Новые тенденции в применении неразрушающих методов испытания HSC в конструкциях включают лабораторные испытания и испытания на месте на строительной площадке или в существующих зданиях. Поэтому важны два аспекта разработки тестов:
• технико-лабораторные методы;
• конструктив — методы, применяемые на практике.
Наиболее важные проблемы испытаний бетонных конструкций с использованием неразрушающих методов включают оценку следующего:
• особенности прочности и однородности;
• трещины и другие повреждения;
• толщина и реологические характеристики;
• структура, пористость и разрыв бетона;
• влажность и ее распределение в данном элементе;
• коррозия бетона;
• ремонт и долговечность;
• плотность и ее изменение во времени;
• включения и дефекты.
Для испытаний и контроля перечисленных выше свойств бетона в железобетонных элементах и ​​конструкциях усовершенствованы и разработаны следующие экспертные методики:
• ультразвуковые и склерометрические методы оценки прочностных свойств;
• ультразвуковые и акустико-эмиссионные методы оценки однородности и структуры;
• электрические и электрохимические методы оценки влажности и коррозии;
• интерферометрия для оценки структуры;
• голографические и магнитные методы оценки структуры и включений;
• радиологические методы оценки влажности и веса;
• радиолокационные и термографические методы оценки структуры, однородности и долговечности;
• динамический, лазерный, вытяжные методы, рентгенографические методы с использованием бетатронов и микротронов, компьютерная томография, радиометрические методы (гамма), методы электромагнитного сопротивления, электроакустические методы, методы спектроскопии, газопроницаемость, теплопередача, оптические методы и т. д.для оценки других выбранных важных характеристик бетона.

В Польше с целью оценки HSC в конструкциях используются неразрушающие ультразвуковые и склерометрические методы в связи с испытанием пробуренных образцов в соответствии с нормами [4, 5, 7], а также другие методы, научно обоснованные и адаптированные к практическому применению. использовать.
Испытания по оценке прочности доказали наличие больших расхождений между эмпирическими соотношениями для нормального бетона (B10-B35) и соотношениями для HSC (B40-B120).
Поправочные коэффициенты для HSC составляют:
• 2,0 — 2,7 для ультразвукового метода;
• 1,1 — 1,4 для склерометрического метода.
Для повышения точности оценки прочности HSC точно определены соответствующие эмпирические зависимости.
Процесс улучшения качества и прочности железобетонных конструкций, внедренный в новых условиях в Польше, подкрепленный лицензией и сертификацией в соответствии с требованиями Европейского Союза, требует обширного развития и применения неразрушающих методов.Эти методы адаптированы к требованиям и условиям строительства в современной технологии железобетона и, в частности, к испытаниям на месте во время строительства и мониторингу во время эксплуатации.

1. Runkiewicz L .: Влияние факторов на результаты склерометрических испытаний бетона Строительный научно-исследовательский институт, Варшава, 1991 г.
2. PN-80 / B-06250 Обычный бетон
3. PN-B-03264: 1999 Железобетонные конструкции и предварительно напряженные конструкции
4. PN-74 / B-06261 Неразрушающие испытания бетонных конструкций.Ультразвуковые методы
5. PN-74 / B-06262 Неразрушающие испытания бетонных конструкций. Склерометрический метод. Испытания на устойчивость бетона к напряжению с использованием молотка Шмидта типа N
6. Еврокод 2. Строительный научно-исследовательский институт 1995 г.
7. ENV 206 Нормальный бетон Строительный научно-исследовательский институт 1996
8. Инструкция НИИ строительства № 209. Ультразвуковой метод контроля прочности бетона конструкций.
9. Инструкция НИИ строительства №210. Склерометрический метод испытания прочности бетона в конструкциях

Baumit — сверхпрочная бетонная смесь Beton B30 — BAUMIT

Очень прочная готовая бетонная смесь C25 / 30 с ускоренным временем схватывания, используемая в не -конструктивный ремонт бетона, бетонных элементов, не выполняющих несущие функции, подстилок для полов.

Характеристики

• допускает предварительную нагрузку всего через 6 часов
• очень высокая прочность на сжатие ≥ 30 МПа
• очень хорошие рабочие характеристики — простота использования
• доступен в мешках — что обеспечивает удобство и простоту транспортировки
• для внутреннего и наружного применения
• морозостойкий и водостойкий (после схватывания)
• ускоряет и облегчает бетонные и ремонтные работы
• защищает здоровье и окружающую среду — очень низкие выбросы ЛОС

Применение

• бетонирование и ремонтные работы в доме, саду и благоустройство территории
• изготовление цементных подкладок (20-100 мм), прижимных слоев на балконах и террасах и профилирование откосов в
• продукт позволяет пешеходам и демонтажу опалубки примерно через 6 часов после завершения работ
• неструктурный бетон ремонт СС раствором (на гидроцементе)
• выполнение работ внутри nd за пределами зданий

Технические характеристики

• классификация согласно EN 1504-3 класс R2
• прочность на сжатие (28 дней) * ≥ 30 МПа
• реакция на огонь класс A1 (негорючий)
• адгезия ≥ 0 .8 МПа
• тепловая совместимость (долговечность) — замораживание / оттаивание ≥ 0,8 МПа
• количество воды от 1,8 до 2,3 л воды на мешок 25 кг
• расход около 20 кг / м ^2/10 мм толщина
• эффективность из 1 мешка (25 кг) около 12,5 литров готового раствора
• время расхода * прибл. 0,5-1 ч (в зависимости от температуры)
• пешеходное движение ** прибл. 6 ч
• Содержание ЛОС (VOC) ≤ 60 мкг / м — EmiCode EC 1 Plus
• Упаковка по 25 кг; 48 пакетов с поддоном = 1200 кг

* испытано на прочность согласно PN-EN 206 + A1: 2016-12, класс C25 / 30

** для условий применения при температуре около +20 C и влажности от От 55 до 65%; более низкая температура может увеличить это время, более высокая температура сократит данное время

Frontiers | Влияние железных хвостов и шлаков на удобоукладываемость и механические свойства бетона

Введение

В связи с непрерывным развитием минеральных ресурсов, большое количество хвостов образовалось после обогащения полезных ископаемых, и хвосты являются одними из самых распространенных твердых отходов.Накопление хвостов в хвостохранилищах не только загрязняет грунтовые воды и окружающую среду, но и угрожает безопасности окружающих людей и зданий (Pedro et al., 2019; Liu et al., 2020). Ограниченный наукой и технологией, общий коэффициент использования хвостов в настоящее время невысок; почти 78% хвостов складываются на поверхности, что приводит к значительной растрате ресурсов. Основное использование хвостов — это подготовка заполняющих материалов и строительных материалов, особенно крупнозернистые железные хвосты могут использоваться в качестве заполнителя для приготовления заполнителей и бетона, железные хвосты могут использоваться как своего рода машинный заполнитель, а производительность заполнение материалов и бетона хорошее (Lv et al., 2019; Ци и Фурье, 2019; Протасио и др., 2020; Картикеян и др., 2021; Леонг, 2021 г.). Некоторые хвосты используются для приготовления бетона шахтных столбов; бетон имеет хорошие механические свойства за счет армирования волокном (Cao et al., 2020; Cao et al., 2021a; Cao et al., 2021b). Однако с постоянным развитием технологии переработки полезных ископаемых хвосты становятся все мельче, а мелкозернистые хвосты размером менее 75 мкм могут достигать более 80% (Wu et al., 2020). Хвосты мелкого помола приводят к увеличению содержания вяжущих веществ в заполнителях и не могут использоваться в качестве мелкозернистого заполнителя бетона, что значительно увеличивает сложность утилизации хвостов.Мелкозернистые хвосты необходимо классифицировать, и нельзя использовать большое количество мелкозернистых хвостов, что приводит к значительной трате ресурсов, снижает общий коэффициент использования хвостов и увеличивает стоимость обработки. Решение проблемы переработки тонких хвостов является узким местом для повышения комплексной степени использования хвостов.

С другой стороны, на строительство инфраструктуры расходуется огромное количество бетона. Производство и приготовление бетона приводит к нехватке многих ресурсов, особенно качественных минеральных добавок.Минеральные добавки являются важным сырьем для современного зеленого высокоэффективного бетона. На фоне низкого содержания углерода и защиты окружающей среды все больше и больше добавок будут заменять цемент в бетоне, что поможет снизить выбросы углерода и сформировать систему экологически безопасных вяжущих материалов (Miller, 2018; Li et al., 2020a; Li et al. ., 2020b; Habert et al., 2020). В некоторых регионах наблюдается нехватка высококачественных минеральных добавок, таких как летучая зола и шлаковый порошок (гранулированный доменный шлак, S95 и S105).Следовательно, крайне важно рационально и эффективно использовать все виды ресурсов, особенно ненужные. Чтобы восполнить нехватку традиционных добавок, таких как летучая зола и шлак, и более широко использовать твердые промышленные отходы, следует рассмотреть возможность повторного использования порошка хвостов железа в качестве минеральной добавки в бетон. Увеличивается содержание тонкодисперсного порошка менее 75 мкм в хвостах чугуна. Поскольку порошок хвостов железа в основном состоит из SiO ₂ , Al ₂ O ₃ и других химических компонентов, его можно использовать в качестве добавки к бетону.В настоящее время исследования порошка хвостов железа в качестве минеральной добавки в бетон в основном сосредоточены на влиянии порошка хвостов железа на прочность бетона, а также на активации и гидратации порошка хвостов железа. Исследования показывают, что когда порошок железных хвостов смешивается с порошком шлака, бетон имеет относительно хорошие механические свойства (Wu and Liu, 2018; Han et al., 2019), а скорость его гидратации очень низкая, что может эффективно снизить теплоту гидратации цементобетон (Han et al., 2017). Установлено, что крупность порошка железных хвостов оказывает важное влияние на характеристики бетона. Некоторые ученые считают, что порошок железных хвостов может улучшить характеристики бетона за счет эффективной активации и дальнейшего измельчения (Hou et al., 2019; Liu et al., 2019; Yang and Mao, 2020). Благодаря изучению влияния порошка хвостов железа в качестве добавки к бетону на механические свойства и микроструктуру порошок хвостов железа можно полностью использовать в качестве минеральной добавки для приготовления бетонных материалов (Song and Liu, 2017; Song et al., 2019; Wu et al., 2019; Сонг и Чен, 2020).

