. 0000018673 00000 п. 0000018777 00000 п. 0000018837 00000 п. 0000018892 00000 п. 0000018992 00000 п. 0000019047 00000 п. 0000019162 00000 п. 0000019217 00000 п. 0000019321 00000 п. 0000019376 00000 п. 0000019478 00000 п. 0000019533 00000 п. 0000019642 00000 п. 0000019697 00000 п. 0000019752 00000 п. 0000019856 00000 п. 0000019911 00000 п. 0000020025 00000 н. 0000020188 00000 п. 0000020279 00000 н. 0000020334 00000 п. 0000020418 00000 п. 0000020473 00000 п. 0000020584 00000 п. 0000020639 00000 п. 0000020694 00000 п. 0000020749 00000 п. 0000020804 00000 п. 0000020923 00000 п. 0000020978 00000 н. 0000021090 00000 н. 0000021145 00000 п. 0000021259 00000 п. 0000021314 00000 п. 0000021445 00000 п. 0000021500 00000 п. 0000021633 00000 п. 0000021688 00000 п. 0000021820 00000 н. 0000021875 00000 п. 0000021930 00000 п. 0000021985 00000 п. 0000022088 00000 п. 0000022143 00000 п. 0000022243 00000 п. 0000022298 00000 п. 0000022397 00000 п. 0000022452 00000 п. 0000022507 00000 п. 0000022603 00000 п. 0000022658 00000 п. 0000022750 00000 п. 0000022906 00000 п. 0000022991 00000 п. 0000023046 00000 п. 0000023150 00000 п. 0000023205 00000 п. 0000023316 00000 п. 0000023371 00000 п. 0000023480 00000 п. 0000023535 00000 п. 0000023635 00000 п. 0000023690 00000 п. 0000023799 00000 п. 0000023854 00000 п. 0000023988 00000 п.
Подготовка, установка и отделка средних и больших бетонных плит на уровне
Базовый курс уплотняется вибрационным катком.
Чад С. Уайт
Бетонную плиту можно рассматривать как защитный колпачок для строительной подушки и основного слоя. Хорошо уплотненное и гладкое земляное полотно имеет решающее значение для успешной плиты. Опалубка перекрытий, детали стыковки, пароизоляция и арматура должны быть установлены правильно, чтобы плита функционировала должным образом.
Строительная площадка и базовый курс
Обычно строительная площадка и базовый слой разрабатываются на основе местного отчета о почвах и устанавливаются подрядчиком на стройплощадке.Стороннее инспекционное агентство обычно будет контролировать установку сетки, вытягиваемой во время укладки бетона. Чед С. Уайт, чтобы обеспечить соответствие планам и спецификациям и подтвердить, что требования к влажности и плотности соблюдены. Важно, чтобы установщик бетонной плиты проверил высоту площадки и устойчивость основания перед началом работ. Проведение контрольной проверки перед установкой основного слоя и укладкой плиты всегда является хорошей идеей и позволит быстро выявить слабые места и потенциальную колейность.В большинстве случаев контрольная прокатка выполняется с использованием груженого самосвала или подобного тяжелонагруженного колесного оборудования.
Основные соображения при установке основного слоя для перекрытий на уровне:
- Равномерная толщина плиты и правильная отметка.
- Правильная текучесть бетона при укладке плит. Мы всегда стремились поддерживать избыток слябов на уровне 1%.
- Достаточное уплотнение и гладкость поверхности для уменьшения сдерживания под плитой и обеспечения правильного профиля плиты.
- Правильная засыпка и уплотнение котлована для водопроводных и электрических линий, которые всегда должны быть 2 дюйма.до 4 дюймов ниже верха земляного полотна.
- Обрезка и детализация основного слоя на краях перекрытий, стенах и колоннах.
Советы по выставлению оценок
- Контроль опрокидывания и уплотнения. В зависимости от толщины слоя основы, местных заполнителей, содержания влаги, состояния подушки и используемого оборудования для сортировки / уплотнения разница в высоте слоя основания может значительно варьироваться от машинной сортировки до окончательно уплотненного основания. Раскатка будет меняться ежедневно и в пределах зоны размещения плиты.
- Знайте, когда использовать статический крен. После того, как зона укладки будет профилирована и утвержден уплотнительный / контрольный валок, выполняйте только статическое (не вибрационное) прикатывание / уплотнение для корректировки профилей до и во время укладки бетона. Не допускайте вибрационного уплотнения рядом со свежим бетоном (возрастом менее семи дней), как показывает практика.
- Материал легче принести, чем вынуть. Мы рекомендуем сбалансировать строительную подушку на +/- 1/10 ‘перед установкой основного слоя.
Листы скольжения и пароизоляция
Листы скольжения — это слой материала (обычно установленный пароизоляционный слой толщиной 15 мил.Чад С. Белая пластиковая пленка толщиной 4-6 мил), помещенная между плитой и земляным полотном, чтобы уменьшить трение между ними. Часто требуется двойной слой материала. Промежуточный лист — это часть конструкции плиты, которая позволяет плите перемещаться, особенно во время процесса отверждения и гидратации. Снижение передачи водяного пара от земляного полотна к плите является побочным эффектом, а не целью прокладки.
Пароизоляция — это материалы, которые минимизируют проникновение водяного пара от земляного полотна в бетонную плиту.Пароизоляция обычно указывается в соответствии с ASTM E 1745. Обычно используется полиэтиленовая пленка низкой плотности, и рекомендуется минимальная толщина 10 мил для снижения паропроницаемости и долговечности во время и после ее установки.
Иногда между нижней стороной бетонной плиты и пароизоляцией предусматривается прослойка гранулированного промокательного материала. Имейте в виду, что промокательный слой обычно не рекомендуется из-за возможности скопления воды под плитой и ее захвата пароизоляцией.
При установке скользящих листов и пароизоляции следует учитывать несколько важных факторов, в том числе:
- Перед установкой убедитесь, что основной слой ровный.
- Беречь от проколов и истирания.
- Правильно перекрывайте края. Установите в соответствии с рекомендациями производителя. Пароизоляция потребует заклеивания швов и особого внимания к проходкам, перекрытиям и стенам.
- Содержать в чистоте.
Дополнительные советы по установке
- Дважды проверьте, используются ли подходящие пароизоляционные материалы и толщина.
- Держите материал ровным и без складок во время укладки бетона.
- Имейте в наличии дополнительные материалы и предметы для ремонта во время укладки бетона.
Формовка, соединение и армирование перекрытий
В этой статье мы обсудим стандартные решения для опалубки кромок перекрытий и опалубки колонн, различные системы крепления дюбелей, используемые в настоящее время, и установку легкого армирования перекрытий.
Решения по формовке перекрытий
Профилированный пиломатериал является наиболее распространенной формой профилирования кромок перекрытий с установленными формирователями карманов под дюбели.Формующий материал Chad S. Whiteedge используется сегодня. Обычно указанные системы установки шпонок для строительных шпонок просты в использовании с деревянными формовочными элементами, а верхний край деревянной опалубки может быть легко скошен для более точной укладки и отделки. Доступны формы из стали и композитных материалов, но возможность адаптации к различным конструкциям соединений, простота использования и первоначальные затраты часто откладывают их использование.
Основные особенности установки опалубки для бетонных плит:
- Соблюдение отметки верха плиты, спецификации FF / FL и требований к прямолинейности стыка.
- Форма для соединения и опоры.
- Понимать требования к распоркам для используемой системы и почвенных условий.
- Учитывать требования к повторному использованию и зачистке / очистке используемой системы формования.
- Дружественен ли он финишеру? Ставки / скобы ниже верхней части формы? Верх формы скошен? Может ли затирочная машина безопасно перекрывать край? Есть ли у рабочего достаточно места для доступа к краю плиты?
Советы по установке опалубки
- Укладывайте и храните формы правильно.
- Используйте хорошие пиломатериалы и аксессуары.
- Минимизируйте обрезку вручную под формами.
- Контрольный тест. Сторонние исследовательские бригады обычно устанавливают памятники и контрольные точки, но временные реперы необходимо будет переносить по мере установки бетонных плит и поддерживать их для подготовки, формирования и укладки бетона. Мы рекомендуем устанавливать, перемещать или переносить все ориентиры с помощью оптического уровня вместо лазера.
Соединение плит / установка дюбелей
Дюбели для плит и арматура на строительных швах Дюбели для плит устанавливаются перед установкой.Чад С. Уайт в большинстве коммерческих, складских и легких промышленных проектов в первую очередь предназначен для перемещения грузов и для облегчения или управления перемещением плит. Дюбели будут либо залиты в одну кромку плиты, либо будут использованы карманные формы и установлены дюбели перед следующей укладкой. Корзины с дюбелями используются для передачи нагрузки в сужающихся / регулирующих швах. Пенопластовый компенсатор с закрытыми порами и разрушители сцепления обычно устанавливаются на стенах, колоннах, неподвижных объектах и проходах.
Основные аспекты установки дюбелей для строительных швов, арматуры и корзин для дюбелей:
- Выравнивание и прямолинейность дюбелей.
- Способность к уплотнению бетона и простота снятия формы.
- Как будут устанавливаться и обслуживаться корзины для дюбелей во время укладки плиты.
- Наличие достаточного количества материала и надлежащее хранение.
Советы по установке дюбелей и корзин для дюбелей
- Прочтите инструкцию по установке Пластинчатые корзины для дюбелей, устанавливаемые во время размещения. Чед С. Уайт, инструкции для любых используемых запатентованных систем установки дюбелей и детали плана.Такой простой, но часто игнорируемый.
- Нельзя просто вставить дюбели и оставить их. Кто-то должен нести ответственность за контроль установки дюбелей и корректировку смещения дюбелей во время установки.
- Прямые, прямые, прямые.
