Увеличение прочности бетона на изгиб
Обновлено: 16.05.2024
Повышение прочности бетона
Бетон является наиболее распространенным в строительстве материалом, прежде всего, благодаря своей прочности и возможности получать его разновидности, обладающие теми или иными необходимыми свойствами. Вопросами выбора состава и характеристик бетона для изготовления тех или иных объектов занимаются специалисты, опираясь на существующие нормативные документы. Одним из самых важных параметров является прочность бетона. От того, какое назначение имеют сооружения, и в каких условиях они будут эксплуатироваться, зависит выбор класса бетона по прочности.
Расчеты при изготовлении бетонных и железобетонных конструкций
Любые строительные работы предваряются разработкой проекта и проведением расчетов. Необходимо рассчитать прочность конструкций таким образом, чтобы она была достаточной, но не чрезмерной.
Недостаточная прочность конструкций может привести к снижению срока эксплуатации конструкций или возникновению аварийных ситуаций; чрезмерная прочность приводит к неоправданным расходам денежных средств.
Важно!
Расчеты производятся таким образом, чтобы обеспечить надежность сооружений на протяжении всего срока эксплуатации.
Различают предельные состояния первой и второй группы.
Предельные состояния первой группы приводят конструкции непригодность для эксплуатации.
Расчеты для первой группы подразделяются на следующие виды:
- По прочности. Производятся из условий, в которых деформирующие силы не превышают указанных в нормативных документах значений.
- По устойчивости формы (производятся для тонкостенных конструкций).
- По устойчивости положения (сопротивление скольжению, опрокидыванию, всплыванию).
Предельные состояния второй группы уменьшают долговечность конструкций или затрудняют ее эксплуатацию в нормальном режиме.
Расчеты по второй группе производят с учетом воздействия кратковременных нагрузок и включают:
- расчеты по образованию трещин;
- расчеты по раскрытию трещин;
- расчеты по деформациям.
Важно!
При расчетах учитывают все виды нагрузок, которые соответствуют назначению изделия, а также влияние факторов окружающей среды (перепады температур, влажность, низкие и высокие температуры) а также различные ситуации, например транспортировку, возведение, аварийные ситуации, пожары в соответствии с ГОСТ 27751.
Каталог продукции CEMMIX
CemBase
Многофункциональная специальная добавка для фундаментных работ.
CemPlast
Универсальная суперпластифицирующая и суперводоредуцирующая добавка для бетонов.
Plastix
Многофункциональная пластифицирующая и водоредуцирующая добавка для бетонов.
При произведении расчетов принимают во внимание:
- изгибающие моменты;
- крутящие моменты;
- продольные и поперечные силы;
- местное действие нагрузки.
При этом нагрузку от массы элементов считают с коэффициентом 1,4 при монтаже и 1,6 при транспортировке этих элементов.
Важно!
Для изделий сложной конфигурации расчеты дополняются испытаниями физических моделей.
Расчеты по прочности железобетонных элементов производят по нормальным, наклонным, пространственным сечениям по предельным усилиям.
Какие бетоны применяются для изготовления железобетонных конструкций
Согласно СП 63.13330.2018, для изготовления бетонных и железобетонных сооружений и конструкций применяются следующие виды конструкционных бетонов:
- тяжелые (2200–2500 кг/куб. м включительно);
- мелкозернистые средней плотности (1800–2500 кг/куб. м включительно);
- легкие средней плотности (800–2000 кг/куб. м включительно);
- ячеистые средней плотности (500–1200 кг/куб. м включительно).
Основные характеристики бетонов
В соответствии с ГОСТ 26633-2015 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые», бетоны классифицируют следующим образом:
- По прочности на сжатие бетоны подразделяются на классы, которые обозначаются литерой «В» и числовым выражением от В3,5 до В 120.
- По морозостойкости на марки в соответствии с количеством выдерживаемых циклом замораживания-оттаивания (обозначаются литерой «F» и числом от 50 до 1000).
- По водонепроницаемости на марки от W2 до W20.
Кроме того, бетоны классифицируются на классы по прочности на осевое растяжение и на растяжение при изгибе и на марки по истираемости.
Состав бетона
Составы бетонных смесей должны соответствовать требованиям ГОСТ 27006 с учетом требований ГОСТ 31384; они должны обеспечивать получение бетонов с нормируемыми показателями.
Цемент
Цементы являются вяжущим для изготовления бетонных смесей. Они должны выбираться в соответствии с требованиями ГОСТ 10178, ГОСТ 22266, ГОСТ 31108, ГОСТ 33174. Если бетон будет эксплуатироваться в агрессивных условиях, выбор цемента регламентируется ГОСТ 31384.