Однако, как неактивная минеральная добавка к бетону, порошок хвостов железа необходимо смешать с высокоактивным порошком шлака, чтобы он стал сложной добавкой. Срочно необходимо изучить закон влияния порошка хвостов железа и шлакового порошка на прочность бетона, особенно закон развития долговременной прочности. В этой статье различные пропорции порошка хвостов железа и порошкового шлака предназначены для приготовления двух распространенных марок бетона, C30 и C50.Прочность на сжатие, прочность на изгиб и прочность на растяжение при раскалывании бетона проверяются, а модель долгосрочного прогнозирования прочности устанавливается и проверяется. Это исследование может заполнить пробел исследования порошкового бетона хвостов железа с длительными механическими свойствами, что обеспечивает теоретическую основу для применения мелкозернистых хвостов.

Сырье и пропорция смеси

Сырье

Порошок железных хвостов поступает из провинции Фуцзянь, Китай. Железные хвосты собираются из шахт и после сушки, обезвоживания и измельчения превращаются в порошок железных хвостов.Его удельные показатели производительности показаны в таблице 1.

ТАБЛИЦА 1 . Технические показатели порошка хвостов железа и порошка шлака.

Основным химическим составом порошка железных хвостов является кремнезем, который включает металлические элементы, такие как железо, медь и цинк, и основной химический состав показан в таблице 2. Железные хвосты представляют собой разновидность минерала, богатого кремнеземом, поэтому может использоваться как минеральная добавка в бетон.

ТАБЛИЦА 2 . Основные химические компоненты порошка железных хвостов (%).

На рис. 1 представлена ​​рентгенограмма порошка хвостов железа, который в основном состоит из кварца, SiO ₂ и небольшого количества кальцита, слюды и других минералов.

РИСУНОК 1 . Рентгенограмма порошка хвостов железа.

Чтобы исключить влияние других минеральных добавок в цементе, для испытания выбран стандартный цемент, производимый Китайским институтом строительных материалов, а именно чистый портландцемент PI 42,5, и его основные показатели эффективности показаны в таблице 3. .

ТАБЛИЦА 3 . Показатели собственности эталонного цемента.

Шлаковый порошок, закаленный водой, является важной минеральной добавкой для бетона. Шлаковый порошок S95, произведенный на заводе в провинции Хэбэй, был использован для испытаний. Основные показатели производительности приведены в Таблице 1.

Используемые грубые и мелкие заполнители соответствуют национальным стандартам. В крупном заполнителе крупность крупного камня составляет 10–20 мм, а мелкого камня — 5–10 мм. Соотношение масс крупного и мелкого камня составляет 8: 2.Мелкодисперсный заполнитель, использованный в испытании, относится к среднему песку площадью. Он соответствует требованиям к заполнителю I степени JG / T568-2019 «Высокоэффективный заполнитель для бетона». См. Таблицу 4 для конкретных индикаторов.

ТАБЛИЦА 4 . Технические индексы грубые и совокупные.

Обычная водопроводная вода используется для смешивания воды. В качестве суперпластификатора используется поликарбоксилатный суперпластификатор, а содержание твердого вещества составляет около 20%.

Пропорция смеси

В этой статье рассматриваются два типа широко используемых бетонов C30 и C50.Из-за защиты окружающей среды бетонные вяжущие материалы образуют твердые отходы, поэтому содержание цемента не должно быть высоким. В этом эксперименте используется система с низким содержанием цемента, и на долю цемента приходится только 30 и 40% всей системы цементных материалов, соответственно. После предварительного испытания порошок хвостов железа относится к неактивной добавке, поэтому водо-связующее вещество ниже, чем у бетона с обычными минеральными добавками. Соотношение воды и связующего в бетоне C30 составляет 0,40, а в бетоне C50 — 0.29. Применяется смешанная смесь порошка хвостов железа и порошка шлака, и доля порошка хвостов железа в смешанной смеси составляет 0, 30, 50, 70 и 100% соответственно. Исследовано влияние различной пропорции порошка железных хвостов на механические свойства бетона. С увеличением содержания порошка железных хвостов соотношение воды и связующего в бетоне уменьшается, чтобы обеспечить соответствие прочности требованиям. Конкретное согласование показано в Таблице 5.

ТАБЛИЦА 5 .Пропорция смеси порошкового бетона хвостов железа (кг · м ⁻³ ).

Для проверки модели зависимости между фазовой прочностью на сжатие и возрастом микропорошкового бетона железных хвостов была подготовлена ​​группа проверки бетона. Содержание эталонного цемента в бетоне C30 и C50 составляло 40 и 50% от общего количества цементирующего материала, соответственно, и соотношение смешивания показано в Таблице 6.

ТАБЛИЦА 6 . Пропорция смеси поверочного бетона (кг · м ⁻³ ).

Результаты и обсуждение

Влияние порошка железных хвостов на характеристики бетона

Бетон C30 и C50 с разным содержанием порошка железных хвостов был приготовлен в соответствии с соотношением смеси, а также осадкой и дилатансией каждой группы бетона во время разгрузки и через 1 ч после разряда, соответственно. Конкретные данные показаны в Таблице 7.

ТАБЛИЦА 7 . Осадка и рассыпание бетона (мм).

Осадка и расширение бетона C30 и C50, смешанного с порошком железных хвостов, больше, чем у бетона, смешанного только с порошком шлака.С увеличением содержания порошка железных хвостов осадки и расширения бетона сначала увеличиваются, а затем уменьшаются. Когда на порошок железных хвостов приходится 70% минеральных примесей (порошок железных хвостов и шлаковый порошок), оседание и расширение бетона являются самыми большими: бетон C30 достигает 230 и 525 мм, а бетон C50 — 230 и 550 мм.

Осадка и расширение бетона C30 и C50 уменьшились в разной степени после 1 часа выхода из смесителя. Осадка и расширение бетона C50 выше, чем у бетона C30 через 1 час.Это связано с низким соотношением воды и вяжущего и высокой вязкостью бетона C50. Со временем бетон становится лучше удерживать воду, в то время как соотношение воды и связующего в бетоне C30 больше, и в бетоне становится больше свободной воды. Бетон со временем будет терять воду, и даже появится явление отслоения костей раствора. Таким образом, через 1 час бетон C30 не так хорош, как бетон C50. Скорость потери осадки и скорость потери расширения у бетона со шлаковым порошком являются самыми большими, а коэффициент потерь в бетоне C30 может достигать 27.9 и 20,0% соответственно. Добавление порошка железных хвостов может эффективно снизить скорость потери бетона из-за осадки и расширения через 1 час. Когда на долю порошка железных хвостов приходится 70% минеральных примесей, степень потери осадки и расширения является самой низкой. Если взять в качестве примера C30, то он составляет 17,4 и 13,0% соответственно, что на 10,5 и 7,0% ниже, чем у бетона только с порошком шлака.

В заключение, соответствующая добавка порошка хвостов железа может эффективно улучшить гранулометрический состав системы цементирующих материалов из порошкового цементного шлака и сделать распределение частиц более равномерным, тем самым увеличивая удобоукладываемость бетона.В то же время он сокращает потери времени на оседание и расширение бетона, обладает хорошими рабочими характеристиками и обеспечивает плавную перекачку и строительство бетона.

Прочность на изгиб и прочность при растяжении бетона при раскалывании

Прочность на изгиб и прочность на растяжение при раскалывании бетона после стандартного отверждения в течение 28 дней, соответственно, были испытаны, и результаты показаны на Рисунке 2.

РИСУНОК 2 . Прочность на изгиб и прочность на растяжение при раскалывании бетона.

Результаты показывают, что прочность бетона на изгиб и разрыв при растяжении снижается с увеличением содержания порошка железных хвостов. Прочность на изгиб и прочность на растяжение при раскалывании бетона A0 и B0 с шлаковым порошком являются самыми высокими и составляют 3,80, 7,13, 2,88 и 3,39 МПа соответственно. Бетон A100 и B100 с порошком железных хвостов не подходит для однократного перемешивания. Прочность на изгиб и прочность на растяжение при раскалывании бетона А100 и В100 с порошком железных хвостов низка, что составляет всего 58–76% от прочности бетона с порошком одинарного шлака.Когда соотношение порошка железных хвостов и шлакового порошка составляет не более 5: 5, прочность на изгиб и прочность на разрыв при раскалывании бетона аналогичны таковым у бетона, содержащего только шлаковый порошок. Например, когда доля порошка железных хвостов в минеральной добавке составляет 30%, прочность на растяжение при расщеплении у бетона C30 и C50 только на 0,69 и 6,7% ниже, чем у бетона с одинарным порошком шлака. В бетоне с низкой прочностью (C30) влияние порошка железных хвостов на прочность на изгиб больше, а прочность на разрыв при раскалывании меньше.В высокопрочном бетоне (C50) отрицательное влияние порошка железных хвостов на прочность на изгиб меньше, чем у низкопрочного бетона, а отрицательное влияние на прочность на разрыв при раскалывании больше, чем у низкопрочного бетона. В целом влияние порошка железных хвостов на прочность бетона на изгиб намного больше, чем на прочность бетона на растяжение.

Закон бетона о длительной прочности на сжатие

Чтобы изучить закон влияния порошка железных хвостов на долговременную прочность бетона на сжатие, 3, 7, 28, 90, 180, 270, 360, 540, Прочность на сжатие 720 и 1080d бетона C30 и C50 были испытаны соответственно.Закон развития прочности бетона с возрастом показан в Таблице 8.

ТАБЛИЦА 8 . Прочность на сжатие порошкового бетона железных хвостов (МПа).

Результаты показывают, что прочность бетона C30 и C50 снижается с увеличением содержания порошка железных хвостов. Порошок железных хвостов представляет собой своего рода неактивную добавку, очень небольшое количество которой может участвовать в реакции гидратации и производить меньше продуктов гидратации. Порошок шлака — это разновидность минеральной примеси с более высокой активностью, которая имеет более быструю реакцию гидратации и может производить больше продуктов гидратации, поэтому она имеет более высокую прочность.Когда соотношение порошка железных хвостов к минеральным добавкам (шлаковый порошок и порошок железных хвостов) составляет менее 50%, прочность на сжатие бетона с разным возрастом мало отличается от такового с одинарным порошком шлака. Максимальное снижение прочности на сжатие C30 а бетон C50 при 28d составлял всего 2,0 и 10,2% по сравнению с бетоном со шлаковым порошком. Когда доля порошка железных хвостов в минеральной добавке превышает 50%, прочность на сжатие бетона различного возраста значительно снижается по сравнению с бетоном, смешанным только с порошком шлака.Максимальный диапазон снижения прочности на сжатие 28d составляет 19,4 и 33,8% по сравнению с таковым у шлакобетона. Содержание порошка железных хвостов в бетоне не должно превышать 50% от всей минеральной добавки.