Армирование перекрытий
Категории арматуры, которые должны быть покрыты, включают сетку, арматуру и волокна. Сетка обычно используется для легких коммерческих проектов, плит на металлическом настиле и в качестве рабочей платформы во время установки и размещения структурных плит.Армирование может охватывать весь спектр от легкой арматуры № 3 на широких расстояниях до двухслойных близко расположенных матов арматуры № 6. Волокна могут быть стальными или пластиковыми, различной длины и конфигурации с различными требованиями к весу на кубический ярд указанного бетона.
Сетка и арматурный стержень, как правило, размещаются, а однослойный арматурный мат устанавливается на месте. Чед С. Уайт поддерживает на месте во время укладки бетона. Волокна добавляются в автобетоносмеситель либо на заводе, либо на месте непосредственно перед разгрузкой.
Основные соображения при установке сетки, арматуры и волокон:
- Для сетки и арматуры убедитесь, что при заказе учитываются перекрытия и потери.
- Устойчивость земляного полотна при выборе способа ведения.
- Интерфейс с операциями размещения. Метод укладки бетона повлияет на последовательность установки арматуры и требования к опоре / опоре стержня.
- Как вы собираетесь доставить волокна в грузовик и где.
Советы по установке сетки, арматуры и волокон
- Сетку трудно поставить на место, и стальные волокна вручную загружаются на конвейер.Чад С. В качестве дополнительного метода установки рекомендуется натягивание сетки белым цветом.
- С арматурными матами легче управлять, чем с отдельными стержнями, привязанными на месте.
- Изучение рабочих чертежей и деталей планов.
- Постарайтесь исключить или свести к минимуму лазание персонала вверх и вниз по задней части автобетоносмесителя при загрузке волокна.
- Убедитесь, что волокна правильно загружены в автобетоносмесители и правильно перемешаны перед разгрузкой.
Защита перекрытий и хозяйственное обслуживание
Первоочередной задачей является защита рабочих колонн в термоусадочной пленке и защита торцевых стен во время укладки бетона.Чад С. Уайтплейс, работа других профессий и чистая безопасная рабочая зона. Особое внимание следует уделять краям перекрытий, колоннам, стенам и стационарному оборудованию.
Брызги бетона, грязь и пятна — это основные проблемы, которые необходимо устранить. Могут потребоваться мероприятия по защите в жаркую и холодную погоду, и доступ к плитам в период отверждения необходимо будет контролировать и контролировать.
Чад С. Уайт участвовал во всех аспектах бетонного строительства от мастера до подрядчика по бетону и является основателем WL Concrete.Он лично участвовал в проектировании и строительстве многих промышленных плит, в том числе отвердителей для встряхивания, суперплощадок с определенным трафиком и полов с высокой устойчивостью к случайному движению. Уайт — автор множества опубликованных статей о бетонных плитах при укладке на грунт и докладчик в World of Concrete.
Ссылки:
ACI 302-IR-04: Руководство по устройству бетонных полов и перекрытий
ACI 302-2R-06: Руководство по бетонным плитам, которые используют влагочувствительные напольные материалы
ASTM E1745- 11: Стандартные спецификации для пластиковых замедлителей парообразования, используемых при контакте с почвой или гранулированной засыпкой под бетонными плитами
ASTM E1643-11: Стандартная практика для выбора, проектирования, установки и проверки замедлителей испарения воды, используемых при контакте с землей или гранулированной засыпкой под бетоном Плиты
Дополнительные ресурсы
Как укрепить бетонную плиту на земле для контроля трещин
Контроль трещин в плитах с необычной геометрией панелей
Приемлемые допуски для плит перекрытия жилого подвала
9000 Покрытие плит 9000 Бетонные полыИзбегайте поверхностных дефектов на наружных плитах
Стоячая вода в подготовленных опорах: проблема или мера предосторожности?
Стыков в плитах | Журнал Concrete Construction
Бетонная плита на грунте или полу может потрескаться.Есть некоторые исключения из этого правила, когда принимаются героические меры, такие как пост-растяжение или бетон с компенсацией усадки, но большинство плит может треснуть. Может показаться, что бетон не очень сильно движется, но он движется достаточно, чтобы растрескаться, особенно когда он высыхает после укладки. Даже после затвердевания бетонная плита перемещается из-за перепадов температуры или оседания основного слоя.
Вот почему нам нужны стыки в плитах. Мы помещаем стыки там, где, по нашему мнению, бетон все равно треснет, и используем стык, чтобы создать красивую прямую трещину с острыми четко очерченными краями, которые можно герметизировать или заполнить и которые легче поддерживать.
Трещины возникают в результате растяжения (растяжения) бетона. Каждый раз, когда плиту «удерживают», удерживают от свободного движения, она трескается, потому что создается напряжение. Это ограничение может исходить от чего-то рядом с плитой, от земли под плитой или внутри самого бетона. А когда трещина все же образуется, вы знаете, что ограничитель создает напряжение, перпендикулярное трещине.
Для предотвращения «неконтролируемых» трещин в плитах на уклоне используются три типа стыков:
- Суженные суставы (иногда называемые контрольными суставами)
- Изоляционные швы
- Строительные швы
Усадочные суставы
Это усадочное соединение работало отлично, несмотря на то, что ранний начальный пропил на толстой плите был менее дюйма глубиной.При укладке бетона в смеси почти всегда больше воды, чем будет потреблено реакцией гидратации цемента. Эта «вода удобства» не дает ребятам, укладывающим пол, сломать себе спину, потому что она делает бетон несколько жидким (работоспособным). Эта вода также позволяет получить красивую гладкую поверхность на бетоне (пригодную для отделки). Но эта дополнительная вода не остается на месте по мере затвердевания бетона; он перемещается через бетон к открытой поверхности и испаряется.По мере высыхания бетона, как в процессе схватывания, так и в долгосрочной перспективе, он дает усадку. Если не дать ему свободно усадиться, если усадка сдерживается, он потрескается.
Теоретически, если бы плита могла сжиматься без каких-либо ограничений со стороны земляного полотна, если бы эта поверхность не имела трения, нам не понадобились бы швы. Но этого никогда не происходит. Поэтому, зная, что плита треснет, мы идем на компромисс и даем ей места для трещин, ослабляя линии, по которым трещина обязательно будет следовать. Это как разрезать стекло — сделайте слабую линию, и трещина последует.
Проектировщик должен указать расположение усадочных швов. Типичное расстояние в футах в 2–3 раза превышает толщину плиты в дюймах. Так, например, усадочные швы в плите толщиной 6 дюймов будут находиться на расстоянии от 12 до 18 футов друг от друга. Эти стыки должны быть непрерывными по всей плите и в идеале должны образовывать квадратные панели, хотя панели могут быть прямоугольными, если отношение длинной стороны к короткой стороне не превышает 1,5. (Итак, панель 10×15 футов — это нормально, но панель 10×20, вероятно, образует трещину посередине.) Усадочные швы также следует размещать там, где есть резкое изменение толщины плиты.
Глава 3 — Достижение высокого уровня гладкости бетонного покрытия без ущерба для долговечности, октябрь 2005 г.
ГЛАВА 3. КОНСТРУКТИВНЫЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПЕРВОНАЧАЛЬНУЮ ГЛАДКОСТЬ
ВВЕДЕНИЕ
Факторы, которые могут повлиять на начальную гладкость поверхности покрытия PCC, обычно можно разделить на следующие категории:
- Расчетные параметры дорожного покрытия.
- Конструкция бетонной смеси.
- Строительные работы.
Влияние каждого фактора на гладкость покрытия описывается отдельно в следующих разделах.
КОНСТРУКТИВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДВИЖЕНИЯ
Конструктивные особенности, такие как тип основания и ширина основания, горизонтальное выравнивание и встроенные элементы в дорожное покрытие (дюбели, стальная арматура), могут влиять на первоначальную гладкость покрытия PCC. Действие каждого фактора описывается отдельно.
База / Дополнительная база
Одним из наиболее важных соображений при проектировании для обеспечения плавности хода PCC является обеспечение стабильной и гладкой линии пути. (16) Линия колеи — это путь, по которому колесные гусеницы укладчика со скользящими формами будут следовать во время укладки. Обеспечение ровной и устойчивой колеи необходимо для создания гладкого бетонного покрытия. Неровности линий колеи приводят к тому, что профильный поддон асфальтоукладчика постоянно регулирует свое положение относительно рамы машины, что может вызвать неровности или провалы на поверхности дорожного покрытия.
Самый простой способ обеспечить стабильную и ровную линию пути — спроектировать базовый слой на расстоянии 1 м (3,3 фута) от краев плиты PCC. (17) Для проектов бетонного перекрытия могут потребоваться специальные меры для стабилизации линий пути в рамках предварительной подготовки к перекрытию. Еще одним важным фактором является стабильность материала основания. Материалы, стабилизированные цементом или асфальтом, а также гранулированные материалы с высокой степенью расслоения создают прочную опору для строительной техники. Нестабилизированные проницаемые слои вызвали некоторые проблемы с размещением и производительностью.Необходимо соблюдать важный баланс между степенью дренажа и стабильностью нестабилизированного подстилающего слоя.
Горизонтальное выравнивание
Построить гладкую поверхность для покрытия PCC вдоль горизонтальных кривых сложнее, чем на касательных, из-за переходов для виража. Как правило, шероховатость более характерна для переходов и виражей горизонтальной кривой, чем на касательных. На переходных участках поддон профиля должен регулироваться в соответствии с различными требованиями к поперечному уклону кривой 18.Как и в случае с неровной линией колеи, постоянные регулировки асфальтоукладчика могут отрицательно повлиять на гладкость дорожного покрытия.
По мере увеличения горизонтальной кривизны увеличивается вероятность шероховатости кривой. Когда степень кривизны превышает 6 градусов (или радиус кривизны падает ниже 300 м (984 фута)), подрядчик должен уделять повышенное внимание работе машины и интервалу разбивки колонны. Было высказано предположение, что, когда кривизна превышает 7 градусов, практически невозможно построить поверхность с таким же заданным допуском, желаемым для касательного участка, из-за значительных корректирующих регулировок, необходимых для оборудования. (17,18) Гладкость покрытия на горизонтальных кривых участках может быть улучшена за счет уменьшения расстояния между распорными стержнями.
