Прочность цементного камня на растяжение

Обновлено: 17.05.2024

Прочностные свойства бетона.

Под прочностью бетона понимают его способность сопротивляться воздействию внешних сил, не разрушаясь.

Прочность бетона зависит от многочисленных факторов: структуры, марки и вида цемента, водоцементного отношения, вида и прочности крупных и мелких заполнителей, вида напряженного состояния, формы и размеров образца, длительности загружения.

На прочность бетона большое влияние оказывает скорость загружения образцов. При замедленном их нагружении, прочность бетона оказывается на 10…15% меньше, чем при кратковременном статическом. При быстром загружении прочность бетона возрастает до 20 %.

Бетон имеет различную прочность при разных силовых воздействиях: сжатии, растяжении, изгибе, срезе. В связи с этим различают несколько характеристик прочности бетона: кубиковую и призменную прочность, прочность при растяжении, срезе и скалывании; прочность при многократных повторных нагрузках, прочность при кратковременном, длительном и динамическом действии нагрузок.

В железобетонных конструкциях бетон преимущественно используется для восприятия сжимающих напряжений. Поэтому за основную характеристику прочностных свойств бетона принята его прочность на осевое сжатие, устанавливаемая, как правило, путем испытания стандартных кубов размером 150×150×150 мм, испытанных при температуре (20 ± 2) °С через 28 дней твердения в нормальных условиях (температуре воздуха 15. 20 °С и относительной влажности 90. 100%). Реже испытания проводят па цилиндрах диаметром (d) 100, 150, 200 и 300 мм с высотой h = 2d.

За кубиковую прочность бетона принимают временное сопротивление R эталонных кубов, определяемое по выражению:

где F – разрушающая нагрузка, Н;

А – средняя рабочая площадь образца, мм2;

α – переводный коэффициент, зависящий от размеров образца. С уменьшением размеров поперечного сечения коэффициент а уменьшается. Это объясняется изменением эффекта обоймы с изменением размеров образца и расстояния между его торцами.

Различное сопротивление сжатию образцов разной величины (и формы) объясняется влиянием сил трения, возникающих между гранями образца и опорными плитами пресса.

Вблизи опорных плит пресса силы трения, направленные внутрь, создают как бы обойму и тем самым увеличивают прочность образцов при сжатии. По мере удаления от торцов влияние сил трения уменьшается. Поэтому бетонный куб получает форму двух усеченных пирамид (рис.2, а). При отсутствии (или существенном уменьшении) сил трения характер разрушения меняется, происходит раскалывание куба по плоскостям, параллельным направлению действующей внешней нагрузки (рис.2, б).

Рис. 2. Характер разрушения бетонных кубов; а - при наличии трения по опорным плоскостям; б - при отсутствии трения по опорным плоскостям

Реальные железобетонные конструкции по своей форме значительно отличаются от кубов. Поэтому кубиковая прочность не может непосредственно характеризовать прочность сжатых участков железобетонных конструкций. Для этой цели используют другую характеристику - призменную прочность бетона.

Железобетонные конструкции по форме отличаются от кубов, поэтому кубиковая прочность бетона не может быть непосредственно использована в расчетах прочности элементов конструкции. Основной характеристикой прочности бетона сжатых элементов является призменная прочность. Под призменной прочностью σbu понимают временное сопротивление осевому сжатию призмы с отношением высоты призмы h к размеру а квадратного основания, равным 4.

В реальных конструкциях напряженное состояние бетона сжатой зоны приближается к напряженному состоянию призм. Образцы призматической формы, для которых влияние сил трения меньше, чем для кубов, при одинаковом поперечном сечении показывают меньшую прочность на сжатие. При отношении высоты призмы к стороне основания h /a > 4 влияние сил трения практически исчезает, и прочность становится постоянной и равной ≈ 0,75 R.

Прочность на осевое растяжение

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

Рис.3. Схемы испытаний образцов для определения прочности бетона на растяжение

Опытным путем она определяется испытаниями на разрыв образцов в виде восьмерок, на раскалывание образцов в виде цилиндров, кубов или на изгиб бетонных балочек.

Прочность бетона на осевое растяжение имеет сравнительно небольшое значение.

σbtu =0,1σbu . 0,05 σbu

Ориентировочное значение σbt можно определить по эмпирической формуле Фере: Ориентировочное значение σbt можно определить по эмпирической формуле Фере:

где γ = 0,8 – коэффициент для бетонов класса В25 и ниже, γ = 0,7 – для бетонов класса В30 и ниже

Прочность бетона при срезе и скалывании

Под чистым срезом понимают разделение элемента на части по сечению, к которому приложены перерезывающие силы.