Влияние порошка железных хвостов на прочность высокопрочного бетона (C50) больше, чем у низкопрочного бетона (C30). Причина в том, что для высокопрочного бетона требуется больше вяжущих материалов, а соотношение воды и вяжущего также относительно низкое.Хотя добавление неактивных добавок может в определенной степени изменить гранулометрический состав вяжущих материалов, а эффект микроагрегирования может улучшить характеристики бетона, его эффект не так хорош, как реакция гидратации активных добавок. Следовательно, отрицательное влияние порошка железных хвостов на прочность низкопрочного бетона невелико, а отрицательное влияние порошка железных хвостов на прочность высокопрочного бетона очевидно. Следовательно, в проектной пропорции высокопрочного бетона количество порошка железных хвостов должно быть соответствующим образом уменьшено в системе с низким содержанием клинкера.Например, когда доля порошка железных хвостов и минеральной добавки составляет 30%, прочность на сжатие бетона группы B30 эквивалентна прочности на сжатие бетона группы B0, даже если в определенном возрасте превышает прочность группы B0. В то же время прочность бетона на сжатие может быть основана не только на прочности на сжатие 28d в качестве стандартной системы в случае введения порошка хвостов железа с неактивной добавкой. Возраст отверждения должен быть увеличен, чтобы неактивная добавка могла полностью проявить свой эффект.Например, когда возраст достигает 90 дней, прочность бетона с порошком железных хвостов, составляющим менее 50% минеральной добавки, очень близка к прочности бетона с порошком только шлака; механические свойства бетона с неактивными добавками более целесообразно оценивать по прочности на более длительный срок службы.

Относительная прочность на сжатие и модель прогнозирования возраста разного возраста, как показано в Таблице 9.

ТАБЛИЦА 9 . Относительная прочность на сжатие порошкового бетона железных хвостов.

Добавление порошка железных хвостов не способствует ранней прочности бетона, но соответствующая добавка порошка железных хвостов (30%) способствует увеличению долговременной прочности бетона. С точки зрения долгого возраста, через 360 дней закон развития прочности бетона с соответствующим количеством порошка железных хвостов аналогичен закону развития прочности бетона только с порошком шлака.Взяв, например, прочность 1080d, прочность на сжатие группы A50 увеличилась на 45% по сравнению с прочностью на сжатие 28d.

Для изучения взаимосвязи между прочностью на сжатие и возрастом была создана модель развития прочности на сжатие и возраста, которая может обеспечить теоретическую основу для прогнозирования долговременной прочности на сжатие порошкового бетона хвостохранилища. Используя программное обеспечение для подбора кривой прочности на сжатие и возраста бетона C30 и C50 с различным содержанием порошка железных хвостов, было обнаружено, что регулярность разовой прочности на сжатие и возраста не является высокой, но лучшая регулярность обнаружена при использовании относительная прочность на сжатие и возраст для каждого возраста до прочности 28d.Подгоночная кривая показана на рисунке 3.

РИСУНОК 3 . Относительная прочность на сжатие и подгоночная кривая для возраста

Для более точного определения взаимосвязи между интенсивностью реакции и возрастом в качестве подгоночной формулы выбрано трехпараметрическое уравнение, и надежность подгонки является высокой. Формула выглядит следующим образом:

В формуле параметры подгонки различных бетонных групп показаны в Таблице 10.

ТАБЛИЦА 10 .Подгоночные параметры относительной прочности на сжатие и возраста.

Из таблицы 10 видно, что диапазон параметров A, B и C в модели отношения относительной прочности на сжатие и возраста порошкового бетона железных хвостов относительно концентрирован, и коэффициент корреляции подгонки также очень высок, все выше 0,930, с сильной корреляцией, что указывает на то, что выбор модели более уместен. Параметр А связан с содержанием порошка хвостов железа. Параметр А увеличивается с увеличением содержания порошка железных хвостов.Значение A бетона C30 составляет от 0,7 до 1,3. Значение A группы A5 с порошком хвостов железа меньше, а дисперсия больше, чем у остальных четырех групп. Значение A бетона C50 относительно концентрированное, в пределах от 0,9 до 1,2. Показано, что фактор влияния (параметр а) неактивных примесей на прочность железных хвостов при низком соотношении вода – вяжущее намного меньше, чем при высоком соотношении воды и связующего. Диапазон значений B и C в модели относительно сконцентрирован, за исключением точек с большой индивидуальной дисперсией, значение B колеблется от 5.От 10 до 6,30, а значение C колеблется от 0,711 до 0,911.

Для проверки правильности модели прогноза 30% исходного цемента C30 увеличивают до 40%, содержание цемента 40% исходного бетона C50 повышают до 50%, и бетон готовят в соответствии с показанной пропорцией смеси в Таблице 9. На основании измеренного значения прочности на сжатие 28d прочность на сжатие разного возраста рассчитывается в соответствии с моделью и сравнивается с измеренным значением того же возраста.Результаты показаны в Таблице 11.

ТАБЛИЦА 11 . Расчетное значение модели и реальное значение прочности бетона на сжатие (МПа).

Чтобы интуитивно показать надежность модели относительной прочности на сжатие и возраста, на основе экспериментальных данных для каждого возраста, разница между расчетным значением модели и реальным значением делится на реальное значение, а ошибка рассчитывается прогнозируемая модель прочности, как показано в Таблице 12.

ТАБЛИЦА 12 .Частота ошибок расчетного значения модели и измеренного значения эксперимента (%).

Из приведенной выше таблицы видно, что ошибка прогноза относительной прочности на сжатие и модели прогнозирования возраста для групп E0 и F0 с одним порошком шлака относительно велика, что указывает на то, что прогнозируемый эффект для бетона без порошка хвостов железа Общее. Однако модель имеет хороший прогнозирующий эффект на прочность бетона, смешанного с железными хвостами, и ошибка прогнозирования различной доли железных хвостов относительно невелика.Когда возраст превышает 90 дней, ошибка между прогнозируемым значением и измеренным значением очень мала, а коэффициент ошибок в основном находится в пределах 1%. Это показывает, что модель может эффективно прогнозировать долговременную прочность бетона на основе 28-дневной прочности на сжатие, и модель имеет хороший прогнозирующий эффект на долговременные эксплуатационные характеристики бетона.

Это исследование выявило влияние порошка железных хвостов и шлакового порошка на удобоукладываемость и долгосрочные механические свойства бетона.Соответствующая пропорция порошка хвостов и порошка шлака может повысить удобоукладываемость бетона и способствовать его долговременной прочности. В будущих исследованиях следует обратить внимание на механизм долговременной гидратации порошка хвостов железа и изучить процесс гидратации композиционных примесей.

Заключение

1) Соответствующее добавление порошка железных хвостов положительно влияет на рабочие характеристики бетона и может эффективно уменьшить временную потерю текучести бетона.

2) Когда содержание порошка железных хвостов в смешанной добавке составляет 50% или менее, механические свойства бетона эквивалентны свойствам бетона из однослойного порошкового шлака. Длительная прочность 1080d в бетоне C30 и C50 может достигать 50,3 и 80,7 МПа.

3) На основе прочности на сжатие 28d разработана модель прогнозирования относительной прочности и возраста порошкового бетона из хвостов железа. Результаты расчетов и экспериментов показывают, что модель может точно предсказать длительную прочность на сжатие, а частота ошибок составляет менее 1%.

Заявление о доступности данных

Необработанные данные, подтверждающие выводы этой статьи, будут предоставлены авторами без излишних оговорок.

Вклад авторов

LJ и WR разработали и разработали эксперименты; WR, CL, ZG и ZY проводили эксперименты; SY предоставил материалы; WR и LJ написали статью. Все авторы прочитали и одобрили рукопись.

Финансирование

Это исследование финансировалось Национальным фондом естественных наук Китая (No.51834001) и Фонды фундаментальных исследований для центральных университетов (FRF-BD-20-01B).

Конфликт интересов

SY использовался компаниейCCC-SHEC Third Highway Engineering Co., Ltd.

Остальные авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт. представляет интерес.

Примечание издателя

Все претензии, выраженные в этой статье, принадлежат исключительно авторам и не обязательно относятся к их аффилированным организациям или к претензиям издателя, редакторов и рецензентов.Любой продукт, который может быть оценен в этой статье, или заявление, которое может быть сделано его производителем, не подлежат гарантии или одобрению со стороны издателя.

Ссылки

Цао, С., Сюэ, Г., Йилмаз, Э., Инь, З. и Ян, Ф. (2021b). Использование бетонных столбов в качестве экологической практики добычи полезных ископаемых в подземных шахтах. J. Clean. Prod. 278, 123433. doi: 10.1016 / j.jclepro.2020.123433

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Cao, S., Yilmaz, E., Yin, Z., Xue, G., Сонг, В., и Сан, Л. (2021a). КТ-сканирование механизма внутренних трещин и прочностных характеристик матричных композитов цемент-волокно-хвосты. Цементно-бетонные композиты 116, 103865. doi: 10.1016 / j.cemconcomp.2020.103865

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Cao, S., Zheng, D., Yilmaz, E., Yin, Z., Xue, G., and Yang, F. (2020). Развитие прочности и характеристики микроструктуры искусственного бетонного столба с учетом влияния типа и содержания волокна. Construction Building Mater. 256, 119408. doi: 10.1016 / j.conbuildmat.2020.119408

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Habert, G., Miller, S. A., John, V. M., Provis, J. L., Favier, A., Horvath, A., et al. (2020). Воздействие на окружающую среду и стратегии декарбонизации в цементной и бетонной промышленности. Nat. Rev. Earth Environ. 1 (11), 559–573. doi: 10.1038 / s43017-020-0093-3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хан, Ф., Ли, Л., Сонг, С., и Лю, Дж. (2017).Характеристики гидратации в раннем возрасте композиционного связующего, содержащего железный хвостовой порошок. Порошок Техн. 315, 322–331. doi: 10.1016 / j.powtec.2017.04.022

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хан, Ф., Сонг, С., Лю, Дж. И Хуанг, С. (2019). Свойства парового сборного железобетона, содержащего железный хвостовой порошок. Порошок Техн. 345, 292–299. doi: 10.1016 / j.powtec.2019.01.007

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Hou, Y. F., Liu, J.Т., Чжао, С. Р., Пэн, Х. Д. (2019). Механизм воздействия железного хвостового порошка на свойства цементного раствора. Joural Basic Sci. Англ. 27 (05), 1149–1157. doi: 10.16058 / j.issn.1005-0930.2019.05.018

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Картикеян, Б., Катьяини, Р., Аравинд Кумар, В., Утра, В., и Сентил Кумаран, С. (2021). Влияние отвалов хвостов железной руды в виде мелкозернистого заполнителя со сталью и базальтовым волокном на улучшение характеристик бетона. Mater.Сегодня Proc. 2021. Март. doi: 10.1016 / j.matpr.2021.01.906

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Leong, Y.-K. (2021 г.). Управление реологией суспензий и хвостов железной руды с помощью химии поверхности для повышения производительности и производительности обогащения, снижения затрат на перекачку и более безопасного хранения хвостов на плотине. Minerals Eng. 166, 106874. doi: 10.1016 / j.mineng.2021.106874

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Li, J., Zhang, W., Li, C., and Monteiro, P.Дж. М. (2020a). Экологически чистый строительный раствор с большим количеством диатомита и летучей золы: эффективность и оценка жизненного цикла с региональной изменчивостью. J. Clean. Prod. 261, 121224. doi: 10.1016 / j.jclepro.2020.121224

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, Дж., Чжан, В., Сюй, К., и Монтейро, П. Дж. М. (2020b). Фибриллярные семена гидрата силиката кальция из гидратированного силиката трикальция снижают спрос на цемент. Цемент Бетон Рез. 137, 106195. doi: 10.1016 / j.cemconres.2020.106195

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лю, В. Б., Яо, Х. Ю., Ван, Дж. Ф., Чен, К. М. и Лю, Ю. Т. (2020). Современное состояние комплексной утилизации железных хвостов. Mater. Реп. 34 (Z1), 268–270.

