Юрины заметки про Бетон

До сих пор мы рассматривали только проблему продолжительности ухода, но, как указывалось ранее, температура в период ухода также влияет на скорость реакции гидратации и соответственно влияет на развитие прочности бетона.

Это влияние которого получены из опытов на образцах, изготовленных, изолированных и выдержанных при разных температурах.

Так как прочность бетона зависит как от возраста, так и от температуры, мы можем сказать, что прочность является функцией от 2 (время X X температура). По экспериментальным данным бетон имеет начальную температуру 13° С; это объясняется тем, что при температурах от точки замерзания воды до —11° бетон показывает наибольшее увеличение прочности с течением времени, но, разумеется, недопустимо действие низкой температуры, пока не произойдет схватывание бетона и прочность не достигнет достаточной величины, чтобы противостоять разрушениям под действием мороза.

Обычно требуется «выжидательный период» — 24 ч.
Зрелость измеряется в градусо-часах или градусо-сутках. Зависимость прочности от зрелости бетона имеет прямолинейный характер.
Прочитать подробнее »

Известно, что в метрической системе единиц плотность материала численно равна его удельному весу, хотя удельный вес есть безразмерная величина, в то время как плотность выражают в г/см3.

В английской системе единиц плотность, выражаемую в фунт/футу можно вычислить -путем умножения удельного веса материала на объемный вес воды (равный 62,4 фунт/фут3).

Следует помнить, что так определяют плотность только отдельных зерен заполнителя. При необходимости дозирования заполнителя по объему или пересчета расхода материала по весу в количество материала по объему важно знать насыпной объемный вес заполнителя, т. е. вес единицы объема заполнителя в насыпном состоянии (вместе с пустотами).

Величина насыпного объемного веса заполнителя зависит от того, насколько плотно уложены в массе его зерна. Следовательно, для заполнителя определенного удельного веса его насыпной объемный вес зависит от зернового состава и формы зерен заполнителя. Повышению насыпного объемного веса заполнителя способствует возможность заполнения4 пустот между крупными зернами более мелкими частицами. На плотность укладки зерен в массе заполнителя сильное влияние оказывает форма зерен.

Для крупного заполнителя определенного удельного веса можно сказать, что чем выше его насыпной объемный вес, тем меньше пустот должно быть заполнено цементно-песчаным раствором. Одно время данные испытания по определению насыпного объемного веса использовали в качестве основы при подборе состава бетона.

Получаемое в результате испытаний значение насыпного объемного веса заполнителя зависит не только от различных свойств материала, определяющих возможную пустотность заполнителя, но и от его фактического уплотнения в каждом отдельном случае. Например, если все зерна заполнителя одного размера и имеют сферическую форму, то их наиболее плотная укладка достигается при расположении центров зерен в вершинах воображаемого тетраэдра. В этом случае насыпной объемный вес заполнителя составляет 0,74 от величины удельного веса его зерен. При наиболее свободной укладке зерен их центры располагаются в углах воображаемых кубов, и в этом случае насыпной объемный вес составляет лишь 0,52 от удельного веса зерен заполнителя.
Прочитать подробнее »

Если вместо дозировки и перемешивания на строительной площадке бетон доставляется готовым для укладки с завода, то его называют готовой бетонной смесью, или товарным бетоном. Этот вид бетона применяется широко во многих странах, так как он имеет много преимуществ по сравнению с классическим методом его приготовления.

Товарный бетон применим на тесных площадках или при дорожном строительстве, где мало места для бетономешалок и для больших складов заполнителя, но, по-видимому, самым большим преимуществом товарного бетона является то, что он может быть приготовлен в условиях лучшего контроля, чем тот, который возможен на любой, даже большой строительной площадке. Контроль должен быть усиленным, но, поскольку бетонный завод работает в условиях, близких к фабричным, на нем возможен действительно строгий контроль всех операций. Достаточная осторожность при транспортировании бетона обеспечивается также при менением автобетономешалок, но укладка и уплотнение остаются на ответственности персонала площадки. Товарный бетон можно считать по природе более близким к фабричному продукту, почти сравнивать его со сталью, так как неоднородность свойств, связанная с приготовлением бетона на месте, здесь устраняется.

Применение товарного бетона также весьма выгодно в случаях, когда нужны лишь небольшие количества бетона или когда бетон укладывают только через определенные интервалы. Обычно цена товарного бетона несколько выше, чем бетона, приготовленного на строительной площадке, но это может перекрываться экономией на цементе, а также экономией на организации площадки и штатах технического надзора.

Следует отметить, что домешивание отличается от перемешивания только скоростью вращения бетономешалки: скорость домешивания — в пределах 2—6 об/мин, скорость перемешивания — 4—16 об/мищ таким образом, оба этих процесса частично перекрываются.

