Что влияет на плотность бетона?

На плотность бетона влияет бетонная смесь, тип используемых заполнителей (плотность заполнителей), и это может либо уменьшить, либо увеличить плотность бетона в зависимости от требований инженера.

Например, бетон низкой плотности используется в зданиях и на участках, где балки/существующая конструкция чувствительна к высоким нагрузкам, чего можно добиться за счет использования в бетонной смеси легких заполнителей.

Бетон высокой плотности используется в больницах, где распространены рентгеновские лучи и вредное излучение, которые можно блокировать за счет использования плотных бетонных стен. Этот тип бетона может быть изготовлен с использованием плотных заполнителей в смеси, но это приведет к большим нагрузкам.

Что такое влажный бетон?

Влажный бетон – это когда бетонная смесь (состоит из цемента, заполнителей, воды и добавок) еще не схватилась или не затвердела и остается в жидком/гидростатическом состоянии. В результате бетонная смесь принимает форму емкости, в которую она помещается до затвердевания.

Важно учитывать гидростатические нагрузки влажного бетона на стенки контейнера. Это приводит к дополнительной нагрузке на стенку и дно любого контейнера, и это необходимо учитывать (нагрузки под высоким давлением могут привести к разрыву стенок и утечке влажного бетона).

Пример 1: Расчет веса блочного фундамента

На плане есть блочный фундамент размером 3 х 3 м, поддерживающий стальную колонну. Глубина фундамента 1,0м. Определить вес фундамента в кг/м ³

Плотность бетона 2500 кг/м ³ для железобетона.

Объем фундамента 3 м x 3 м x 1,0 м = 9 м ³

Следовательно, 2500 кг/м ³ x 9 м ³ = 22500 кг или 22,5 тонны

Лучшие сообщения

О НАС

Моя цель состоит в том, чтобы предоставить студентам университетов, изучающим инженерный курс, эффективный инструмент для проверки знаний.

СОЦИАЛЬНАЯ

Инстаграм Facebook-f Linkedin-in

Взвешивание бетона высокой плотности

Клод Гогуэн, ЧП, LEED AP

При разработке бетонной смеси существует целый «шведский стол», из которого можно выбрать в зависимости от области применения. Инженерам обычно нужен продукт нормального веса, который будет нести тяжелую нагрузку или оставаться на месте, когда он закопан, или они могут предпочесть что-то немного более легкое для подъема больших панелей на место для создания привлекательного фасада здания. Есть много промежуточных вариантов, и некоторые выходят за рамки любой крайности.

Но что, если инженеру нужно что-то очень плотное и очень тяжелое? Зачем кому-то нужен более плотный и тяжелый бетон? Как будет показано в этой статье, рынок бетона высокой плотности (HD) существует, и, похоже, его популярность возрождается.

Зачем использовать бетон высокой плотности?
В большинстве случаев плотный бетон используется для радиационной защиты, когда требуемая толщина стен, сделанных из обычного бетона, может быть уменьшена и, таким образом, увеличено внутреннее рабочее пространство. В 60-х и 70-х годах HD-бетон использовался довольно часто из-за бума строительства атомных электростанций. Он также используется на объектах по разработке ядерного оружия. Бетон с более высокой плотностью стоит дороже, чем обычный бетон, но обеспечивает отличную защиту от вредного излучения благодаря своей массе. Добавьте к этому структурное превосходство бетона, долговечность и более низкую стоимость по сравнению с альтернативами (композитный свинец или стальные экраны), и решение об использовании бетона высокой плотности становится простым. Индустрия строительства атомных электростанций, возможно, не так сильна, как когда-то, но потребность в хранении радиоактивных отходов или материалов все еще существует, и сборный железобетон может удовлетворить эту потребность.

Существует также множество других применений бетона высокого давления, например, в ситуациях, когда требуется большой вес в меньших объемах, таких как балласты для морских трубопроводов, конструкции волноломов или противовесы. Другие области применения включают ослабление звука или вибрации, линейные ускорители и повышенное сопротивление плавучести.

Типичная плотность бетона составляет около 150 фунтов/куб. фут. Легкий бетон может весить всего 95 фунтов/куб. фут. Бетон высокой плотности колеблется от 190 до 260 фунтов/куб. ) могут быть достигнуты, но встречаются редко.

Заполнители: наиболее важный компонент
Ключом к бетону высокой плотности являются заполнители. Поэтому качество и типы заполнителей являются наиболее важными факторами в процессе выбора. Независимо от того, какие типы тяжелых заполнителей выбраны, они должны сначала соответствовать тому же стандарту качества, что и обычные заполнители, такие как ASTM C33, «Стандартная спецификация для бетонных заполнителей». Однако они должны быть чистыми, инертными, свободными от вредных веществ и не содержать заполнителей нормальной плотности.