Google Scholar

Лю, Ю. Х., Ли, Х. Г., Чжан, К. М., и Львов, Б. Н. (2019). Свойства цементного цементного материала для затирки железных хвостов. J. Building Mater. 22 (04), 538–544. DOI: 10.3969 / j.issn.1007-9629.2019.04.006

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Lv, X., Shen, W., Wang, L., Dong, Y., Zhang, J., and Xie, Z. (2019). Сравнительное исследование практического использования железных хвостовиков в качестве полной замены нормальных заполнителей в бетоне плотины с различной градацией. J. Clean. Prod. 211 (ноябрь), 704–715. doi: 10.1016 / j.jclepro.2018.11.107

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Миллер, С. А. (2018). Дополнительные вяжущие материалы для снижения выбросов парниковых газов из бетона: может ли быть слишком много хорошего ?. J. Clean. Prod. 178, 587–598. doi: 10.1016 / j.jclepro.2018.01.008

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Педро Д. Д., Кастро Г. Б., Лима, М. М. Ф. и Лима, Р. М. Ф. (2019). Характеристика и магнитная концентрация хвостов железной руды. J. Mater. Res. Техн. 8 (1), 1052–1059. doi: 10.1016 / j.jmrt.2018.07.015

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Протасио, Ф. Н. М., Авиллес, Р. Р., Летичевский, С., и Сильва, Ф. А. (2020).Использование хвостов железной руды, полученных на плотине Джермано, в производстве экологически безопасного бетона. J. Clean. Prod. 278, 123929. doi: 10.1016 / j.jclepro.2020.123929

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Qi, C., and Fourie, A. (2019). Засыпка цементной пастой для управления хвостохранилищами: обзор и перспективы на будущее. Minerals Eng. 144, 106025. doi: 10.1016 / j.mineng.2019.106025

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Песня, С.М., и Чен, Х. Ю. (2020). Влияние порошка железных хвостов на характеристики бетона с низким содержанием клинкерных вяжущих материалов. Бык. Подбородок. Ceram. Soc. 39 (08), 2557–2566. doi: 10.16552 / j.cnki.issn1001-1625.2020.08.026

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сонг, С. М., и Лю, X. Д. (2017). Влияние порошка из хвостов железной руды на характеристики бетона с высокой текучестью. Бетон 11, 77–80. doi: 10.3969 / j.issn.1002-3550.2017.11.018

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Песня, С.М., Чжан, Л. Ю., Ли, З. Ю. (2019). Влияние микропорошка железных хвостов на позднесрочность цементного бетона. Бетон 01, 128–131 + 145. doi: 10.3969 / j.issn.1002-3550.2019.01.031

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wu, R. D., Zhang, G. T., and Wang, K. (2019). Исследование прочности и коэффициента диффузии хлоридов порошкового бетона железных хвостов. Construction Techn. 48 (03), 25–27 + 54. doi: 10.7672 / sgjs20125

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wu, R.и Лю Дж. (2018). Экспериментальное исследование бетона с добавкой смеси железных хвостов и шлакового порошка в клинкерной системе с низким содержанием цемента. Adv. Матер. Sci. Англ. 2018, 1–7. 2018. doi: 10.1155 / 2018/9816923

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wu, R., Liu, J., Zhang, G., Zhang, Y., and An, S. (2020). Исследование характеристик карбонизации и морозостойкости порошкообразного бетона железных хвостов в малоцементной клинкерной системе. Adv. Матер. Sci. Англ. 2020, 1–11.doi: 10.1155 / 2020/57

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Янг, Ю. К., и Мао, Ю. Г. (2020). Влияние железного хвостового порошка разной крупности на свойства цементного материала. J. Xi’an Univ. Архитектура Техн. 52 (02), 241–247. doi: 10.15986 / j.1006-7930.2020.02.013

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Средняя прочность бетона на сжатие. Классы и бренды. Прочность

Класс бетона (В) — показатель прочности бетона на сжатие и определяется значениями от 0.От 5 до 120, которые показывают выдерживаемое давление в мегапаскалях (МПа) с вероятностью 95%. Например, класс бетона В50 означает, что этот бетон в 95 случаях из 100 выдержит давление при сжатии до 50 МПа.

Соответственно сжатие бетона делится на классы:

• Теплоизоляция (B0.35 — B2).
• Конструкционная теплоизоляция (В2.5 — В10).
• Строительный бетон (В12,5 — В40).
• Бетоны для железобетонных конструкций (от В45 и выше).

Бетон класса по осевому растяжению

Обозначает «Bt» и соответствует значению прочности бетона на осевое растяжение в МПа с обеспеченностью 0,95 и принимается от bt 0,4 до BT 6.

Марка бетона

Наряду с классом прочность бетона также указывается маркой и обозначается латинской буквой «М» . Цифры означают прочность на сжатие в кгс / см 2.

Разница между маркой и классом бетона не только в единицах прочности (МПа и кгс / см 2), но и в гарантированном подтверждении этой прочности. Класс бетона гарантирует 95% прочности, в марках используется среднее значение прочности.

СНБ Класс бетона

Обозначает букву «ОТ». Цифры характеризуют качество бетона: значение нормативного сопротивления / гарантированной прочности (на осевое сжатие, H / мм 2 (МПа)).

Например, C20 / 25: 20 — величина нормативного сопротивления FCK, Н / мм 2, 25 — гарантированная прочность бетона FC, GCube, Н / мм 2.

Применение бетона в зависимости от прочности

Средняя прочность бетона

Средняя прочность бетона (R) каждого класса определяется нормативным коэффициентом вариации.Для конструкционного бетона V = 13,5%, для теплоизоляционного бетона V = 18%.

R = дюйм /

где in — значение класса бетона, МПа;
0,0980665 — коэффициент перехода от МПа к кг / см 2.

Таблица соответствия классов и брендов

Определение предварительного состава тяжелого бетона

Назначение: Определение удобоукладываемости бетонной смеси, корректировка состава, определение расхода материалов, коэффициента выхода бетона, определение марки бетона (ГОСТ 10180-90).

Прочность бетона характеризуется классом или маркой. Класс бетона — это гарантированная прочность бетона в МПа с безопасностью 0,95. Марка — это нормированное значение средней прочности бетона (МПа × 10).

Класс и марка чаще всего определяется в возрасте 28 сут., Хотя в зависимости от времени загрузки конструкций можно и в другом возрасте. Классы прописываются при проектировании конструкций с учетом требований стандарта CEV 1406-78, марка — без учета требований настоящего стандарта.

По прочности на сжатие тяжелый бетон делится на классы: В3,5; В 5; B7.5; В 10 ЧАСОВ; B12,5; B15; В 20; B22,5; B25; B27,5; B30; B35; B40; B45; B50; B55; B60; B65; B75; В80 или марка: М50; M75; M100; M150; M200; M250; M300; M350; M400; M450; M500; M600; M700; М800, легкий — в классах: В2; B2.5; B3.5; В 5; B7.5; В 10 ЧАСОВ; B12,5; B15; B17.5; В 20; B22,5; B25; В30 или марка: М35; M50; M75; M100; M150; M200; M250; M300; M350; M400; M450; M500.

Между средней прочностью R Б и классом бетона по коэффициенту вариации V = 0.135, зависимость обусловлена:

Оборудование и материалы: Образец бетонной смеси, формы для изготовления образцов, пресс гидравлический, штангенциркуль, стальной стержень диаметром 16 мм, Кельма, Секундомер, Лабораторная вибропочка, Камера нормального твердения.

Тестирование. Прочность бетона на сжатие определяют серией испытаний образцов кубиков с размером ребер 70, 100, 150, 200 и 300 мм или цилиндров диаметром 70, 100, 150 и 200 мм высотой в два диаметра.Размеры образцов зависят от крупности щебня (гравия) и принимаются по таблице 1. За эталон принят куб с гранью 150 мм.

При испытании конструкционно изоляционного бетона на пористых заполнителях образцы берут наименьшим размером 150 мм, независимо от размера заполнителя.

Таблица 11.1.

Размер пробы в зависимости от крупности щебня (гравия)

Количество образцов в серии зависит от внутрисерийного коэффициента вариации и принято: ≥ 2 при V ‡ ≤5%, 3-4 при 8> V s> 5 и 6- при V s> 8.

Формы заполняются бетонной смесью слоями высотой не более 100 мм и независимо от твердости соединяются стержнем диаметром 16 мм от краев к середине формы в расчете на одно давление на 10 см 2 верхняя открытая поверхность.

Бетонные смеси подвижностью менее 10 см и жесткостью менее 11 с дополнительным уплотнением при вибрации на лабораторной площадке с частотой колебаний 2900 ± 100 и амплитудой 0.5 ± 0,05, а форму с бетонной смесью необходимо жестко закрепить. Вибрируйте до полного уплотнения и остановитесь, когда бетонная поверхность будет выровнена, появится тонкий слой цементного теста, и пузырьки прекратятся. Поверхность образца сглаживается.