Заполнители
Заполнители для бетонных смесей подразделяются на крупные и мелкие.
Каталог продукции CEMMIX
CemBase
Многофункциональная специальная добавка для фундаментных работ.
CemPlast
Универсальная суперпластифицирующая и суперводоредуцирующая добавка для бетонов.
Plastix
Многофункциональная пластифицирующая и водоредуцирующая добавка для бетонов.
Заполнители выбирают по следующим критериям:
- зерновой состав;
- прочность;
- плотность;
- морозостойкость;
- содержание пылевидных и глинистых частиц;
- содержание (наличие) загрязняющих примесей;
- радиационно-гигиенической характеристике.
Характеристики заполнителей регламентируются ГОСТ.
Мелкий заполнитель
В качестве мелкого заполнителя в бетонных смесях применяется:
- природный песок;
- песок из отсевов дробления горных пород;
- песок из шлаков черной металлургии;
- мелкозернистые и золошлаковые смеси.
К мелким заполнителям предъявляются следующие требования:
- истинная плотность от 2000 до 2800 кг/куб. м;
- содержание глинистых и пылевидных частиц не более 3% (по массе).
Крупные заполнители
К крупным заполнителям относятся:
- щебень;
- гравий из плотных горных пород;
- щебень из гравия;
- щебень из отсевов дробления плотных горных пород;
- щебень из шлаков черной металлургии;
- щебень из дробленого бетона (железобетона) — не применяется в бетонах класса по прочности выше В35;
- щебень из шлаков ТЭЦ.
Крупный заполнитель может применяться отдельными фракциями либо в виде смеси двух смежных фракций. Крупность зерен устанавливается стандартами, ТУ или иными нормативными документами.
От чего зависит прочность бетона, и в каких случаях необходимо ее повышать
Прочностные свойства бетона в первую очередь зависят от того, в какой пропорции используются цемент и песок в бетонной смеси. Прочность бетона прямо пропорциональна количеству цемента в смеси.
Поскольку цемент — это наиболее дорогостоящий компонент бетонного раствора, увеличение его процентного содержания в смеси приводит к росту расходов. Поэтому прочностные характеристики бетона рассчитываются в соответствии с назначением бетонной конструкции.
Повышенная прочность бетона может потребоваться при возведении ответственных сооружений, которые должны иметь повышенные эксплуатационные характеристики.
Факторы, влияющие на повышение прочности бетона
К основным методам повышения показателей прочности бетона относятся:
- подбор состава бетонной смеси (выбор цемента, заполнителей и их пропорций);
- армирование;
- использование добавок.
Состав бетонной смеси
Для получения бетонных смесей, пригодных для изготовления ответственных конструкций, используют портландцементы, а также цементы со специальными свойствами. Выбор цементов зависит от условий эксплуатации и регламентируется нормативной документацией.
Повышение содержания цемента в бетонной смеси приводит в повышению класса по прочности бетона.
Качество заполнителей и воды затворения также определяется требованиями нормативной документации.
Армирование бетона
Для повышения прочностных характеристик сооружений применяется армирование, которое может быть монолитным, дисперсным либо с использованием сетки.
Каталог продукции CEMMIX
Фибра базальтовая
Базальтовая фибра (из ровинга), предназначена для объёмного армирования бетонов, строительных растворов и композиционных материалов.
Фибра полипропиленовая
Универсальное полипропиленовое армирующее волокно для добавки в раствор.
Современный метод повышения прочности, ударной вязкости и трещиностойкости, снижения усадочных явлений и истираемости бетона — применение полипропиленовой либо базальтовой фибры. Она обеспечивает объемное армирование бетона, при этом снижает трудозатраты на его обработку.
Советуем изучить: Для замены арматуры
Добавки для бетона
Возможности современной химической промышленности позволяют создавать добавки, которые придают бетону те или иные требуемые свойства. Добавки выбираются в зависимости от того, какие характеристики бетонных смесей и бетонов необходимо получить.
Компания Cemmix выпускает широкую линейку добавок для бетона. Они поставляются в удобной жидкой форме, их легко дозировать. Добавки экономичны, применяются в небольших дозировках, обеспечивают гарантированный эффект, безопасны для людей и совместимы со всеми цементами отечественного производства. Их легко приобрести, поскольку они продаются не только оптом от производителя, но и в розничных сетях, включая интернет-магазины.
Пластификатор Plastix
Пластификаторы применяются для повышения подвижности бетонных смесей, в результате чего можно, не изменяя водоцементного соотношения, получать более пластичные и удобные в работе смеси, в том числе, литые самоукладывающиеся бетонные смеси, не требующие виброобработки при укладке.
Это позволяет экономить трудозатраты, электроэнергию, обходиться без использования специального оборудования для виброобработки.