Под чистым скалыванием понимают взаимное смещение (сдвиг) частей элемента между собой под действием скалывающих (сдвигающих) усилий.

Железобетонные конструкции редко работают на чистый срез и скалывание. Обычно срез сопровождается действием продольных сил, а скалывание - действием поперечных сил.

Сопротивление срезу может возникать в шпоночных соединениях и у опор балок, а сопротивление скалыванию – при изгибе преднапряженных балок до появления в них наклонных трещин, если не обеспечена надежная связь между верхней и нижней частями бетона на опорах.

В нормах временное сопротивление срезу и скалыванию не приводится, и его принимают приблизительно равным 2 σbtu

Прочность бетона при длительном действии нагрузки

Пределом длительного сопротивления бетона называют наибольшие статические неизменные во времени напряжения, которые он может выдерживать неограниченно долгое время без разрушения.

При длительном действии нагрузки бетонный образец разрушается при напряжениях, меньших, чем при кратковременной нагрузке. Это обусловлено влиянием развивающихся неупругих деформаций изменением структуры бетона.

При расчете прочности элементов в расчетное сопротивление бетона сжатию Rb и растяжению Rbt вводят коэффициент условия работы γb2 , учитывающий влияние на прочность бетона вероятной длительности действии я расчетных усилий и условий возрастания прочности бетона во времени.

Прочность бетона при многократном действии нагрузки

Под прочностью бетона при многократно повторных (подвижных или пульсирующих) нагрузках σf (предел выносливости бетона) понимают напряжение, при котором количество циклов нагрузки и разгрузки, необходимых для разрушения образца, составляет не менее 1 000 000.

Предел выносливости бетона связан с нижней границей образования микротрещин. Если многократно повторная нагрузка вызывает в бетоне напряжения, превышающие границы трещинообразования, то при большом количестве циклов наступает его разрушение.

Предел выносливости бетона σf определяют посредством умножения временных сопротивлений σbu и σbtu бетона на коэффициент условий работы бетона γb1 .

Удаление и снос бетона

- Как удалить старый бетон

Следующее предназначено только для общего информационного использования. Это очень общий обзор процесса выдачи разрешений для проектов по сносу. Фактический процесс может широко варьироваться между регионами страны, округами и муниципалитетами.

Вы также найдете обзор распространенных методов и инструментов сноса. Сравните ваши варианты того, как снести существующий бетон, а также какое оборудование использовать. Кроме того, вы сможете найти информацию о безопасности и предупреждения о возможных опасностях во время сноса.

Бетон Информация о сносе

УСЛОВИЯ ВЫЗОВА БЕТОНА ДЛЯ СНЯТИЯ И ЗАМЕНЫ

Существуют определенные условия, при которых использование исправляющего состава и продукта для шлифовки приведет к кратковременному исправлению. В этих условиях исправление бетона перед повторной шлифовкой или нанесение декоративного покрытия будет пустой тратой времени и денег, поскольку поверхность или покрытие вскоре будут иметь те же характеристики, что и бетон, который вы пытались починить.

Эти условия включают в себя:

Глубокие, широко распространенные трещины , где произошло заселение. Это может быть связано с весом больших грузовиков, неправильной подготовкой подкласса, эрозией подкласса или по другим причинам.
Бетонные плиты, которые утонули , что может произойти, если подкласс не был подготовлен должным образом. Свободная грязь, возможно, использовалась для подкласса. Когда эта грязь оседает - иногда из-за разбрызгивателя или дождевой воды, идущей под бетоном - бетон не поддерживается и будет более подвержен погружению.Также возможно, что подкласс был уплотнен, а бетон подвергся чрезмерному весу, что привело к падению бетона.
Бетонные плиты с явными признаками морозного пучения . Морозные пучки очень распространены в холодном климате. Влага в земле замерзает и бетон поднимается вверх.
Бетонные плиты, которые имеют так много отколов или точечной коррозии на поверхности, что выгоднее заменить бетон, чем подготовить всю поверхность к повторной шлифовке и шлифовке бетона.

При любом из вышеперечисленных условий лучше снять и заменить бетон.

Найдите местных подрядчиков по бетону, которые могут вырвать ваш старый бетон и заменить его новым красивым декоративным бетоном.

Существует множество других причин, по которым необходимо удалять бетон в проекте:

Пристройка к коммерческому или жилому зданию требует удаления бетона, который мешает пристройке.
Удаляется вся конструкция, из которой бетон является частью конструкции.
Существует неисправная бетонная конструкция, которую владелец хочет вырвать и заменить.
Старый бордюр должен быть удален для улучшения улиц, расширения дорог и т. Д.