Встроенные элементы
Бетонные покрытия с ровным сочленением, на которых движутся грузовые автомобили, обычно оборудуются дюбелями. Существует две процедуры встраивания дюбелей в покрытие PCC: вставка дюбелей в пластиковый бетон во время строительства или установка корзин для дюбелей на основание перед укладкой бетона. Стальная арматура используется при строительстве соединенных железобетонных покрытий и непрерывно армированных бетонных покрытий.Использование закладных элементов, таких как дюбели и арматура, может повлиять на гладкость дорожного покрытия. Согласно ACPA, четыре основных условия могут вызвать шероховатость из-за использования дюбелей и арматуры. (17) Эти условия включают отсутствие уплотнения, пульсации арматуры, упругого возврата и забивания:
- Отсутствие уплотнения: наличие корзин для дюбелей может привести к недостаточному укреплению бетона в корзине для дюбелей. В этом случае бетон может осесть на дюбели, создавая шероховатую поверхность.
- Пульсация арматуры возникает, когда бетон удерживается арматурными стержнями, что приводит к ряби на поверхности, при этом поверхность возле каждого стержня немного ниже, чем между стержнями. Степень волнистости поверхности обычно зависит от методов отделки и глубины покрытия арматуры, при этом меньшее покрытие дает более заметную волнистость.
- Возвратная отдача возникает, когда узел корзины для дюбелей отклоняется и отскакивает после того, как профильный поддон укладчика со скользящими формами проходит над корзиной для дюбелей.Это приводит к появлению небольшого бугорка на бетонной поверхности прямо перед корзиной для дюбелей. Считается, что этот эффект более выражен там, где агентства требуют, чтобы распорные проволоки корзины для дюбелей были обрезаны перед укладкой, что ослабляет сборку.
- Забивание обычно происходит при укладке дорожного покрытия на крутых склонах или на более низких уклонах с покрытием с низким коэффициентом трения. В этих случаях узел корзины с дюбелями или поперечная сталь могут действовать как перегородка на уклоне, вызывая образование неровностей на корзине или поперечной стали.
Для местных дорог дополнительные встроенные элементы могут включать монтажные боксы, монтируемые на месте приспособления, поручни для светофоров и дренажные конструкции. Эти элементы могут повлиять на гладкость дорожного покрытия, поскольку они требуют дополнительной ручной вибрации и отделочных усилий, чтобы смешать их 19 с окружающей поверхностью дорожного покрытия. В идеале объекты в тротуаре должны быть на месте перед укладкой бетона, чтобы свести к минимуму ручную работу.
ДИЗАЙН БЕТОННОЙ СМЕСИ
Состав бетонной смеси может существенно повлиять на гладкость бетонного покрытия.(См. Ссылки 17, 19, 20 и 21.) В публикации ACPA «Строительство гладких бетонных покрытий» говорится: «Бетонная смесь должна быть такой пропорции, чтобы обеспечить надлежащее уплотнение без чрезмерной вибрации. Это достигается с помощью программ оптимизации, которые разрабатывают смеси, содержащие хорошо отсортированные заполнители. Эти смеси не являются жесткими и непригодными для использования, они легко растекаются при вибрации и хорошо уплотняются вокруг встроенных приспособлений и арматуры ». (17)
При оценке конструкции и качества бетонной смеси необходимо учитывать многие элементы.Эти элементы включают однородность, удобоукладываемость, обрабатываемость, прочность, долговечность, экономичность и время, необходимое для начального схватывания. Элементы, оказывающие непосредственное влияние на гладкость покрытия в том виде, в каком оно построено, — это однородность, удобоукладываемость, готовность к отделке и время, необходимое для первоначального схватывания. Прочность и долговечность будут влиять на развитие шероховатости с течением времени. В следующих разделах описывается, каким образом эти факторы, связанные с составом смеси, могут повлиять на гладкость покрытия.
Дизайн и пропорции смеси
Дизайн бетонной смеси может повлиять на гладкость, достигаемую при строительстве дорожного покрытия.Состав бетонной смеси влияет на удобоукладываемость и осадку бетона, что напрямую влияет на легкость укладки и отделки бетона. Конструкция бетонной смеси будет влиять на то, насколько хорошо плита может быть выдавлена асфальтоукладчиком в ее окончательную конфигурацию.
Жесткие бетонные смеси замедляют укладку и требуют дополнительных усилий для отделки. Оборудование должно работать интенсивнее, чтобы разбрасывать и выдавливать жесткие бетонные смеси. Тротуар потребует дополнительной отделки, в результате чего поверхность станет более шероховатой.Жесткая и непригодная для обработки смесь может перекрыть другие попытки подрядчика получить гладкую поверхность.
Качественная бетонная смесь должна иметь надлежащую смесь заполнителей хорошего качества, соответствующее соотношение воды и цемента и надлежащую систему воздухововлечения для обеспечения долговечности. Материалы в смеси должны быть однородными по своей природе. Кроме того, для достижения большей гладкости бетонные смеси должны содержать достаточно мелочи, чтобы уменьшить жесткость. Некоторые подрядчики предлагали бетонные смеси с осадкой от 50 до 65 мм (2.От 0 до 2,6 дюйма) лучше всего подходят для создания гладкого тротуара. (19)
В 1990-х годах на некоторых недавно построенных бетонных покрытиях аэродромов возникли повреждения. После исследования этих дорожных покрытий Управление гражданского строительства ВВС пришло к выводу, что в целом бетон, спроектированный с использованием хорошо отсортированных комбинированных заполнителей, работает лучше, чем бетон с зернистыми или плохо отсортированными заполнителями. Следовательно, ВВС США указали, что конструкция смеси типа Шилстоуна должна использоваться для строительства жесткого покрытия аэродрома. (22)
Использование хорошо отсортированных заполнителей может снизить потребность в воде и улучшить удобоукладываемость, обрабатываемость и прочность бетона. В методике расчета смеси по типу Шилстоуна градация 20 комбинированных заполнителей оценивается графически, чтобы увидеть, является ли градация приемлемой. (23,24) Эта процедура проиллюстрирована на рисунке 11. Процент, оставшийся для каждого отчетного размера сита (ось Y), нанесен на график в зависимости от рассматриваемого размера сита (ось X). Полученная линия должна иметь относительно плавный переход между крупными и мелкими заполнителями.Пунктирные линии на рисунке представляют максимальный и минимальный процент оставшихся на сите каждого размера, которые используются в качестве ориентировочных для ВВС США. (22) На фиг. 11 показаны две линии, представляющие удовлетворительную и неудовлетворительную комбинированные градации агрегатов.
На рисунке 12 показан график зависимости коэффициента удобоукладываемости от коэффициента грубости, еще одного критерия, который оценивается в процедуре расчета смеси Шилстоуна. (24) Коэффициент грубости для комбинированной градации агрегатов определяется путем деления оставшейся суммы выше 9.5-миллиметровое (0,4 дюйма) сито на количество, оставшееся над ситом № 8, и умножение отношения на 100. Коэффициент удобоукладываемости представляет собой процентное содержание объединенного заполнителя, более мелкого, чем сито № 8. На участке пять зон; уникальные характеристики каждого:
- Зона I — Эта зона представляет собой крупный заполнитель с зазором и недостатком промежуточных частиц (проходящих через сито 9,5 мм (0,4 дюйма) и номинально удерживаемых на сите № 8). Заполнитель с градацией в этой зоне имеет высокий потенциал расслоения во время укладки бетона.
- Зона II — это оптимальная зона для бетонных смесей с номинальным максимальным размером от 38 мм (1,5 дюйма) до 19 мм (0,75 дюйма).
- Зона III — это расширение зоны II смеси для более тонких смесей с номинальным максимальным размером менее 19 мм (0,75 дюйма).
- Зона IV — Бетонные смеси в этой зоне обычно содержат чрезмерное количество мелких частиц с высоким потенциалом расслоения во время консолидации и отделки.
- Зона V — это смесь со слишком большим количеством крупного заполнителя, что делает бетон непригодным для обработки.
Непомеченная зона наверху зоны V называется полосой тренда. Это переходная зона между зоной V и другими зонами над полосой тренда.
Рис. 11. Процент удерживаемого комбинированного заполнителя. (22)
Рис. 12. График зависимости коэффициента удобоукладываемости от коэффициента грубости. (24)
Агрегат
Заполнители играют важную роль в снижении удобоукладываемости бетонной смеси и, таким образом, влияют на гладкость дорожного покрытия.Совокупные факторы, влияющие на гладкость дорожного покрытия, включают градацию, форму частиц, складирование и транспортировку заполнителя, а также влажность в заполнителе.
Общепризнано, что постоянная градация заполнителя важна для получения бетонных смесей с большей гладкостью. Изменчивость градации может вызвать изменение потребности в воде, что приведет к нестабильной удобоукладываемости смеси от партии к партии. Непоследовательная бетонная смесь напрямую влияет на работу по укладке, потому что асфальтоукладчик должен постоянно выполнять регулировку, что приводит к более шероховатой поверхности.Плохая градация заполнителя снижает удобоукладываемость смеси и часто вызывает расслоение бетонной смеси.
Форма частиц заполнителя также может влиять на характеристики удобоукладываемости бетонных смесей, такие как уплотнение, текучесть и обрабатываемость. Натуральные (округлые) заполнители позволяют производить более удобоукладываемые бетонные смеси, в то время как угловые заполнители могут создавать жесткие смеси и, следовательно, приводить к более грубым поверхностям.
Внимание к складированию и обращению с заполнителями также важно для производства бетонных смесей хорошего качества.Неправильное складирование и обращение с заполнителем может вызвать расслоение бетонной смеси, что делает невозможным получение однородного бетона. Кроме того, это может повлиять на осадку, урожайность и содержание воздуха.