Описание деталей оборудования бетонного завода не входит в содержание данной книги; достаточно лишь сказать, что они обычно в значительной степени автоматизированы. В бетономешалке большой емкости может замешиваться до 8 ингредиентов, при этом их количество точно распределяется и автоматически регистрируется для контроля. Для всего этого процесса нужен только один оператор.
Прочитать подробнее »

Вибратор этого типа жестко крепится к опалубке, покоящейся на эластичной основе, так что вибрируются и опалубка, и бетон. В результате этого значительное количество работы затрачивается на вибрирование опалубки, которая должна быть прочной и хорошо закрепленной, чтобы предупредить ее повреждение и утечку раствора.

Принцип работы поверхностного вибратора таков же, как и глубинного, но частота обычно колеблется в пределах 3000—6000 кол/мин, хотя некоторые вибраторы достигают 9000 кол/мин. Выходная мощность варьирует от 80 до 1100 вт.

Наружные вибраторы применяют при производстве сборных бетон-ных панелей, часто имеющих такую толщину и форму, что глубинный вибратор не может быть использован.
Прочитать подробнее »

Мы уже видели, что повышение температуры при твердении ускоряет химические реакции гидратации и таким образом благотворно воздействует на рост прочности бетона в ранние сроки без каких-либо отрицательных последствий, влияющих на последующую прочность.

Однако более высокая температура при укладке и схватывании, хотя и повышает очень раннюю прочность, может неблагоприятно повлиять на прочность в возрасте от 7 суток и больше. Это объясняется тем, что при быстрой начальной гидратации образуются продукты с более плохой физической структурой, возможно более пористой, поэтому значительная часть пор всегда остается незаполненной.

Из отношения гель:пространство вытекает, что это может привести к более низкой прочности по сравнению с менее пористым цементным камнем, хотя в нем происходила медленная гидратация, в конечном счете в таком цементном камне достигается высокое отношение гель: пространство.

Интересно отметить, что даже бетон, изготовленный при 4,4° С и хранившийся при низкой температуре (—3,9° С) в течение четырех недель, а затем при 23,9° С после трех месяцев, прочнее такого же бетона, хранившегося при постоянной температуре 23,9° С. Типичные кривые для бетона с расходом портландцемента 305 кг/м3 при 4,5% вовлеченного воздуха. Подобное поведение наблюдалось, когда использовался быстротвердеющий портландцемент и модифицированный цемент. В бетонах с добавкой хлористого кальция вредное воздействие высокой температуры в период схватывания ослабляется.

Повышение прочности, вызванное добавлением хлористого кальция, зависит от температуры бетона и пропорционально возрастает с понижением температур. Например, при 12°С добавление 2% повышает односуточную прочность на 140%, а относительное увеличение в той же смеси при 48,9° С дает только 50%. Подобного поведения следовало ожидать, поскольку степень гидратации при более высоких температурах выше даже без катализатора, так что для действия СаС1.

Все описанные до сих пор опыты проводили в лаборатории, и, по-видимому, режим на строительной площадке в жарком климате не может быть таким же. Существуют некоторые дополнительные факторы воздействия: влажность окружающей среды, прямая радиация солнца, скорость ветра и метод ухода. Следует напомнить также, что качество бетона зависит от его температуры, а не от температуры окружающей атмосферы. К тому же уход путем орошения в ветреную погоду приводит к потере тепла в результате испарения, так что температура бетона будет ниже, чем при применении изолирующих пленок.

Шалон установила, что испарение непосредственно после изготовления благоприятно, возможно, потому, что вода испаряется из бетона в то время, когда капилляры еще могут разрушаться, что уменьшает эффективно водоцементное отношение. Если, однако, испарение приведет к высыханию поверхности, то может возникнуть пластическая усадка и образование трещин. Прочитать подробнее »

Этот тип вибраторов из имеющихся нескольких типов является, по-видимому, самым распространенным. Он состоит из булавы, в которой находится эксцентрик, соединенный гибким валом с мотором. Булава погружается в бетон и действует на него с приблизительно гармоническими усилиями, отсюда и название — глубинный вибратор, или вибробулава.

Частота вибрирования может достигать до 12 000 циклов в минуту; частота от 3000 до 5000 считается минимумом при ускорении не менее 4 g.
Вибратор легко перемещается с места на место и обрабатывает участки в радиусе от 0,6 до 0,9 м в течение 5—30 сек в зависимости от консистенции смеси, хотя для некоторых смесей требуется до 2 мин. Практически полное уплотнение может быть установлено по виду поверхности бетона, которая не должна быть пористой и не должна содержать избытка раствора.

Рекомендуется постепенное удаление вибратора со скоростью около 8 см/сек, чтобы отверстие, оставленное им, полностью заплыло и не был задержан воздух. Вибратор следует погружать на вск> глубину свежеуложенного бетона и в слой, расположенный ниже, если еще пластичен или может стать пластичным вновь.

Таким образом, устраняется зона контакта, являющаяся слабым местом на стыке двух слоев, и создается монолитный бетон. При толщине слоя более 0,6 м вибратор не может полностью удалить воздух из нижних частей слоя.
Прочитать подробнее »

Первоначальная идея об использовании заполнителя в бетоне в качестве инертного материала может быть распространена на включение крупных камней в обычный бетон. Таким образом, фактический выход бетона по объему при заданном расходе цемента возрастает.

Камни используют в массивных бетонных конструкциях, размер их может достигать в поперечнике до 30 см. Объем камней не должен превышать 30% общего объема бетона, при этом камни должны быть равномерно распределены во всей массе бетона.

На практике это достигается путем укладки слоя обычного бетона с последующим распределением по нему камней, после чего укладывают следующий слой бетона и т. д. Каждый слой обычного бетона должен быть не меньше чем двойная толщина камней.
Прочитать подробнее »

Загустевание бетонной смеси со временем не следует смешивать с процессом схватывания цемента. В первом случае часть воды поглощается заполнителем, часть теряется при испарении, особенно если бетон подвергается воздействию солнца или ветра, часть удаляется в результате химических реакций. Коэффициент уплотнения снижается почти на 0,1 за 1 ч с момента перемешивания; точная величина потери удобоукладываемости меняется в зависимости от расхода цемента, его вида, температуры бетона и начальной удобоукладываемости. Зависимости «осадка конуса —время», полученные Эвансом.

Ввиду быстрого изменения консистенции, а также потому, что нас интересует удобоукладываемость к моменту укладки, т. е. через некоторое время после приготовления смеси, предпочтительно проведение испытаний не ранее чем через 15 мин после приготовления бетонной смеси.

Удобоукладываемость смеси зависит также и от температуры окружающей среды, хотя, строго говоря, мы имеем дело с температурой самого бетона. Влияние температуры на осадку конуса бетонной смеси, приготовленной в лаборатории: в жаркий день количество воды в бетс)не следовало бы увеличивать для поддержания постоянной удобоукладываемости. По мере повышения температуры бетонной смеси возрастает процентное содержание воды, необходимое для того, чтобы вызвать изменение осадки конуса на 2,5 см.

Интересно, что проведенные недавно в жарком климате исследования Шалон не подтвердили потерю удобоукладываемости с увеличением температуры. При повышении температуры до 40° С и при относительной влажности 20—70% влияния температуры на изменение осадки конуса не наблюдалось. Только при температуре выше 50° С или при влажности менее 20% осадка конуса быстро увеличивалась.
Прочитать подробнее »

Здесь будет дано краткое описание различных способов ухода, так как существует множество практических режимов, зависящих от условий на площадке, размеров, формы и положения деталей.

В том случае, когда выдерживаются детали с небольшим соотношением поверхности и объема, перед укладкой бетона можно формы смазать маслом и увлажнить; формы можно также увлажнять во время твердения, а после распалубки бетон должен быть увлажнен распылением воды и закрыт полиэтиленовыми листами или другими материалами.

Бетонирование элементов с большой поверхностью бетона, таких, как дорожные плиты, представляет более серьезную проблему. Для предотвращения образования волосных трещин на поверхности при высыхании следует предотвратить потерю воды даже до схватывания. Поскольку бетон в данное время малопрочен, необходимо покрыть поверхность бетона. Эта защита требуется только в сухую погоду, но может быть также полезна для предохранения поверхности свежего бетона от дождя.

Когда бетон схватился, влажное выдерживание обеспечивается контактом бетона непосредственно с водой. Это может быть достигнуто распылением или поливкой, а также покрытием бетона мокрым песком или землей либо древесными опилками или соломой. Можно применять периодически увлажняемые хлопковые маты или маты из пеньки и джута, пропитанные битуминозным составом, или на поверхность бетона можно нанести абсорбирующее покрытие, поглощающее воду.
Прочитать подробнее »

Следует с самого начала отметить, что никакое истинное сравнение невозможно, так как каждым методом определяется поведение бетонной смеси в различных условиях. Особенности применения каждого метода уже упоминались.

Испытание уплотнения тесно связано с величиной, обратной удобоукладываемости, а метод изменения формы и метод Вебе являются прямыми функциями удобоукладываемости. Проба Вебе определяет свойства бетонной смеси при вибрировании по сравнению с условиями свободного падения при определении коэффициента уплотнения и встряхиванием при испытании на изменение формы.

Все три метода пригодны в лабораторных условиях, а аппарат для определения коэффициента уплотнения наиболее пригоден для применения непосредственно на строительстве. Зависимость между коэффициентом уплотнения и временем Вебе, но она применима только к испытанным смесям и ее не следует обобщать. Для специальных составов отношение между коэффициентом уплотнения и осадкой конуса было также установлено, но, поскольку такое отношение является функцией свойств смеси, цифры здесь не приводятся.

Испытание пластичности весьма важно для оценки связности смесей в лабораторных условиях.
Прочитать подробнее »