БЕТОННЫЕ МЕТОДЫ РАЗРУШЕНИЯ

Разрывное давление

Разрыв под давлением может использоваться в тех случаях, когда предпочтительным является относительно тихий, беспыльный контролируемый снос.

Как механическое, так и химическое разрушение под давлением расщепляют бетон либо с помощью расщепляющей машины, работающей на гидравлическом давлении, обеспечиваемом двигателем в случае механического разрушения, либо путем введения расширяющейся суспензии в заранее определенный рисунок скважин в случае химического взрыва.

Затем расщепленный бетон легко удаляется вручную или краном.

Гидравлическое и химическое разрывное давление разрушает бетонные конструкции с минимальным уровнем шума и летящих обломков. Оба метода работают путем приложения боковых сил к внутренним отверстиям, просверленным в бетоне, и могут выполнять практически любую работу, на которую способны другие методы разрушения. Однако, вместо того, чтобы разрушить мошенник

Прочность цемента и его показатели

Цемент – вяжущее вещество искусственного происхождения. При контакте этого неорганического вещества с водой происходит гидратация, в результате чего образуется цементный камень.

Содержание Свернуть

Материал широко используется для приготовления бетонов и разнообразных строительных растворов. От класса прочности цемента зависят эксплуатационные параметры готовых бетонных конструкций.

Предел прочности цемента

Марка (класс) цемента определяют в соответствии с его пределом прочности при сжатии. Чтобы определить это значение проводятся испытания, в ходе которых образцы затвердевшего цементного камня подвергают разрушению под давлением гидравлического пресса.

Образцы имеют стандартный размер, т.е., стандартную площадь поперечного сечения. Испытания позволяют зафиксировать показатель давления, при котором образец начинает разрушаться.

Классификация цементов по группам прочности

Группа цементов по прочности	Требования к конечной стандартной прочности при сжатии, МПа
Высокопрочные	50 и более
Рядовые	От 30 до 50
Низкомарочные	Менее 30

Строительные конструкции из монолитного и сборного бетона и железобетона в ходе эксплуатации подвергаются различным внешним воздействиям, в первую очередь это:

механические нагрузки;
воздействие влаги;
температурные колебания.

Внешние факторы влияют на коэффициенты сжатия, растяжения, изгиба каждого конструктивного элемента, при этом существует зависимость между пределом прочности на сжатие и параметрам прочности при растяжении и изгибе.

Разница между показателями предела прочности при сжатии и предела прочности при изгибе цемента тем выше, чем выше класс материала. К примеру, у цемента класса 32,5 (М400) прочность при сжатии в 7 раз выше прочности при изгибе. Аналогичный показатель у цемента класса 42,5 (М500) составляет 8,3 раза.

На прочность цемента в составе бетонов отказывает влияние процент воды в смеси, наличие и вид добавок, изменяющих скорость твердения материала.

ГОСТ прочности цемента

Классы по актуальному ГОСТу и устаревшие марки цемента по прочности приведены в таблице:

Новое обозначение	Старая маркировка
22,5	М300
32,5	М400
42,5	М500
52,5	М600

Марка цемента по прочности указывает, какое давление выдерживает материал при измерении показателя в кг/см 3 . Класс прочности цемента на сжатие соответствует выдерживаемому давлению в МПа.

Испытание цемента на прочность

От чего зависит прочность цемента? Данный материал представляет собой многокомпонентное вещество, и на прочность цементного камня после отвердения влияет:

состав цемента;
микроструктура минералов, из которых изготовлен материал;
наличие добавок и их свойства.

Ход испытаний

Цемент набирает прочность в течение 28 суток после приготовления цементно-песчаного раствора. Для проведения испытаний материала изготавливают балочки стандартного формата 40х40х160 мм, при этом раствор готовят из расчета 1 часть цемента на 3 части однофракционного песка. Для определения прочности цемента разных классов испытания также проводятся через 2 или 7 суток твердения.

Примечание: Н – нормированный, Б – быстротвердеющий.

Производители цемента обязаны указывать в паспорте продукции максимальную прочность цемента (результат испытаний после 28 суток твердения) и активность цемента, прошедшего процедуру пропаривания.

Пропаривание позволяет ускорить проверку показателей материала. Для этого:

в камеру для пропаривания помещают формочки с цементно-песчаным раствором (габариты форм соответствуют габаритам стандартных балочек) и выдерживают в течение 5 часов;
плавно, в течение 3 часов, поднимают температуру в камере до 80°С;
выдерживают образцы при данной температуре на протяжении 8 часов;
оставляют балочки на 2-3 часа остывать.