Влагосодержание заполнителя играет важную роль в получении однородной и качественной бетонной смеси. Неконтролируемая влажность заполнителя может привести к потере однородности бетона. Переменное содержание влаги в заполнителе позволяет производить бетонные смеси с переменной осадкой. Если не учитывать при расчете смеси, чрезмерная влажность заполнителя, вероятно, снизит прочность бетона и увеличит вероятность растрескивания при усадке из-за высокого водоцементного отношения.
Добавки
Добавки в бетонные смеси оказывают непосредственное влияние на качество и свойства бетона и, таким образом, могут влиять на гладкость дорожного покрытия. Опыт показал, что различные типы летучей золы и использование водовосстанавливающих и воздухововлекающих добавок влияют на удобоукладываемость бетонных смесей и, следовательно, на гладкость дорожного покрытия. Летучая зола в бетоне может улучшить удобоукладываемость смеси из-за меньшего размера и сферической формы частиц летучей золы. Хотя летучая зола обычно замедляет ранний набор прочности бетона, в конечном итоге она может повысить долговременную прочность бетона.
Воздухововлекающий агент улучшает долговечность бетона и положительно влияет на гладкость дорожного покрытия, так как увеличивает осадку (удобоукладываемость) бетона. Как правило, содержание воздуха в диапазоне от 5 до 7 процентов помогает улучшить удобоукладываемость. Бетонные смеси с низким содержанием воздуха имеют тенденцию к утечке, тогда как смеси с высоким содержанием воздуха делают бетонную смесь липкой и непригодной для обработки.
Использование водоредуктора в бетонной смеси также положительно влияет на гладкость дорожного покрытия, поскольку это приводит к более низкому соотношению воды и цемента и лучшей консистенции смеси.Использование замедлителей схватывания также полезно для бетонной смеси, поскольку замедлители схватывания могут сохранять работоспособность смеси в жаркую и / или ветреную погоду или когда требуется транспортировка на большие расстояния.
Влияние характеристик езды
С середины 1980-х годов большинство государственных служб транспорта разработали и внедрили спецификации качества езды для бетонных покрытий. В этом исследовании выяснялось, повлияли ли изменения, внесенные в конструкцию бетонной смеси, на гладкость, отрицательное влияние на другие свойства бетона, такие как прочность и долговечность.Был проведен поиск литературы, затем с персоналом Государственного департамента транспорта и отраслевыми организациями связались, чтобы выяснить, необходимы ли изменения в конструкциях бетонной смеси после внедрения технических условий для езды.
Поиск в литературе не выявил каких-либо документов, которые непосредственно касаются вопросов гладкости дорожного покрытия, связанных с проектированием бетонной смеси. Следующие организации попросили высказать свое мнение по этому вопросу: DOT Флориды (FDOT), DOT Колорадо (CDOT), DOT Вирджинии (VDOT), DOT Айовы, Северо-восточное отделение ACPA и ACPA Западной Пенсильвании.Большинство респондентов заявили, что, по их мнению, не требуется никаких изменений в конструкции бетонной смеси для достижения большей гладкости. Они также сообщили, что не возникло никаких проблем с эксплуатационными характеристиками дорожного покрытия из-за реализации спецификации гладкости. Однако было упомянуто, что более качественные конструкции смеси с более равномерной градацией заполнителя могут улучшить конструктивность бетонной смеси и, следовательно, привести к большей гладкости.
Представитель FDOT сообщил, что Флорида внедрила требования к гладкости бетонного покрытия.После того, как персонал FDOT утвердил дизайн смеси для проекта, его нельзя изменить без одобрения инженеров FDOT. О каких-либо серьезных проблемах с производительностью недавно построенных проектов PCC не сообщалось.
Представитель CDOT указал, что до тех пор, пока конструкция бетонной смеси соответствует спецификации прочности, она не должна требовать каких-либо изменений для спецификации гладкости. Было высказано предположение, что на гладкость в основном влияет оборудование для укладки и строительный процесс.
Представитель VDOT сообщил, что Вирджиния внедрила спецификацию качества езды для строительства бетонного покрытия. В прошлом подрядчики не всегда обеспечивали заданную степень плавности (с точки зрения IRI) во время строительства. Однако улучшенная конструкция дорожного покрытия и методы укладки бетона привели к тому, что большее количество проектов соответствует критериям гладкости или превышает их. В Вирджинии подрядчики обычно могут предложить дизайн бетонной смеси для работ по укладке дорожного покрытия.Предлагаемый дизайн смеси требует одобрения персонала VDOT. Штат использует технические характеристики для своих бетонных смесей, используя прочность и содержание воздуха в качестве критериев приемлемости.
Исполнительный директор и главный операционный директор Северо-восточного отделения ACPA заявил, что бетонные смеси с более однородным комбинированным градацией заполнителя, например, предложенные Shilstone, обладают улучшенной удобоукладываемостью и другими свойствами, которые способствуют лучшей гладкости 24 покрытия. Использование этого типа смеси имеет следующие преимущества по сравнению с традиционными конструкциями бетонной смеси:
- Производит более стабильные бетонные смеси.
- Бетон будет иметь меньшую усадку и, следовательно, может уменьшить коробление бетонных плит из-за влаги на ранних стадиях. Меньшая усадка может уменьшить шероховатость дорожного покрытия, возникающую из-за деформации и скручивания.
- По сравнению с обычными смесями, эта бетонная смесь лучше реагирует на вибрацию и требует меньше энергии для уплотнения.
- Бетонные смеси с более равномерным гранулометрическим составом лучше выдерживают вибрацию.
- Смеси с хорошей сортировкой более рентабельны, потому что они минимизируют количество пасты (самая дорогая часть смеси) и максимизируют заполнитель (наименее дорогая часть).
- Исходя из ранее описанных факторов, хорошо отсортированные смеси должны быть прочнее и иметь лучшую долговечность.
Директор службы укладки дорожного покрытия ACPA в Западной Пенсильвании согласился с тем, что использование более равномерного гранулометрического состава при проектировании бетонной смеси может снизить усадку и, как следствие, коробление плиты. Лучшая градация заполнителя также улучшит удобоукладываемость (а не оседание) бетонной смеси. Однако влияние этих улучшений на гладкость покрытия не изучалось и поэтому не может быть определено с большой уверенностью.
Хотя это напрямую не связано с использованием технических условий для строительства бетонного покрытия, данные Министерства транспорта штата Айова показали, что этот штат принял процедуры расчета бетонной смеси на основе подхода Шилстоуна с 2000 года. Некоторые прошлые конструкции смеси могли производиться с высоким содержанием песка. содержание или заполнитель с разрывами. За счет использования более однородных заполнителей в конструкции смеси бетонная смесь становится более обрабатываемой, требует меньше воды в смеси и приводит к уменьшению усадки.Смеси также требуют меньшей энергии вибрации для достижения желаемого уплотнения. Например, комбинированная градация заполнителя бетонной смеси для бетонного покрытия с плохими характеристиками показана на рисунке 13, что указывает на то, что градация заполнителя находится в неудовлетворительной категории (т. Е. Процент, оставшийся для некоторых размеров сит, попадает в нижнюю полосу) . При нанесении на график коэффициента крупности и коэффициента удобоукладываемости комбинированного заполнителя для этой бетонной смеси точка попадает в зону I, показанную на рисунке 12.Эта зона связана со смесями с градуированными зазорами, которые имеют высокий потенциал сегрегации. Подобные сюжеты наблюдались и на нескольких других конкретных проектах, показывающих низкие показатели.
Рисунок 13. Агрегированная градация для конкретного проекта с низкой производительностью.
СТРОИТЕЛЬСТВО
Ключевые строительные факторы, которые могут повлиять на гладкость дорожного покрытия:
- Установка и обслуживание струн.
- Подготовка к оценке.
- Консистенция бетона.
- Доставка бетона.
- Строительное оборудование.
- Работа асфальтоукладчика со скользящими формами.
- Отделка, текстурирование, закрепление и заголовки.
- Дюбели корзины и арматура.
- Вертикальные уклоны и кривые.
- Квалифицированный и мотивированный экипаж.
Установка и обслуживание струн
Струна используется для обеспечения точной привязки для контроля высоты и выравнивания поверхности земляного полотна, размещения слоя основания и бетонного покрытия.Трос является основной системой наведения для работы асфальтоукладчика со скользящими формами. Палочка измерения возвышения асфальтоукладчика движется под струной, а палочка определения выравнивания движется по внутренней стороне струны. Точная высота струны важна, потому что датчики, управляющие панорамированием профиля, регулируются в зависимости от местоположения струны. Следовательно, для получения гладкой поверхности покрытия требуется пристальное внимание к установке и обслуживанию струн. Ни палочка измерения возвышения, ни палочка измерения выравнивания не должны заметно отклонять струну.(17)
Интервал между кольями веревки также важен. На касательных участках максимальный интервал разбивки 7,6 м (25 футов) обычно дает отличные результаты. Уменьшение этого интервала на горизонтальных и вертикальных кривых обычно необходимо для создания ровного покрытия. (17) Рекомендации по разбивке интервалов на горизонтальных и вертикальных кривых представлены в ссылке 17.
Связанные факторы струн, такие как материал струн, интервал разбивки, стыки и частота изменения положения, могут повлиять на гладкость покрытия.Приемлемые материалы для струн включают проволоку, трос, тканый нейлон или полиэтиленовый трос. (17) Колебания температуры и относительной влажности воздуха в течение дня могут вызвать провисание струны между стойками. (17) Большее натяжение струны позволяет меньше провисать, даже при значительных изменениях погодных условий. Система размещения столбов обычно включает в себя ручные лебедки, расположенные с интервалом не более 300 м (984 фута), что позволяет натянуть трос во избежание провисания между столбами.
