Юрины заметки про Бетон

Этот процесс отличается от пропаривания при атмосферном давлении как по технологии, так и по природе получаемого продукта.

Поскольку создается давление выше атмосферного, то камера пропаривания должна представлять собой резервуар высокого давления со снабжением влажным паром, при этом необходим избыток воды, так как нельзя допускать, чтобы перегретый пар входил в контакт с бетоном.

Пропаривание при повышенном давлении впервые было применено при производстве силикатного кирпича и до сих пор успешно применяется для этой цели. В области бетона автоклавная обработка обычно применяется для сборных элементов как из тяжелого, так и из легкого бетона в тех случаях, когда требуется одна из следующих характеристик: а) высокая прочность в раннем возрасте (28-суточная прочность может быть достигнута за 24 ч)\ б) повышенная долговечность (улучшается сопротивление бетона сульфатной агрессии к другим формам химического воздействия, а также замораживанию и оттаиванию, уменьшаются выцветы); в) низкая усадка и пониженная влагопередача.

Оптимальная температура обработки была установлена экспериментальным путем. Она составляет около 176° С, что соответствует давлению насыщенного пара 8,4 кгс/см2.
Прочитать подробнее »

Воздух вовлеченный в бетон при помощи специальных веществ является полезным компонентом. Этот воздух следует отличать от случайно защемленного воздуха. Он отличается по величине образуемых воздушных пор: поры от вовлеченного воздуха имеют размер порядка 0,05 см, а случайно защемленный воздух образует значительно большие поры, почти такие же, как раковины на поверхности бетона.

Вовлеченный воздух образует замкнутые поры в цементном камне вследствие отсутствия сквозных каналов для пропуска воды. Проницаемость бетона не меняется. Поры не заполняются продуктами гидратации цемента, так как гель может образоваться только б воде.

Повышенная морозостойкость бетона с воздухововлекающими добавками была открыта случайно, когда заметили, что при помоле цемента с добавкой гидролизованной крови в качестве интенсификатора помола бетон получался более долговечным, чем при помоле без интен-сификаторов.

Основные группы воздухововлекающих добавок:
а) животные и растительные жиры и масла и их жирные кислоты;
б) природные древесные смолы, которые, реагируя с известью цемента, образуют растворимые соединения. Смолы могут быть предварительно нейтрализованы Na(OH) с образованием водорастворимого мыла (например, винсол);
в) смачивающие вещества, такие, как щелочные соли сульфатов и сульфонатов органических соединений (например, дарекс). Существует большое количество фирменных названий воздухововлекающих добавок, но применению их должна предшествовать проверка в бетонной смеси.
Прочитать подробнее »

В случае дорожных покрытий мороз не только непосредственно влияет на долговечность бетона, но и обусловливает необходимость применения солей, понижающих температуру замерзания воды.

Для этой цели обычно применяют NaCl и СаС12; их периодическое воздействие при чередовании замораживания и оттаивания приводит к поверхностному шелушению бетона. Соли создают осмотическое давление и вызывают движение воды к верхней плоскости плиты, на которой она замерзает. Так как наибольшие разрушения наблюдаются при
относительно низкой концентрации солей в бетоне (2—4%), Фербек и Кли-гер считают, что имеет место преимущественно физический, а не химический механизм разрушения. Действительный механизм, в результате которого соли-антиобледенители вызывают шелушение бетона, еще не выяснен.

Применение воздухововлекающих добавок делает бетон значительно более стойким к поверхностному разрушению, но причина этого влияния вовлеченного воздуха-еще не установлена.
Прочитать подробнее »

В статически неопределимых системах ползучесть способствует уменьшению напряжений, вызванных усадкой, действием температуры и перемещением опор. Во всех бетонных конструкциях ползучесть уменьшает внутренние напряжения, обусловленные неоднородностью усадки, что приводит к повышению трещиностойкости конструкции.

С другой стороны, в массивных бетонных элементах сама ползучесть может способствовать образованию трещин, когда бетонная масса, не имеющая возможности свободно деформироваться, подвергается действию температурных перепадов, вызванных тепловыделением при гидратации бетона и последующим охлаждением. Ползучесть уменьшает сжимающие напряжения, вызванные быстрым подъемом температуры, так что остаточное сжатие исчезает, как только начинается охлаждение бетона.