Остывшие сухие образцы подвергают испытаниям на гидравлическом прессе – проверяют на изгиб. Получившиеся в ходе проверки половинки балочек проверяют на сжатие. Средний результат сравнивается с актуальным ГОСТом и вносится в паспорт цемента.

Чтобы проверить, как цемент будет вести себя в бетоне, готовят образцы кубической формы (100х100х100 мм), при этом в раствор дополнительно вводятся химические добавки и щебень, и также испытывают при помощи гидропресса.

Что добавить в цемент для прочности

Чтобы получить высокопрочный строительный материал не обязательно использовать дорогой цемент повышенной прочности, нередко для упрочнения бетона в раствор вводят определенные присадки.

Пластификаторы. Увеличивают подвижность бетонной смеси, при этом повышается прочность готовой конструкции. , ускоряющие набор прочности. Повышается скорость твердения бетона, при этом возрастает его марочная прочность на сжатие и изгиб.
Противоморозные присадки, гидрофобизпаторы. Повышают плотность и водонепроницаемость – соответственно, увеличивается прочность материала.
Комплексные добавки. Имеют большой спектр действия – повышают подвижность смеси, увеличивают водонепроницаемость, морозостойкость готовой конструкции. При этом прочность бетона возрастает на 70-110%, а пылеотделение становится предельно низким.

Выбор добавки в цемент для прочности зависит от требований к эксплуатационным параметрам строительных конструкций и условий изготовления элементов из монолитного бетона.

Заключение

Чтобы бетонные конструкции на протяжении всего запроектированного срока эксплуатации сохраняли надежность, важно правильно выбрать класс цемента. Также необходимо соблюдать правила хранения и транспортировки – использование негерметичной тары приводит к контакту материала с влагой, содержащейся в воздухе, в результате чего цемент частично схватывается и его прочность снижается, также ухудшаются свойства при длительном хранении материала.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Установка УПЦ-1 предназначена для определения предела прочности цементного камня . Принцип ее действия основан на дистанционном измерении усилия разрушения и стрелы прогиба образца цементного камня. [2]

Как видно из данных таблицы, предел прочности цементного камня с добавкой керогена значительно выше по сравнению с другими облегченными тампонажными смесями, например, с ОЦГ или ЦБС. Кроме этого, цементный камень обладает повышенной коррозионной стойкостью, что объясняется гидрофобностью его частиц, поверхность которых препятствует продвижению пластовых вод в по-ровое пространство ввиду больших углов смачивания, также большим содержанием вяжущего и химическим взаимодействием добавки с ним, за счет чего уменьшается объем порового пространства. [3]

Наличие даже небольшого количества волокон асбеста значительно повышает предел прочности цементного камня при растяжении и изгибе, а также ударную вязкость. [4]

Иное дело, когда усадочные напряжения оказываются столь большими, что достигают предела прочности цементного камня при растяжении. Тогда в цементном камне образуются микротрещины, прочность бетона ( особенно при растяжении), его водонепроницаемость, стойкость в агрессивных средах снижаются. Это нередко наблюдается при применении высокомодульного ( жесткого) крупного заполнителя, особенно если последний расположен контактно ( зерно впритык к зерну), например при раздельном бетонировании, когда в опалубку сначала укладывается крупный заполнитель, а затем нагнетается раствор. Если такой бетон эксплуатируется в сухой среде, то хотя наблюдаемая усадка очень мала, необходимо учитывать внутреннее напряженное состояние, чтобы исключить трещинооб-разование. [5]

Таким образом, при содержании в растворе 75 % глины предел прочности камня составляет около 5 % предела прочности чисто цементного камня с тем же исходным водоцементным отношением. [6]

Образование трещин в цементном камне, которые, по данным исследований Д. Ш. Давлетбаева и Г. Н. Хангильдина ( УфНИИ), при пределе прочности цементного камня на изгиб более 30 - 40 кГ / см3 могут распространяться не менее чем на 2 ж от перфорационных отверстий. [7]

При испытании каждой пробы цемента определяют: равномерность изменения объема, тонкость помола, растекаемость цементного теста, сроки схватывания, предел прочности цементного камня при изгибе. [8]

Анализ результатов исследований РТЦ-1, применяемого в основном для цементирования скважин при температуре до 75 С, показывает, что как при 22, так и при 75 С наблюдается увеличение предела прочности цементного камня при сжатии по мере увеличения содержания мелких фракций, причем сохраняется тенденция к непрерывному нарастанию прочности со временем, хотя скорость этого нарастания постепенно уменьшается. Оптимальная величина Д для данного цемента при В / Ц 0 5 находится з интервале 14 - 16 мкм. [9]