Соединения струны должны быть чистыми и плотными. Стойки для крепления струны должны быть достаточно длинными, чтобы можно было надежно вставить колышек ниже поверхности земляного полотна. Длина опоры над землей должна быть достаточной для регулировки струны на желаемую высоту над профилем земляного полотна.
Следует проявлять осторожность, чтобы не споткнуться о струну и не повредить ее. Если струна нарушена, ее необходимо немедленно проверить и переместить, чтобы избежать неровностей или провалов в дорожном покрытии.Рекомендуется регулярный визуальный осмотр струны. Если во время этой проверки обнаруживаются проблемы, следует использовать геодезическое оборудование для проверки уровня столбов и струны. (25) Установка струны должна быть сведена к минимуму во время проекта. Уменьшение количества настроек струн может привести к лучшему контролю плавности.
При выполнении многих работ по укладке дорожного покрытия направляющая струна устанавливается с обеих сторон асфальтоукладчика. Преимущества использования сдвоенных струн включают возможность видеть проблемы перед укладкой, контроль потери урожая и уверенность в большей точности готового уклона. (26) ACPA также сообщает, что использование сдвоенных струн может быть полезно для широких участков с равномерным поперечным уклоном. В этих случаях небольшие отклонения в одной струне могут перерасти в большие колебания отметки поверхности на другой стороне укладчика. (17)
Уровень подготовки
Укладка основного слоя считается очень важным элементом, влияющим на гладкость бетонного покрытия. Хорошая однородность и стабильность основного слоя важны для получения гладкого покрытия.Поскольку бетонные покрытия обычно строятся в один слой, есть только одна возможность усреднить шероховатость базовой поверхности. Перед укладкой бетона очень важно, чтобы поверхность основания была как можно более ровной.
Для гранулированного основного слоя автоматическое оборудование для тонкой сортировки, направляемое по струне, создаст наилучшую возможную базовую поверхность. Оборудование для точной сортировки легко может соответствовать спецификациям в пределах допуска ± 12 мм (± 0,5 дюйма) при управлении с помощью струны.Тщательный контроль также требуется для сооружения стабилизированного основания для облегчения гладкости поверхности 27 дорожного покрытия. Однако вместо того, чтобы использовать оборудование для точной сортировки, оператор может использовать навыки и опыт, которые часто вносят значительный вклад в соблюдение допусков на поверхность для стабилизированных основных материалов.
Консистенция бетона
Нельзя недооценивать важность однородного бетона для обеспечения гладкого бетонного покрытия. Хорошая консистенция бетонной смеси от партии к партии улучшает качество готового покрытия, поскольку влияет на работу оборудования для укладки.Основная цель состоит в том, чтобы избежать чередования мокрых и сухих партий бетона, которые могут вызвать постоянную регулировку оборудования и затруднить получение гладкой поверхности дорожного покрытия. (19)
Стационарные (товарные) заводы, заводы для дозирования и смешивания на месте, а также автосмешивание — все они способны производить бетон с одинаковыми свойствами. Однако для достижения согласованности между партиями важно соблюдать процедуры контроля качества при дозировании, смешивании, транспортировке, размещении и отделке.Регулярно запланированный обзор каждого этапа операции может выявить проблемы.
Еще одним важным моментом, который следует учитывать при производстве однородных бетонных смесей, является рациональное регулирование влажности. Бетонная смесь чувствительна к увеличению влажности, особенно к свободной влажности мелкого заполнителя. Обычно влажность песка оказывает большее влияние на бетонную смесь, чем влажность крупного заполнителя. Регулировка смеси для учета свободной воды в песке может потребоваться для поддержания водоцементного отношения и удобоукладываемости.
Согласно ACPA, следующие важные факторы могут помочь контролировать колебания консистенции бетона от партии к партии: (17)
- Удалите свободную воду из бочек или отстойников после мытья или дождя.
- Поддерживайте стабильную и чистую работу фронтальных погрузчиков и другого тяжелого оборудования, перемещающего агрегаты, на заводе. Регулярно удаляйте заполнитель из отвалов, чтобы поддерживать постоянную влажность заполнителя.
- Вода крупных заполнителей складывается по мере необходимости.Некоторые крупные заполнители, используемые в бетоне, обладают высокой абсорбционной способностью, требуя значительного количества воды для создания насыщенного сухого состояния поверхности, предусмотренного в конструкции смеси.
- Измерьте содержание влаги. Датчики влажности, установленные на бункерах для инертных материалов смесительной установки, могут определять содержание влаги для компьютера предприятия. Затем компьютер может внести поправки в добавленную воду для смешивания и добиться лучшей однородности между партиями. В отсутствие автоматизированной системы измерения влажности необходимо ежедневно проводить испытания на влажность мелкого и крупного заполнителя.
Доставка бетона
После того, как бетон был смешан, равномерная доставка бетона на строительную площадку оказывает прямое влияние на гладкость готового бетонного покрытия. (27) Замедление или остановка процесса укладки из-за недостатка бетона приводит к образованию неровностей или провалов на поверхности дорожного покрытия. Стабильная подача бетона к месту укладки важна для обеспечения стабильной работы. Соблюдение последовательного графика доставки особенно сложно в городских районах; он требует тщательной оценки, чтобы заранее определить, будут ли задержки из-за движения препятствовать доставке бетона.
Для подачи бетона в асфальтоукладчик постоянно требуется достаточное количество грузовиков для доставки. Подача бетона определяет скорость асфальтоукладчика со скользящими формами. Весь цикл смешивания, разгрузки, перемещения и укладки бетона должен быть скоординирован с учетом производительности смесительной установки, расстояния транспортировки и возможностей асфальтоукладчика.
В исследовании, проведенном в Аргентине, измерения гладкости покрытия были получены на восьми бетонных участках покрытия с использованием инерционного профилометра. (28) IRI, рассчитанный на основе данных профиля, использовался для оценки гладкости дорожного покрытия. Переменные, оцениваемые в этом исследовании, включали тип асфальтоукладчика, скорость укладки бетона, доставку бетона и тип бетонного завода. Одним из выводов исследования было то, что производство и доставка бетона повлияли на гладкость бетонного покрытия. Участки дорожного покрытия с более короткими расстояниями подачи бетона показали более низкий IRI.
Строительное оборудование
Использование надлежащего оборудования для укладки дорожного покрытия также является обязательным требованием для устройства гладких бетонных покрытий.При выборе наиболее подходящего оборудования для работы необходимо обращать внимание на функцию, вес и размер. (29)
На многих проектах по укладке дорожного покрытия подрядчики используют поезд для укладки, который включает укладчик / разбрасыватель перед асфальтоукладчиком со скользящими формами. При устройстве непрерывно армированного бетонного покрытия требуется дорожная укладка. Разбрасыватель / разбрасыватель полезен для достижения гладкости. Укладчик / разбрасыватель обеспечивает равномерное количество бетона перед асфальтоукладчиком и позволяет ему поддерживать постоянную скорость.
Чистое и ухоженное оборудование также является ключом к достижению эффективной и качественной укладки, что, в свою очередь, влияет на гладкость покрытия. Это касается не только оборудования для укладки, но и оборудования для смешивания и подачи. Установлена очень высокая корреляция между состоянием оборудования и гладкостью покрытия. Незакрепленные детали или соединения приводят к плохой реакции асфальтоукладчика на изменения колеи и основных условий и могут привести к плохой гладкости покрытия. Плохо обслуживаемое оборудование также более подвержено поломкам, что приводит к неожиданным остановкам.
При прочих равных условиях более тяжелый асфальтоукладчик обычно создает более гладкое покрытие, поскольку на него меньше влияют удары бетона, попадающие в асфальтоукладчик. В исследовании, проведенном в Аргентине, сравнивались восемь участков бетонного покрытия на трех автомагистралях и в аэропорту, 29 из которых были построены с использованием бетоноукладчиков разного веса. Один из выводов исследования заключается в том, что участки дорожного покрытия, построенные с использованием более тяжелых брусчатки, имели более низкие значения IRI. (28)
Более тяжелый асфальтоукладчик обычно жестче и устойчивее к подъемным силам / подъемной силе бетона.Растущая тенденция использования характеристик прочности конечного результата приводит к получению более жестких бетонных смесей. Поэтому важно, чтобы вес асфальтоукладчика был достаточным для укладки более жесткой бетонной смеси. Размер асфальтоукладчика также может влиять на гладкость бетонного покрытия. Более крупный асфальтоукладчик той же мощности обеспечит более гладкое покрытие, поскольку он легче справляется с бетоном и более точно реагирует на него.
Работа асфальтоукладчика со скользящими формами
Бетоноукладчик со скользящими формами распределяет и уплотняет бетон по мере его продвижения.Многие факторы могут повлиять на работу оборудования скользящих форм и повлиять на гладкость покрытия. Контроль консистенции бетона (контроль смеси) и подачи приведет к стабильной работе и более гладкой поверхности. Асфальтоукладчик не может дать адекватных результатов, если ему приходится часто останавливаться или толкать большую груду бетона. Ниже перечислены основные факторы, которые необходимо соблюдать при строительстве гладких покрытий. (См. Ссылки 17, 28, 30 и 31.)
Правильная настройка асфальтоукладчика
Все оборудование для укладки скользящих форм содержит формовочные элементы, в том числе профильный поддон и боковые формы.Основание или подоснование находится в нижней части формы. Эти элементы ограничивают бетон и создают форму для формы дорожного покрытия. Бетоноукладчик со скользящими формами также содержит инструменты, которые помогают заполнить формы и создать однородную форму. Эти инструменты включают в себя шнековый разбрасыватель, разбрасывающий плуг, отбойник и / или трамбовочную планку. Установка асфальтоукладчика — важный фактор, влияющий на гладкость готовой поверхности дорожного покрытия. Необходимо соблюдать соответствующие шаги при установке оборудования для укладки дорожного покрытия. Также необходимо уделять внимание обеспечению эффективных регулировок во время укладки.