При изготовлении образцов из бетонной смеси более 11 штук со смесью уплотняют вибрационными моделями с черенком, обеспечивающими давление, принятое при работе, но не менее 0,004 МПа. Бетонной смесью заливают форму с некоторым избытком, примерно на половину высоты форсунки, кладут поверх излишка и взбалтывают до прекращения образования примесного осадка и даже дополнительно 5-10 с.

Образцы для твердения в условиях нормальной влажности сначала хранят в формах, покрытых влажной тканью, при температуре (20 ± 5) 0 С. Для бетонов классов В7.5 и выше отпускают из форм не ранее 24 часов, классы В5 и ниже. 48-72 часа и затем помещают в камеру с температурой (20 ± 3) 0 С и относительной влажностью (95 ± 5) 0 С.

Испытания на сжатие выполняются на гидравлическом прессе с точностью показаний ± 2%. Пресс должен иметь шаровую опору на одной из опорных пластин.Пресс пресса пресса выбирается из условия, что разрушающая нагрузка должна быть в пределах 20-80% от максимально допустимой шкалой. Нагрузка должна увеличиваться непрерывно и равномерно со скоростью (0,6 ± 0,4) МПа / с до разрушения образца.

— Кубики испытываются таким образом, чтобы сжимающая сила была направлена ​​параллельно слоям укладки бетонной смеси в форме, при испытании образцов цилиндр перпендикулярно слоям укладки. Далее определяется размер выдавливания, для которого измеряются размеры образца с точностью до 1%.

В примерах каждый линейный размер рассчитывается как арифметическое значение двух измерений в середине противоположных граней. Диаметр образца — цилиндра определяется как среднеарифметическое значение результатов четырех измерений (два взаимно перпендикулярных размера диаметра на каждом конце).

Результат обработки. Прочность отдельного образца на сжатие определяется по формуле:

R б. С, = αп / ф

где R б.С. — прочность бетона при сжатии, МПа; R-разрушающая нагрузка, Н; F-квадратный образец, м 2; α — масштабный коэффициент перевода на прочность куба образца с ребром 15 см, который допускается принимать по таблице 11.2.

Предел прочности бетона определяется как среднее арифметическое значение пределов прочности испытуемых образцов. Результаты испытаний занесены в таблицу 11.3

Таблица 11.2 Сводная таблица коэффициентов

Таблица 11.3 Определение прочности бетона на сжатие

Прочность — это технические характеристики, определяющие способность выдерживать механические или химические воздействия. Для каждого этапа строительства требуются материалы с разными свойствами. Для заливки фундамента здания и возведения стен используется бетон разных классов. Использование материала с низким показателем прочности для строительства конструкций, которые будут подвергаться значительным нагрузкам, может привести к растрескиванию и разрушению всего объекта.

Как только в сухую смесь добавляется вода, в ней начинается химический процесс. Скорость его потока может увеличиваться или уменьшаться из-за многих факторов, таких как температура или влажность.

Что влияет на силу?

На показатель влияют следующие факторы:

• количество цемента;
• качество смешивания всех компонентов бетонного раствора;
• температура;
• активность цемента;
• влажность;
• пропорции цемента и воды;
• качество всех комплектующих;
• плотность.

Это также зависит от количества времени, прошедшего с момента заполнения, использовалась ли повторяющаяся вибрация раствора. Наибольшее влияние оказывает активность цемента: чем она выше, тем прочнее получается.

Прочность смеси также зависит от количества цемента. С повышенным содержанием позволяет увеличивать его. Если использовать недостаточное количество цемента, то свойства конструкции заметно снижаются. Этот показатель увеличивается только до достижения определенного количества цемента.Если засыпать больше норм, то бетон может стать слишком ползущим и дать сильную усадку.

В растворе должно быть слишком много воды, так как это приведет к появлению в нем большого количества пор. Периодичность зависит от качества и свойств всех компонентов. Если для замеса использовались мелкозернистые или глиняные наполнители, то оно уменьшится. Поэтому рекомендуется выбирать компоненты с крупными фракциями, так как они значительно лучше скрепляются цементом.

Плотность бетона зависит от однородности смешиваемой смеси и использования поглощения вибрации, а также от ее прочности. Чем плотнее, тем лучше были построены частицы всех компонентов.

Методы определения прочности

Для прочности на сжатие признаются эксплуатационные характеристики конструкции и возможные нагрузки на нее. Этот показатель рассчитывается в лабораториях на специальном оборудовании. Используются контрольные образцы, изготовленные из того же раствора, что и реконструированная конструкция.

Также посчитайте его на территории строящегося объекта, можно найти его разрушаемыми или неразрушающими способами. В первом случае его либо разрушают заранее заданной пробой в виде куба со стороной 15 см, либо сверлом по конструкции отбирают пробу в виде цилиндра. Бетон устанавливается в испытательный пресс, где он находится под постоянным и непрерывным давлением. Его увеличивают до тех пор, пока подошва не начнет разрушаться. Показатель, полученный при критической нагрузке, используется для определения прочности.Этот метод разрушения образцов является наиболее точным.

Для испытания бетона неразрушающим методом используется специальное оборудование. В зависимости от типа инструментов он делится на следующие:

• ультразвуковой;
• шок;
• частичное разрушение.

При частичном разрушении по бетону происходит механическое воздействие, в результате которого он частично разрушается. Проверить прочность в МПа этим методом можно несколькими способами:

• разделение;
• качалка с запасом;
• качалка.

В первом случае к бетону на клей прикрепляют диск из металла, после чего он ломается. То усилие, которое потребовалось для его отделения, и используется для расчета.

Метод прокатки — это разрушение скользящим действием по краю всей конструкции. В момент разрушения фиксируется величина приложенного давления на конструкцию.

Второй способ качать с запасом — показывает лучшую точность по сравнению с отрывом или раскачиванием.Принцип действия: Анкер фиксируется в бетоне, который впоследствии снимается с него.

Определение прочности бетона ударным методом возможно следующими способами:

• ударный импульс;
• отскок;
• пластическая деформация.

В первом случае количество энергии, создаваемой во время полета самолета, является фиксированным. Во втором методе определяется величина отскока острых ощущений. При расчете методом пластической деформации используются инструменты, на конце которых расположены штампы в виде шариков или дисков.Они попали в бетон. По глубине вмятин рассчитываются свойства поверхности.

Метод с использованием ультразвуковых волн неточен, так как результат получается с большими ошибками.

Набор прочности

Чем больше времени прошло после заливки раствора, тем лучше стали его свойства. В оптимальных условиях бетон набирает 100% прочности на 28-е сутки. На 7-й день этот показатель колеблется от 60 до 80%, на 3-й — 30%.

• n — количество дней;
• Rb (n) — дневная сила N;
• число n не должно быть меньше трех.

Оптимальная температура + 15-20 ° С. Если она существенно ниже, необходимо использовать для ускорения процесса твердения специальные добавки или дополнительный подогрев на оборудовании. Нагревать выше + 90 ° С нельзя.

Поверхность всегда должна быть влажной: при высыхании перестает набирать прочность. Также можно не допускать замораживания. После полива или прогрева бетон снова начнет повышать свои прочностные характеристики на сжатие.

График, показывающий, сколько времени требуется для достижения максимального значения при определенных условиях:

Пресс-штамп

Класс бетона показывает, какую максимальную нагрузку в МПа он выдерживает. Обозначается буквой in и цифрами, например, 30 означает, что куб со стороной 15 см в 95% случаев способен выдержать давление 25 МПа. Также прочностные характеристики на сжатие разделяются маркой — М и цифрами после нее (М100, М200 и так далее).Измеряется эта величина в кг / см 2. Диапазон значений штампа прочности — от 50 до 800. Чаще всего в строительстве используются растворы от 100 и до 500.

Таблица сжатия по классам в МПа:

М50, М75, М100 подходят для возведения наименее нагружаемых конструкций. М150 имеет более высокие прочностные характеристики на сжатие, поэтому может применяться для заполнения бетонных шпал и пешеходных дорожных построек.М200 применяется практически во всех видах строительных работ — фундаментов, площадок и так далее. M250 такой же, как и предыдущая марка, но все же выбран для межэтажных перекрытий в зданиях с небольшой этажностью.

М300 — для заливки монолитных оснований, изготовления плит перекрытия, лестниц и несущих. М350 — Опорные балки, фундамент и плиты перекрытий для многоэтажных домов. М400 — строительство бетона и зданий с повышенными нагрузками, М450 — плотины и метро.Марка разнится в зависимости от количества содержащегося в ней цемента: чем его больше, тем он выше.

Для перевода марки в класс используется следующая формула: B = M * 0,787 / 10.

Перед вводом в эксплуатацию любого здания или других сооружений из бетона его необходимо проверить на прочность.

Прочность — главное свойство бетона

Самым важным свойством бетона является прочность. Лучше всего бетон сопротивляется сжатию.Поэтому конструкции проектируются таким образом, чтобы бетон воспринимал сжимающие нагрузки. И только в некоторых конструкциях учитывается предел прочности или растяжение при изгибе.

Прочность на сжатие . Прочность бетона на сжатие характеризуется классом или маркой (определяется в возрасте 28 суток). В зависимости от времени нагружения прочность бетона может быть определена в другом возрасте, например 3 года; 7; 60; 90; 180 дн.

В целях экономии цемента полученные значения прочности не должны превышать прочности прочности, соответствующей классу или марке, более чем на 15%.

Класс — это гарантированная прочность бетона в МПа с безопасностью 0,95 и имеет следующие значения: В 1; В б 1.5; В б 2; В б 2.5; В б 3.5; В б 5; B b 7,5; В б 10; В б 12,5; В б 15; В б 20; В б 25; В б 30; В б 35; В б 40; В б 50; В б 55; В Б 60. Марка — нормированное значение средней прочности бетона в кгс / см 2 (МПах20).

Тяжелый бетон имеет следующие марки на сжатие: М Б 50; M b 75; M b 100; M b 150; M b 200; M b 250; M b 300; M b 350; M b 400; M b 450; M b 500; M b 600; M b 700; М Б 800.

Между классом бетона и его средней прочностью по коэффициенту вариации прочности бетона N = 0,135 и коэффициенту обеспеченности Т = 0,95 существуют зависимости:

In B = R b x0,778, или R b = in b / 0,778.

Классы и марки по тяжелому бетону

При проектировании конструкций обычно прописывают класс бетона, в некоторых случаях марку. Классы и марки по тяжелому бетону Соответственно сжатие дано в табл.один.