При уменьшении водоцементного отношения от 0 5 до 0 4 предельные деформации цементного камня не обнаруживают явной тенденции к изменению, хотя в некоторых случаях деформативность образцов меняется. Модуль упругости и предел прочности цементного камня возрастают при уменьшении В / Ц от 0 5 до 0 4 в 1 4 - 1 9 раза в зависимости от срока твердения камня. [10]

Приведен анализ существующих методов испытания цементного камня на прочность. Показана возможность оценки предела прочности цементного камня на разрыв путем раскалывания образцов-чилилдрсв. Установлена зависимость поправочного коэффициента от прочностных характеристик камня и его пористости. [11]

Асбестоцемент является цементным камнем, армирован -: ным тонкими короткими волокнами асбеста. Высокая прочность волокон асбеста повышает предел прочности цементного камня при растяжении, изгибе и ударных нагрузках. [12]

Асбестоцемент представляет собой цементный камень, армированный тонкими короткими волокнами асбеста. Высокая прочность волокон асбеста повышает предел прочности цементного камня при растяжении, изгибе и ударных нагрузках. [13]

Камень, получающийся из тампонажного материала, в соответствии с требованиями ГОСТа должен удовлетворять определенным прочностным характеристикам. При этом следует отметить, что предел прочности цементного камня на изгиб, принятый 27 кгс / см2 из цементов для холодных и 62 кгс / см2 для горячих скважин, не имеет ни практического, ни теоретического обоснования. [14]

Процессы воздействия, когда генератор колебаний находится внутри обсадной колонны в контакте со скважинкой жидкостью или непосредственно с колонной, сопряжены с определенными циклическими напряжениями в материале трубы и цементной оболочки. Пределы циклической выносливости цементного камня значительно ниже статических пределов длительной прочности [24], поэтому даже если амплитуды пульсации напряжений не превышают пределов прочности цементного камня , но больше допустимых значений для вибрационного нагружения, то в процессах длительных обработок возможно накопление усталостных микроповреждений с последующим вероятным нарушением целостности кольца. Это не может не вызвать определенных опасений и требует проведения достаточно достоверного рассмотрения. [15]

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Механическая прочность цементного камня является важнейшей характеристикой и оценивается пределом прочности при сжатии, изгибе и растяжении. Существующие ГОСТ 10178 - 76 и 310 - 76 регламентируют испытание цементов и определение их свойств. [1]

Механическая прочность цементного камня зависит от факторов, основными из которых являются химико-минеральный состав цемента, В / Ц, удельная поверхность цемента, наличие наполнителей и химических добавок, условия твердения и др. Существенное влияние на прочность цементного камня оказывает также температура и давление. [2]

Механическая прочность цементного камня характеризуется временным сопротивлением сжатию, растяжению или изгибу. С этой целью изготовленные определенной формы образцы цементного камня испытывают на прочность, причем определяют напряжение, соответствующе разрушению образца. [3]

Механическую прочность цементного камня определяют, испытывая его образцы на разрыв, изгиб и сжатие. [5]

Нормировать механическую прочность цементного камня очень сложно. Мнения зарубежных и советских исследователей по этому вопросу противоречивы. [6]

Для повышения механической прочности цементного камня и снижения его проницаемости рекомендуются следующие мероприятия: снижение водоцеменгного отношения ( частично можно достигнуть введением водосвязывающих добавок в небольших количествах, например, глинопорошка); без изменения водоцемент-ного отношения введение активных кремнеземистых материалов при температурах до 100 С и кварцевого песка при температурах свыше 100 С и высоком давлении. [7]

Данные изменения механической прочности цементного камня из новороссийского портландцемента с добавками хлоридов кальция, натрия и калия, твердевшего в пресной воде при температуре 22 и 75 С, приведены на рис. 17.1. Начальная ( 2-суточная) прочность при изгибе образцов как без добавок, так и с добавками, твердевших при 22 С ( см. рис. 17.1 в), находится в пределах 2 8 - 4 МПа. Отмечается резкий рост прочности при изгибе у образцов из портландцемента без добавок до 240 сут хранения ( см. рис. 17.1 в, кривая /); она остается стабильной до конца исследования. [9]

Из результатов испытаний механической прочности цементного камня из шлакопесчанобаритовых смесей ( см. рис. 16.9) видно, что прочность образцов всех составов в начальный период твердения ( через 2 сут) находится в пределах 1 8 - 4 5 МПа при сжатии. Прочность при изгибе образцов составов I и II растет до 225-суточного срока автоклавирования ( см. рис. 16.9, кривые I, II), к концу исследования она незначительно снижается. [11]

При температуре 110 С механическая прочность цементного камня с увеличением срока твердения возрастает, но темп роста и абсолютные значения прочности понижены. Давление практически не оказывает влияния на изменение механической прочности портландцементного камня. [12]