Соответствующая скорость движения асфальтоукладчика
Для получения ровного покрытия необходима постоянная скорость асфальтоукладчика. Не существует установленных стандартов для правильной скорости асфальтоукладчика. Скорость асфальтоукладчика является правильной, если на него может подаваться постоянная подача бетона без необходимости замедления или остановки во время процесса укладки. Важно избегать остановки асфальтоукладчика во время укладки, чтобы уменьшить неровности или провалы на поверхности дорожного покрытия.
Вибрация бетона
При укладке скользящей опалубки форма проталкивается через бетон, который остается неподвижным на грунте.Однако вибраторы, установленные на станке для опалубки, необходимы для разжижения бетона и облегчения его формования. Бетоноукладчик со скользящими формами проходит по псевдоожиженному бетону, а его масса удерживает поддон и боковые формы устойчивыми, чтобы удерживать и формировать материал. При равномерной укладке вибрация бетона, проходящего через асфальтоукладчик, влияет на поверхность и, как следствие, на гладкость. Слишком сильная вибрация вызывает взбивание и взбивание в задней части поддона и выводит излишки раствора на поверхность.Недостаточная вибрация создает растяжение и пустоты на поверхности. Вибрация бетона не панацея от других проблем с бетонной смесью. Вибраторы могут выявить и усугубить проблему с бетонной смесью. Регулировка частоты вибраторов не устранит проблемы с настройкой оборудования, неправильной центровкой или плохими смесями. При работе на очень высокой частоте вибраторы могут вызывать нежелательные результаты, такие как потеря вовлечения воздуха или следы вибратора
Бетонная головка
Поддержание равномерного и адекватного напора бетона перед асфальтоукладчиком может улучшить гладкость дорожного покрытия.Поддержание равномерного напора бетона обеспечит постоянство скорости укладки, вибрации и уплотнения. Постоянный напор бетона выравнивает давление на асфальтоукладчик, поэтому при необходимости его регулировку можно производить более точно. Если верхний слой бетона становится слишком высоким, это может вызвать скачок давления под машиной для укладки, из-за чего бетон за профильной панелью асфальтоукладчика может подняться вверх и создать неровность. Если перед асфальтоукладчиком засыпано недостаточно бетона, бетонная головка может вытечь, или емкость для раствора может опустеть, создавая низкие точки или пустоты на поверхности дорожного покрытия.
Связь
Должны быть реализованы эффективные меры связи между операторами машин и между укладчиком и бетонным заводом. Постоянная связь между установкой и укладкой позволяет оператору скользящей формы подбирать скорость асфальтоукладчика для обеспечения подачи бетона.
Отделка, текстурирование, отверждение и заголовки
Чистовая
Если асфальтоукладчик эксплуатировался правильно, требуется лишь минимальная ручная обработка. (25) Во многих случаях готовый профиль дорожного покрытия ухудшается при ручной отделке. Ручная отделка поверхности тротуара с использованием кувшинов необходима только в том случае, если поверхность содержит пустоты или дефекты. Некоторые подрядчики чрезмерно используют механические продольные поплавки непосредственно за опалубкой. В общем, лучше всего ограничить ручную и механическую отделку. Если продольное плавание является единственным методом получения приемлемо закрытой поверхности, необходимо внести некоторые коррективы в бетонную смесь и / или оборудование для укладки. (17)
Проверка поверхности позади асфальтоукладчика с помощью ручной линейки шириной от 3 до 7,6 м (от 9,8 до 25 футов) является рекомендуемой процедурой для чистовой обработки бетона. (17) Последовательная линейка должна перекрываться на половину длины линейки, чтобы гарантировать, что высокие точки удалены, а низкие точки заполнены. (17) Опытные чистильщики могут использовать линейку для удаления или уменьшения заметных неровностей с помощью соскабливающего движения. (17) В некоторых случаях профиль готового покрытия показывает поверхностные волны, которые, вероятно, были вызваны или усилены неправильным использованием линейки.
Текстурирование
Операция текстурирования поверхности обычно не влияет на гладкость покрытия. Однако известно, что оборудование для поперечной обработки зуба вызывает шероховатость поверхности, когда грабли не движутся по поверхности равномерно.
Отверждение
В недавнем исследовании профили были измерены на восьми испытательных участках четырех недавно построенных бетонных мостовых, расположенных вдоль I-70 и I-135 в Канзасе. (32) Тротуары с толщиной бетонной плиты 275 и 312 мм (10.8 и 12,3 дюйма), были размещены поверх стабилизированного дренируемого основания, которое находилось на обработанном известью земляном полотне. Было оценено влияние четырех различных параметров на гладкость дорожного покрытия, представленного IRI. Четырьмя параметрами были: полоса движения (движение и обгон), путь колеса (слева и справа), условия отверждения (нанесение состава с одинарным или двойным отверждением) и время укладки (утром или днем). Для анализа данных IRI использовались различные статистические методы. Результаты исследования показали, что нанесение отверждающего компаунда было наиболее значимым фактором, влияющим на значение IRI, при этом более низкий IRI был получен при двойном нанесении отверждающего компаунда.
Заголовки
Заголовки (поперечные строительные швы, образующиеся в конце рабочего дня) являются одним из наиболее значительных факторов, влияющих на шероховатость бетонного покрытия. Большинство брусчатки оставляют углубление в плите, когда теряют верхнюю часть бетона. Жатки обычно требуют ручной обработки, что затрудняет контроль допусков.
Два возможных решения доказали свою эффективность в минимизации проблем с перемещением жатки. Первый метод — избегать формирования заголовков и использовать метод сокращения для создания соединения.В этом методе укладка продолжается до тех пор, пока не будет использован весь бетон. На следующее утро делается поперечный пропил на расстоянии 1,6 м (5,2 фута) или более от конца затвердевшей бетонной плиты. Концевой материал удаляется, и дюбели заливаются в отверстия, просверленные в гладкой поверхности. Второй метод — очень тщательно контролировать высоту жатки, чтобы правильно выровнять и довести жатку до правильного уклона. Затем асфальтоукладчик медленно снимается, чтобы бетон застыл на месте.
Корзины дюбелей и арматура
Корзины для дюбелей и стальная арматура в дорожном покрытии могут отрицательно повлиять на его гладкость.Надежно прикрепить узлы корзин к грунту необходимо, чтобы они могли выдерживать давление, оказываемое бетоном во время укладки. (33) Асфальтоукладчик должен быть достаточно тяжелым, чтобы не наезжать на узлы корзин. Правильные методы разгрузки или укладки, а также соответствующая частота и глубина вибрации также могут минимизировать неровности дорожного покрытия, связанные с дюбелями. Использование автоматического устройства для установки дюбелей для установки дюбелей может помочь предотвратить неровности дорожного покрытия, связанные с дюбелями, за счет исключения перемещения корзин для дюбелей из-за чрезмерного давления.Другие проблемы, связанные с гладкостью, которые могут возникнуть с дюбелями и арматурой, обсуждались ранее в разделе, посвященном закладным элементам.
Вертикальные уклоны и кривые
Нет известных различий между мощением на подъеме и спуске. (17) На уклонах, превышающих 3 процента, сложнее построить гладкие покрытия, чем на более пологих. Согласно ACPA, во время укладки на крутых склонах могут потребоваться следующие регулировки: (17)
- Осадка бетона должна быть уменьшена, если она превышает 12-25 мм (0.От 5 до 1 дюйма) и если трудно поддерживать равномерный напор бетона перед асфальтоукладчиком.
- Положение, осадку или угол атаки асфальтоукладчика можно регулировать при укладке на крутых склонах. На плоских уклонах большинство операторов размещают поддон профиля параллельно струне. При укладке более крутого уклона поддон можно отрегулировать примерно на 50 мм (2 дюйма) ниже уровня поверхности. При укладке более крутого склона поддон можно отрегулировать так, чтобы он располагался примерно на 50 мм (2 дюйма) над уровнем поверхности.
- На касательных участках максимальный интервал разбивки 7,6 м (25 футов) дает отличные результаты. Более узкий интервал необходим для получения гладкого покрытия на вертикальных поворотах и должен определяться на основе скорости изменения кривизны. Процедуры определения интервала разбивки для таких случаев представлены в ссылке 17. Струна устанавливается на поясах, а высота дорожного покрытия — на полукорде при укладке на уклонах для вертикальных кривых.
Квалифицированный и мотивированный экипаж
Независимо от оборудования и процессов, для создания ровного покрытия требуется опытный и мотивированный персонал.Обучение экипажа жизненно важно, особенно по темам, которые напрямую влияют на плавность хода. Персоналу, работающему на струнах, необходимы математические навыки и острый глаз, а операторам необходимо понимать, какие действия с оборудованием влияют на гладкость покрытия. В исследовании, проведенном в Аргентине, сообщалось, что значения IRI уменьшались в хронологическом порядке для проектов по укладке дорожного покрытия. (28) Авторы пришли к выводу, что одной из причин улучшения гладкости дорожного покрытия было увеличение опыта и знаний, полученных бригадой при выполнении предыдущих работ.
Как купить качественный бетон для проезжей части
Состав смесиБетон — это смесь портландцемента, заполнителей (щебень, песок, сланец и т. Д.) И воды. Также используются добавки, которые представляют собой ингредиенты, добавляемые до или во время смешивания бетона. Добавки используются для укрепления бетона, для ускорения или замедления времени схватывания, а также для защиты бетона от воздействия изменений температуры и воздействия химикатов, таких как антиобледенители.
На характеристики проезжей части сильно влияет введение или унос микроскопических пузырьков воздуха в бетон. Воздухововлечение помогает защитить бетон, который будет подвержен замораживанию и оттаиванию, а также антиобледенителям. Воздухововлекающая добавка вызывает образование микроскопических пузырьков воздуха по всему бетону. Эти крошечные пузырьки действуют как предохранительные клапаны, когда вода в бетоне замерзает, помогая предотвратить ухудшение поверхности. Типичный воздухововлечение для проезжей части находится в диапазоне от пяти до семи процентов.Обратите внимание: излишек воды, добавленной в бетон, разрушит структуру пузырьков вовлечения воздуха.