Прочность на растяжение . С прочностью бетона на растяжение необходимо заниматься проектированием конструкций и сооружений, в которых не допускается образование трещин. В качестве примера можно привести водохранилища, плотины гидротехнических сооружений и др. Бетон на растяжение делится на классы: t 0,8; B T 1,2; B T 1,6; В т 2; B T 2,4; В т 2,8; В т 3,2 или марка: п т 10; B t 15; B t 20; B t 25; B t 30; B T 35; В т 40.

Предел прочности при изгибе.Под устройством бетонных покрытий автомобильных дорог, аэродромов прописывают классы или марки бетона при изгибе.

Классы: в bt 0.4; В bt 0.8; В bt 1,2; B bt 1.6; В bt 2.0; В TB 2.4; В bt 2.8; В bt 3.2; В bt 3.6; В bt 4.0; B bt 4.4; В bt 4.8; В bt 5.2; В bt 5,6; В bt 6.0; В bt 6.4; В bt 6.8; В bt 7.2; В BT 8.

Таблица 1. Соотношение классов и марок по сжатию для тяжелого бетона

Марки: P BT 5; R bt 10; R bt 15; R bt 20; R bt 25; R bt 30; R bt 35; R bt 40; R bt 45; R bt 50; R bt 55; R bt 60; R bt 65; R BT 70; R bt 75; R BT 80; R bt 90; П БТ 100.

Технологические факторы, влияющие на прочность бетона.

Технологические факторы, влияющие на прочность бетона. Прочность бетона влияет на ряд факторов: активность цемента, содержание цемента, отношение воды к цементу по весу (в / ц), качество заполнителей, качество смешивания и степень герметичности, возраст и состояние бетонных растворов, повторная вибрация.

Цементная деятельность . Между прочностью бетона и активностью цемента существует линейная зависимость R b = f (R c).Более прочные бетоны получаются на цементе повышенной активности.

Водоцементное положение . Прочность бетона зависит от / ц. При уменьшении / c она увеличивается, при увеличении — уменьшается. Это определяется физической сущностью формирования структуры бетона. При затвердевании бетона цементом взаимодействует 15-25% воды. Для получения одноразовой бетонной смеси вводится всего 40-70% воды (в / с = — 0.4 … 0,7). Избыток воды образует в бетоне поры, снижающие его прочность.

С / c от 0,4 до 0,7 (c / B = 2,5 … 1,43) между прочностью бетона RB, МПа, активностью цемента RC, МПа, и C / B существует линейная зависимость, выражаемая формула:

R B = A R C (C / B — 0,5).

At / c 2,5) линейная зависимость нарушена. Однако в практических расчетах используется другая линейная зависимость:

R B = A1 R C (C / B + 0.5).

Погрешность расчетов в данном случае не превышает 2-4% приведенных выше формул: А и А 1 — коэффициенты, учитывающие качество материалов. Для качественных материалов а = 0,65, а1 = 0,43, для обычных — а = 0,50, а1 = 0,4; пониженное качество — а = 0,55, а1 = 0,37.

Прочность бетона при изгибе R бт, МПа определяется по формуле:

R bt = A` R` C (C / V — 0,2),

где R c — активность цемента при изгибе, МПа;

А »- коэффициент, учитывающий качество материалов.

Для качественных материалов A «= 0,42, для обычных — a» = 0,4, для некачественных материалов — a «= 0,37.

Качество агрегатов . Неоптимальность зернистого состава заполнителей, использование мелких заполнителей, наличие глинистой и мелкодисперсной фракций, органических примесей снижает прочность бетона. Прочность крупных заполнителей, прочность их сцепления с цементным камнем влияет на прочность бетона.

Качество смешивания и степень герметичности Бетонная смесь существенно влияет на прочность бетона.Прочность бетона, приготовленного в бетоносмесителях принудительного перемешивания, вибрационных и турбомешалках, на 20-30% выше прочности бетона, приготовленного в гравитационных смесителях. Качественная герметичность бетонной смеси увеличивает прочность бетона, так как изменение средней плотности тонной смеси на 1% изменяет прочность на 3-5%.

Влияние возраста и условий застывания . При благоприятном температурном режиме Прочность бетона длительно растет и изменяется по логарифмической зависимости:

R b (n) = R b (28) LGN / LG28,

где R b (n) и R b (28) — прочность бетона через N и 28 суток, МПа; LGN и LG28 — десятичные бревна возраста бетона.

Эта формула является усредненной. Он дает удовлетворительные результаты для твердого бетона при температуре 15-20 ° C на обычных среднефармацевтических цементах с выдержкой от 3 до 300 дней. На самом деле прочность на разных цементах растет по-разному.

Рост прочности бетона во времени зависит в основном от минерального и реального состава цемента. По интенсивности твердения портландцементы делятся на четыре типа (таблица 2).

Интенсивность твердения бетона зависит от C / C .Как видно из данных, приведенных в табл. 3, быстрее набирает прочность бетон с меньшим / c.

Температура и влажность среды имеют большое влияние на скорость бетона. Условно нормальной считается среда с температурой 15-20 ° С и влажностью воздуха 90-100%.

Таблица 2. Классификация портландцементов по скорости затвердевания

Таблица 3.Влияние в / с и возраст на твердение бетона на цемент III типа

Как видно из графика на рис.1, прочность бетона в возрасте 28 суток, твердого при 5 ° C, составила 68%, при 10 ° C — 85%, при 30 ° C — 115% от прочности бетона, составлявшего растворялась при 20 ° C. Такие же зависимости наблюдаются в более раннем возрасте. То есть интенсивнее набирает прочность бетон при более высокой температуре и, наоборот, медленнее — при ее понижении.

Для отрицательной температуры Отверждение практически прекращается, если не снижать температуру замерзания воды путем введения химических добавок.

Рис. 1.

Растяжение ускоряется При температуре 70–100 ° C при нормальном давлении или при температуре около 200 ° C и давлении 0,6–0,8 МПа. Для твердения бетона требуется среда повышенной влажности. Для создания таких условий бетон покрывают водонепроницаемыми пленочными материалами, покрывают влажными опилками и песком, пропаривают в среде насыщенного водяного пара.

Повторяющаяся вибрация Повышает прочность бетона до 20%.Его следует выполнять до конца схватывания цемента. Плотность увеличивается. Механические воздействия разрывают пленку гидратных новообразований и ускоряют процессы гидратации цемента.

Увеличение прочности бетона во времени . Эксперименты показывают, что прочность бетона со временем увеличивается и этот процесс может продолжаться годами (рис. 1.3). Однако степень увеличения прочности связана с температурно-влажностным режимом. окружающий и бетонный состав. Самый быстрый рост силы наблюдается в начальный период.

Рост прочности бетона напрямую связан с его старением и, следовательно, зависит от совокупности одних и тех же факторов.

Существует ряд предложений по определению зависимости между прочностью бетона R и его возрастом. Для нормальных условий твердения бетона на портландцементе наиболее простой является логарифмическая зависимость, предложенная Б.Г. Скрамтаева:

При затвердевании, превышающем 7 … 8 суток, эта формула дает удовлетворительные результаты.

Повышение температуры и влажности среды значительно ускоряет процесс твердения бетона. Для этого железобетонные изделия подвергают специальной термоволокнистой обработке при температуре 80,90 ° С и влажности 90 … 100% или автоклавной обработке при давлении пара около 0,8 МПа и температуре 170 ° C, в последнем случае расчетная прочность бетона может быть получена через 12 часов.

При температуре ниже +5 ° C твердение бетона значительно замедляется, а при температуре бетонной смеси -10 ° C практически прекращается.За 28 суток твердения при температуре -5 ° С бетон набирает не более 8% прочности бетона, затвердевая при нормальных условиях, при температуре 0 ° С — 40 … 50%, при +5 ° С — 70 … 80%. После оттаивания бетонной смеси твердость бетона восстанавливается, но его конечная прочность всегда ниже прочности бетона, ощущаемой при нормальных условиях. Бетоны Прочность которых к моменту замерзания составляла не менее 60% от R28, после оттаивания в течение 28 суток расчетная прочность набирает.

При хранении бетона в воде происходит более интенсивное увеличение прочности. Во многом это связано с тем, что в бетоне не образуются поры от испарения воды, в которых давление водяного пара направлено из бетона. При накоплении воды давление направляется из внешней среды в бетон.

Прочность бетона при центральном сжатии . Как следует из экспериментов, короткое замыкание бетонной ЦУНК из плотного бетона имеет достаточно однородную структуру и правильную геометрическую форму, затем, разрушая равномерно распределенную нагрузку, приобретает форму двух усеченных пирамид, сложенных низкими основаниями (рис.1.4, а). Подобный характер разрушения (разрушения от пореза) обусловлен значительным влиянием сил трения, которые развиваются между подушками пресса и поверхностями образца протмера. Эти силы направлены внутрь образца и препятствуют свободному развитию. поперечные деформации, создающие своеобразный зажим. Эффект клипа уменьшается от концов образца.

Если исключить влияние сил трения соприкасающихся поверхностей (например, введение смазки на торцы образца), то разрушение приобретает другой характер (рис.1.4, б): в образце возникают трещины, параллельные направлению сжатия. Теперь трение больше не препятствует развитию поперечных деформаций образца и разрушение происходит при гораздо меньшей (до 40%) сжимающей нагрузке. Образцы — кубики из ячеистого и крупногабаритного бетона разрушаются продольными поверхностями даже при трении по опорным поверхностям, так как связи между их конструктивными элементами ослаблены пустотами и порами.

Предел прочности при испытании куба рассчитывается путем деления разрушающей силы Nu на площадь края Кубии А.

В ряде стран (США и др.) Вместо куба был принят образец цилиндрической формы высотой 12 дюймов (305 мм) и диаметром 6 дюймов (152 мм). Для того же бетона прочность цилиндрического образца таких размеров составляет 0,8 … 0,9 прочности куба с размером ребра 150 мм.

Прочность кубиков из бетона одного и того же состава зависит от размера образца и уменьшается с увеличением размера. Таким образом, прочность куба из тяжелого бетона с ребром 300 мм составляет примерно 80% прочности куба с ребром 150 мм, а куба с ребром 200 мм — 90%.Это объясняется уменьшением эффекта зажима с увеличением размера образца и расстояния между его концами и влиянием размера образца на скорость затвердевания (чем больше образец, тем медленнее он набирает прочность на воздухе). и от вероятного наличия внешних и внутренних дефектов (чем у образца больше, тем, как правило, эти дефекты больше и прочность ниже).