При дальнейшем охлаждении в бетоне развиваются растягивающие усилия, и, поскольку величина ползучести уменьшается с возрастом, в нем могут образовываться трещины даже до того, как температура достигает начального уровня. По этой причине температуру внутри больших бетонных массивов следует контролировать путем использования цемента с умеренной экзотермией, снижением содержания цемента в бетоне, предварительным охлаждением составляющих бетонной смеси, сокращением высоты бетонных слоев и охлаждением бетона с помощью воды, циркулирующей по трубам, уложенным в бетоне.
Прочитать подробнее »

Поскольку бетон во многих случаях применяют со стальной арматурой, то значительный интерес представляет прочность сцепления между этими двумя материалами.

Сцепление возникает главным образом в результате трения и сцепления между бетоном и сталью, а также под действием усадки бетона. Сцепление, однако, зависит не только от свойств бетона, но также от механических свойств стали и ее положения в бетоне. Рассмотрение влияния этих факторов на сцепление выходит за рамки данной книги.

В основном сцепление зависит от прочности бетона, сила сцепления примерно пропорциональна прочности бетона при сжатии и составляет около 210 кгс/см2. Для бетона повышенной прочности повышение сцепления постепенно замедляется, и в конечном счете это увеличение становится несущественным.
Прочитать подробнее »

Существуют особые проблемы бетонирования при жаркой погоде, возникающие вследствие как высокой температуры бетона, так и усиленного испарения воды из свежеуложенной смеси. Эти проблемы связаны с перемешиванием, укладкой и уходом за бетоном.

Повышение температуры свежеуложенного бетона приводит к более быстрой гидратации, а следовательно, и к ускоренному схватыванию и меньшей прочности затвердевшего бетона. Кроме того, быстрое испарение может привести к пластической усадке и образованию волосных трещин в бетоне, а последующее охлаждение затвердевшего бетона вызовет растягивающие напряжения. Обычно считают, что пластическая усадка возможна, если скорость испарения превышает скорость водоотделения на поверхности.

Однако недавно было показано, что трещины образуются и под слоем воды и лишь становятся заметными после высыхания. На основании этого можно предположить, что растрескивание связано с различной усадкой свежеуложенного бетона, вызванной наличием препятствий усадке, таких, как крупный заполнитель или арматура. С другой стороны, снижение относительной влажности внешней среды также вызывает растрескивание. В любом случае тонкостенные конструкции, такие, как покрытия-оболочки, не следует бетонировать в условиях жаркого и сухого климата.

Пластическая усадка, по-видимому, связана с некоторыми физическими характеристиками цемента, но эта проблема в полном объеме еще подлежит изучению.

Имеются и другие осложения при приготовлении бетона в условиях жаркого климата: воздухововлечение становится более трудным, хотя с этим можно бороться, употребляя большие количества воздухововле-кающих добавок. Уход за бетоном также создает дополнительные проблемы, так как вода, которой увлажняют бетон, быстро испаряется. Использование различных пленкообразующих средств при уходе за бетоном недостаточно, это ведет к снижению его прочности на сжатие по сравнению с применением постоянного увлажнения.
Прочитать подробнее »

Мы уже выяснили, как определить зерновой состав заполнителя, но нам еще остается определить, удовлетворяет ли полученный зерновой состав требованиям технических условий. Каковы же признаки кривой рационального зернового состава?

Так как прочность бетона в уплотненном состоянии с заданным водоцементным отношением не зависит от зернового состава заполнителя, то зерновой состав является важным лишь постольку, поскольку он влияет на удобоукладываемость бетонной смеси. Интенсивность нарастания прочности бетона, соответствующая данному водоцементному отношению, требует полного уплотнения бетонной смеси, которое в свою очередь может быть достигнуто только на достаточно удобоук-ладываемой смеси.

Поэтому необходимо готовить такую бетонную смесь, которая может быть максимально уплотнена с умеренными затратами труда.

Следует отметить, что существует множество кривых рациональных зерновых составов заполнителя. Помимо физических требований не следует забывать и об экономических соображениях, а именно бетон должен быть приготовлен на дешевых материалах, поэтому нецелесообразно предъявлять жесткие требования к зерновому составу заполнителя.

Считают, что основными факторами, определяющими зерновой состав заполнителя, являются: удельная поверхность заполнителя, которая определяет количество воды, расходуемое на увлажнение поверхности зерен; относительный объем заполнителя, занимаемый его зернами; удобоукладываемость бетонной смеси и склонность к расслоению.