Осадка — это термин, используемый для описания консистенции, жесткости и удобоукладываемости свежего бетона. Результаты испытания на оседание указаны в дюймах. На него влияет количество воды в свежем бетоне. Больше воды означает более сильную просадку, но вода — не единственное влияние. Добавки можно использовать для увеличения осадки без увеличения количества воды в бетоне. Тип заполнителя, содержание воздуха, примеси, температура и пропорции всех ингредиентов влияют на осадку.Типичный уклон проезжей части составляет пять дюймов плюс-минус один.
Фунт на квадратный дюйм (psi) — это единица измерения, используемая для описания прочности бетона на сжатие. Наиболее желательная прочность проезжей части варьируется в зависимости от климатических условий. В общих чертах, чем холоднее климат, тем выше желаемый фунт на квадратный дюйм. Области, которые испытывают большое количество циклов замораживания и оттаивания, также требуют конструкции бетонной смеси с более высоким давлением на квадратный дюйм. Типичная прочность бетона, используемого для проезжей части, находится в диапазоне от 3000 до 4000 фунтов на квадратный дюйм, хотя в умеренных регионах страны могут использоваться более низкие значения прочности.
Подрядчики, заказывая товарный бетон, должны сообщить производителю о предполагаемом использовании бетона. Довольно часто у поставщиков есть стандартные смеси для конкретных применений. Когда подрядчик указывает конкретный уровень прочности, производитель товарного бетона несет ответственность за дозирование и доставку смеси, обеспечивающей желаемую прочность.
Подрядчик
Выбор опытного и квалифицированного подрядчика — самый важный шаг в обеспечении длительного срока службы бетонной подъездной дороги.Срок службы бетонной подъездной дороги при правильной установке нередко составляет от 25 до 30 лет. Хороший источник информации о подрядчиках — это ваш местный производитель бетона. Производитель свяжется с десятками подрядчиков и будет рад предоставить вам список наиболее квалифицированных. Лучше всего получать предложения как минимум от трех подрядчиков и сравнивать предложения постатейно. Убедитесь, что каждое предложение основано на одном и том же объеме работ. Попросите подрядчика предоставить справочный список как недавно завершенных работ, так и работ, выполненных в прошлые годы.Проверяя эти ссылки, спросите, была ли работа завершена в срок, в рамках бюджета, хорошего качества и может ли заказчик порекомендовать подрядчика.
Укладка бетона
Перед укладкой бетона важно правильно подготовить земляное полотно. Основное правило подготовки земляного полотна — поддерживать его однородность по твердости, уклону и влажности. Если земляное полотно неоднородно, бетон в этих местах будет подвергаться большему напряжению и может образовывать трещины.Полипропиленовые волокна также можно использовать для дополнительного армирования. Всегда наклоняйте подъездную дорожку, чтобы вода бежала от дома. Рекомендуемый минимальный уклон составляет 1/8 дюйма на фут. Травяные склоны, примыкающие к бетонным проездам, должны иметь падение минимум 1/2 дюйма на фут для обеспечения надлежащего дренажа.
Бетон следует укладывать как можно ближе к его окончательному положению. Чрезмерное перемещение бетона по горизонтали, а также падение его с высоты более 4 футов может вызвать расслоение смеси и привести к проблемам в будущем.Бетон должен быть выровнен по мере его укладки. Если подъездная дорога будет использоваться только для автомобилей, бетонная плита должна быть толщиной от 3 1/2 до 4 дюймов. Если он будет использоваться в автомобилях и легких грузовиках, плита должна быть толщиной от 4 1/2 до 5 1/2 дюймов.
Финишная обработка бетона состоит из затирки и затирки поверхности до желаемой гладкости, плотности и ровности. Хорошая отделка, выполненная в нужное время, дает бетону твердую, плотную поверхность, что делает его более прочным и непроницаемым. Плохая отделка может серьезно повредить бетонную поверхность.Наиболее часто используемое покрытие проезжей части также может быть окрашено и проштамповано для создания декоративных поверхностей. Бетон слегка расширяется и сжимается при изменении его влажности и температуры. Он склонен к растрескиванию, если удерживать его от движения при изменении его объема. Растрескивание можно контролировать правильным соединением или использованием арматуры, либо и тем, и другим. Контрольные стыки размещаются там, где накапливаются напряжения, которые могут вызвать трещины. Контрольные стыки должны быть расположены на расстоянии от 10 до 12 футов друг от друга, чтобы бетонные секции были как можно более квадратными.Контрольные швы должны быть на четверть глубины бетона. Изоляционные швы следует устанавливать между бетонными секциями, которые необходимо перемещать относительно друг друга, например, там, где подъездная дорожка встречается с гаражной плитой.
По окончании отделки бетон нужно оставить для застывания. Чтобы правильно застыть бетонное покрытие полиэтиленом и оставить влажным не менее семи дней. Отверждение — это процесс, позволяющий цементу вступить в химическую реакцию с водой, в результате чего достигается желаемая прочность.Следует отметить, что свежий бетон не должен контактировать с оголенной кожей из-за возможности ожога цемента. Бетон достигнет большей части своей прочности в течение первых нескольких дней, но фактически будет продолжать набирать прочность до 30 дней. Перед первой зимой новую подъездную дорогу следует загерметизировать имеющимся в продаже герметиком для бетона, предназначенным для использования на наружных бетонных плоских поверхностях.
Перепечатано частично с разрешения Национальной ассоциации товарного бетона.
Бетонные переходы — Все о проездах
При установке новой бетонной подъездной дороги переходы, где новый бетон встречается с существующими бетонными участками, такими как пол гаража, тротуары и улица … они должны быть плавными. Никаких опасностей, связанных с поездкой, никаких ухабов, а также низких и высоких точек для отвода воды.
Бетонные переходы в гараж:
Независимо от дренажа, переход должен быть плавным, а не бугорком, выступом или чем-либо, что может выступать в качестве водного барьера.Это важно, потому что неэтичный подрядчик может заставить нас поверить в то, что установка отбойника — вполне нормальное явление, поскольку оно отводит воду или действует как барьер для воды при установке бетонных проездов. Напротив!
Вот три примера того, что мы имеем в виду:
Подъезд с уклоном от гаража
Если подъездная дорога имеет естественный уклон в сторону от гаража, необходимо вырыть грунт равной толщине, которая устанавливается прямо перед бетонной площадкой гаража, и продолжать выход, чтобы обеспечить дренаж вдали от гаража.Когда бетон укладывается, переход должен быть плавным. Ни ударов, ни водной преграды, ни оперения … ничего.
Плоский подъезд
Если подъездная дорога плоская, подрядчику по установке потребуется выкопать грунт, равный предполагаемой толщине бетона, и продолжить работу, чтобы слить воду из гаража. Если это невозможно сделать, то часто можно установить качающийся, провал или сливной канал, который будет отводить любую воду, которая течет в сторону гаража, в стороны и, в конечном итоге, от бетона.Тем не менее, земляной фундамент следует выкопать на толщину укладываемого бетона. Когда бетон уложен и высохнет, этот переход тоже должен быть плавным.
Подъезд с уклоном в сторону гаража
Если подъездная дорога спускается в гараж, подрядчик по монтажу должен выкопать грунтовое основание непосредственно перед бетонным фартуком или полом гаража, равным толщине заливаемого бетона, и вырезать качающуюся стойку, которая идет вниз, а затем обратно в гараж.Ровно столько, чтобы вода не стекала обратно в гараж. За исключением сильного ливня, это должно препятствовать стеканию воды по подъездной дорожке в гараж. Опять же, для плавного перехода в гараж необходимо вырыть грунт на толщину, равную толщине укладываемого бетона.
В крайних случаях перед гаражом можно установить дренажный канал, чтобы отвести сильные дожди или таяние снега, но мы не рекомендуем их, поскольку они могут заполняться грязью и забиваться, а также зимой могут заморозить полный льда.
Будьте осторожны с любым подрядчиком по установке, который рекомендует выступ или выступ для отвода воды. Единственное, что удерживает подрядчика от проведения земляных работ должным образом, — это связанные с этим дополнительные работы.
Бетонные переходы на тротуары:
Так же, как и в гараже, земляной фундамент следует выкопать на толщину, равную толщине укладываемого бетона. Этот переход также должен быть плавным, чтобы избежать опасного спотыкания.
Бетонных переходов на улицу:
Когда дело доходит до перехода с улицы на асфальт, как и в случае с гаражом, земляной фундамент следует выкопать, равную толщине укладываемого бетона.Этот переход тоже должен быть плавным. Некоторые округа не хотят, чтобы вода с подъездной дорожки впадала в их дорогу, поэтому может потребоваться установка стабилизатора, чтобы отводить воду, стекающую с подъездной дорожки. В любом случае, это тоже должен быть плавный переход.
Все уважаемые подрядчики потратят время на то, чтобы обеспечить правильную установку переходов. Но это та область, где подрядчики и путешественники «летать ночью» собираются срезать углы и попытаться выполнить минимальную профилировку и украсить эти области.В краткосрочной перспективе это может выглядеть прекрасно, но в долгосрочной перспективе они могут стать кошмаром.
Избегайте мошенничества с использованием бетона и ознакомьтесь с нашим отчетом «Самые распространенные способы, которыми подрядчики по установке бетонных конструкций ограбляют нас, и как их избежать» ™.
Или упростите задачу и запросите смету монтажа бетона у одного из наших надежных подрядчиков!
С другой стороны, если у вас уже есть подъездная дорожка, и вы думаете, что вас ограбили, подайте жалобу, и мы расследуем ее. Если мы обнаружим, что подрядчик ошибался, мы постараемся помочь вам возместить ваши убытки.