Однако следует иметь в виду, что хотя кубическая прочность и принят за эталон показателя прочности бетона (т.е. его необходимо сохранить для производственного контроля), это условная характеристика и не может быть реально использована в расчетах на прочность железобетонных конструкций. Реальные конструкции (или их зоны), сжатые, по форме и размерам отличаются от куба. В связи с этим на основе многочисленных экспериментов установлены эмпирические зависимости между кубической прочностью (классом) бетона и его прочностными характеристиками в различных условиях работы, приближенных к эксплуатации реальных конструкций.

Эксперименты с образцами бетона, имеющими форму призмы с квадратным основанием A и высотой H (рис. 14, B), показали, что с увеличением отношения H / A прочность при центральном сжатии RB уменьшается (рис. 1.4, г) и при H / A> 3 становится практически стабильным и равным, в зависимости от класса бетона, 0,7 … 0,9В. Это связано с тем, что в соответствии с принципом Saint-Vienna, напряжение, вызванное трением для опорных поверхностей, существенно только в районе, размеры которого соизмеримы с размером нагруженной поверхности.Таким образом, в призмах с высотой, превышающей двойной размер сечения, средняя часть не подвержена влиянию сил трения. Именно на середине высоты части призм до появления разрушения продольных трещин, распространяющихся вверх и вниз на опорные грани. Гибкость бетонного образца влияет на испытания только при H / A> 8.

В соответствии с требованиями ГОСТ 10180-78 прочность бетона при центральном сжатии Rh определяется испытаниями перед разрушением бетонных образцов-призм с отношением высоты к стороне основания H / a \ u003d 3… 4. Нагрузка подается шагами по 0,1 ню с постоянной скоростью (0,6 ± 0,2) МПа / с и с 4 … 5 минутными заслонками после каждой ступени.

В большинстве случаев результаты таких испытаний однозначно свидетельствуют о том, что разрушение образцов происходит в результате преодоления сопротивления отрыва (рис. 1.4, г). Однако в некоторых случаях (наиболее характерных для низкопрочного бетона, характеризующегося начальными неоднородностями, вызывающими развитие микророгов на ранних стадиях нагрузки) образец разрушается наклонной поверхностью без нарушения целостности материала вне этой поверхности. .Казалось бы, такие случаи можно искать в результате разрушения реза, поскольку на любом участке, пересекающем продольную ось образца под острым углом, при его нагружении возникают как нормальные, так и касательные напряжения. Но это не так, это не так. И прежде всего потому, что наклон поверхности разрушения к продольной оси призмы составляет не 45 °, что соответствовало бы направлению действия максимальных касательных напряжений, а значительно меньше (рис.1.5). Кроме того, поверхность разрушения явно неровная, проходит через многочисленные продольные трещины и часто совпадает с ними.

Конечно, после развития несплошностей в отдельных зонах на релаксисы влияют релаксационные напряжения, но в целом, хотя разрушение бетона здесь и носит комплексный характер, определяющее значение опять же принадлежит сопротивлению отрыва. .

Существует прямо пропорциональная зависимость между прочностью куба и призмы.Исходя из опытных данных для тяжелого и легкого бетона, прочность заключенного колеблется от 0,78r (для бетона высокого класса) до 0,83r (для бетона низкого класса), для бетона с сеткой — соответственно от 0,87r до 0,94r.

Значение RH используется при расчете прочности сжатых бетонных и железобетонных конструкций (колонны, стойки, сжатые элементы ферм и т. Д.), Изгибаемых конструкций (балки, плиты) и конструкций, работающих на некоторые другие виды воздействий, например , постукивание, наклонный изгиб, наклонное сжатие верхнего регистра и т. д.

Прочность бетона на сжатие с этой цементной активностью зависит от общих, от количества цемента, физико-механических свойств цементного камня и заполнителей, их концентрации в единице объема материала и прочности сцепления, а также от формы и размера. агрегатных зерен.

Увеличение количества цемента увеличивает плотность (отношение массы тела к его объему) бетона, способствуя непрерывному заполнению пустот между инертным камнем и тем самым обеспечивая создание полного несущего каркаса из цементного камня.Увеличение плотности бетона приводит, при прочих равных, к увеличению его прочности. Расход цемента в бетонном бетоне для железобетонных конструкций варьируется в зависимости от класса бетона и активности (марки) цемента в пределах от 250 до 600 кгс / м3.

Прочность цементного камня зависит не только от прочности цемента, но и от водоцементного отношения. С увеличением / c увеличивается пористость цементного камня, а значит, падает прочность бетона.

Обычно прочность инертного материала в конструкционном тяжелом бетоне выше, чем прочность цементного камня, поэтому только форма и состав зерна заполнителя влияют на прочность такого бетона. Так, в частности, за счет лучшего сцепления раствора с угловыми сортами щебень бетон на щебень примерно на 10 … 15% прочнее бетона на щебне. Легкий бетон в этом отношении ведет себя хорошо. Поскольку прочность инертного в легком бетоне (обычно) ниже, чем у цементного камня, прочность такого бетона также влияет на свойства заполнителей.Причем, в отличие от плотных пористых заполнителей, снижают прочность бетона и тем значительнее, чем больше EA и RA отличаются от ЕС и RC.

Таким образом, если прочность обычного тяжелого бетона зависит от ограниченного числа факторов и может быть выражена (что и сделано) как функция действия цементного и водоцементного отношения, то для описания прочности легкого бетона, для каждого типа агрегатов необходимо выбрать корреляционные зависимости.

Прочность бетона при растяжении .Прочность бетона при растяжении зависит от прочности цементного камня и его сцепления с зернами заполнителя.

Истинная прочность бетона при растяжении определяется его сопротивлением осевому растяжению. Предел прочности при растяжении сравнительно невысокий (0,05 … 0,1) РБ. Такая низкая прочность обусловлена ​​неоднородностью конструкции и слишком ранним нарушением целостности бетона, что способствует концентрации напряжений, особенно под действием растягивающего усилия.Величину RBT можно определить по эмпирической формуле FarR, предложенной в свое время для низкопрочного бетона. В настоящее время эта зависимость распространена на бетон класса В45.

Прочность бетона при осевом растяжении задается испытанием на разрыв образцов с рабочей частью в виде призмы достаточной длины для обеспечения равномерного распределения внутренних усилий в ее средней части (рис. 1.6, а). Концевые части таких образцов удлинены для закрепления в захватах. Нагрузка прилагается равномерно со скоростью 0.05 … 0,08 МПа / с.

Основным недостатком испытаний на осевое растяжение являются трудности, возникающие при центрировании образца и связанные с этим большие вариации экспериментальных данных. Например, заедание образца в прерывистой машине может создать условия, неблагоприятные для равномерного распределения силы в его поперечном сечении, а неоднородность структуры бетона приводит к тому, что реальная (физическая) ось образца не будет совпадать с геометрическим.Влияет на результаты испытаний и напряженное состояние бетона, вызванное его усадкой.

Чаще всего сопротивление растяжению бетона оценивают испытанием на изгиб бетонных шв с поперечным сечением 150 х 150 мм (рис. 1.6, б). В этом случае разрушение происходит из-за исчерпания сопротивления растянутой зоны, а напряженного напряжения в ней из-за неупругих свойств бетона криволинейного контура (рис. 1.7, а).

С повышением класса бетона прочность его при растяжении увеличивается, но не так интенсивно, как при сжатии.

Влияние различных факторов в зависимости от состава бетона и его структуры влияет на RHT обычно в том же направлении, что и на Rh, хотя и в неравных количественных отношениях. Например, увеличение расхода цемента на приготовление бетона при прочих равных увеличивает сопротивление разрушению в гораздо меньшей степени, чем сопротивление сжатию. То же можно сказать и об активности цемента. Совершенно иначе обстоит дело с гранулометрическим составом агрегатов и, в частности, с видом его зерна.Так, замена щебня на щебень мало влияет на сопротивление сжатию бетона, значительно увеличивает сопротивление его разрыву и т. Д.

Влияние крупномасштабного фактора также обнаруживается при определении RBT. Общие теоретические соображения, основанные на статистической теории хрупкой прочности, приводят к выводу, что в этом случае следует ожидать снижения прочности с увеличением размеров образцов. Однако недостатки современных методик тестирования конкретных шаблонов на растяжение (создание разброса индикаторов в большей, чем в меньшей размерности сечениях) часто искажают общую картину.

Значение RBT используется в первую очередь при расчете конструкций и сооружений, к которым предъявляются требования к трещиностойкости (например, водопроводные трубы, резервуары для хранения жидкостей, стенки автоклавов и т. Д.).

Прочность бетона с выемкой и камнем . В соответствии с теорией сопротивления материалов полные напряжения, действующие на элементарную платформу, раскладываются на нормальную составляющую O и касательную составляющую T, стремясь разрезать (листать) тело согласно рассматриваемому сечению или переместить его. сторона элементарного прямоугольного параллелепипеда по отношению к другой.Поэтому напряжения T и называются напряжениями среза, раскачивания или напряжениями во время сдвига.

Кроме совместного действия нормальных и касательных напряжений, возможен частный случай, известный в теории сопротивления материалов под названием чистого резания, когда O = 0 и на участке присутствуют только скальные напряжения t .

В железобетонных конструкциях чистый срез практически не встречается, обычно он сопровождается действием нормальных сил.

Для экспериментального определения прочности бетона с разрезом RBSH, т.е.е. Для его предельного сопротивления в плоскости, в которой действуют только касательные напряжения, достаточно длительное время использовалась техника нагружения, показанная на рис. 1.8, а.

Однако решение этой задачи методами теории упругости показывает, что в плоскости АВ нет касательных напряжений. Поперечное сечение растянуто.

Наибольшее количество экспериментальных данных получено при испытании по схеме, предложенной Э. Моэмсом (рис. 1.8, б). Это очень простая и потому заманчивая схема, однако, как видно из характера распределения основных растягивающих напряжений в образце и касательных напряжений в поперечном сечении АВ, такой образец, кроме вырезанного, испытывает изгиб и местное сжатие (помято) под прокладками.

В максимально возможном, условиях, близких к чистому срезу, испытания по схеме А. А. Говниева (рис. 1.8, Б). Однако здесь картина траекторий основных нарушений позволяет предположить, что напряженное состояние образца отличается от состояния, соответствующего чистому срезу. В плоскости среза действуют растягивающие и касательные напряжения, а в местах вырезов в образце наблюдается концентрация напряжений.

Прочность бетона при чистом срезе можно определить по эмпирической формуле

где k — коэффициент, зависящий от класса бетона, равный 0.5 … 1.0.

Существенное значение имеет сопротивление крупных зерен заполнителя, которые, попадая в плоскость среза, работают как своего рода ключ. Снижение прочности заполнителей легкого бетона того же класса приводит к снижению прочности пропила. Прочность бетона при чистом разрезе используется в некоторых современных методах расчета прочности железобетонных конструкций на наклонных участках.

С стойкостью крюинга можно встретить изгиб железобетонных балок до появления наклонных трещин.Распределение напряжений на гальке при изгибе берется по параболу (как для однородного изотропного тела). Экспериментами установлено, что предел прочности бетона на разрыв в 1,5 … 2 раза выше, чем при осевом растяжении, поэтому для балок без беременности расчет скола сводится, по сути, к определению основных растягивающих напряжений, действующих при угол наклона осей балок 45 ° К.

Влияние на прочность бетона при длительных и многократных повторных нагрузках.Одним из важнейших показателей прочности бетона следует считать длительное сопротивление (длительную прочность), определяемое из экспериментов с длительным нагружением, в процессе которого бетонный образец может разрушиться при напряжениях, меньших его предельного сопротивления. . Ограниченным сопротивлением бетона называют самые высокие напряжения, которые он может выдерживать неограниченно долгое время без разрушения (для строительных конструкций это десятки лет и более).

На основании экспериментов считается, что статические напряжения, значения которых не превышают 0.8 Rb, не вызывают разрушения образца при любой продолжительности нагрузки, так как развитие микроконверсии, возникающей в бетоне, со временем прекращается. Если образец нагружен большими напряжениями, то поврежденные структуры будут развиваться и, в зависимости от уровня напряжений, через определенное время разрушатся.

Таким образом, предел длительной прочности определяется, по сути, характером структурных изменений, вызванных экстенсивной нагрузкой. Если процессы структуры структуры не нейтрализуются процессами исчезновения и модификации дефектов, предел долговременной прочности превышается, если образец нейтрализован — образец может неограниченно долго сопротивляться действующим напряжениям.Примерная граница, выше которой образец разрушается, а ниже — не разрушается, соответствует напряжениям RVCRC. Аналогичная картина наблюдается и в напряжении.

В последние годы был предложен ряд формул, позволяющих более по-разному подойти к оценке относительного предела длительной прочности бетона. Так, для старого тяжелого бетона обычных классов хорошие результаты дает формула

Если бетон тех же классов нагружается в среднем возрасте, когда процессы твердения продолжают влиять на параметр R, то длительную прочность можно определить по формуле

Поскольку параметры R в основном обусловлены классом бетона, его возрастом во время нагрузки, ростом прочности и условиями влажности бумаги с окружающей средой, можно считать, что предел длительной прочности зависит в основном от те же факторы.Например, относительная значимость длительной прочности бетона, нагруженного в довольно раннем возрасте, выше, чем у старого или слабонежного (подвергающегося обработке теплопроводом), а у высокопрочного бетона выше, чем у бетона низкой или средней прочности.

Степень снижения прочности зависит от продолжительности и режима предшествующих силовых воздействий. Таким образом, длительная прочность бетона при сжатии, если он ранее находился в условиях длительного сжатия (не более 0,6 Rh напряжений), увеличивается, а при растяжении — уменьшается.

Под действием повторяющихся повторяющихся (движущихся или пульсирующих) нагрузок, в частности, при стационарных гармонических внешних воздействиях, предельная прочность бетона снижается даже больше, чем при длительном действии статической нагрузки. Предел прочности бетона снижается в зависимости от количества циклов нагружения, величины максимальных напряжений и характеристик цикла.

Прочность бетона под действием повторяющихся нагрузок называется пределом выносливости.Наибольшее напряжение, которое бетон выдерживает без разрушения бесконечно большое количество повторных нагрузок, называется абсолютным пределом выносливости. Практически за предел выносливости бетона принимают максимальное напряжение, которое может выдержать образец при количестве циклов повторного нагружения, равном (2 … 5) 106 или 107. Это напряжение называется пределом ограниченной выносливости. Для бетона база испытаний принята равной 2106 циклам. При ее повышении происходит постоянное снижение предела выносливости, но после 2 — 106 циклов изменения незначительны.

Опытные данные показывают, что если многократно реактивные напряжения превышают предел выносливости, хотя они не превышают предел длительной прочности, то при достаточном повторении циклов нагружения образец разрушается. В то же время разрушающие напряжения (длительная динамическая прочность) ниже и ближе к пределу выносливости, чем большее количество циклов нагружения, воздействующих на образец.

Зависимость относительного предела выносливости RBj / Rb от количества циклов повторения нагрузки кривая (рис.1.9), асимптотически приближаясь к абсолютному пределу выносливости бетона, равному нижней границе микрократии.

При уменьшении относительный предел выносливости бетона уменьшается (рис. 1.10), при увеличении скорость нагружения увеличивается, но незначительно. Водонасыщение снижает относительный предел выносливости бетона. С увеличением возраста бетона отношение RBF / RB немного увеличивается. Практический интерес представляют экспериментальные данные о зависимости степени снижения прочности бетона при несимметричной циклической нагрузке от нижней границы микротрещин в бетоне.В соответствии с этими данными значения предела выносливости пропорциональны изменению и, следовательно, отношение Rhj / Rh тем выше, чем выше прочность бетона.

Данные о пределе выносливости следует размещать при расчете железобетонных балок, шпал, стали мощных прессов и станков, фундаментов под неуравновешенные двигатели и другое оборудование, а также при расчете элементов мостовых конструкций и различных видов транспорта, кранов и разгрузок. эстакада.

Влияние на прочность бетона при высоких и низких температурах. Разница в коэффициентах линейного расширения цементного камня заполнителей при изменении температуры окружающей среды в пределах до 100 ° С (т. Е. Стесненных условиях деформации бетона при температурных воздействиях) не вызывает заметных напряжений и составляет практически не отражается на прочности бетона.

Воздействие на бетон повышенных температур (до 250… 300 ° C) приводит к заметному изменению его прочности, причем прочность зависит от степени водоподачи бетона. При увеличении водоподачи бетона при воздействии повышенных температур происходили процессы влаго- и газообмена, миграции влаги, происходило интенсивное высыхание бетона и образование в нем микротрещин (в основном из-за значительных температурных и усадочных напряжений), увеличить температуру температурного коэффициента.

Под действием высоких температур Ситуация еще хуже.При температуре выше 250 … 300 ° С изменяются объемные деформации цементного камня и заполнителей. Причем, если для гранита и песчаника объемные деформации при температуре около 500 ° C резко возрастают, то для цементного камня они достигают максимума при температуре около 300 ° C, а затем уменьшаются. Столь резкая разница в деформации вызывает внутренние напряжения, которые разрывают цементный камень, что влечет снижение механической прочности бетона вплоть до его разрушения. Поэтому при длительном действии высоких температур обычный бетонный бетон не годится.

Температурные напряжения можно снизить соответствующим подбором цемента и заполнителей. Для жаропрочного бетона применяют наполнители с малым коэффициентом линейного расширения: красный кирпич битва, доменные шлаки, диабазы ​​и др., Используют глиноземистый цемент или портландцемент с тонкожирными добавками из хромита или шамота. Для очень высоких температур (1000 … 1300 ° C) используется бетон на глиноземном цементе с шамотом или хромом в качестве заполнителя.

Когда бетон замерзает (т.е.е., под действием низких температур) его прочность повышается, а при оттаивании — снижается. Прерывистый эффект на прочность бетона — это температура замерзания и степень водоснабжения бетона при замерзании и оттаивании. Изменение прочности связано с условиями кристаллизации льда в порах бетона и возникновением внутреннего избыточного давления при переходе на партию с увеличением объема (до 10%).

Температура замерзания воды зависит от размера пор и капилляров, в которых она замерзает.Чем меньше диаметр капилляров, тем ниже температура замерзания воды. Исследования показывают, что вода, содержащаяся в порах, замерзает не одновременно, а постепенно, с понижением температуры. Содержание льда в бетоне существенно зависит от характера его пористости. Все это говорит о том, что с понижением температуры замерзания давление в порах бетона увеличивается и его разрушение ускоряется.

Существенным фактором, влияющим на прочность бетона, является наличие в его структуре дефектов в виде микро- и макротреков.Замерзание воды в трещине и создание небольшого давления на ее стенку вызывает концентрацию напряжений в тупике трещины и приводит к ее дальнейшему прорастанию в материале.

В процессе разрушения бетона при его промерзании и оттаивании важную роль играют верхняя и нижняя условные границы микротрещин.

Так как основной путь проникновения воды в бетон зависит от капиллярной системы, то должно наблюдаться повышение морозостойкости бетона, которое ухудшается, в улучшении его структуры — уменьшение общей пористости и образование замкнутой пористость вместо открытой (введение в бетон газообразующих и воздуховодных добавок.

BAFF.02 Высокоэффективная гидроизоляционная добавка для бетона

доллар США 3050.0 / шт. 3050,0

Гидрофобизирующий состав для придания водоотталкивающих свойств пористым строительным материалам. Для защиты фасадов известковых и цементных штукатурок от атмосферной влаги и капиллярного всасывания. Назначение Кристаллизол Гидрофобизатор: Применяется для обработки пористых строительных материалов: бетона, кирпича, гипса, дерева, гипса.Стенки пор и все частицы материала, контактирующие с водоотталкивающим средством, окутаны невидимой тончайшей водоотталкивающей пленкой. Обрабатываемый материал теряет способность смачиваться водой и капиллярно впитывать ее. При нанесении состава на поверхность на стенках пор образуется тонкий слой полимера, который не смачивается водой и не позволяет воде проникать в поры. Crystallisol Hydrophobizator оставляет поры открытыми, а паропроницаемость строительных материалов остается практически на исходном уровне.Благодаря устройству гидрофобного барьера материал приобретает водоотталкивающие свойства, которые сохраняются длительное время, повышая его устойчивость к загрязнениям и повреждению плесенью. При обработке фасада рекомендуется аккуратно наносить материал на поверхность, избегая контакта со стеклом, пластиковыми оконными рамами и другими частями конструкции, не требующими обработки. Перед нанесением закройте такие места бумагой, строительным скотчем. Описание Crystallisol Hydrophobizator: Водный раствор на основе метилсиликонатов, которые, проникая в поры структуры, защищают ее от капиллярного притока воды, изменяя краевой угол смачивания поверхности.Свойства Crystallisol Hydrophobizator: Обладает высокой химической стойкостью и устойчивостью к атмосферным воздействиям. Не образует поверхностного слоя. Не препятствует испарению влаги из материала. Придает материалам водо- и грязеотталкивающие свойства. Сохраняет цвет и текстуру поверхности. Огнестойкий. Работы проводить в сухую погоду при температуре не ниже + 5 ° С.