Форма и размер частиц также должны быть такими же, как и у заполнителей нормальной плотности. Но относительная плотность заполнителей должна быть подходящей для получения желаемой плотности бетона. Нормальная плотность заполнителя составляет около 160 фунтов на кубический фут. Плотность заполнителя высокой плотности находится в диапазоне 270 фунтов на кубический фут. Такие заполнители, как магнетит, ильменит, гематит и барит, использовались в прошлом для диапазонов от низкой до средней массы.1 Для плотности ≥ 250 фунтов/куб. фут можно добавить перфорированное железо или феррофосфор.

Особые производственные вопросы
Процедуры измерения, смешивания, транспортировки и укладки бетона высокой плотности или тяжелого бетона в некоторой степени аналогичны процедурам, используемым в обычном бетонном строительстве, однако во избежание каких-либо проблем необходимы специальные знания и тщательное планирование. Рекомендации по дозированию и пропорциям смеси для бетона высокой плотности можно найти в ACI 211.1-91.2. Все цементы, соответствующие ASTM C150 или ASTM C5953, которые подходят для обычного бетона, также должны быть пригодны для использования в бетоне высокой плотности. Низкощелочной цемент следует использовать, когда в заполнителях присутствуют щелочереактивные компоненты.
Конструкция тяжелого бетона аналогична бетону с нормальным весом, но необходимо учитывать дополнительный собственный вес. Традиционно укладываемый бетон высокой плотности может содержать водопонижающую добавку, отвечающую требованиям ASTM C4944. Воздухововлекающие добавки, как правило, не применяют в бетонах высокой плотности, не подвергающихся замораживанию и оттаиванию, поскольку их применение ведет к снижению плотности бетона. Однако, если бетонные смеси имеют достаточную плотность, чтобы пропустить некоторое количество вовлеченного воздуха, можно реализовать определенные преимущества, в том числе уменьшение утечек, большую удобоукладываемость и более однородный бетон. Имейте в виду, что твердый бетон с высоким содержанием цемента и низким водоцементным отношением может проявлять повышенную ползучесть и усадку.

Существует два основных метода укладки HD бетона. Первый обычно называют методом предварительно размещенного агрегирования. В этом методе заполнители высокой плотности помещаются в форму, и раствор заливается в заполнители, заполняя пустоты. Для целей этой статьи мы будем иметь дело с HD бетоном, укладываемым традиционным способом.

Для смешивания HD бетона можно использовать стандартное смесительное оборудование, хотя сначала следует проконсультироваться с производителем смесителя. Соблюдайте особую осторожность, чтобы не перегрузить оборудование для смешивания и укладки, включая конвейерные ленты. Как правило, допустимый объем замешанного бетона высокой плотности должен быть эквивалентен весу смеси бетона нормальной плотности, а не объему смесительного оборудования.

Опалубку для обычного бетона высокой плотности необходимо тщательно выбирать и проверять, так как она будет подвергаться значительно более высоким нагрузкам, чем аналогичные формы для обычного бетона.

Транспортировка и укладка тяжелого железобетона также аналогична транспортировке и укладке обычного бетона, но его более высокий вес необходимо учитывать с учетом номинальной грузоподъемности транспортных средств, дорог и монтажных кранов. Транспортировка бетона высокой плотности в течение длительных периодов времени может привести к чрезмерному уплотнению или уплотнению.

Склонен к сегрегации
Укладка HD бетона с традиционными смесями подлежит такому же контролю качества, что и бетон нормальной плотности, за исключением того, что он гораздо более подвержен изменениям качества из-за неправильного обращения. Тяжелые заполнители особенно подвержены сегрегации во время укладки. Сегрегация бетона высокой плотности приводит не только к изменению прочности, но, что более важно, сегрегация влияет на плотность бетона. Непостоянная плотность неприемлема для корпусов с радиационной защитой, поскольку плотность напрямую связана с эффективностью экранирующих свойств бетона.

Равномерное уплотнение является ключом к достижению равномерной и оптимальной плотности. В бетоне HD вибраторы имеют меньшую эффективную площадь или радиус действия; поэтому необходимо проявлять большую осторожность, чтобы убедиться, что бетон надлежащим образом уплотнен. Если используются вибраторы стингерного типа, их следует вводить через небольшие промежутки и только на глубину, достаточную для полного перемешивания соседних слоев.

Контроль качества свежесмешанного бетона очень похож на обычный бетон и должен включать испытания удельного веса, температуры, осадки и содержания воздуха, проводимые в соответствии с подходящими методами испытаний ASTM. Испытание на прочность на сжатие может проводиться в соответствии с ASTM C39..5 Допуски на отбраковку HD бетона должны быть установлены в строительных спецификациях, чтобы соответствовать проектным параметрам задействованных конструкций.

Следует избегать использования длинных жестких желобов или отводных труб, так как большая длина сброса может привести к расслоению смеси.