Informații generale despre betoane și proprietățile lor
Conceptul de beton. Tipuri de beton. Betonul se obține ca urmare a solidificării unui amestec ales în mod corespunzător: liant, apă, agregate mici și mari și, dacă este necesar, aditivi speciali.
Un amestec de ciment și apă se numește un test de ciment, iar amestecul său cu nisip și pietriș (sau pietriș) este un amestec de beton. Cimentul din ciment servește ca adeziv, care, prin întărire, leagă granulele de nisip și pietriș (sau pietriș); Drept urmare, amestecul de beton se transformă treptat într-un material din piatră artificială - beton.
Cimentul din beton este un liant sau, ca de obicei, un astringent.
Nisipul și pietrișul (pietriș) nu participă la formarea betonului, prin urmare se numesc agregate sau materiale inerte. Există agregate mici și mari. Pentru fin, nisipul și alte agregate (de exemplu, zgură, lut expandat) includ granule de dimensiuni de până la 5 mm; la agregate mari - piatră zdrobită (piatră, lut expandat, zgură etc.) și pietriș cu granule de dimensiune 5. 150 mm. Uneori, în stiva de beton mai multe bucăți de piatră - "stafide". Dacă amestecul conține numai agregate mici, altele decât cimentul și apa, se numește mortar de ciment.
Cea mai răspândită în construcție este betonul greu, constând dintr-un amestec de ciment și apă cu nisip și pietriș sau piatră zdrobită. Densitatea betonului greu în stare întărită este de 2200. 2500 kg / m3. Se utilizează, de asemenea, beton cu granulație fină (fără pietriș aglomerat sau piatră zdrobită) cu o densitate medie de peste 1800 kg / m3. Betoanele de densitate de 1.800 kg / m3 și mai puțin se numesc lumină (sau caldă, deoarece au o conductivitate termică scăzută).
Principala diferență dintre betonul ușor și cele convenționale (grele) este că acestea sunt preparate pe agregate ușoare cu structură poroasă (argilă expandată, perlit, zgură granulară etc.).
În construcția centralelor nucleare pentru protecția împotriva radiațiilor de la reactoarele nucleare se folosesc diferite betoane speciale, în special dens, cu o densitate de 2.800.6000 kg / m3. Materialele de umplutură din acestea sunt minereu de fier, resturi de oțel sau fontă etc.
Rezistența betonului. Principala cerință pentru beton este achiziționarea unei anumite rezistențe la compresiune la un moment dat (de obicei 28 de zile). În funcție de rezistența la compresiune, betonul este împărțit în clase:
beton greu cu un agregat mare - B3.5; B5; B7.5; B12; B15; B20; B25; ISA; B35; B40; B45; B50; B55; B60;
Betoane cu granulație fină - de la B3.5. B30 cu nisip fin până la B40 cu nisip grosier;
Clasa de beton este atribuită în proiectarea structurii. De exemplu, dacă desenul arată "clasa de beton B20", aceasta înseamnă că rezistența betonului în timpul comprimării (după 28 de zile) este de 20 MPa.
Categoriile grele de clasă până la B7.5 inclusiv sunt utilizate numai pentru structuri nearmate. Structurile cu armătură precomprimată sunt realizate din beton greu de cel puțin B20 sau din beton ușor de clasă nu mai mic de B15.
rezistența betonului depinde în primul rând de calitatea materialelor și a componentelor din beton. laborator Construcții selectează componente concrete în asemenea raport, la care puterea nu a fost mai mică decât o gradație prestabilită. Selectarea corectă a betonului sfărâmarea verificat pentru prese speciale probe standard (cuburi) realizate din compoziția betonului și recepționată rezista la un anumit timp după amestecare (de exemplu, 7 sau 28 de zile).
Să analizăm în detaliu acele condiții pe care depinde forța betonului.
Calitatea cimentului. Cu cât este mai mare puterea (activitatea) cimentului, cu atât mai mare va fi rezistența betonului. Cu cât cimentul se întărește mai repede, cu atât mai mult va crește rezistența betonului.
Cantitatea de ciment consumată pe 1 mg de beton. Cel mai bun indicator al rezistenței betonului cu un flux de ciment în care nămolul gros de ciment umple cavitățile și învăluie nisipul într-un strat subțire de particule de nisip și mortar de ciment-nisip umple toate golurile din agregat grosier.
Cantitatea de apă. În cazul în care aceeași cantitate de ciment rezistenta betonului va fi cea mai mică, cu atât mai mult conține apă. Acest lucru este explicat prin următoarele. Pentru beton calire cantitatea necesară de apă egală cu aproximativ 20% din masa cimentului (de exemplu, la o rată de 220 până la 250 kg de ciment per 1 m3 de beton necesar vrdy 45. 50 l), dar o astfel de cantitate de amestec de beton de apă este prea uscat, nu poate fi suficient amestecate uniform și dens stabilite, astfel încât practic necesar să se adauge 3 până la 4 ori mai multă apă (aproximativ 160 până la 180 de litri per 1 m3). Excesul de apă se evaporă ca întărire, lăsând porii (goluri). Apa mai mult la un amestec de beton în timpul preparării sale, cu atât mai mare a porilor se formează în betonul întărit și mai puțin din această cauză va fi puterea.
Calitatea agregatelor este puritatea lor, forma și compoziția cerealelor (numărul de boabe de diferite mărimi și dimensiunea maximă a granulelor). Forma neregulată a boabelor și suprafața aspră contribuie la o mai bună legare a pastă de ciment cu agregate și la crearea unei rezistențe mai mari; Forma rotunjită și rezistența rotunjită a suprafeței sunt reduse. Contaminarea agregatelor, care agravează aderența lor la testul de ciment, reduce de asemenea rezistența betonului.