ASTM A706 Арматура класса 80
Этот проектный меморандум определяет политику WSDOT в отношении использования арматуры ASTM A706 Grade 80. Арматура ASTM A706 Grade 60 остается предпочтительным типом арматурной стали для мостов и конструкций WSDOT.
Арматура, соответствующая ASTM A706 Grade 80, может использоваться в сейсмической расчетной категории (SDC) A для всех компонентов. Для SDC B, C и D арматурная сталь ASTM A706 Grade 80 не должна использоваться для элементов и соединений, которые пропорциональны и детализированы, чтобы гарантировать развитие значительных неупругих деформаций, для которых требуется анализ кривизны момента для определения способности пластического материала к пластическому моменту. конкретные элементы и ожидаемая номинальная моментная нагрузка защищаемых элементов.
Арматурная сталь ASTM A706 Grade 80 может использоваться для элементов с повышенной нагрузочной способностью, таких как опоры, изогнутые крышки, валы увеличенного размера, соединения и интегральные элементы надстройки, которые примыкают к местам пластиковых шарниров, если ожидаемая номинальная моментная нагрузка определяется расчетом прочности. от ожидаемой прочности бетона на сжатие с максимальной полезной деформацией 0,003 и пределом текучести арматурной стали 80 тыс. фунтов на квадратный дюйм с максимальной полезной деформацией 0,090 для стержней № 10 и менее, 0.060 для стержней №11 и более. Коэффициенты сопротивления для сейсмических расчетов должны быть приняты равными 0,90 для сдвига и 1,0 для изгиба.
Арматурная сталь ASTM A706 Grade 80 не должна использоваться для валов увеличенного диаметра, в которых пластмассовые шарниры в земле считаются частью сейсмостойкой системы (ERS).
Арматурная сталь ASTM A706 Grade 80 не должна использоваться для поперечной арматуры элементов, сопротивляющихся кручению.
Для сейсмических крюков f y не следует принимать больше чем 75 тысяч фунтов / кв. дюйм.
Модификации коэффициентов сопротивления для обычных Конструкция (Технические условия на проектирование моста AASHTO LRFD 5.5.4.2.1):
Для секции, в которых чистая деформация растяжения в стали с экстремальным растяжением при номинальное сопротивление находится в пределах для контролируемого сжатия и секции с регулируемым натяжением, f может линейно увеличиваться от 0,75 до значения для секции с регулируемым натяжением как чистая деформация растяжения при экстремальном растяжении сталь увеличивается от предела деформации, контролируемого сжатием, e cl , до предела деформации, контролируемого растяжением, e tl .
где:
e t = чистая деформация растяжения в стали с экстремальным растяжением при номинальное сопротивление
e cl = предел деформации с контролем сжатия в экстремальных условиях натяжная сталь (дюйм / дюйм)
e tl = предел деформации с контролируемым натяжением при крайнем растяжении сталь (дюйм / дюйм)
Для секций, подверженных осевой нагрузке с изгибом, факторизованные сопротивления определяются путем умножения как P n , так и M n соответствующим одиночным значением f.Секции с регулируемым сжатием и напряжением определяются как которые имеют чистую деформацию растяжения в стали с экстремальным растяжением при номинальной прочности меньше или равно пределу деформации, контролируемой сжатием, и равно или больше, чем предел деформации, контролируемой растяжением, соответственно. Для разделов с чистой деформацией растяжения ε t в стали с предельным напряжением при номинальная прочность между вышеуказанными пределами, значение f может определяться линейной интерполяцией, как показано на рисунке 1.
Рисунок 1 — Вариация f в зависимости от Чистая деформация при растяжении ε т
Изменения общих допущений для прочности и Предельные состояния экстремальных явлений (Технические требования к конструкции моста AASHTO LRFD 5.7.2.1):
Разделов контролируются сжатием, когда чистая деформация растяжения при экстремальном растяжении сталь равна или меньше предела деформации с контролируемым сжатием, e cl , в то время, когда бетон при сжатии достигает своего предполагаемый предел деформации 0.003. Предел деформации, контролируемой сжатием, является чистая деформация растяжения в арматуре в условиях сбалансированной деформации. Для Арматура класса 60, а для всей предварительно напряженной арматуры предел деформации, контролируемый сжатием, может быть установлен равным e cl = 0,002. Для ненапряженной арматурной стали с указанный минимальный предел текучести 80,0 тыс. фунтов на квадратный дюйм, деформация с контролируемым сжатием предел можно принять как e cl = 0,003. Для арматурная сталь без напряжения с заданным минимальным пределом текучести между 60.0 и 80,0 тыс. Фунтов / кв. Дюйм, предел деформации, контролируемой сжатием, может быть определяется линейной интерполяцией на основе заданного минимального предела текучести.
Разделов контролируются натяжением, когда чистая деформация растяжения в стали с предельным напряжением равно или превышает предел деформации с контролируемым растяжением, e tl , так же, как бетон при сжатии достигает своего предполагаемого предел деформации 0,003. Секции с чистой деформацией растяжения при предельном растяжении стали между пределом деформации с контролируемым сжатием и предел деформации, контролируемый растяжением, представляет собой переходную область между секции с регулируемым сжатием и растяжением.Контролируемый натяжением предел деформации, e tl , следует принять как 0,0056 для арматурной стали без напряжения с заданным минимальным пределом текучести прочность, f y = 80,0 тысяч фунтов / кв. дюйм.
В приблизительные уравнения сопротивления изгибу f y и f ‘ y может заменить f s и f ‘ s , соответственно, при условии следующие условия:
о f y может заменить f s когда, используя в расчетах f y , полученное соотношение c / d s не превышает:
где:
c = расстояние от волокна с крайним сжатием до нейтральной оси (в.)
d s = расстояние от волокна с крайним сжатием до центроида растянутой арматуры без напряжения (дюймы)
e cl = предел деформации, контролируемый сжатием, как определено выше.
Если c / d превышает этот предел, совместимость деформации должна использоваться для определить напряжение в растянутой арматуре из мягкой стали.
о f ′ y может заменить f ′ s при использовании f ′ y в расчетах, если c ≥ 3d ′ s , а f y ≤ 60.0 тысяч фунтов / кв. Дюйм. Если c < 3d ′ s , или f y > 60,0 тыс. Фунтов / кв. Дюйм, совместимость деформаций должен использоваться для определения напряжения при сжатии мягкой стали. армирование. В качестве альтернативы компрессионное усиление может быть консервативно игнорируется, т. е. A ′ s = 0,
Когда с использованием совместимости деформаций, расчетное напряжение в ненапряженных арматурная сталь не может быть больше указанной минимальной текучести сила.
При использовании приближенные уравнения сопротивления изгибу, важно убедиться, что оба арматура из низкоуглеродистой стали при растяжении и сжатии поддается точные результаты. Текущее ограничение на c / d s гарантирует, что легкая натяжная сталь будет на уровне текучести или близка к ней. Отношение c ≥ 3d ′ с гарантирует, что мягкая компрессионная сталь с f y ≤ 60,0 тыс. фунтов на квадратный дюйм будет урожай. Для пределов текучести выше 60,0 тыс. Фунтов на квадратный дюйм деформация текучести близка к или превышает 0.003, поэтому компрессионная сталь не поддается. Консервативно игнорируйте компрессионную сталь при расчете сопротивления изгибу. В случаях там, где сталь не поддается растяжению или сжатию, больше правильно использовать метод, основанный на условиях равновесия и деформации совместимость для определения сопротивления изгибу. Для класса 40 арматуры предел деформации, контролируемой сжатием, можно установить равным e cl = 0,0014.
значений пределов деформации с контролируемым сжатием и растяжением приведены в таблице 1. для общих значений указанного минимального предела текучести.
Установленный минимальный предел текучести, тыс. Фунтов / кв. Дюйм | Контроль сжатия, e cl | Контроль натяжения, e tl |
40 | 0,0014 | 0.005 |
60 | 0,002 | 0,005 |
75 | 0,0026 | 0,0054 |
80 | 0,0028 | 0.0056 |
Изменения в разработке арматуры (Технические условия на проектирование мостов AASHTO LRFD 5.11.2):
Длина развертки должна быть рассчитана с использованием указанного минимального предела текучести арматурной стали. Допускается арматурная сталь с указанным минимальным пределом текучести до 80 тысяч фунтов на квадратный дюйм.
Для прямых стержней с указанным минимальным пределом текучести более 75 тысяч фунтов на квадратный дюйм поперечная арматура удовлетворяет требованиям AASHTO LRFD Bridge Design Specifications 5.8.2.5 для балок и 5.10.6.3 для колонн должны быть предусмотрены на требуемой длине развертки. Ограничивающая арматура не требуется для плит или настилов.
Для крюков в арматурных стержнях, имеющих указанный минимальный предел текучести более 60 тыс. Фунтов на квадратный дюйм, должны быть предусмотрены стяжки, удовлетворяющие требованиям AASHTO LRFD Bridge Design Specifications 5.11.2.4.3. Для крюков, не расположенных на прерывистом конце элемента, применяются коэффициенты модификации, указанные в Спецификациях проектирования моста AASHTO LRFD 5.11.2.4.2 может применяться.
Модификации стыков стержневой арматуры (Спецификации конструкции моста AASHTO LRFD 5.11.5):
Для стержней, соединенных внахлест, с указанным минимальным пределом текучести более 75 тыс. Фунтов на квадратный дюйм, поперечная арматура, удовлетворяющая требованиям 5.8.2.5 Проектирования мостов AASHTO LRFD для балок и 5.10.6.3 для колонн, должна быть обеспечена на протяжении требуемой длины стыка. Ограничивающая арматура не требуется для плит или настилов.
Справочная информация:
Арматура ASTM A706 Grade 60 остается предпочтительным типом арматуры для всех мостов и конструкций WSDOT.