Установлено, что на механическую прочность цементного камня влияет не только количество, но и природа кремнеземистой добавки. Лучшие результаты получены с добавками молотого кварцевого песка, худшие - с добавкой аморфно-дисперсного кремнезема. При известных условиях автоклавной обработки на каждый процент трехкальциевого силиката Сз5 портландцемента следует вводить до 1 5 % молотого песка. Показано, что в процессе автоклавного твердения цементного камня связывается кварца значительно больше, чем необходимо для полного взаимодействия Са ( ОН) 2, и даже несколько больше количества, необходимого для перевода высокоосновных гидросиликатов в однокальциевый гидросиликат. Этот вывод доказывает возможность и целесообразность введения повышенных количеств кварцевого песка в тампонажные портландцемента. [13]

Увеличение содержания СаС12 вызывает повышение механической прочности цементного камня и сокращает сроки схватывания цементного раствора. [14]

Сроки схватывания тампонажных растворов и механическую прочность цементного камня определяют на основании методик, приведенных в настоящей главе. [15]

Предел прочности цемента на растяжение

Предел прочности цемента

Классификация цементов по группам прочности

Группа цементов по прочности	Требования к конечной стандартной прочности при сжатии, МПа
Высокопрочные	50 и более
Рядовые	От 30 до 50
Низкомарочные	Менее 30

механические нагрузки;
воздействие влаги;
температурные колебания.

ГОСТ прочности цемента

Классы по актуальному ГОСТу и устаревшие марки цемента по прочности приведены в таблице:

Новое обозначение	Старая маркировка
22,5	М300
32,5	М400
42,5	М500
52,5	М600

Марка цемента по прочности указывает, какое давление выдерживает материал при измерении показателя в кг/см3. Класс прочности цемента на сжатие соответствует выдерживаемому давлению в МПа.

Испытание цемента на прочность

состав цемента;
микроструктура минералов, из которых изготовлен материал;
наличие добавок и их свойства.

Ход испытаний

Пропаривание позволяет ускорить проверку показателей материала. Для этого:

в камеру для пропаривания помещают формочки с цементно-песчаным раствором (габариты форм соответствуют габаритам стандартных балочек) и выдерживают в течение 5 часов;
плавно, в течение 3 часов, поднимают температуру в камере до 80°С;
выдерживают образцы при данной температуре на протяжении 8 часов;
оставляют балочки на 2-3 часа остывать.

Что добавить в цемент для прочности

Заключение

ГОСТ Р 55224-2012 Цементы для транспортного строительства. Технические условия (Переиздание)

ГОСТ Р 55224-2012

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЦЕМЕНТЫ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

Cements for transport construction. Specifications

Дата введения 2013-07-01

Предисловие

5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Октябрь 2019 г.

Введение

Настоящий стандарт устанавливает технические требования к специальным цементам, применяемым в транспортном строительстве, классы прочности и типы по вещественному составу в зависимости от назначения цемента с учетом классификации и методов испытаний цементов, установленных в ГОСТ 30515, ГОСТ 31108 и ГОСТ 30744 соответственно.

В текст настоящего стандарта в отличие от ГОСТ 31108 включены следующие основные требования:

1 Область применения

Требования настоящего стандарта допускается использовать при проектировании и изготовлении других железобетонных изделий и конструкций, если это не противоречит действующим нормативным документам на эти изделия и конструкции (стандартам, сводам правил и др.).

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 310.4 Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии

ГОСТ 310.6 Цементы. Метод определения водоотделения

ГОСТ 3476 Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цемента

ГОСТ 4013 Камень гипсовый и гипсоангидритовый для производства вяжущих материалов. Технические условия

ГОСТ 5382 Цементы и материалы цементного производства. Методы химического анализа

ГОСТ ISO 9001 Системы менеджмента качества. Требования

ГОСТ 10178 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия

ГОСТ 30108 Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов

ГОСТ 30515 Цементы. Общие технические условия

ГОСТ 30744 Цементы. Методы испытаний с использованием полифракционного песка

ГОСТ Р 51795 Цементы. Методы определения содержания минеральных добавок

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 30515.

4 Классификация

4.1 По назначению цементы для транспортного строительства подразделяют на:

4.2 Классификация цементов, указанных в 4.1, по типам и классам прочности приведена в таблице 1.