Calitatea amestecului. Depinde de metoda și durata de amestecare. Insuficiența amestecării reduce foarte mult rezistența betonului.
Ordinea de a pune un amestec de beton într-o structură. În cazul întreruperilor de așezare a unui amestec de beton, este deosebit de important să se trateze suprafața îmbinării betonului după o pauză din intervalul stabilit. Nerespectarea regulilor de tratare a suprafeței (curățare, incizie, clătire) reduce foarte mult rezistența articulației.
Amestecarea betonului. Betonul, compactat sub forma unui amestec de vibratoare, are o rezistență de 30% mai mare decât betonul, compactat manual.
Varsta betonului. Rezistența betonului crește odată cu vârsta sa și, în special, rapid în perioada inițială (până la 28 de zile). Forța continuă să crească mai lent în ultimii ani.
Conditii de tratare. Cea mai mare rezistență a betonului este obținută prin întărirea într-un mediu umed. Dimpotrivă, întărirea aerului uscat și fierbinte poate duce la beton de slabă calitate.
Temperatura scăzută încetinește acumularea rezistenței și la o temperatură sub zero, întărirea betonului încetează.
Înghețarea oprește procesul de întărire
ton, dar prin dezghețarea procesului continuă. Beton te
puterea, dacă a înghețat înainte de a ajunge la Cree
puterea. " Chiar mai dăunător decât înainte
înghețarea temporară, sunt înghețarea alternativă
și dezghețarea betonului proaspăt -, rezultând în
ton în unele cazuri poate pierde chiar drumul
Densitatea betonului. In tehnologia betonului de densitate înțelege gradul de umplere întregul volum al solid (pasta de ciment neîntărit și agregate) din beton. De exemplu, dacă densitatea betonului are o valoare de 0,85, aceasta înseamnă că 85% din suma la materialele sale constitutive, și 15 ° / de -pory formate în principal din cauza evaporării apei stocate în beton.
În standardele pentru proiectarea structurilor din beton și beton armat, densitatea betonului este înțeleasă ca masa în vrac în kg / m3, care caracterizează marca în ceea ce privește densitatea.
Densitatea este una dintre cele mai importante proprietăți ale betonului. Depinde de rezistența, rezistența la apă, rezistența la îngheț (vezi mai jos) și, în consecință, durabilitatea. -
Rezistența la îngheț de beton. Este caracterizat de capacitatea de beton, care a atins puterea de proiectare, să nu se descompună sub acțiunea înghețării și dezghețării. Rezistența la îngheț este verificată prin teste speciale ale probelor standard pentru congelarea și dezghețarea repetată. Numărul de teste, în funcție de marca betonului pentru rezistența la îngheț, stabilește GOST.
Ca urmare a încercărilor, rezistența betonului nu trebuie să scadă cu mai mult de 25%, iar pierderea în greutate a eșantionului nu trebuie să depășească 5%. Conform rezistenței la îngheț, betonul greu este împărțit în grade F50. F150.
Rezistența la apă a betonului. Cerințele privind rezistența la apă sunt impuse betonului utilizat în construcția rezervoarelor și structurilor hidraulice. Atunci când sunt testate pentru etanșeitate la apă, eșantioanele de o anumită formă și mărime sunt supuse presiunii apei și sunt setate la cea mai mare valoare la care percolarea apei prin eșantion nu este încă observată.
Conform rezistenței la apă, betonul greu este împărțit în grade W2. W12.
Strângerea betonului. Încălzirea betonului este întotdeauna însoțită de o schimbare a volumului său: în aer, beton se usucă și se micsorează, se umflă puțin în apă. Deoarece uscarea betonului din exterior are loc mai rapid decât în interior, are loc o contracție inegală, ceea ce provoacă apariția unor mici fisuri. Contracția inegală poate fi redusă prin udarea regulată și acoperirea suprafeței de beton. Contracția este mai mare cu cât este mai greu betonul, adică cu cât mai mult ciment din acesta și cu atât mai mult materialul din beton este amestecul de beton, adică cu cât mai multă apă este în el. Cea mai mare contracție este asigurată de beton, întărire în condiții uscate la aer, cu o lipsă de umiditate.
Eliberarea căldurii. Când se întărește, betonul generează căldură, astfel încât în structuri masive (de exemplu, în baraje, fundații mari etc.) O creștere prelungită a temperaturii betonului este observată chiar și la temperaturi ambientale scăzute. În producția de lucrări de iarnă, creșterea temperaturii betonului pus din cauza generării de căldură permite betonarea unui număr de structuri fără încălzire.
Deformarea temperaturii betonului. Betonul respectă legea generală de extindere și contracție a corpurilor atunci când schimbările de temperatură. Coeficientul de dilatare liniară a mediilor de beton 0.00001. Aceasta înseamnă că, pentru fiecare 10 m lungime sau beton expandat (prelungit) de 1 mm, prin creșterea temperaturii cu 10 ° sau comprimat (scurtat) până la 1 mm, atunci când temperatura scade la 10 °. Pentru cantități mari de beton și a structurilor din beton armat deformare termică devine atât de semnificativă care ar putea afecta rezistența structurii. Pentru a reduce acest efect, construcția se taie pe lungime în mai multe părți ale rosturilor de dilatare. Dacă, de exemplu, în timpul verii structura betonate, la o temperatură de 20 ° C, iar distanța dintre rosturile de dilatare realizate circa 40 m, în timpul iernii, la o temperatură de -20 ° în sudură poate fi format la o lățime de decalaj de 15 mm.