Добавление пластификатора Plastix предотвращает расслоение смеси, а также позволяет длительную транспортировку готовой бетонной смеси.
Добавление пластификатора Plastix уменьшает в бетоне количество и размер воздушных пузырьков, поэтому плотность готового бетона повышается, а вместе с плотностью повышаются прочность, водонепроницаемость и морозостойкость бетона.
Применение пластификаторов экономически оправдано, поскольку позволяет без снижения прочностных характеристик готового бетона уменьшать количество цемента в смеси до 10–15%, также экономится вода затворения.
Суперпластификаторы CemBase и CemPlast
Суперпластификаторы обладают пластифицирующими и водоредуцирующими свойствами.
От пластификаторов они отличаются наличием дополнительных свойств, в частности, CemBase и CemPlast повышают водонепроницаемость бетонов.
Гидрофобизирующая добавка для бетона CemAqua
Гидрофобизирующая добавка CemAqua на основе полимеров обеспечивает объемную гидрофобизацию и придает бетонам водонепроницаемость, а также морозостойкость.
Каталог продукции CEMMIX
CemBase
Многофункциональная специальная добавка для фундаментных работ.
CemPlast
Универсальная суперпластифицирующая и суперводоредуцирующая добавка для бетонов.
CemAquaStop
Комплексное влагоотталкивающее средство для обработки поверхностей.
Plastix
Многофункциональная пластифицирующая и водоредуцирующая добавка для бетонов.
Устраняя намокание поверхности бетона, CemAqua препятствует появлению высолов и плесени, увеличивает коррозионную стойкость бетона, снижает его теплопроводность.
Важно!
При необходимости использовать одновременно гидрофобизатор и пластификатор, норму добавок (обычно максимальная норма составляет 5% от массы цемента) распределяют на оба вида добавок, например 30% пластификатора и 70% гидрофобизатора.
Специализированная высокоэффективная пластифицирующая и упрочняющая добавка для заливки теплых полов CemThermo
Добавка CemThermo позволяет получить ровную однородную стяжку с гладкой поверхностью и без трещин.
Применяя CemThermo, можно заливать стяжки толщиной от 3 мм, прочность и устойчивость стяжки к истиранию при этом повышается. За счет уплотнения смеси, она лучше прилегает к нагревательным элементам, что позволяет на 10–15% повысить теплоотдачу.
Ускоритель твердения CemFix
Обычно для ускорения набора прочности применяют быстротвердеющие цементы либо увеличивают долю цемента в бетонной смеси, что приводит к дополнительным расходам.
Комплексная добавка CemFix обладает пластифицирующим и ускоряющим действием, позволяя бетону быстрее достигать распалубочной прочности. Это позволяет повысить оборачиваемость оборудования, а также экономить до 15% цемента без снижения прочности.
Противоморозные комплексные добавки для бетонных и растворных смесей CemFrio и HotIce
При необходимости заливать бетон при температурах ниже +5°С используются различные методы, чтобы обеспечить условия для набора прочности бетона. Это могут быть мероприятия по прогреву бетона или сохранению тепла («теплый бетон») либо применение специальных добавок: ускорителей твердения, солей, которые понижают температуру замерзания воды в бетонной смеси.
Применение солей может негативно отразиться на состоянии арматуры; возможно также появление высолов.
Каталог продукции CEMMIX
CemThermo
Cпециализированная высокоэффективная пластифицирующая и упрочняющая добавка для заливки теплых полов.
CemFrio
Универсальная комплексная противоморозная добавка для бетона.
HotIce
Комплексная противоморозная добавка для проведения работ при отрицательных температурах
CemFix
Высокоэффективный ускоритель – добавка комплексного действия для бетонов и растворных смесей требующих высокой ранней прочности.
Современное решение — применение в бетонных смесях противоморозных добавок CemFrio и HotIce, которые позволяют проводить бетонные работы в морозы до –20°С, при этом снижают водопотребность смеси, снижают расход цемента на 5–10%, защищают арматуру от коррозии, улучшают сцепление бетона с арматурой, повышают оборачиваемость оборудования и материалов для опалубки.
Современные химические добавки для бетонных смесей позволяют добиваться необходимых характеристик бетона без дополнительных расходов и трудозатрат, а также экономить материалы без снижения прочности бетона.
Класс/марка бетона по прочности при растяжении при изгибе как соотносится с классом бетона на сжатие??