Обозначение по назначению

Типы по вещественному составу

Для бетона дорожных и аэродромных покрытий

32,5Н; 32,5Б; 42,5Н; 42,5Б; 52,5Н; 52,5Б

Для бетона дорожных оснований

ЦЕМ II/А-Ш, ЦЕМ II/В-Ш, ЦЕМ Ill/A, ЦЕМ V/A**

Для железобетонных изделий и мостовых конструкций

32,5Н; 32,5Б; 42,5Н; 42,5Б; 52,5Н; 52,5Б

Для укрепления грунтов

Типы не устанавливают***. Содержание минеральных добавок допускается до 80% массы цемента без учета материалов, содержащих сульфат кальция

* Содержание доменного гранулированного шлака по ГОСТ 3476 в цементах типа ЦЕМ II/A-Ш должно быть не более 15% суммарной массы основных компонентов цемента.

** Композиционный цемент типа ЦЕМ V/A допускается применять для бетона дорожных оснований только на основании заключения о его пригодности, выданного испытательным центром, аккредитованным на право выполнения испытаний цементов или бетонов.

*** Возможность применения конкретного цемента должна быть подтверждена экспериментально.

4.3 Условное обозначение цемента, кроме цемента для укрепления грунтов, должно включать в себя:

Пример условного обозначения портландцемента для бетона дорожных и аэродромных покрытий ДП, типа ЦЕМ I, класса прочности 42,5Н:

Портландцемент ЦЕМ I 42,5Н ДП ГОСТ Р

То же композиционного цемента для бетона дорожных оснований ДО, типа ЦЕМ V/A со смесью золы и шлака, класса прочности 32,5Н:

Композиционный цемент ЦЕМ V/A (Ш-З) 32,5Н ДО ГОСТ Р

В условное обозначение цемента допускается не включать его наименование по ГОСТ 31108, например:

ЦЕМ V/А (Ш-З) 32,5Н ДО ГОСТ Р

Пример условного обозначения цемента класса прочности 22,5 Н для укрепления грунтов:

Цемент 22,5Н УГ ГОСТ Р

Пример условного обозначения низкощелочного цемента со шлаком для бетона дорожных и аэродромных покрытий, класса прочности 42,5Б:

Низкощелочной цемент ЦЕМ II/А-Ш 42,5Б ДП ГОСТ Р

или ЦЕМ II/А-Ш 42,5Б НЩ ДП ГОСТ Р

5 Технические требования

Цементы, применяемые в транспортном строительстве, должны соответствовать требованиям настоящего стандарта и изготавливаться по технологической документации, утвержденной предприятием-изготовителем.

5.1 Вещественный состав цемента конкретного типа с учетом примечания к таблице 1 должен соответствовать ГОСТ 31108.

5.2 Прочность на сжатие цемента конкретного класса прочности в возрасте 2; 7 и 28 сут должна соответствовать требованиям ГОСТ 31108.

5.3 Прочность на растяжение при изгибе цемента для бетона дорожных и аэродромных покрытий должна соответствовать значениям, приведенным в таблице 2.

Прочность цементного камня при сжатии в зависимости от добавок и температуры нагрева

Рис. 37. Прочность цементного камня при сжатии в зависимости от добавки тонкомолотого шамота и температуры нагрева.

Рис. 38. Прочность цементного камня при сжатии в зависимости от добавки тонкомолотого кварца и температуры нагрева.

Рис. 39. Прочность цементного камня при сжатии в зависимости от добавки тонкомолотого гранулированного шлака и температуры нагрева.

При введении тонкомолотых добавок жароупорные свойства цементного камня улучшаются, однако в разной степени, в зависимости от вида добавки. С увеличением количества тонкомолотой добавки снижается начальная прочность цементного камня, но увеличивается прирост прочности при сушке.

Наилучшей тонкомолотой добавкой является шамот, так как прочность цементного камня с добавкой не снижается по сравнению с начальной при нагреве до температуры 800°, а минимальная прочность при 1000° выше, чем прочность цементного камня с другими добавками. Добавка тонкомолотого шамота в количестве 70% и больше от веса смешанного вяжущего не снижает прочности цементного камня (по сравнению с начальной прочностью) во всем температурном интервале до 1200°.

Тонкомолотый гранулированный шлак можно вводить в весьма большом количестве без снижения прочности цементного камня. Эта добавка улучшает жароупорные свойства цементного камня в основном при нагреве до 600°. В интервале температур 600—1000° наблюдается сравнительно большое снижение прочности. Введение достаточно тонкоизмельченного кварца улучшает жароупорные свойства цементного камня во всем интервале температур до 1200°, однако эффективность его действия будет ниже, чем от добавки тонкомолотого шамота. По сравнению с тонкомолотыми добавками — шамотом и кварцем зола-унос обладает пониженными жароупорными свойствами. Однако и этот вид микронаполнителя придает портландцементному камню жароупорные свойства.

Тонкомолотый отвальный шлак является мало эффективной добавкой, так как он почти не улучшает жароупорных свойств цементного камня. На рисунках 41 и 42 соотношение портландцемента и указанных добавок для соответствующих кривых следующее: кривая 1—100:0; 2—90:10; 3—70:30; 4—50:50; 5—30:70; 6—10:90. Прочность при растяжении цементного камня без тонкомолотых добавок повышается при высушивании (110°) примерно на 30% и почти не снижается при нагревании до 600°. При более высоких температурах прочность при растяжении снижается, составляя при 1000° примерно 30% начальной прочности.

Рис. 40. Прочность цементного камня при сжатии в зависимости от добавки тонкомолотого отвального доменного шлака и температуры нагрева.

Рис. 41. Прочность цементного камня при растяжении в зависимости от добавки тонкомолотого шамота и температуры нагрева.

При добавке тонкомолотого шамота прочность образцов при высушивании (110°) значительно возрастает. При нагревании в интервале температур 400—600° прочность при растяжении почти не снижается и значительно выше прочности цементного камня без добавки. При температурах выше 600° прочность снижается, но остается выше прочности цементного камня без добавки.

Рис. 42. Прочность цементного камня при растяжении в зависимости от добавки тонкомолотого гранулированного шлака и температуры нагрева

Введение тонкомолотого гранулированного шлака не способствует повышению абсолютной прочности прогретого цементного камня при растяжении. Максимальной прочностью обладает жароупорный бетон с шамотным заполнителем, в котором на 1 часть портландцемента приходится 1 часть (по весу) тонкомолотой добавки — шамотной или кварцевой. Наибольшую прочность при этом имеют образцы с тонкомолотым шамотом, несколько меньшую с тонкомолотым кварцем.

Цементный камень с тремя частями (по весу) тонкомолотого шамота или кварца обладает максимальным пределом прочности при сжатии после нагревания до высоких температур. Увеличение количества тонкомолотого шамота сверх одной части (но не более трех частей) приводит к увеличению прочности жароупорного бетона на портландцементе при высоких температурах. Однако такой бетон легко разрушается парами воды в процессе сушки. Учитывая, что применение жароупорных бетонов на портландцементе с тонкомолотыми добавками (микронаполнителями) в некоторых случаях требует их сушки и помола, что удорожает стоимость строительных работ.

Лесс представляет собой породу, относящуюся к пылеватым суглинкам и супесям. В лессе преобладают частицы пыли (размер частиц от 0,05 до 0,005 мм), представленные в основном обломками кварца. Содержание глинистых частиц в лессе обычно не превышает 12—15%, а частицы крупнее 0,25 мм отсутствуют. Лесс содержит включения карбонатов (10% и более). В природе встречаются породы, похожие на лесс, но отличающиеся от него слоистым строением, отсутствием карбонатов, глинистым или песчаным составом и т. п. Такие породы называют лессовидными суглинками. В составе лессовидных суглинков, как и в лессах, преобладают частицы пыли. Прочность цементного камня в зависимости от нагревания приведены в табл. 20.

Tаблица 20. Прочность цементного камня с добавкой лесса в зависимости от нагревания

Изменение прочности цементного камня и раствора при нагреве.

В качестве вяжущего, помимо глиноземистого цемента, можно применять также шлако-портландцемент и портландцемент, причем последний исключительно в смеси с различными тонкомолотыми добавками.

Рис. 30. Изменение прочности раствора в зависимости от температуры нагрева: 1, 2, 3—портландцемент:молотый шамот, соответственно—1 : 0,3, 1:1, 1 : 3; 4, 5—портландцемент : молотая огнеупорная глина, соответственно—1 : 0,3, 1:1; 6, 7, 8—портландцемент: молотый кварцевый песок, соответственно— 1 : 0,3, 1 : 1, 1:3.

Из рис. 31 видно, что при нагревании в пределах температур 500—900° прочность из чистого портландцемента существенно отличается от прочности из портландцемента с гидравлическими добавками. Когда прочность портландцементных образцов снизилась уже до 10% от первоначальной, прочность образцов из остальных цементов была равна еще 40—80% от первоначальной. Верхний предел относится к цементам с добавками трепела, сиштофа, гранулированного доменного шлака, а нижний—к цементу с глиной.

Рис 32. Изменение прочности портландцементного камня (без добавки) при нагревании до 1500° в зависимости от сроков предварительною твердения (перед нагреванием)

Рис. 33. Изменение прочности портландцементного камня с добавкой трасса при нагревании до 1200 в зависимости от сроков предварительного твердения (перед нагреванием).

Таблица 17. Прочность из шлако-портландцемента зависимости от времени выдерживания их после нагрева

Читайте также: