Марка бетона и методика ее определения


Stroymaterialy_-_2_semestr2

Непосредственно перед испытанием поверхности образцов, прилегающие к плитам пресса, протираются сухой тканью.

Предел прочности при изгибе гипсового образца вычисляется как среднее арифметическое значение двух наибольших результатов испытаний трех образцов.

Предел прочности затвердевшего гипса при сжатии определяется как среднее арифметическое значение результатов испытаний трех образцов. В случае,если наименьший результат испытания одного из трех образцов отличается более чем на 20 % от следующего большего значения, вычисление среднего предела прочности производится по двум наибольшим результатам.

Расчет предела прочности образцов при изгибе и при сжатии производится с точностью до 1 кгс/см2и вычисляется по формулам:

где R изг – предел прочности при изгибе, кг/ см2;

Pман – показания манометра, кг/см2;

Fпорш – площадь поршня, см2;

b – ширина балочки, см;

h – высота балочки, см.

где Rсж – предел прочности при сжатии, кг/ см2;

Sобр – площадь образца, см2.

  • Методика определения нормальной густоты портландцемента. Нормальной густотой цементного теста считают такую консистенцию его, при которой пестик прибора Вика, погруженный в форму, заполненную тестом, не доходит на 5-7 мм до пластинки, на которой установлена форма. Нормальную густоту цементного теста характеризуют количеством воды затворения, выраженным в процентах от массы цемента. Для ручного приготовления цементного теста отвешивают 400 г цемента, высыпают в чашу, предварительно протертую влажной тканью. Затем делают в цементе углубление, в которое вливают в один прием воду в количестве, необходимом (ориентировочно) для получения цементного теста нормальной густоты. Углубление засыпают цементом и через 30 с после прилипания воды сначала осторожно перемешивают, а затем энергично растирают тесто лопаткой. Продолжительность перемешивания и растирания составляет 5 мин с момента приливания воды. После окончания перемешивания форму быстро наполняют в один прием цементным тестом и 5-6 раз встряхивают его, постукивая пластинку о твердое основание. Поверхность теста выравнивают с краями формы, срезая избыток теста ножом, протертым влажной тканью. Немедленно после этого приводят пестик прибора в соприкосновение с поверхностью теста в центре кольца и закрепляют стержень стопорным устройством, затем быстро освобождают его и предоставляют пестику свободно погружаться в тесто. Через 30 с с момента освобождения стержня производят отсчет погружения по шкале. Форма с тестом при отсчете не должна подвергаться толчкам. При несоответствующей консистенции цементного теста изменяют количество воды и вновь затворяют тесто, добиваясь погружения пестика на глубину 5-7 мм до пластинки. Количество добавляемой воды для получения теста нормальной густоты определяют с точностью до 0,25 %.

  • Методика определения сроков схватывания портландцемента. Иглу прибора Вика доводят до соприкосновения с поверхностью цементного теста нормальной густоты, приготовленного и уложенного в форму. В этом положении закрепляют стержень стопором, затем освобождают стержень, давая игле свободно погружаться в тесто. В начале испытания, пока тесто находится в пластичном состоянии, во избежание сильного удара иглы о пластинку допускается слегка ее задерживать при погружении в тесто. Как только тесто загустеет настолько, что опасность повреждения, иглы будет исключена, игле дают свободно опускаться. Момент начала схватывания определяют при свободном опускании иглы. Иглу погружают в тесто через каждые 10 мин, передвигая кольцо после каждого погружения для того, чтобы игла не попадала в прежнее место. После каждого погружения иглу вытирают. Началом схватывания цементного теста считают время, прошедшее от начала затворения (момента прилипания воды) до того момента, когда игла не доходит до пластинки на 2-4 мм. Концом схватывания цементного теста считают время от начала затворения до момента, когда игла опускается в тесто не более чем на 1-2 мм.

  • Методика определения прочностных характеристик цементного камня. Отвешенные песок и цемент высыпают в предварительно протертую мокрой тканью сферическую чашу, перемешивают цемент с песком в течение 1 мин. Затем в центре сухой смеси делают лунку, вливают в нее воду (В/Ц=0,40), дают воде впитаться в течение 0,5 мин и перемешивают смесь в течение 1 мин. По окончании перемешивания заполняют раствором форму-конус на половину высоты и уплотняют 15 штыкованиями металлической штыковкой. Затем наполняют конус раствором с небольшим избытком и штыкуют 10 раз. После уплотнения верхнего слоя избыток раствора удаляют ножом, расположенным под небольшим углом к торцевой поверхности конуса, заглаживая с нажимом раствор вровень с краями конуса, затем конус снимают в вертикальном направлении. Нож предварительно протирают влажной тканью. Расплыв конуса с В/Ц=0,40 должен быть в пределах 106-115 мм. Если расплыв конуса окажется менее 106 мм, количество воды увеличивают для получения расплыва конуса 106-108 мм. Если расплыв конуса окажется более 115 мм, количество воды уменьшают для получения расплыва конуса 113-115 мм. Водоцементное отношение, полученное при достижении расплыва конуса 106-115 мм, принимают для проведения дальнейших испытаний. Для каждого установленного срока испытаний изготовляют по три образца (одна форма). Для уплотнения, раствора форму балочек с насадкой, закрепляют в центре виброплощадки, плотно прижимая ее к плите. Форму по высоте наполняют приблизительно на 1 см раствором и включают вибрационную площадку. После изготовления образцы в формах хранят (24±1) ч в ванне с гидравлическим затвором или в шкафу, обеспечивающем относительную влажность воздуха не менее 90 %. Затем образцы осторожно расформовывают и укладывают в ванны с питьевой водой и горизонтальном положении так, чтобы они не соприкасались друг с другом. Вода должна покрывать образцы не менее чем на 2 см. Воду меняют через каждые 14 сут. Температура ее при замене должна быть (20±2)°С; как и при хранении образцов. По истечении срока хранения образцы вынимают из воды и не позднее чем через 30 мин подвергают испытанию.

Качество песка для бетона должно соответствовать нормам ГОСТ по зерновому составу, крупности и содержанию вредных примесей (органических, сернокислых и сернистых соединений и слюды, а также глинистых частиц). Зерновой (гранулометрический) состав песка является наилучшим, если песок содержит зерна разных размеров, причем более мелкие зерна располагаются в пустотах между более крупными, а в целом обеспечивается наименьший объем пустот, требующих заполнения цементным тестом при изготовлении плотного бетона. Гранулометрический состав песка оценивают путем просеивания его через стандартный набор сит. Для просеивания песка применяют сита № 5; 2,5; 1,25; 063; 0315; 014. Перед просевом частицы крупнее 5 мм удаляют. При просеве на каждом сите получают остаток в граммах. Вычислив его в процентах от веса всей пробы, определяют частные остатки, а складывая последовательно частные остатки, начиная с остатка на самом крупном сите, получают полные остатки А (в %)• По полным остаткам строят кривую просеивания и наносят ее на стандартный график, на котором в заштрихованной области находятся зерновые составы песков, допускаемых для бетона. Если кривая просеивания исследуемого песка попадает в незаштрихованную область, значит зерновой состав этого песка неудовлетворителен и его применение вызовет перерасход цемента. В таких случаях песок рекомендуется рассеивать на 2 фракции — крупную и мелкую.

За наибольшую крупность песка принимают размер того сита, на котором впервые остается до 5% от веса всей пробы. Для оценки крупности песка применяют безразмерный показатель — модуль крупности (Мкр). Его вычисляют, деля на 100 сумму пол-пых остатков на ситах от № 2,5 до № ,014 Для бетона Содержание в песке органических примесей определяют ка-чественным цветовым (колориметрическим) методом. Для этого пробу оставляют в покое на 24 ч. Если через 24 ч цвет раствора над песком изменится, значит в песке есть органические примеси: при светло-желтом цвете раствора их мало, при красно-коричневом—много. Из смеси едкого натра, танина и спирта для сравнения приготовляют эталонный раствор. Пески, дающие окраску темнее, чем у эталонов, считают непригодными для бетона. Количество пылевидных и глинистых частиц определяют от-мучиванием, промывая песок до полного осветления воды. По потере в весе вычисляют содержание пыли и глины в процентах. Песок природный должен содержать этих примесей не более 3% по весу, песок дробленый — не свыше 5%. рекомендуется применять крупные и средние пески с модулем крупности 2—3,25.

Заполнители для тяжелых и мелкозернистых бетонов должны соответствовать требованиям ГОСТ 26333.

В качестве крупных заполнителей для тяжелых бетонов используют щебень и гравий из плотных горных пород по ГОСТ 8267, а также щебень из попутно добываемых пород и отходов горнообогатительных предприятий по ГОСТ 23254.

В качестве мелких заполнителей для бетонов используют природный песок и песок из отсевов дробления пород на щебень и их смеси, соответствующие требованиям ГОСТ 8736.

В случае вынужденного применения заполнителей с показателями качества ниже требований предварительно должно быть проведено их исследование в бетонах в специализированных центрах для подтверждения возможности и технико-экономической целесообразности получения бетонов с нормируемыми показателями качества. Крупный заполнитель в зависимости от предъявляемых к бетону требований выбирается по следующим показателям: зерновому составу и наибольшей крупности, содержанию пылевидных и глинистых частиц, вредных примесей, форме зерен, прочности, содержанию зерен слабых пород, петрографическому составу и радиационно-гигиенической характеристике. При подборе состава бетона учитываются плотность, пористость, водопоглощение, пустотность заполнителей. Крупные заполнители должны иметь среднюю плотность зерна от 2000 до 2800 кг/м3. При приготовлении бетонной смеси их следует применять в виде раздельно дозируемых фракций. Наибольшая крупность заполнителя должна устанавливаться в стандартах, технических условиях или рабочих чертежах бетонных и железобетонных конструкций.

Содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне из изверженных и метаморфических пород, щебне из гравия и в гравии не должно превышать для бетонов всех классов по прочности 1% по массе. Содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне из осадочных пород не должно превышать для бетонов класса В22.5 и выше - 2% по массе; класса В20 и ниже — 3% по массе.

Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в крупном заполнителе не должно превышать 35% по массе. 

Марка по дробимости щебня из изверженных пород должна быть не ниже 600, из метаморфических и осадочных - не ниже 200, гравия и щебня из гравия - не ниже 400.

Марка по дробимости щебня из природного камня должна быть не ниже: 300 - для бетона класса В15 и ниже; 400 - для бетона класса В20; 600 - для бетона класса В22.5; 800 - для бетона класса В25, ВЗО; 1000 - для бетона класса В40; 1200 - для бетона класса В45 и выше. Допускается применять щебень из осадочных карбонатных пород марки 400 для бетона класса В22,5, если содержание в нем зерен слабых пород не превышает 5%.

Марки гравия и щебня из гравия должны быть не ниже: 600 - для бетона класса В22.5 и ниже; 800 - для бетона класса В25; 1000 -для бетона класса ВЗО и выше.

Содержание зерен слабых пород в щебне из природного камня не должно превышать в процентах по массе: 5 - для бетона классов В40 и В45, 10 - для бетона классов В20, В22.5, В25 и ВЗО, 15 - для бетона класса В15 и ниже.

Содержание зерен слабых пород в гравии и щебне из гравия не должно превышать 10% по массе для бетонов всех классов.

Морозостойкость крупных заполнителей должна быть не ниже нормированной марки бетона по морозостойкости.

Мелкий заполнитель для бетона различается по зерновому, петрографическому составу, содержанию пылевидных и глинистых частиц. При подборе состава бетона учитываются плотность, водопоглощение (для песков из отсевов дробления), пустотность, а также прочность исходной горной породы на сжатие в насыщенном водой состоянии (для песков из отсевов дробления). Мелкие заполнители, как и крупные, должны иметь среднюю плотность зерна от 2000 до 2800 кг/м3.

Правила испытания прочности бетона на сжатие, растяжение и изгиб определяются ГОСТ 18105-86. Одной из характеристик прочности бетона является коэффициент вариации (Vm), который характеризует однородность смеси. По ГОСТ 10180—67 предел прочности бетона при сжатии определяется при сжатии контрольных кубов с размерами ребер 20 см в 28-суточном возрасте — это так называемая кубиковая прочность. Призменная прочность определяется как  0,75 кубиковой прочности для класса бетона В25 и выше и 0,8 для класса бетона ниже В25. Помимо ГОСТов, требования к расчётной прочности бетона задаются в СНиПах. Так, например, минимальная распалубочная прочность бетона незагруженных горизонтальных конструкций при пролете до 6 метров должна составлять не менее 70% проектной прочности, а свыше 6 метров – 80% проектной прочности бетона. Механические неразрушающие методы определения прочности бетона Неразрушающие способы бетона на сжатие основываются на косвенных характеристиках показаний приборов. Испытания прочности бетона проводятся с помощью основных методов: упругого отскока, ударного импульса, отрыва, скалывания, пластической деформации, отрыва со скалыванием. Принцип действия молотка Физделя основан на использовании пластических деформаций строительных материалов. Удар молотка по поверхности бетона образует лунку, диаметр которой и характеризует прочность материала. Место, на которое наносятся опечатки, должно быть очищено от штукатурки, шпатлевки, окрасочного слоя. Испытания проводятся локтевыми ударами средней силы по 10-12 раз на каждом участке конструкции с расстоянием между отпечатками не менее 3 см. Диаметр полученных лунок измеряется с помощью штангенциркуля по двум перпендикулярным направлениям с точностью до десятой миллиметра. Прочность бетона определяется с помощью среднего диаметра отпечатка и тарировочной кривой. Тарировочная кривая строится на сравнении полученных диаметров отпечатков и результатов лабораторных исследований на образцах, взятых из конструкции или изготовленных по технологиям, аналогичных примененным. На свойствах пластической деформации основан и принцип действия молотка Кашкарова. Различие между этими приборами заключается в наличии между молотком и завальцованным шариком отверстия, в которое введен контрольный стержень. Удар молотка Кашкарова приводит к образованию двух отпечатков. Одного — на поверхности обследуемой конструкции, второго — на эталонном стержне. Соотношение диаметров получаемых отпечатков зависит от прочности исследуемого материала и контрольного стержня и не зависит от скорости и силы удара молотка. По среднему соотношению диаметров двух отпечатков с помощью тарировочного графика устанавливают прочность бетона. Пистолеты ЦНИИСКа, Борового, молоток Шмидта, склерометр КМ, оснащенный стержневым ударником, работают, основываясь на принципе упругого отскока. Измерения величины отскока бойка проводятся при постоянной величине кинетической энергии металлической пружины и фиксируются указателем на шкале прибора. Взвод и спуск бойка происходят автоматически при соприкосновении ударника и испытуемой поверхности. Склерометр КМ имеет специальный боек определенной массы, который с помощью предварительно напряженной пружины с заданной жесткостью ударяет по металлическому ударнику, прижатому другим концом к обследуемой поверхности. Метод испытания на отрыв со скалыванием позволяет определить прочность бетона в теле бетонного элемента. Участки для испытания подбираются таким образом, чтобы в этой зоне не было арматуры. Для проведения исследований используют анкерные устройства трех типов. Анкерные устройства первого типа устанавливаются в конструкцию при бетонировании. Для установки второго и третьего типов анкерных устройств предварительно подготавливают шпуры, высверливая их в бетоне. Ультразвуковой метод измерения прочности бетона Принцип действия приборов ультразвукового контроля основывается на связи, которая существует между скоростью распространения ультразвуковых волн в материале и его прочностью. В зависимости от способа прозвучивания разделяют две градуировочные зависимости: «скорость распространения волн — прочность бетона», «время распространения ультразвуковых волн — прочность бетона». Метод сквозного прозвучивания в поперечном направлении применяется для сборных линейных конструкций — балок, ригелей, колонн. Ультразвуковые преобразователи при таких испытаниях устанавливаются с двух противоположных сторон контролируемой конструкции. Поверхностным прозвучиванием испытывают плоские, ребристые, многопустотные плиты перекрытия, стеновые панели. Волновой преобразователь устанавливается с одной стороны конструкции. Для получения надежного акустического контакта между испытуемой конструкцией и рабочей поверхностью ультразвукового преобразователя используют вязкие контактные материалы типа солидола. Возможна установка «сухого контакта» с использованием конусных насадок и протекторов. Ультразвуковые преобразователи устанавливают на расстоянии не менее 3 см от края конструкции. Приборы для ультразвукового контроля прочности состоят из электронного блока и датчиков. Датчики могут быть раздельными или объединенными для поверхностного прозвучивания.

Скорость распространения ультразвуковой волны в бетоне зависит от плотности и упругости материала, наличия в нем пустот и трещин, отрицательно влияющих на прочность и другие качественные характеристики. Следовательно, ультразвуковое прозвучивание предоставляет информацию о следующих параметрах:

  • однородности, прочности, модуле упругости и плотности;

  • наличии дефектов и особенностях их локализаций;

  • форме А-сигнала.

Прибор записывает и преобразует в визуальный сигнал принимаемые ультразвуковые волны. Оснащенность контрольного оборудования цифровыми и аналоговыми фильтрами позволяет оптимизировать соотношение сигнала и помех. Методы разрушающего контроля прочности бетона Каждый застройщик может выбирать самостоятельно методы неразрушающего контроля, но согласно существующим СНиПам разрушающий контроль является обязательным. Способов организации выполнения требований СНиПов существует несколько: Контроль прочности бетона может проводиться на специально изготовленных образцах. Применяется этот метод при производстве сборных железобетонных конструкций и для выходного контроля БСГ (бетонной смеси готовой) на стройплощадке. Прочность бетонов может контролироваться на образцах, которые были получены способами выпиливания и вырубывания из самой конструкции. Места взятия проб определяются с учетом снижения несущей способности в зависимости от напряженного состояния. Целесообразно, чтобы эти места указывались самими проектировщиками в проектной документации. Испытания образцов, изготовленных на месте проведения работ в условиях, определенных конкретным технологическим регламентом. Однако укладка бетона в кубы для проведения последующих испытаний, его твердение и хранение значительно отличаются от реальных условий укладки, уплотнения и твердения рабочих бетонных смесей. Эти различия существенно снижают достоверность получаемых таким способом результатов. Самостоятельное измерение прочности бетона Профессиональные методы определения прочности бетона дороги и не всегда доступны. Существует способ самостоятельного проведения обследования на прочность бетонных конструкций.

Для испытаний потребуется молоток весом 400-800 г и зубило. По приставленному к поверхности бетона зубилу наносится удар средней силы. Далее определяется степень повреждения, нанесенного поверхностному слою. Если зубило оставило лишь небольшую отметину, то бетон можно отнести к классу прочности В25. При наличии более значительной зазубрины бетон можно отнести к классам В15-В25. Если зубило проникнет в тело конструкции на глубину менее 0,5 см, то образец можно отнести к классу В10, если более 1 см — к классу В5. Класс или марка бетона по прочности — это основной показатель качества бетонной смеси, которые определяют среднюю прочность бетона. Например, средняя прочность бетона В30 (М400) составляет 393 кгс / см2.

Ориентировочно определить прочность бетона Rб в на 28 сутки в МПа можно по формуле Боломея-Скрамтаева, которая является основным законом прочности бетона. Для этого необходимо знать марку примененного цемента — Rц и цементно-водное соотношение — Ц/В. Коэффициент А при нормальном качестве заполнителей равен примерно 0,6.

Rб = А*Rц*(Ц/В-0,5)

При этом набор прочности бетона во времени подчиняется формуле

n = Марочная прочность *(lg(n) / lg(28)) , где n не менее 3 дней,

на 3 сутки бетон набирает около 30% марочной прочности, на 7 сутки — 60-80%, а 100% предел прочности достигается на 28-е сутки. Дальнейшее повышение прочности бетона происходит, но очень медленно. Согласно СНиП 3.03.01-87, уход за свежим бетоном продолжается до набора 70% прочности или до другого срока распалубливания. Методы самостоятельного определения прочности бетонных конструкций просты и экономичны. Однако в случае строительства важных объектов целесообразно обратиться к услугам специализированных лабораторий

Приборы для определение растяжимости битума дуктилометр ,термометр с интервалом измеряемых температур от 0 до 50. Растяжимость битумов определяют в приборе дуктилометре ,который представляет собой вытянутую металлическую ванну .Внутри вдоль прибора по направляющему винтовому стержню при включении мотора передвигаются салазки ,за которые закрепляется один конец битумного образца .

В дуктилометре для определения растяжимости битума  имеется шкала длиной 100см ,по которой скользит указатель стрелка ,показывающая перемещение салазок и удлинение образца .Образцы битума изготавливают заливая расплавленный битум в разборные латунные формы-восьмерки, установленные на стекле и смазанные смесью тальк:глицерин (1:3). Избыток битума, после охлаждения при t=180С в течении 30-40мин., срезают горячим ножом движением от середины к краям. Формы на пластинках помещают в водяную баню V>10дм3, уровень воды над битумом >25мм, tводы=+250С±0.50С или 00С±0.50С. Образцы битума помещают в дуктилометр .Одно кольцо закрепляется на неподвижной части прибора,а другое на подвижных салазках .Боковые части формы снимаются .И спытанию подвергаются одновременно 3образца ..Вода в дуктилометре должна быть не менее ,чем на 2,5 см выше образцов .Устанавливают скорость 5см/мин (при 25см) или 0,5см/мин (0) и включают мотор.Салазки начинают перемещаться с заданной скоростью ,растягивая битумные образцы .В момент разрыва определяют по шкале длину нити в см ,которая и является показателем растяжимости битума Окончательныйрезультат определяют ,как среднее арифметическое испытания трех образцов битума на растяжимость.

  • Методика определения температуры размягчения битума. Битум наливают с некоторым избытком в два гладких или ступенчатых кольца, помещенные на пластинку, покрытую смесью декстрина с глицерином (1 : 3) или талька с глицерином (1 : 3), при этом следует избегать образования пузырьков воздуха. После охлаждения колец с битумом на воздухе в течение 30 мин при (25±10) °С избыток битума гладко срезают нагретым ножом вровень с краями колец. Кольца с битумом помещают в отверстия верхней пластинки аппарата. В среднее отверстие верхней пластинки вставляют термометр так, чтобы нижняя точка ртутного резервуара была на одном уровне с нижней поверхностью битума в кольцах. Штатив с испытуемым битумом в кольцах и направляющими накладками помещают в стеклянный стакан (баню), заполненный дистиллированной свежевскипяченой водой, температура которой (5±1) °С, уровень воды над поверхностью колец не менее 50 мм. По истечении 15 мин штатив вынимают из бани, на каждое кольцо в центре поверхности битума кладут пинцетом стальной шарик, охлажденный в бане до (5±1) °С, и опускают подвеску обратно в баню, избегая появления пузырьков воздуха на поверхности битума. Устанавливают баню на нагревательный прибор так, чтобы плоскость колец была строго горизонтальной. Температура воды в бане после первых 3 мин подогрева должна со скоростью (5±0,5)°С в минуту. Для каждого кольца и шарика отмечают температуру, при которой выдавливаемый шариком битум коснется нижней пластинки. Если шарик продавливает битум, то испытание повторяют. Если при повторном испытании продавливание повторяется, то отмечают это в результате.

  • Методика определения вязкости битума.

Определение вязкости битумов в абсолютных единицах сопряжено с определенными трудностями. Для характеристики определение вязкости битумов приняты следующие условные показатели:

-глубина проникания иглы (пенетрация), определяемая специальным прибором пенетрометром;

-температура размягчения битума, определяемая по методу «шар и кольцо».

Вязкость битума и его характеристика по глубине погружения в испытуемый образец стандартной иглы широко применяется как в странах СНГ, так и за рубежом. Для этого испытания принимают такие стандартные условия: продолжительность погружения – 5 сек, нагрузка на иглу составляет100 г.  Измерение Глубины проникания производится в условных единицах – градусах пенетрации (рис.5.1). Определение вязкости битумов осуществляется при температуре битума +25°С. Чем больше вязкость битума, тем глубина проникания меньше. Для вязких дорожных битумов глубина проникания при температуре +25 оС лежит в пределах от 41 до 200 и больше.

Температура размягчения битума является также условным показателем, характеризующим  вязкость битума при более высоких температурах. Этот показатель, определяемый на приборе «кольцо и шар», получил также широкое распространение. Сущность этого определения заключается в следующем: кольцо определенной высоты и диаметра заполняется слоем битума, на который укладывается стальной шарик. Кольцо с битумом, погруженное в стакан с водой, нагревается со скоростью 5oС в минуту до тех пор, пока шарик не пройдет через кольцо.Температура битума, замеренная в этот момент, и принимается за температуру размягчения.

Температура размягчения вязких дорожных битумов колеблется в пределах от +25 до +50°С и выше.

Из сказанного видно, что оба основных показателя вязкости (глубина проникания и температура размягчения) характеризуют вязкость битума лишь при двух температурах (а для улучшенных марок при трех). Определить глубину проникания привысоких (положительных), а также и при низких (отрицательных) температурах нельзя. Определить вязкость битума, при повышенных температурах, когда он приобретает жидко-текучее состояние, можно по аналогии с определением вязкости жидких битумов–при помощи вискозиметров, о чём сказано ниже. Это определение принципиально отличается от определения глубины проникания, и поэтому получающиеся два показателя вязкости (при пониженных и повышенных температурах) трудно между собой связать. Таким образом, ни один из этих условных показателей вязкости не может быть применен к характеристике битума в широком температурном интервале. Это является большим недостатком применяемых способов определение вязкости битума.

studfiles.net

Способы определения прочности бетона различных марок

29.11.2016

Прочность бетона – основной показатель, свидетельствующий о долговечности материала. Под прочностью стоит понимать способность сопротивляться агрессивным средам и механическим силам, поступающим извне. Чаще всего при измерении прочности используются два метода неразрушимого контроля: механический и ультразвуковой.

Проверку бетона, будь то фундамент или стены, застройщики должны проводить, прежде чем сдавать строение в эксплуатацию. Поскольку некачественный с низкой прочностью бетон грозит, что здание преждевременно выйдет из строя, в его стенах/фундаменте появятся трещины.

Проверка проходит при соблюдении определенных правил, которые прописаны ГОСТ 18105-86. Прочность, кроме всего прочего, зависит и от однородности состава смеси, а свидетельствует о последней Vm – коэффициент вариации.

Способы проверки прочности

Есть несколько вариантов, некоторые из них требуют лабораторных исследований, другие же проверяются непосредственно на месте возведения бетонных конструкций и не имеют разрушающих последствий. То есть по характеру воздействия способы делятся на разрушающие и неразрушающие варианты.

Способ №1 – разрушение

Если выбор неразрушающих методов происходит, основываясь на предпочтениях застройщика, то разрушающие прописаны в СНиП и относятся к обязательным. Для исследования берется либо специально приготовленный для этого бетон, либо же его выкалывают из уже построенной конструкции. Метод основывается на сжатии/раздавливании кубиков с непрерывным увеличением нагрузок.

Способ №2 – неразрушающие способы

Включают следующие методы:

  • упругий отскок;
  • отрыв;
  • ударный импульс;
  • скалывание;
  • отрыв со скалыванием;
  • пластическая деформация.

Для перечисленных испытаний используются приборы, работающие за счет механического принципа действия. Прочность определяют, основываясь на показателе глубины внедрения в материал.

  1. Молоток Физделя. Принцип действия: по удару молотком и образовавшейся лунке (ее глубине) определяют прочность бетона. Место, на котором проводят эксперимент должно быть очищенным от отделочных материалов: шпатлевки, штукатурки, окрасочного слоя. Удар локтем должен наноситься до 12 раз, каждый из них на расстоянии 3 см от предыдущего. Измерение диаметра лунки происходит посредством штангенциркуля с точностью до 0,1 мм. Берется средний диаметр отпечатка и определяется тарировочная кривая. Последняя основывается на диаметре вмятин и лабораторных исследованиях образца, взятого из строения или же изготовленного по аналогичным технологиям.
  2. Молоток Кашкарова. Он образовывает после удара два отпечатка. Один будет виден на конструкции, которую исследуют, второй же останется на эталонном стержне. Далее происходит сравнение диаметров двух отпечатков. Соотношение диаметров зависит от прочности материала. Скорость удара и его сила неважны для данного метода.
  3. По принципу упругого отскока работает несколько приборов, одни из них: пистолет ЦНИИСКа, склерометр КМ, молоток Шмидта и др. Измерение автоматизировано (взвод и пуск бойка осуществляются автоматически), достаточно добиться соприкосновения поверхности с ударником. Результаты исследования появляются на шкале прибора.
  4. Метод «на отрыв со скалыванием» определяет прочность материала непосредственно в теле бетонных элементов. Используют анкерные устройства, которые имеют три типа, отличающиеся способом установки. Главное условие для всех – отсутствие в испытуемой зоне арматуры.

Первые два метода основаны на свойствах пластической деформации.

Отдельно от всех по своему принципу действия стоит неразрушающий способ – исследование ультразвуком. Основа данного метода – связь между скоростью распространения ультразвука по материалу и прочности последнего. Можно установить сухой контакт, либо же использовать вязкие материалы наподобие солидола.

Кроме прочности, ультразвуковые волны определяют однородность бетона, модули упругости, местонахождение дефектов. Данный метод считается одним из наиболее точных.

Активность цемента

Прочность бетона напрямую зависит от степени активизации цемента. Чем активность вещества выше, тем прочнее бетон. Но в то же время нужно учитывать, что наиболее активный цемент:

  • чувствителен к действию углекислоты, содержащейся в воздухе;
  • в большей степени подвержен влиянию влаги из окружающей среды;
  • теряет свою активность при хранении.

Чем меньшие в объеме частицы цемента, тем быстрее они теряют свою активность. Поэтому тонкомолотые цементы нужно не только, как можно скорее употребить в дело, но и тщательно упаковывать и следить за температурным режимом, влажностью в помещении, где они хранятся.

Прочность бетона и марки

Марка – это и есть показатель прочности, отображенный в кгс/кв. см – предельной способности материала выдержать определенные силы при сжатии. Буква М на маркировки бетона означает марку, а цифра возле нее – приблизительный показатель прочности, который колеблется в пределах 10-35 кгс/см2. Для строительства жилых помещений стоит использовать марки от М 100 до М 500.

Таблица №1. Марки и показатели прочности

Марка

Прочность, кгс/кв. см

100

98-110

150

130-165

200

180-197

250

240-270

300

290-325

350

327-360

400

380-402

450

445-456

500

498-525

Количество цемента в составе бетона и определяет его марку. При значительном содержании цемента марка будет выше. Если цемента в составе мало, то и марка ниже.

Каждая марка подходит для определенного вида строительных работ

Таблица №2. Марка и сфера ее применения

Марка

Оптимальное назначение

100

Легкий бетон. Применяется не первых этапах строительства в качестве основания под фундамент, заливки монолитных стен, перед арматурными работами. Используют не только для возведения домов, но и в дорожном строительстве: устройство бордюров.

150

Легкий бетон, но поскольку более прочный, чем бетон М100, используется не только на этапе подготовительных работ, а и при стяжке полов, устройстве пешеходных дорог. Подойдет в роли фундамента для малоэтажных строений.

200

Самая ходовая марка. Имеет широкий спектр применения за счет удовлетворительной прочности: заливка фундамента, площадок, пешеходных дорожек, устройство лестниц и пролетов, возведение несущих конструкций. Подушка под бордюр также формируется именно этой маркой.

250

Используют во всех перечисленных сферах применения 200-ой марки бетона. Благодаря более высокой прочности может служить основой при производстве плит-перекрытий в малоэтажных домах.

300

Также популярна, как и марка 200. Используют для изготовления блоков несущих стен, плит перекрытия, лестниц, заборов, им заливают монолитный фундамент.

350

Прочность данной марки позволяет использовать бетон при изготовлении плит для многоэтажных строений, опорных балок. В монолитном строительстве: аэродромные плиты, бассейны, опорные колонны и др.

400

Изготавливают ЖБИ, гидротехнических сооружений, которые выдерживают повышенную нагрузку в сравнении с жилыми зданиями. Пример: торговый и развлекательные центры, аквапарки.

450

Из него возводят плотины, строят метро, дамбы.

500

Используют для гидротехнических сооружений, железобетонных конструкций.

Какой бы марки бетон не был, максимальной прочности он достигает по истечению 28 дней после его заливки, за 7 дней способен окрепнуть до 80%. Третьи сутки – 30% прочности. Все испытания стоит производить именно на третий, седьмой и двадцать восьмой день.

ufacement.ru

11 Лабораторная работа № 7 __________________________________________________________________

Расчет и подбор состава бетона

7.1. Цель работы

Проектирование составов тяжелых бетонов заданных физико-механических свойств.

7.2. Содержание работы

  1. Рассчитать состав бетона.

  2. Корректирование расчетного состава бетона по подвижности (жесткости).

  3. Определение класса бетона.

7.3. Основные теоретические положения

Бетон — это искусственный камень, полученный в результате твердения рационально подобранной, тщательно перемешанной и уплотненной смеси вяжущего, воды, мелкого и крупного заполнителя. Смесь из указанных выше материалов до начала ее твердения называется бетонной смесью.

Состав бетона выражается расходом всех составляющих материалов по массе на 1 м3уложенной и уплотненной бетонной смеси к массе цемента, принимаемой за единицу, т.е. 1:Х:Y(цемент : песок : щебень и гравий).

Основной характеристикой бетонной смеси является ее подвижность или жесткость. Подвижность определяется величиной осадки (см) конуса из бетонной смеси; жесткость характеризуется показателем жесткости (сек).

Основная характеристика бетона — класс бетона — предел прочности при сжатии образцов-кубов размером 151515 см, изготовленных стандартным методом, выдержанных в нормальных условиях и испытанных через 28 дней после изготовления.

Различают два состава бетона: номинальный (лабораторный), рассчитанный для материалов в сухом состоянии, и производственный (полевой) — для материалов в естественно-влажном состоянии.

Для расчета состава тяжелого бетона имеется несколько методов. В данной работе состав бетона определяется расчетно-экспериментальным путем, который предусматривает предварительный расчет состава по формулам и последующую экспериментальную проверку и уточнение состава с помощью пробного замеса с последующим испытанием контрольных образцов.

Расчет состава бетона

Водоцементное отношение В/Ц вычисляется исходя из требуемого класса бетона, активности цемента и с учетом вида и качества составляющих по следующим формулам:

где Rб — марка бетона;

Rц — активность цемента;

AiA1 — коэффициенты, учитывающие качество материала:

высококачественные заполнители: А = 0,65; А1 = 0,43;

рядовые заполнители: А = 0,60; А1 = 0,4;

пониженного качества: А = 0,55; А1 = 0,37.

Расход воды (водопотребность в л/м3) определяется ориентировочно по графику или таблице исходя из заданной удобоукладываемости бетонной смеси и наибольшей крупности заполнителя.

Таблица 7.1

Водопотребность бетонной смеси

ОК, см

Ж, см

Расход воды, л/м3, при крупности: (мм)

Гравия

Щебня

10

20

40

70

10

20

40

70

40-50

150

135

125

120

160

150

135

130

25-35

160

145

130

125

170

160

145

140

15-20

165

150

135

130

175

165

150

145

10-15

175

160

145

140

185

175

160

155

2-4

190

175

160

155

200

190

175

170

5-7

200

185

170

165

210

200

185

180

8-10

205

190

175

170

215

205

190

185

10-12

215

205

190

180

225

215

200

190

12-16

220

210

197

185

230

220

207

195

Примечание:

  1. Расход воды для смеси по ПЦ с НГЦТ = 26-28% и песка с МК = 2.

  2. При изменении нормальной густоты цементного теста на каждый процент в меньшую сторону расход воды уменьшается на 3-5 л, в большую сторону — увеличивается на 3-5 л.

  3. При изменении модуля крупности песка на каждые 0,5 в меньшую сторону расход воды увеличивается на 3-5 л, в большую сторону — уменьшается на 3-5 л.

Расход цемента находится по формуле:

,

где В — расход воды, л/м3.

Необходимо, чтобы этот расход был не ниже минимально допустимого по нормам (табл. 7.2).

Таблица 7.2

Смесь

Подвиж­ность, см

Жест­кость, с

Цmin, кг/м3, при предельной крупности заполнителя, мм

10

20

40

Особо жесткая

0

> 30

160

150

140

Жесткая

0

5-30

180

160

150

Малоподвижная

1-4

200

180

160

Подвижная

4-15

220

200

180

Литая

> 15

250

220

200

Определение крупного и мелкого заполнителя производится на основе, с одной стороны, получения бетона плотного строения, с другой — обеспечения минимального расхода цемента.

Формулы для определения расхода песка и щебня (гравия) получаем из решения системы двух уравнений:

где Ц, В, П, К — соответственно расходы цемента, воды, песка, крупного заполнителя, кг;

ц, в, п, к — истинные плотности цемента, воды, песка, крупного заполнителя, кг/м3;

Vп — пустотность крупного заполнителя;

нк — насыпная плотность крупного заполнителя, кг/м3;

 — коэффициент раздвижки зерен крупного заполнителя раствором, который для пластичных смесей принимается по табл. 7.3, а для жестких —  = 1,051,2.

Таблица 7.3

studfiles.net

Кратко о бетоне - Beton19

 Готовая бетонная смесь, она же бетон товарный  -  подвижный состав из четырёх основных компонентов, замешиваемых в определенной пропорции: цемент, щебень, песок, вода. Аналогичная смесь, но без использования щебня, называется цементным раствором либо пескобетоном, правда в пескобетоне применяется песок более крупной фракции (модуль крупности).Весовое соотношение компонентов для приготовления бетонной смеси примерно таково: Цемент -1 часть, Щебень 4 части, Песок - 2 части, Вода - 1/2 части. Например: цемент - 330 кг., щебень - 1250 кг., песок - 600 кг., вода - 180 литров. Естественно, эти цифры весьма приблизительны и на деле зависят от многих факторов таких как: требуемая марка бетона, марка цемента, характеристики щебня и песка, использования пластификаторов других добавок, и т.д. и т.п.Например: при использовании цемента м-400, бетон с таким составом покажет марку м-250. При цементе м-500, марка бетона будет уже м-350. Цифры условны! При производстве на бетонном заводе, учитывается не один десяток параметров и характеристик.Цемент и вода - главные компоненты бетона. Собственно на них возложена основная функция - связать все компоненты в единую монолитную структуру. Соблюдение правильной пропорции этих двух компонентов (водоцементное отношение) - главнейшая задача в производстве бетона. Речь ведь не только о количестве воды и цемента, введённых в бетон. С этим, как раз, всё просто. Важно учесть все нюансы: влажность щебня и песка, их влагопоглощение и т.д. и т.п. Цемент, взаимодействуя с водой (гидратация цемента), способен схватываться и твердеть, образуя так называемый цементный камень.  Цементный камень при затвердевании деформируется. Объемная усадка достигает 2 мм/м. Вроде и не много, но из-за неравномерности этих усадочных процессов, возникают внутренние напряжения, появляются микротрещины. Эти микротрещины практически не видны, но прочность и долговечность цементного камня снижается. Для того, чтобы уменьшить эти деформации, в состав вводят заполнители:

Роль этих заполнителей - создать структурный каркас, который воспринимает усадочные напряжения, и в результате - готовый бетон даёт меньшую усадку. Также увеличивается прочность и модуль упругости бетона (снижение деформаций конструкции под нагрузкой), уменьшает ползучесть (когда бетон необратимо деформируется при длительных нагрузках).

В начале статьи Вы читали о примерных пропорциях основных компонентов бетонной смеси. Давайте теперь переведём весовые доли в объемные и посчитаем:

   Цемент 0.25 куб.м (330 кг. Насыпная плотность цемента в среднем 1300 кг на куб.м)   Вода 0.18 куб.м. (180 литров. Литры, они и в Африке литры)   Щебень 0.9 куба (1250 кг. При насыпной плотности 1350 кг на куб.м.)   Песок 0.43 куба (600 кг. При насыпной плотности 1400 кг/куб.)

Итого, если всё разложить и разлить по разным посудинам, мы получим общий объем 1.76 кубометра! Как же это всё помещается в один куб бетона. Просто. Берём литровую банку и засыпем её щебёнкой по горлышко. Между отдельными зернами будет много свободного места (межзерновая пустотность). И вот эту саму пустотность мы засыпаем двумя стаканами песка, одним стаканом цемента, и стаканом воды, при этом, потряхивая и помешивая. И всё влезет! В результате подобных манипуляций мы получаем совершенно плотную субстанцию. Все поры заполнены, все заполнители упёрлись друг в друга. Если бетон не шевелить и не трогать, он довольно быстро начинает твердеть (застывать). При вибрировании, перемешивании, бетон снова переходит в пластичное состояние. (тиксотропия). Как Вы только от него отстанете - он снова начнёт превращаться в плотную упругую массу.

Пожалуй, ещё несколько строк о крупном заполнителе (щебне).

Прочность (марка) щебня должна быть примерно в 2 раза больше, нежели расчётная марка бетона. Делается это из-за того, что проектная (28 суточная) марка бетона - всегда значительно ниже, чем его реальная прочность, которую он наберёт через полгода или год. Прочность же щебня - не растёт со временем. Вот их и нивелируют.

Совсем кратко об основных видах щебня.

 Известняк. Средняя прочность (марка) 500-600. Отдельные виды известняковых наполнителей (до 800) вполне пригодны чтобы изготовить бетон вплоть до марки М-350, но в виду более низкой морозостойкости, известняк как правило используют для производства бетонов марок м-100 - м-300.Гравий. Прочность основных видов гравия (800-1000) достаточна для изготовления марки бетона вплоть до М-450. (обычно, не выше м-400) Самый распространённый вид наполнителя. Обладает всеми хорошими качествами, необходимыми для получения большинства бетонных смесей. Для индивидуального строительства я выбрал бы его. Бетон на гравии - дешевле. Для тех марок бетона, которые используют в частном строительстве - прочность более чем достаточна. Да и радиационный фон меньше чем у гранита. Гранит. Наиболее прочный из перечисленных наполнителей. Из дополнительных преимуществ перед предыдущими имеет более высокие показатели (м до 1400), низкое водопоглощение и в следствие этого - повышенную морозостойкость. Например, при строительстве дорог, современными ГОСТ-ами разрешено использовать только гранитный щебень.Во всех информационных материалах, прайс-листах и т.д. бетон указывается с цифровым и буквенным индексом. Обязательно указываются марка М-, класс В-, подвижность П-, водонепроницаемость W-, морозостойкость F-. Давайте вкратце расскажу про каждый из этих параметров.

Прочность, марка, класс бетона. Методы определения. Контрольные пробы.

Выбор и покупка конкретного вида и марки (класса) бетонной смеси определяется Вашим проектом. Если проекта нет, то можно доверится рекомендациям Ваших строителей. Они могут посоветовать бетон той или иной марки или класса. Если у Вас есть некоторые сомнения в компетентности Ваших строителей, можно попытаться разобраться самостоятельно. Цифры марки бетона (м-100, м-200 и т.д) обозначают (усреднённо) предел прочности на сжатие в кгс/кв.см. Проверку соответствия необходимым параметрам осуществляют сжатием специальным прессом кубиков или цилиндров, отлитых из пробы смеси, и выдержанных в течение 28 суток нормального твердения. В современных проектах бетон обозначается в классах. В общем и целом, класс бетона - параметр сродни марке, но с небольшими нюансами: в марках используется среднее значение прочности, в классах - прочность с гарантированной обеспеченностью с коэффициентом вариации 13%. Впрочем, для Вас это не имеет какого-либо значения. Не буду Вам морочить голову с коэффициентами вариации прочности, и прочими техническими нюансами. В проектной документации, если она у Вас конечно имеется, должно быть указано: бетон какого класса должен использоваться. В соответствии со СТ СЭВ 1406, все современные проектные требования к бетону указываются именно в классах. Уж не знаю - насколько это соблюдается, потому как большенство строителей  почему-то заказывают бетон в марках.Для Вас главное - чтобы привезённый Вам бетон соответствовал той марке, которую Вы собственно заказывали. Проверить конечно можно, но не сразу. Что стоит сделать? При разгрузке бетона, взять пробу и отлить пару-тройку кубиков размером 10х10х10 см. или 15х15х15 см. Для этого можно сколотить из дощечек специальные формы нужного размера. Перед тем как залить бетон в формы, ящички желательно увлажнить, дабы сухое дерево не забрало много влаги из бетона, тем самым отрицательно воздействуя на процесс гидратации цемента. Залитую смесь необходимо проштыковать куском арматуры или чем-то подобным: потыкать в смесь, как толкут картошку пюре, чтобы в залитой пробе не образовались незаполненные места (раковины), вышел лишний воздух, и смесь уплотнилась. Так же можно уплотнить смесь ударами молотка по бокам ящичков. Отлитые кубики храните при средней температуре (около 20 градусов) и высокой влажности (около 90%).Через 28 дней Вы можете с чистой совестью принести всё это великолепие в любую независимую лабораторию. Вам там всё это подавят и вынесут вердикт - соответствует ли бетон заявленной марке или не соответствует.

Удобоукладываемость, подвижность, осадка конуса. Все эти термины, в общем, говорят об одном и том же. Обозначение в накладных и паспортах бетонной смеси в виде буквы П с коэффициентом от 1 до 5 ( пример: П-3) либо так: осадка конуса 10-15 см. Для практического применения важно знать следующее:

Для стандартных монолитных работ применяется бетон подвижности П-2 - П-3. При заливке густоармированных конструкций, узких опалубок, колонн и прочих подобных узких полостей, труднодоступных для заполнения бетоном, желательно использовать бетон с подвижностью п-4 и выше (осадка конуса 16-21 см). Подобная бетонная смесь может называться - литой бетон. (в эпоху развитого социализма литым считался бетон с осадкой конуса от 12 см.- чуть больше чем п-2) Подобные виды бетонной смеси хорошо переносят укладку в опалубку, без использования вибратора. Аналогичную подвижность бетона стоит выбрать, если для укладки бетонной смеси используется бетононасос Для облегчения заливки и при отсутствии на объекте вибраторов, прорабы и строители зачастую увеличивают подвижность, разбавляя бетон в бетоносмесителе водой, что делать категорически не стоит! Ибо, водоцементное отношение - одна из ключевых пропорций, от которой напрямую зависит окончательная прочность бетона. Причём, даже незначительное разбавление смеси водой способно существенно снизить прочность на одну-две марки. Бетон расчётной марки м300, в результате разбавления водой, может легко показать м100 м200.

Коэффициент морозостойкости бетона.

Обозначается буквой F с цифрой от 25 до 1000 и говорит о количестве циклов замораживания-размораживания, при котором бетон сохраняет свои изначальные прочностные характеристики (с допустимыми отклонениями). Какую практическую ценность этот параметр имеет для Вас? Ну если кратко, то: циклы замораживания оттаивания - это переходы влагонасыщенной бетонной конструкции из мокрого состояния, в состояние замерзшее и обратно.

Коэффициент водонепроницаемости..

Обозначается в накладных или паспортах на бетон, как коэффициент с буквой W. (W4,W8,W12, от 2 до 20). Водонепроницаемость бетона - способность не пропускать через себя воду под давлением.

Марки и классы бетона. Твердение и набор прочности.

Марка или класс - это главный показатель качества бетонной смеси, на который обычно акцентируется внимание при покупке бетона. Другие же показатели, такие как: морозостойкость, подвижность, воднонепроницаемость - в данной ситуации отходят на второй план. Первоначально, всё же, - выбор по марке или классу. Вообще, прочность бетона - довольно изменчивый параметр, и в течение всего процесса твердения - она нарастает. Например: через трое суток - будет одна прочность, через неделю - другая (до 70% от проектной, при соответствующих погодных условиях). Через стандартный срок - 28 дней нормального твердения - набирается проектная (расчётная) прочность. Ну а через полгода она становится ещё выше. В принципе, твердение бетона и набор его прочности идёт долгие годы.

   Марки бетона в цифрах м 100, м 150, м 200, м 250, м 300, м 350, м 400, м 450, м 500   Полный диапазон марок от м 50 до м 1000.   Основной диапазон применения 100-500.   Марка бетона напрямую зависит от количества цемента в составе бетонной смеси.   Класс бетона B 7.5, B 10, B 12.5, B 15, B 20, B 22.5, B 25, B 30, B 35, B 40   Полный диапазон классов от В 3.5 до B 80.   Основной диапазон B7.5-B40.

Прочность, марка, класс бетона.

Выбор и покупка конкретного вида и марки (класса) бетонной смеси определяется Вашим проектом. Если проекта нет, то можно доверится рекомендациям Ваших строителей. Если у Вас есть некоторые сомнения в компетентности Ваших строителей, можно попытаться разобраться самостоятельно. Цифры марки бетона (м-100, м-200 и т.д) обозначают (усреднённо) предел прочности на сжатие в кгс/кв.см. Проверку соответствия необходимым параметрам осуществляют сжатием (специальным прессом) кубиков или цилиндров, отлитых из пробы смеси, и выдержанных в течение 28 суток нормального твердения.

В современном строительстве чаще используется такой параметр как - класс бетона. В общем и целом, этот параметр сродни марке, но с небольшими нюансами: в марках используется среднее значение прочности, в классах - прочность с гарантированной обеспеченностью. Впрочем, для Вас это не имеет какого-либо значения.  В проектной документации, если она у Вас конечно имеется, должно быть указано: какой класс бетона должен использоваться. В соответствии со СТ СЭВ 1406, все современные проектные требования к бетону указываются именно в классах. Уж не знаю - насколько это соблюдается, потому как 90% строительных организаций заказывают бетон в марках...

Соотношение между классом и марками бетона по прочности при нормативном коэффициенте вариации v = 13,5%

beton19.com

"Строй Проект" Состав, свойства, марки, классы, морозостойкость,водонепроницаемость бетона. Методы определения качества бетона.

 

  Состав бетона

Товарный бетон, точнее - бетонна смесь готовая БСГ состоящая из четырёх компонентов (цемент, песок, щебень и вода). Они смешиваются между собой в определенных пропорциях (рецепт бетона). В случае когда из состава исключается щебень, смесь называется цементным раствором (пескобетоном). Примерное соотношение компонентов по весу для приготовления БСГ (бетонной смеси готовой): 1 часть цемента, 4 части щебня, 2 части песка, 1:2 части воды. Этот рецепт приблизительный. Объем составляющик компонентов зависит от различных факторов, в частности, от марки бетона  и  марки цемента, а также характеристик песка и щебня и использования  добавок в бетон…

Рассмотрим пример: при использовании для приготовления бетона цемента марки М400, он будет иметь марку М250; в случае использования цемента марки М500  марка бетона  будет не М250, а М350. Этот пример неточен, и указан исключительно для ознакомления. Производство бетона - сложный технологический процесс, требующий учета множества различных параметров и факторов.

Основными компонентами при производстве бетона являются цемент и вода. Они выполняют главную функцию – связь всех компонентов бетона между собой. Основной задачей при производстве бетона является правильное соблюдение пропорций цемента и воды. Помимо правильности пропорций воды и цемента необходимо учитывать такие параметры как влажность песка и щебня, а также их водопоглощение, и др. При гидратации (взаимодействии с водой) цемент твердеет, образуя цементный камень, при этом, он усаживается и деформируется. Для избежания деформации используют заполнители: щебень и песок.

Задача заполнителей – создать "каркас". Он принимает на себя напряжения при усадке цементного камня, а бетон меньше усаживается. Кроме того, увеличивается прочность, упругость и ползучесть (деформация бетона при длительной нагрузке). Помимо этого заполнители снижают  стоимость бетона, ведь стоят они гораздо дешевле песка и щебня.

Что же касается прочности щебня, то она должна быть в два раза выше, чем марка изготавливаемого с его использованием бетона. Почему? – потому что прочность которую бетон наберет через 6-12 месяцев значительно выше проектной марки. При этом прочность щебня с течением времени не увеличивается.

  Виды щебня:

  • Гранит – самый прочный из применяемых обычно заполнителей. Кроме того, он обладает достаточно высокими показателями, а низкое водопоглащение делает его очень морозостойким. В строительстве автодорог, в настоящее время, нормативами разрешено использование исключительно гранитного щебня.
  • Гравий - прочности основных видов гравия (800-1000) вполне достаточно для производства марки бетона до М450. (в реальности не более М400). Гравий имеет все качества для получения практически всех видов бетонной смеси. В частном строительстве стоит использовать бетон именно на гравии - ведь стоимость такого бетона ниже, чем на граните. Кроме того, прочность бетона на гравии вполне достаточна для использования в индивидуальном строительстве.
  • Известняк - средняя прочность известняка 500-600. Как правило, он используется для производства бетона марки М100 – М300. Обладает низкой морозостойкостью, что не позволяет использовать его при изготовлении бетона более высокой марки.

Во всей документации указывается не только марка бетона - "М", но также и класс - "В" и подвижность бетона - "П", водонепроницаемость - "W", морозостойкость бетона - «F», а рядом с буквой - значение коэффициента. Ниже рассмотрим это подробнее...

   Марка, класс и прочность бетона. Способы определения. Пробы.

Марка необходимого для строительства бетона закладывается в Вашем проекте, либо, если его нет, можно разобраться в этом вопросе самостоятельно, или обратиться за помощью к строителям.

Цифры в марке бетона (М100, М350 и др…) указывают на средний предел прочности на сжатие. Единица измерения - кгс/кв.см. На соответствие необходимым параметрам бетон проверяется при помощи сжатия специальным прессом цилиндров (кубиков), отлитых из смеси, и затвердевших в течение 28 суток.

На сегодняшний день в проектах бетон указывается в классах. В принципе, параметры класс и марка – синонимы, с небольшими отличиями: в марках указывается среднее значение прочности, а в классах – гарантированная прочность с погрешностью 13% (коэффициент вариации). В проекте, должно быть указано, какого класса бетон должен использоваться. Несмотря на то, что по нормативам бетон должен указываться в классах, большинство строителей покупают бетон указывая марку.

 Бетонные смеси делятся на следующие виды: лёгкие или тощие бетоны, бетоны средней плотности и бетоны высокой и повышенной плотности. 

   К лёгким бетонам относятся следующие виды смесей:

  • М100 (В7.5), которая используется на подготовительных работах, перед процессом армирования, в дорожном строительстве;
  • М150 (В12.5), которая используется в процессе заливки фундамента, полов, стяжек, монолитных плит;
  • М200 (В15), которая используется для создания подпорных стен, площадок, пешеходных дорожек и не только. Благодаря тому, что данная смесь (и следующие за ней) можно зачислить в переходный класс от лёгкого к среднему бетону, спектр её применения весьма широк.
  • М250 (В20), которая используется также весьма широко, но подходит уже для более серьёзных тяжёлых конструкций, например, малонагруженных плит перекрытий.
  • М300 (В22.5), которая используется для фундаментов, стен, а также несущих элементов, в дорожном строительстве, для ограждений разных видов.
  • М350 (В25), которая используется уже для создания плитных фундаментов как обязательная их часть, кроме того, она применяется при создании многопустотных плит перекрытия, монолитов, в строительстве бассейнов, дорожном строительстве, строительстве несущих декоративных элементов.

  К средним бетонам в чистом виде относится бетонная смесь

  • М400 (В30), которая также может быть отнесена к переходному классу от средних к высокопрочным бетонам, поэтому её используют не только в обычном строительстве, но и при создании таких объектов, как банковские хранилища, гидротехнические сооружения. Отличается оптимальным сочетанием свойств среднего и высокопрочного бетона, но имеет более высокую стоимость.

  К высокопрочным бетонам относятся: 

  • М450 (В35), которая обладает высокой стоимостью, очень малым временем схватываемости и очень высокой прочностью, поэтому применяется преимущественно в спецстроительстве, также применяется для военных нужд.
  • М500 (В40), обладает примерно теми же свойствами, что и М450, поэтому данную смесь также чаще всего применяют для создания спецобъектов, которым требуется повышенная прочность.

 

  Как проверить марку бетона на соответствие заявленной.

При разгрузке бетона необходимо взять его пробу и отлить несколько кубов размером 10х10х10 см, предварительно сделав для этого формы из дощечек. Перед заливкой бетона в формы их нужно увлажнить, чтобы дерево не впитало в себя много воды из бетона. Залитую смесь нужно проштыковать металлическим штырем, чтобы в пробе не оказалось пустот (раковин), а также, чтобы вышел лишний воздух. Можно уплотнить пробу постукивая по форме молотком. Отлитые кубы нужно хранить при температуре около 20 градусов и влажности 90%.

Через 28 дней пробу бетона можно отдать в лабораторию для проведения экспертизы. Из ее результатов можно узнать соответствует ли марка бетона заявленной или нет Хотя, нет необходимости ждать столько времени, можно провести экспертизу на промежуточных стадиях твердения. (3, 7, 14 дней). Бетон набирает основную прочность (70% от расчетной) в течение 7 дней при нормальной температуре. В мороз и сырую погоду время схватывания и твердения увеличивается.

Важные моменты при взятии проб и хранении кубов:

  • Нельзя разбавлять бетон водой.
  • Пробы нужно брать с лотка миксера (автобетоносмесителя).
  • Необходимо тщательно уплотнить смесь в форме (штыкование).
  • Хранить пробы желательно в прохладном месте, исключая попадание света.

Если, по какой-то причине, Вы не взяли пробу, но необходимо проверить прочность бетона – можно «простучать бетон», то есть проверить его методом ударного импульса. Делается это независимыми лабораториямия при помощи прибора-склерометра. Применяются, также, и методы, основанные на использовании ультразвука.

   Подвижность(П) и удобоукладываемость бетона, осадка конуса.

По сути, эти термины говорят об одном и том же свойстве бетона. В документации пишется «осадка конуса 10-15 см» либо указывается буква «П» с коэффициентом (от 1 до 5).

При обычных монолитных работах используется бетон с подвижностью П2 - П3. При заливке узких опалубок, а также колонн и других подобных узких форм следует применять бетон с подвижностью П4 (осадка конуса 15-20 см). Такая БСГ еще называется «литой бетон» - она хорошо заливается в форму без использования вибратора. Такую же подвижность бетона следует выбирать, если Вы используете бетононасос для заливки бетонной смеси.

  Жесткость бетона - Ж

Жесткость бетона обозначается буквой «Ж» с коэффициентом от 1 до 4. Термин «жесткость» применяется, как правило, к бетону, используемому при строительстве автодорог (тощий бетон). Содержание цемента и воды в таком бетоне ниже, чем в обычном.

Когда на строительном объекте нет вибратора строители, нередко, разбавляют бетонную смесь водой, тем самым увеличивая подвижность бетона, тем не менее, делать этого ни в коем случае нельзя! Ведь соотношение пропорций вода-цемент является основным фактором, влияющим на прочность бетона. Даже небольшое количество воды может значительно понизить марку бетона (например, разбавленный бетон М300 покажет марку М100).

Увеличить подвижность бетона без ущерба качеству можно исключительно при помощи пластификаторов. Если же разбавить его водой – Вы гарантированно снизите его качество.

   Коэффициент морозостойкости бетона – F

Коэффициент морозостойкости бетона обозначается буквой «F» с коэффициентом от 25 до 1000. Он указывает на количество циклов замораживания-размораживания, по прохождению которых бетон должен сохранить прочность. Что это значит? – это значит что такое количество раз конструкция из бетона насыщенного влагой может перейти в замерзшее состояние, и, соответственно, обратно.

Рассмотрим пример – фундамент дома, впитывающий воду из грунта, как губка. В этом случае вода заполняет микроскопические поры в структуре бетона. Затем она замерзает, и, расширяясь, начинает расширять эти поры, создавая микротрещины. И каждый раз эти трещины будут только увеличиваться в размере.

На самом деле это - теория, а на практике фундаменты гидроизолируются и увлажнение идет не так интенсивно. Тем не менее этот пример приведен для ознакомления с природой процесса.

Для увеличения морозостойкости бетона используют различные добавки (воздухововлекающие и др...) Тем не менее, морозостойкость, увеличенная таким образом снижает прочность бетона. Оптимальной величины морозостойкости бетона можно добиться, если приготавливать бетон с помощью гидрофобного цемента. Стандартная морозостойкость в строительстве F100-F200.

  Коэффициент водонепроницаемости - W

Коэффициент водонепронецаемости бетона обозначается буквой «W» с коэффициентом от 2 до 20 (W4, W12,..W20). Водонепроницаемость – это свойство бетона не пропускать под давлением через себя воду. Существуют определенные способы определения величины коэффициента.

Чтобы увеличить водонепроницаемость бетона можно добавить в него при изготовлении уплотняющие добавки, или же гидрофобный цемент. Бетон с высоким коэффициентом водонепроницаемости имеет следующие преимущества:

  • Нет необходимости в гидроизоляции при строительстве подвалов и заливки фундаментов даже если уровень грунтовых вод высокий.При этом, заливка стен и полов должна быть проведена без швов и перерывов. Почему не сделать обычную гидроизоляцию? – потому что это достаточно дорого, кроме того, не каждая организация может сделать это грамотно.
  • Бетон с высоким коэффициентом водонепронецаемости устойчив к перепадам температур. У него достаточно высокие коэффициенты морозостойкости. Такой бетон может долгое время служить верой и правдой. Это очень актуально для таких конструкций, как сваи, отмостки, и другие, в случае, когда они находятся во влажной среде.

Тем не менее есть одно «но» - такой бетон производится только высоких марок, а так как содержание цемента в нем высоко – выше и его цена. Существуют и сложности с доставкой бетона и укладкой – он быстро схватывается. Помимо этого, далеко не каждый завод сможет гарантировать Вам такое качество бетона.

Разумеется, можно использовать добавки самостоятельно, но каковы в этом случае гарантии правильности пропорций и равномерности перемешивания их в бетонной смеси? В процессе строительства этого никак и не заметить, а настоящие проблемы могут начаться после сдачи объекта.

 Бетон обладает еще многими свойствами и характеристиками, но все, что нужно для индивидуального строительства, пожалуй, в этой статье изложено.

Потеря качества и свойств бетона может быть вызвана:

  • При разбавлении на объекте бетонной смеси водой. Это делается для облегчения укладки бетона. Тем не менее это грубое нарушение! Лишняя вода не среагирует с цементом, ее излишки образуют микропустоты. В последствии, она, конечно, испаряется, но вот эти пустоты в структуре уже никуда не денутся. Прочность бетона потеряна.
  • При длительном времени доставки бетона в миксере он «сваривается». Отрицательно в этом случае влияет и жаркая погода.
  • При некачественном уплотнении смеси бетона. Это бывает, когда бетон укладывается без вибрирования. Как результат – пустоты в структуре конструкции, и потеря прочности (марки бетона), причем весьма существенная.

 

Как видно из всего прочитанного – тонкостей при изготовлении бетона не так уж и мало, поэтому, прежде чем делать бетон самостоятельно, подумайте, стоит ли?

 

 

 

 

xn----jtblcdvbdehdfckei.xn--p1ai

Прочность бетона и методы ее определения

Под прочностью любого материала понимается его способность сопротивляться как внутренним, так и внешним разрушительным процессам, таким как, к примеру, неравномерное прогревание или сжатая усадка. Прочность на сжатие, является важнейшей характеристикой бетона, от которой зависят его эксплуатационные свойства, в том числе длительность эксплуатации зданий и сооружений, а также и устойчивость к разрушению. Нарастает в результате активного взаимодействия цемента и воды, происходящего при положительных температурных показателях окружающей среды и довольно высокого, порядка 80%, уровня влажности. В том случае, если приготовленная смесь замораживается или высыхает, процессы взаимодействия цемента с водой прекращаются, что приводит к значительному ухудшению свойств и структуры смеси.

Определение прочностных характеристик

Показатель прочности зависит от множества самых разных факторов, таких как качество вяжущего компонента и перемешиваний смеси, количество цемента и условий, в которых происходит затвердевание приготовленного раствора, а также и соблюдение всех технологических моментов при создании и использовании бетонного раствора.

Существуют следующие методы определения этого параметра:

  • стандартных образцов;
  • электрического потенциала;
  • инфракрасный;
  • вибрационно-акустический;
  • акустико-эмиссионный;
  • выбуренных кернов;
  • неразрушающего контроля.

Основные методы неразрушающего контроля

1. Пластическая деформация, при данном процессе производят измерения размеров полученного отпечатка, оставшегося на бетонной поверхности после удара по ней стальным шариком. До сих пор активно используется из-за низкой стоимости оборудования для его проведения. Как правило, для осуществления исследования используется молоток Кашкарова.

2. Метод скалывания ребра конструкции и отрыва со скалыванием, фиксируется усилие, которое необходимо приложить для скалывания определенного участка на ребре бетонной конструкции, либо разрушения такой поверхности при вырывании из нее анкерного устройства.

3. При использовании метода упругого отскока, также как и при применении пластической деформации, измеряется поверхностная твердость бетонной массы. Суть состоит в том, что замеряется величина обратного отскока ударника после соударения с поверхностью материала. Для проведения исследования используется склерометр Шмидта и множество приборов ему аналогичных. Склерометр – это прибор, показания которого основываются на неразрушающем контроле и косвенных характеристиках материала, таких как электронный импульс соударения, отскок бойка или скорость прохождения ультразвуковой волны.

4. В процессе исследований методом отрыва металлических дисков фиксируют напряжение, необходимое для местного разрушения бетонной поверхности отрывания от нее диска из металла. На сегодняшний день применяется крайне редко.

5. Наиболее распространенным в России является метод ударного импульса, в результате регистрируется энергия удара, возникающая в момент удара бойка о поверхность.

Прочность вычисляется как среднее арифметическое значение, полученное в процессе испытания образцов определенного вида раствора, который предполагается использовать при строительстве, по истечении четырех недель- 28 дней затвердевания раствора в условиях должной влажности и положительных температур. При проведении испытаний должны быть созданы условия, чтобы в изучаемом образце сохранялась влага. Полученный в результате испытаний среднеарифметический показатель, применяется в определении марки и класса бетона.

Стандартами, существующими на сегодняшний день, установлены марки на уровне от 50 до 800 кг/сил на см. Также, на основании полученных показателей, произведенной бетонной массе присваивается класс от В3 до В80. Класс, присвоенный материалу, указывает на то, какое давление в мега Паскалях (МПа) может он выдержать. Расчет и определение прочности тяжелого бетона выполняется посредством математических моделей, формул и графиков, полученных в ходе изготовления этого материала.

Класс бетона и марка прочности

Коэффициенты средней прочности бетона в таблице приведены в третьем столбце. Также в ней указано и то, как соотносятся между собой классы и марки.

hardstones.ru

Прочность, марка, класс бетона. Методы определения. Контрольные пробы.

Прочность, марка, класс бетона. Методы определения. Контрольные пробы.

Выбор и покупка конкретного вида и марки (класса) бетонной смеси определяется Вашим проектом. Если проекта нет, то можно доверится рекомендациям Ваших строителей. Они могут посоветовать бетон той или иной марки или класса. Если у Вас есть некоторые сомнения в компетентности Ваших строителей, можно попытаться разобраться самостоятельно.

Цифры марки бетона (м-100, м-200 и т.д) обозначают (усреднённо) предел прочности на сжатие в кгс/кв.см. Проверку соответствия необходимым параметрам осуществляют сжатием спец. прессом кубиков или цилиндров, отлитых из пробы смеси, и выдержанных в течение 28 суток нормального твердения.

В современных проектах бетон обозначается в классах. В общем и целом, класс бетона - параметр сродни марке, но с небольшими нюансами: в марках используется среднее значение прочности, в классах - прочность с гарантированной обеспеченностью с коэффициентом вариации 13%. Впрочем, для Вас это не имеет какого-либо значения. Не буду Вам морочить голову с коэффициентами вариации прочности, и прочими техническими нюансами. В проектной документации, если она у Вас конечно имеется, должно быть указано: бетон какого класса должен использоваться. В соответствии со СТ СЭВ 1406, все современные проектные требования к бетону указываются именно в классах. Уж не знаю - насколько это соблюдается, потому как 90% строительных организаций почему-то заказывают бетон в марках :-).

Для Вас главное - чтобы привезённый Вам бетон соответствовал той марке, которую Вы собственно заказывали. Проверить конечно можно, но не сразу. Что стоит сделать.

При разгрузке бетона, взять пробу и отлить пару-тройку кубиков размером 10х10х10 см. или 15х15х15 см. Для этого можно сколотить из дощечек специальные формы нужного размера. Перед тем как залить бетон в формы, ящички желательно увлажнить, дабы сухое дерево не забрало много влаги из бетона, тем самым отрицательно воздействуя на процесс гидратации цемента. Залитую смесь необходимо проштыковать куском арматуры или чем-то подобным: потыкать в смесь, как толкут картошку пюре, чтобы в залитой пробе не образовались незаполненные места (раковины), вышел лишний воздух, и смесь уплотнилась. Так же можно уплотнить смесь ударами молотка по бокам ящичков. Отлитые кубики храните при средней температуре (около 20 градусов) и высокой влажности (около 90%).

Через 28 дней Вы можете с чистой совестью принести всё это великолепие в любую независимую лабораторию. Вам там всё это подавят и вынесут вердикт - соответствует ли бетон заявленной марке или не соответствует. Впрочем, не обязательно ждать 28 дней, для этого существуют промежуточные стадии твердения в возрасте 3, 7, 14 суток. В течение первых 7 дней бетон набирает около 70% расчётной прочности (естественно при условии нормальной температуры) В сырое и холодное время года сроки схватывания бетона и период его твердения существенно увеличиваются.

Какие нюансы могут возникнуть при заборе и хранению проб-кубиков:

  • Не разбавляйте бетон водой в автобетоносмесителе.
  • Берите пробы непосредственно с лотка бетоносмесителя.
  • Тщательно уплотняйте бетонную смесь в формах штыкованием (картошка-пюре)
  • Храните пробы в надлежащих условиях: не на солнце и не на печке :-)) Лучше в прохладном подвале, или просто в тени.

Вот и всё про кубики. Если Вы вдруг забыли взять пробы, а знать, что у Вас всё в порядке хотелось бы, - обратитесь в независимую лабораторию, которая может провести замер прочности на месте. Для этого существуют так называемые неразрушающие методы исследования прочности: проверка методами ударного импульса прибором склерометром. В народе называется - простучать бетон. Так же используются ультразвуковые и иные методы определения прочности.

Переходим к другим важным параметрам бетона. А именно:

 

Удобоукладываемость, подвижность, осадка конуса.

 

 

Все эти термины, в общем, говорят об одном и том же. Обозначение в накладных и паспортах бетонной смеси в виде буквы П с коэффициентом от 1 до 5 ( пример: П-3) либо так: осадка конуса 10- 15 см . Для практического применения важно знать следующее: Для стандартных монолитных работ применяется бетон подвижности П-2 - П-3. При заливке густоармированных конструкций, узких опалубок, колонн и прочих подобных узких полостей, труднодоступных для заполнения бетоном, желательно использовать бетон с подвижностью п-4 и выше (осадка конуса 16- 21 см ). Подобная бетонная смесь может называться - литой бетон. (в эпоху развитого социализма литым считался бетон с осадкой конуса от 12 см .- чуть больше чем п-2) Подобные виды бетонной смеси хорошо переносят укладку в опалубку, без использования вибратора. Аналогичную подвижность бетона стоит выбрать, если для укладки бетонной смеси используется бетононасос.

Есть ещё такое понятие как - жесткость бетона. Обозначается буквами Ж1-Ж4. В основном, когда говорят о жестком, имеют в виду тощий бетон, используемый, в основном, в дорожном строительстве. Он отличается пониженным содержанием воды и цемента. Про сверхжесткие виды я писать не буду. Вряд ли Вам это понадобится.

Для облегчения заливки и при отсутствии на объекте вибраторов, прорабы и строители зачастую увеличивают подвижность, разбавляя бетон в бетоносмесителе водой, что делать категорически не стоит! Ибо, водоцементное отношение - одна из ключевых пропорций, от которой напрямую зависит окончательная прочность бетона. Причём, даже незначительное разбавление смеси водой способно существенно снизить прочность на одну-две марки. Бетон расчётной марки м300, в результате разбавления водой, может легко показать м100 м200.

Увеличение подвижности бетонной смеси до показателей П4, П5, осадка конуса более 16 см . достигается исключительно за счёт применения на заводе добавок пластификаторов. Только так можно получить литой бетон, предназначенный для укладки в опалубку с плотным каркасом из арматура, либо при монолитных работах с применением бетононасоса. Разбавив бетонную смесь водой, Вы непременно ухудшите его качество.

glavsk.narod.ru


Смотрите также