Лично я вот такой документ знаю:
ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам
Приложение Л (обязательное). Методика экспериментального определения масштабных коэффициентов и переходных коэффициентов от прочности при одном виде напряженного состояния к прочности при другом виде напряженного состояния
Таблица Л.1 - Коэффициенты перехода
Вид напряженного состояния Коэффициент перехода
Сжатие Растяжение осевое Растяжение при изгибе Растяжение при раскалывании
Сжатие 1,00 0,07 0,12 0,08
Растяжение осевое 14,28 1,00 1,82 1,20
Растяжение при изгибе 8,33 0,55 1,00 0,67
Растяжение при раскалывании 12,50 0,83 1,50 1,00
Плюс много чего зависит от инертных материалов да и от технологии работ. Можете дать ссылочку на нормативный документ и страницу, откуда взята формула? Как соотносится? По моему зависимость там должна быть не линейная, обычными коэффициентами это не учитывается. посмотрите ссылку выше - пост 8.
Плюс много чего зависит от инертных материалов да и от технологии работ. точно так. к чему бы это? посмотрите ссылку выше - пост 8.
Посмотрел.
Так и не понял методику пересчета марки бетона Btb в B и откуда появился коэффициент 0,58.
У меня выходит:
Btb4,0х0,58=Bt2,32 МПа
Bt2,32/1,3=Rbt1,8
по табл. 6.8 это марка В60.
как-то слишком круто для Btb4,0.
по моей практике это В40 максимум.
Вопрос ещё в том, нужно ли бетон проверять на сжатие, если была выполнена проверка на растяжение или допускается выбрать соответствие по таблице? Последний раз редактировалось Sokrat, 29.02.2016 в 12:27 .
Sokrat
класс бетона на растяжение - это гарантированная прочность с обеспеченностью 0,95. Характеристика же прочности бетона на растяжение, соответствующая классу бетона не проверяется на заводе, а принимается с некоторым запасом по формуле Ферре, как уже написали ранее (только учтите что в этой формуле характеристики подставляются в размерности кг/см2)
Если Вы заложите в проект класс бетона на растяжение, завод должен гарантировать эту характеристику, то есть выполнить контроль среднего значения и контроль коэффициента вариации.
Класс бетона на растяжение это характеристика прочности на осевое растяжение. Класса прочности на растяжение на изгиб не существует, есть метод определения прочности на растяжение при испытании на изгиб.
У нас вечная проблема с этим Btb/В.В расчете покрытий нормируется Btb, а сметчикам подавай марку на сжатие.
Пока пробавляемся тем, что к проекту прикладываем протокол строительной лаборатории о подборе состава бетона на аналогичных объектах. Если Вы заложите в проект класс бетона на растяжение, завод должен гарантировать эту характеристику, то есть выполнить контроль среднего значения и контроль коэффициента вариации. Например я заложу класс бетона на растяжение B4, тогда какой класс бетона закладывать на сжатие? Чем будет определяться этот класс?Формулой Ферре?
ЧТО ЯВЛЯЕТСЯ ПЕРВООПРЕДЕЛЯЮЩИМ класс бетона на сжатие или класс бетона на растяжение?
Вы должны заложить требование по контролю и В и Вt, по аналогии если Вы закладываете требование еще и по W, F
как проектировщик Вы сами должны понять какая характеристика для Вас важна и какие требование в проекте к бетону указывать
ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ БЕТОНА НА РАСТЯЖЕНИЕ И ИЗГИБ
Бетон используется во всех отраслях строительства. Обусловлено это высокой прочностью материала. Однако он также может иметь некоторые недостатки.
Показатель прочности при сжатии у бетона один из самых высоких среди аналогичных материалов, а вот прочность на растяжении или при изгибе значительно уступает.
На самом деле узнать свойства бетона крайне сложно, зная только вычислительные величины и соотношение отдельно взятых компонентов, поэтому существует целый ряд методов и приёмов испытаний бетона на изгиб. Поговорим отдельно про каждый из них.
Как проводится испытание бетона на изгиб
Как правило, бетон не используется для работы на растяжение, тем не менее крайне важно знать его показатель предельной величины прочности на растяжение. Это стоит делать для того, что знать нагрузку, при которой возможно образование трещин, так как отсутствие подобной деформации необходимо для сохранения целостности конструкции и предупреждения разложения и коррозии. Трещины могут возникать при использовании высокопрочной арматуры из стали или при действии сдвигающей силы при диагональных напряжениях. Однако самой частой причиной возникновения щелей становится перепады температуры и усадка здания.
В большинстве случаев при проектировании не принимается во внимание прочность бетона на растяжении, хотя данный показатель позволяет понять поведение конструкции в будущем.
Прямое приложение силы растяжения без числовой характеристики конического сечения (степень отклонения от окружности) создать крайне сложно, т.к. возможно воздействие вторичного напряжения забетонированными стержнями.