Следует отметить, что требования удобоукладываемости бетонной смеси и нерасслаиваемости в некоторой степени противоречивы. Чем легче происходит плотная укладка зерен различного размера, т.е. размещение мелких зерен в пустотах между более крупными зернами, тем легче такие мелкие зерна могут выделяться из этих пустот. В правильно составленной бетонной смеси не следует допускать, чтобы раствор отделялся от крупного заполнителя. Прочитать подробнее »

Бетон необходимой прочности, тщательно уложенный, долговечен в обычных условиях эксплуатации. Но если нужна не высокая прочность, а повышенная долговечность, то водоцементное отношение определяется требованиями долговечности.

Рекомендуемые величины максимального водоцементного отношения для различных условий эксплуатации. Приведены требования Американского института бетона. Не следует забывать также о применении воздухововлекающих добавок.

При возможности химических воздействий на бетон должен быть применен определенный вид цемента. Если единственным требованием долговечности является морозостойкость, выбор типа цемента определяется другими условиями, например быстрым нарастанием прочности или высоким тепловыделением при бетонировании в холодную погоду.
Прочитать подробнее »

Если этого не сделать, значительное количество воды будет абсорбировано заполнителем при перемешивании, что приведет к увеличению объемной массы бетона и снижению его теплоизоляционных свойств.

При применении легкого заполнителя в железобетоне следует обратить особое внимание на защиту арматуры от коррозии. Для этой цели применяют покрытие арматуры жирным цементным раствором, увеличенный защитный слой или оштукатуривание легкобетонной поверхности. В бетонах на топливных шлаках опасность коррозии увеличивается вследствие присутствия серы в заполнителе, в этом случае защитное покрытие арматуры обязательно.

Для всех бетонов на легких заполнителях характерны большая влагопроводность, чем в случае бетонов нормального веса, и большая усадка (на 5—40% больше, чем у обычных бетонов). У бетонов на керамзите, а также на шлаковой пемзе усадка меньше.
Прочитать подробнее »

Хотя бетон обычно не предназначен для работы на растяжение, важно знать величину его прочности на растяжение для оценки нагрузки, при которой начнется образование трещин. Отсутствие трещин чрезвычайно важно для сохранения непрерывности бетонной конструкции и во многих случаях для предупреждения коррозии арматуры.

Проблема тре-щинообразования возникает, например, при применении высокопрочной стальной арматуры или при развитии диагональных напряжений, возникающих при действии сдвигающей силы, но наиболее частой причиной трещинообразования являются задержка усадки и температурные градиенты. Оценка прочности бетона на растяжение помогает понять поведение железобетона, хотя при фактических расчетах при конструировании во многих случаях не принимают во внимание прочность на растяжение.

Прямое приложение растягивающей силы, без эксцентриситета, создать трудно; кроме того, оно осложняется и вторичными напряжениями, создаваемыми, например, захватами или забетонированными стержнями, хотя недавно было показано, что с некоторым успехом приложение прямого растяжения может быть достигнуто с использованием принципа клещей.
Ввиду этих трудностей предпочтительно измерять прочность бетона на растяжение путем изгиба неармированного прямого бетонного бруса.

Теоретическое максимальное растягивающее напряжение, которое создается в нижних волокнах испытываемой балки, известно под названием предела прочности при изгибе. Определение «теоретическое» относится к предположению, что напряжение пропорционально расстоянию от нейтральной оси балки. Известно, что форма эпюры напряжений, близких к разрушающим, не является треугольной.

Таким образом, предел прочности при изгибе превышает прочность бетона на растяжение и дает более высокое значение прочности, чем то, которое могло бы быть получено при прямом растяжении образцов, сделанных из того же бетона. Тем не менее данное испытание очень полезно, особенно в связи с проектированием дорожных плит и взлетнопосадочных дорожек на аэродромах, так как напряжение при изгибе является здесь критическим фактором.

Величина предела прочности на изгиб зависит от размеров балки и более всего от условий нагружения. Применяются две системы: центральная нагрузка посреди пролета, которая дает треугольное распределение изгибающего момента с максимальным напряжением только в одном сечении балки, и симметричная нагрузка в двух точках, создающая постоянный изгибающий момент между двумя точками.

При применении последнего метода часть нижней поверхности балки— обычно 7з пролета — подвергается максимальному напряжению и критическое трещинообразование может начаться в любой части пролета, недостаточно прочной, чтобы выдержать напряжение. С другой стороны, при центрально приложенной нагрузке разрушение обычно происходит только при ослаблении прочности волокон, расположенных под точкой приложения нагрузки. Это утверждение не является строгим, так как при напряжении в волокнах, меньшем, чем в балке, может также произойти разрушение.
Прочитать подробнее »