Именно поэтому из-за таких проблем прочность бетона на растяжение измеряется путем изгиба прямого бетонного бруса без армирования. Максимальное значение растягивающего напряжения, которое образуется в нижних нитях испытуемой части, называется предел прочности на изгибе. Теоретический показатель вполне оправданно применим, т.к. напряжение взаимозависимо расстоянию от нейтральной оси.
График распределения величины нагрузки на бетон, которая предельно близка к разрушению, не является треугольным, поэтому предел прочности на самом изгибе выше прочности на растяжение и обладает превышенным значением прочности, которое могло бы получиться при прямом растяжении испытуемых бетонных частей. Однако испытание оказывается весьма полезным, например, при конструировании дорожных плит и взлетно-посадочных полос в аэропортах, потому что напряжение не является в данных случаях критической определяющей.
Проверка качества бетона при изгибе и растяжении
Возможность бетона выдерживать нагрузки и не трескаться определяется значением растяжения. Данный показатель важен для железобетонной конструкции с целью исключения образования коррозии и увеличения эксплуатационного периода. Именно для этого и проводится испытание бетона на растяжение.
На самом деле сгенерировать нужную растягивающую силу крайне сложно, поэтому зачастую во время испытаний используется брус без армирования в качестве испытательного пресса. Определяющим в данной ситуации является показатель растяжения в нижних волокнах. Это и станет пределом прочности на изгибе. Можно отметить, что более точным будет именно показатель изгиба, а не растяжение.
Максимальный показатель прочности на изгиб определяют несколько факторов: параметры испытуемой части и условия подаваемой нагрузки.
Существует две нагрузочные системы:
- симметричная. Создается константный изгиб между 2-мя отдельно взятыми точками;
- центральная. Образуется в середине пролета.
Метод симметрии позволяет определить более слабое место, где в будущем возможно образование трещин.
Определение прочности бетона на осевое растяжение
Основная аппаратура
Для испытательных мероприятий используется разрывная машина и дополнительные приборы, которые указаны в ГОСТах.
Алгоритм проведения испытаний
Выбранный образец крепится таким образом: ось образца должна проходить в центре каждого из захватов. Нагрузка подается постоянно с усилием, равным показателю 52 кПа/с, до полного уничтожения образца.
Прочность бетона на изгиб
В большинстве случаев устойчивость к изгибу будет меньше показателя на сжатие практически в десять раз (при условии, что возраст бетона составляет 28 дней). Низкое значение обусловлено наличием трещин в нижней части структуры. По этой причине все железобетонные элементы оснащаются специальной арматурой ребристой формы, которая используется при возведении фундамента.
В случае испытания бетона могут использоваться различные параметры, однако особое внимание должно уделяться прочности на изгиб. Предел данного значения напрямую зависит от нескольких параметров: размера балки и уровня нагрузки. Узнать данный показатель можно по специальным методикам, которые мы приведем ниже.
Методика испытаний бетона на изгиб
Как правило, все операции проводятся с балками, которые должны иметь стандартные значения. Это в значительной степени снизит показатель погрешности и исключит вероятность ошибок в вычислениях всех данных. Линейный элемент подвергается испытанию с помощью прикладывания некоторых усилий в третьей части пролета. Для этого надо прибегнуть к использованию специализированного гидравлического оборудования.
Для чего это надо? Такая техника позволит добиться сильного показателя давления, которое способно разрушить экземпляр. Это значение и станет определяющим показателем прочности конструкции на изгиб.
Стоит иметь в виду, что данная величина всегда будет меньше в сравнении с вертикальным сдавливанием. Показатель прочности важен при использовании дорожных плит, т.е. для тех строений, на которых давление оказывается горизонтальным (или используются дополнительные воздействия), а не вертикальным способом.
На сегодняшний день существует конкретная классификация моделей бетона, соответствующего стандартам М5-М50. Шаг равен пяти единицам (это также стоит учитывать). Важно отметить, что на практике значение давления не должно превышать 6 Мпа.
Как мы указывали выше, этот показатель является низким даже для самых устойчивых типов раствора. Такое положение дел обусловлено конструктивными особенностями бетона. Самым эффективным способом улучшения показателя считается использование каркасной основы. Как правило, это арматура, части которой соединены между собой.
Металлические составляющие должны иметь рифленую поверхность за счет чего в несколько раз увеличивается коэффициент сцепления. Поэтому изгиб менее подвержен механическому воздействию и не разрушается так быстро. В большинстве случаев используется металлическая основа, но допустимы и другие варианты.
Важным моментом выступает тот факт, что показатель прочности может меняться в течение всего эксплуатационного периода. Для тех, кто хочет детальнее ознакомиться с измерением данного параметра стоит изучить специализированный государственный стандарт, который называется «ГОСТ 310.4-81». Именно в нем подробно указаны все предельно допустимые параметры и технологии измерений значений изгиба и растяжения бетонных конструкций.
Подготовка к испытаниям
Для проведения всех испытаний лицо, ответственное за мероприятие, должно подготовить несколько образцов, которые выполняются в форме брусков. Размер должны быть следующие (значение указано в метрах):
- 0,2*0,2*0,8;
- 0,1*0,10*0,4;
- 0,15*0,15*0,6 (такой показатель является оптимальным для исследования).
В случае использования брусков других размеров к ним применяются масштабные коэффициенты, которые способны привести к эталону (вариант №3). Однако такие размеры имеют увеличенный вес, что в значительной степени добавляет сложности в проведении испытания.
Изготовление элементов
В период заполнения специальных форм бетонным раствором специалист должен провести армирование штыковым способом с помощью металлического стержня. Делается это для максимального уплотнения смеси. Формы должны полностью высохнуть. Отметим, что для окончательного схватывания требуется от 24 до 48 ч.
После затвердевания форм их необходимо раскрыть и полностью избавить от защитных элементов. Поверхность каждого элемента маркируется: указывается класс бетона, дата формирования, использование специальных примесей и прочие характеристики.
Хранение форм
После затвердения все элементы укладываются в лабораторный шкаф, где они должны пролежать 28 дней в абсолютно нормальных условиях. Это значит, что температура воздуха не должна превышать 20 градусов по Цельсию, а влажность 90%. В процессе хранения каждую форму поливают один раз в сутки (можно укладывать рядом увлажнённые опилки).
Испытания деталей
По истечении двадцати восьми дней лаборант достает бетонные формы и готовит их к определению прочности бетона на изгиб или растяжение. Для таких целей используется гидравлический пресс. На часть, расположенную внизу, устанавливается оборудование с двумя специальными опорами в форме ½ валиков с расстоянием между ними в 30 см. Сверху также должны присутствовать 2 опоры, установленные в центре элемента. На нижних опорах монтируется экспериментальный образец.
Затем на бетон подается нагрузка, которая распределяется равномерно, в центре давление обеспечивается за счет верхних валиков. На этапе разламывания образца пресс должен остановиться, а специалист фиксирует значение нагрузки в своем предельном максимуме. По формуле, приведённой выше, рассчитывается показатель прочности конструкции (обязательно учитывается конкретный вес, размер и выявленное в ходе испытания значение экземпляра). В качестве окончательного результата используется средний показатель 3-х вариантов формы. Все данные вносятся в специальный журнал и протоколируются в нем.
Заключение
В данном материале мы рассмотрели все особенности испытания бетона на растяжение и изгиб. Результаты, полученные в ходе исследований, являются абсолютно верными. Все представленные формулы можно смело использовать в своих экспериментах.
Строительная лаборатория ООО “Бюро “Строительные исследования” занимается испытаниями конструкций и материалов в Санкт-Петербурге и Москве
Основная специализация лаборатории:
Бесплатно вызвать лаборанта на объект или задать вопрос эксперту можно:
3. Написать нам на почту
4. А также в комментариях к публикации.
Подписывайтесь на наши социальные сети и YouTube канал, там много интересной информации и лайфхаков.
Что добавить в бетон для прочности.
Бетон, приготовленный на основе качественного цемента и качественных наполнителей, имеет достаточную прочность без внесения добавок. Тем не менее, существует ряд факторов, когда по условиям эксплуатации требуется упрочнение бетона с помощью внесения специальных присадок.
Для чего нужны добавки?
Для увеличения прочности высоконагруженных и специальных бетонных конструкций, используются специальные присадки, которые добавляются непосредственно в готовящийся цементно-песчаный или бетонный раствор.
После схватывания и полного твердения, смеси в которые были добавлены упрочнительные добавки приобретают дополнительные эксплуатационные свойства: водонепроницаемость, коррозионную стойкость, морозостойкость и существенно большую прочность на сжатие и изгиб.
Учитывая относительно высокую стоимость бетона и цементного раствора с добавками, их применение экономически целесообразно в следующих случаях:
- Повышенные требования по морозостойкости и водостойкости бетонных конструкций;
- Использование в качестве заполнителя нестандартных материалов. К примеру, очень мелкий песок;
- Изготовление высоконагруженных ЖБИ. К примеру, производство тротуарной плитки, фундаментных блоков и т.п.;
- Приготовление мелкозернистого бетона;
- Строительство монолитных зданий и сооружений, в которых используются расширяющие присадки.
Виды упрочняющих добавок для цемента
Пластификатор. На данный момент времени, лучшая добавка в цемент для прочности, повышающая прочность конструкции в среднем на 125-140%. При этом основная задача пластификатора – увеличить подвижность раствора.
Также применение добавки этого вида позволяет увеличить морозостойкость бетона на 1,5 марки, водонепроницаемость до 4 марок и сократить расход связующего на 25%. Популярный «народный» пластификатор – обычное жидкое мыло или стиральный порошок.
Ускоритель набора прочности. Задача присадки этого вида – увеличение скорости схватывания и твердения бетона и соответственное повышение его марочной прочности на изгиб и сжатие.
Самым популярным и самым недорогим ускорителем набора прочности является обычный хлористый кальций. Используется в производстве: тротуарной плитки, пенобетонных блоков, стеновых и фундаментных блоков, полистиролбетона и пр. Благодаря применению ускорителей твердение значительно сокращается время его экспозиции в форме. Соответственно повышается производительность, увеличивается выход годного, а также происходит увеличение прочности ЖБИ на несколько процентов.
Противоморозные добавки. В соответствии с названием, назначение противоморозной добавки – дать возможность проводить бетонные работы в условиях низких температур (до минус 25 градусов Цельсия).
Параллельно с этим, происходит увеличение прочности бетона, увеличение водонепроницаемости, уменьшение расслаиваемости готового бетона при транспортировке, а также улучшение удобоукладываемости. Самая популярная противоморозная добавка – нейтрализованная смола в смеси с гидрофобизатором Софексил-гель или Типром-С.
Комплексные присадки. Ускоряют твердение, увеличивают прочность, значительно уменьшают пылеотделение, увеличивают морозостойкость. В частности за счет использования комплексной присадки можно достигнуть: увеличения прочности бетона на 70-110%, при одинаковой подвижности, снижения усадки на 60-70% и двух-троекратного увеличения водопроницаемости. Одним из самых популярных видов отечественной комплексной присадки для бетона является добавка «Эластобетон»: А, Б или С (в зависимости от назначения ЖБИ или сооружения).
Тонкости применения
Все виды добавок в бетон следует разводить или растворять в теплой воде. Если добавка смешивается с цементно-песчаным раствором в жидком агрегатном состоянии, она начинает работать сразу после добавления.
Сухая присадка начнет «работать» только после полного растворения и тщательного перемешивания. Дозировка добавок зависит от конкретного материала, конкретных задач и требований инструкции предприятия изготовителя. В общем случае, количество добавок не должно превышать 1% по весу связующего (цемента).
Добавки в бетон для повышения прочности.
Прочный бетон является залогом длительной службы зданий и сооружений, которые строят с использованием этого материала. По этой причине большинство строителей задается вопросом, как увеличить прочность цементного раствора. В настоящее время с целью увеличения механической прочности бетонной смеси используют армирование с помощью металлических элементов и специальных добавок. В первом случае необходимо закупить большое количество дорогостоящих компонентов, а специальные добавки характеризуются низкими затратами времени и денег. Добавки в бетон для повышения прочности являются отменным способом увеличить не только прочность, но и влагостойкость, коррозионную стойкость и морозостойкость, устойчивость к сжатию и изгибу.
Прочность бетона при изгибе и осевом растяжении
Предел прочности при изгибе имеет большое значение для конструкций, подвергающихся изгибающим усилиям (балки, прогоны, панели перекрытий). Эта характеристика достаточно хорошо изучена для бетонов нормального твердения.
Влияние автоклавной обработки на предел прочности при изгибе проверялось нами на бетоне состава 1:2, 34:3,75 с В/Ц = 0,55 при расходе цемента 320 кг/м3. Бетон приготовлялся пластичной консистенции удобоукладываемостью 20 сек. Цементы применялись различные. Минералогический состав их представлен в табл. 1. Часть клинкера (25, 40, 50 и 60%) при помоле цемента замещалась кварцевым песком. Цемент размалывался до удельной поверхности 3000 см2/г.
Бетонные образцы размером 4x4x16 см, изготовленные на этих цементах, подвергались автоклавной обработке под давлением пара 9, 13, 17 и 21 ат в течение 8 ч и испытывались через одни сутки после запаривания. Результаты испытаний образцов на изгиб представлены на рис. 70. Минералогический состав клинкера не оказывает существенного влияния на прочность бетона автоклавного твердения при изгибе. Образцы на алитовом, мало- и среднеалюминатном цементах приобрели прочность при изгибе всего лишь на 11—13% больше, чем образцы на среднеалитовом высокоалюминатном цементе.
Добавка песка в количестве 25% повышает предел прочности бетона при изгибе на различных видах цемента. При добавлении 40% песка прочность образцов на алитовых цементах равноценна прочности бетона, полученной на чистых цементах. При больших добавках песка прочность при изгибе понижается более интенсивно у бетонов на белитовых цементах.
По данным Рейнсдорфа, при введении в портландцемент молотого песка соотношение между прочностью при изгибе и прочностью при сжатии бетона автоклавного твердения увеличивается приблизительно от 1:7,5 до 1:10,2.
Существенным фактором, влияющим на предел прочности бетона автоклавного твердения при изгибе, является давление пара при запаривании. Из рис. 70 видно, что при увеличении давления пара с 9 до 13 ат прочность при изгибе несколько увеличивается, а при дальнейшем повышении давления пара значительно снижается.
Опыты по запариванию бетона при 21 ат в течение различного времени (рис. 71) показали, что интенсивное нарастание прочности наблюдается в первые часы запаривания. Максимальное значение прочности при изгибе достигается при запаривании в течение 4—6 ч, однако абсолютное ее значение на 10—20% ниже полученного при запаривании в течение 8 ч при 9 ат. Увеличение времени запаривания при 21 ат сверх 6 ч понижает прочность бетона при изгибе. Следует отметить, что эти результаты действительны лишь для данных условий опыта. С изменением тонкости помола цемента и состава бетона оптимальное время запаривания при 21 ат может изменяться.
На рис. 72 показана кривая зависимости предела прочности при изгибе от предела прочности при сжатии для бетона, запаренного при различном давлении пара; для сравнения приведены данные для бетона, твердевшего 28 суток в нормальных условиях. При одном и том же значении прочности на сжатие бетон автоклавного твердения имеет меньшую прочность на изгиб, чем бетон нормального твердения. Повышение давления пара при автоклавной обработке сверх 13 ат в еще большей степени снижает прочность на изгиб, а поэтому не рекомендуется. Меньшее значение прочности бетона на изгиб при одной и той же
прочности при сжатии свидетельствует о повышенной хрупкости бетона автоклавного твердения, увеличивающейся по мере роста температуры запаривания.
В НИИЖБе канд. техн. наук В.С. Булгаков и инж. Л.П. Гиренко исследовали физико-механические свойства высокопрочных бетонов нормального и автоклавного твердения. Запаривание образцов из бетона, данные о котором приведены в табл. 28, производилось через 30 ч после изготовления по режиму 3+8+3 ч при 9 ат. Образцы испытывались через 14 суток после запаривания.
Предел прочности на растяжение при изгибе определялся в соответствии с ГОСТ 10180—62 на балках размером 15х15х55 см. Для замера деформаций на нижней и боковых гранях образца перед испытанием наклеивались тензодатчики (в зоне максимальных моментов). Нагрузка давалась двумя грузами ступенями, равными 0,1 разрушающей. Предел прочности бетона на растяжение при изгибе вычислялся по формуле
В соответствии с ГОСТ 10180—62 коэффициент К в этой формуле для балок размером 15х15x55 см принят равным 1. Разрушение балок происходило в зоне максимальных моментов.
С ростом прочности при сжатии прочность на растяжение при изгибе также увеличивается. При этом отношение Rр*и/Rсж для бетона автоклавного твердения лишь незначительно ниже, чем для бетона нормального твердения.
Прочность бетона при осевом растяжении определялась путем испытания призматических образцов с уширениями на концах.
Рабочая часть образца была размером 10х10х40 см. Чтобы исключить разрушение образцов в оголовках, в них были поставлены арматурные каркасы. Образец имел плавный переход от уширения к рабочему сечению. Оголовки имели отверстия, образованные трубками, закладывавшимися при изготовлении образца. В эти отверстия при испытании вставлялся штырь захватного приспособления.
Перед испытанием на боковые поверхности образца наклеивались тензодатчики для определения деформаций при растяжении. Образец укреплялся в прессе с помощью захватов. Нагрузка на образец прикладывалась также ступенями, равными 0,1 разрушающей. Результаты испытания образцов при осевом растяжении приведены в табл. 29.
Как видно из таблицы, прочность на осевое растяжение с ростом марки бетона увеличивается незначительно. При этом отношение прочности при осевом растяжении к прочности при сжатии бетона высоких марок практически одинаковое.
Учитывая то обстоятельство, что при автоклавной обработке прочность бетона при сжатии более высокая, чем у бетона нормального твердения, получаемые при этом результаты испытаний прочности бетона при изгибе можно признать удовлетворительными. Ограничение области применения бетонных и железобетонных изделий автоклавного твердения возможно по другим показателям, а не по пределу сопротивления бетона изгибу или осевому растяжению.
Проф. Г.Д. Цискрели, исследовавший влияние условий влажностного состояния бетона на его физико-механические свойства, установил, что увлажнение повышает со временем прочность на растяжение тяжелых бетонов, изготовленных из подвижных смесей.
Читайте также: