Класс бетона по прочности на сжатие в мпа таблица: Прочность бетона на сжатие, класс, таблица в мпа

Прочность на сжатие бетона

Прочность на сжатие — одна из основных характеристик показателей бетона. Именно по ней определяется класс бетона, который обозначается буквой «В». Рядом с буквой ставится число, которое обозначает выдерживаемое давление (в МПа). Например, обозначение показателя бетона В25 означает, что бетон выдерживает давление в 25 мегапаскалей согласно СНиП 2.03.01-84.

Для определения показателя прочности бетона необходимо учитывать коэффициенты. Так для класса В25 применяемая прочность на сжатие — 18,5 Мпа. (см.таблицу). Также учитывается возраст бетона, осевое растяжение, при котором учитывается способы возведения конструкций, условия твердения бетона. Если такие данные не могут быть установлены, то возраст бетона берут за основу в 28 суток (согласно СНиП 2.03.01-84).

Наряду с классом бетона существует обозначение бетона марками (латинская буква «М»). Рядом с буквой ставится число от 50 до 1000, которое обозначает предел прочности на сжатие (измеряется в кгс/см2).

Согласно ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжёлые и мелкозернистые. Технические условия» устанавливается соответствие между марками и классами при коэффициенте вариации прочности бетона 13,5%. Соотношение между классом и марками бетона по прочности при нормативном коэффициенте вариации v = 13,5%

Прочность бетона на сжатие: характеристики марки и класса

Застывший бетон имеет специфический состав, разнообразные компоненты которого относят его к конгломератным материалам. Данное свойство свидетельствует об особенности раствора, а именно его качестве. Надежность бетонной конструкции определяется его совместимостью с другими материалами. В зависимости от этого, существуют различные классы и марки бетонного раствора, применение которых характерно определенному виду строительства. Предлагаем детально ознакомиться с каждым классом и маркой бетона по его прочности на осевое растяжение и сжатие.

Суть и общая характеристика класса бетона

В узком понимании в классах бетонной смеси определяется нагрузка, которую может выдержать одна единица площади поверхности при отсутствии повреждений. Единицы измерения устанавливали на протяжении многих лет. На сегодняшний момент показатели класса определяются в МПа.

Способ определения крепости раствора одинаков как для его класса, так и для марки. При испытаниях используются в специальных лабораториях, путем экспериментов с образцами материалов. С помощью специальных приспособлений производится работа по установлению максимального усилия на образец, при котором начинается его разрушение. Исходя из полученных данных, усилие приравнивается к давлению.

Для достижения правильных результатов необходимо учитывать соотношение вектора нагрузки и оси образца. С этой целью нижние стороны поверхности пресса и бетона помечаются осями, которые должны совпадать. Согласно ГОСТам, выделяют 18 видовых классов бетонного раствора, зависимо от прочности на сжатие. Например, бетон В35. Данное обозначение означает его прочность при давлении 35 МПа.

Вернуться к оглавлению

Марка бетона – суть и общая характеристика

В случае если класс изделия, как показатель прочности не учитывается, используется стандарт надежности при помощи марки раствора. Суть данного определения состоит в отображении определенного свойства материала. Как и в предыдущем случае, это свойство определяется с помощью испытаний над образцами. Различают два общих значения определения марки:

• минимальное: применяется для определения прочности, стойкости к влаге и низким температурам;
• максимальное: используется для обозначения плотности.

Однако следует запомнить, что с помощью марки невозможно определить колебания крепости на всей бетонной поверхности.

Вернуться к оглавлению

Соответствие марки бетона классу

Определенный класс бетона по прочности на сжатие имеет свою соответствующую марку. На практике была составлена таблица этого соотношения. Например, согласно таблице, марке М50 соответствует класс В3,5.

Коэффициент перевода класса бетона в соответствующую марку – 13,1.

Чаще всего при строительстве для определения прочности применяется термин «класс». В отличии от марок в этом параметре вычислена гарантированная крепость материала.

Вернуться к оглавлению

Выбор бетона

Строительство определенной бетонной конструкции требует четко установленной крепости бетонного раствора. Среди них выделяют:

• подбетонное покрытие – В7,5;
• фундамент: в помещениях с низкой влажностью – от В15; в помещениях с высокой влажностью – от В22,5;
• стены, а также другие конструкции на улице – учитывается морозостойкость: для районов со стабильно теплой температурой воздуха – F150; для районов с температурой воздуха ниже -40С — F200;
• внутренние поверхности – от В15;
• железобетонные конструкции – от В15 (предварительно напряженные) – от В20.

Все вышеперечисленные правила установлены строительными стандартами. Однако они могут отличаться в зависимости от технических расчетов. Так, одно здание может быть построено на бетоне разной прочности – материалы на нижних этажах должны быть значительно выше от материалов верхних этажей.

Одним из быстрых и удобных способов определения прочности бетона является испытание путем сжатия склерометром или молотком Шмидта. Принцип его работы заключается в ударе бойка по бетону и его отскоке. Вследствие этого специальный указатель перемещается на определенную высоту, которая соответствует установленной марке бетона.

Несмотря на простоту в использовании, данное приспособление не пользуется популярностью, поскольку не может дать точных значений. Это возникает от влияния на испытание других факторов, таких как характер поверхности образца, его толщина, структура и уплотнение.

Вернуться к оглавлению

Заключение

Показатели марки и класса бетонных материалов – это самые важные показатели их сопротивления сжатию и осевой растяжке. В отличии от качеств относительно стойкости к низким температурам, влаге, именно они учитываются в первую очередь при покупке материалов.

Следует запомнить, что прочность – это не стабильная величина. В процессе твердения бетон становится крепче. Все эти правила следует обязательно учитывать при строительстве.

Марка бетона и класс бетона таблица

Для понимания назначения бетона в тех или иных строительных конструкциях используются такие термины, как марка и класс бетона. Что они отражают? Марка отражает усредненные технические характеристики бетона, класс показывает степень прочности бетонных конструкций во время их эксплуатации.

Марка отражает параметры прочности бетона по сжатию или его крепость после затвердевания и набора начальной прочности. Прочность проверяется лабораторными исследованиями на бетонном образце (кубе) сечением 15 см. Перед испытанием куб из бетона должен затвердевать четыре недели (28 суток). Затем образец испытывают на сжатие под прессом. Марка имеет символьное обозначение «M», после него пишутся числа от 50 до 1000, обозначающие предельную прочность по сжатию, измеряемую в кг/см². Более высокие марка и класс бетона означают более высокую прочность и долговечность.
Показатели бетонов

Класс – термин профессиональный, и от марки класс отличается гарантией прочности по марке. По СНиП 2.03.01-84 класс означает, что прилагаемые усилия разрушения будут выдерживать 95% бетонных элементов. Стандартно класс бетона по прочности имеет символьное обозначение «B», после которого указываются числа, обозначающие гарантированную прочность, измеряемую в МПа. Так, бетон B25 может выдержать давление в 25 МПа. Полный диапазон классов: 3,5-80 МПа.

Таблица зависимости прочности, марки и класса по прочности при сжатии:

В бетон может добавляться не только песок и портландцемент, но и керамзит, известь, гипс или алебастр, а также другие синтетические модификаторы, улучшающие его конкретные свойства. Существующие ГОСТ и СНиП определяют множество других свойств стройматериала – прочность, пластичность, морозостойкость, влагонепроницаемость.
Добавки для бетонов

Прочность бетонов

Класс и марка связаны друг с другом, поэтому соотношение класса и марки бетона помогает узнать любые характеристики материала. Рассмотрим класс бетона по прочности на сжатие согласно ГОСТ 26633-91:

Согласно этой таблице определяется класс бетона по прочности на сжатие и его марка. Самым популярным считается бетон M 400, так как из него получаются прочные и долговечные фундаменты.
Как рассчитать прочность бетона

Подробно о марках бетонов

M 50-100

Бетон марки M 50 – наиболее слабый, «худой», поэтому им рекомендуется заполнять пустоты в бетонных конструкциях без нагрузки, подушек, стяжек для дорожных покрытий. Это утверждение относится и к маркам M 75, M 100.

M 150

M 150 – легкий бетон, применяемый в малоэтажных объектах для заливки фундамента, стяжки пола, террас, садовых дорожек и тротуаров.

M 200-250

Этот материал пригоден для возведения колонн и строительства подпорок, лестниц и лестничных площадок, садовых дорожек, бордюров, тротуаров и отмосток. На прочном грунте бетон рекомендуется для заливки фундамента малоэтажных объектов с невысокой нагрузкой по массе.

M 300

Пригоден для возведения монолитных оснований, бетонных площадей для наружных и внутренних лестниц. Такой бетон имеет высокую влагостойкость.

M 350

Подойдет для возведения любых конструкций – монолитных, потолочных перекрытий, плит, строительства фундаментов, бассейнов, колонн, дорожных покрытий.

M 400

Эта марка по классу B 30 используется в промышленности. Индивидуальные застройщики предпочитают марки дешевле. Но бетон M 400 быстро затвердевает, поэтому для строительства крупных зданий он незаменим. Также марка бетона и класс позволяют использовать его в строительстве мостовых и подводных сооружений, высокопрочных опор, гидротехнических объектов.

M 500

Это узкоспециализированные бетоны, дорогостоящий материал, и в частном строительстве его использовать не рекомендуется из-за дороговизны. M 500 отлично подходит для строительства прочных хранилищ, дамб, объектов стратегического назначения и гидротехнических сооружений – плотин, мостов и т.д.
Пропорции бетонных смесей

Влагонепроницаемость

ГОСТ 12730.5-84 определяет марку по водонепроницаемости с символьным обозначением «W» и числами в диапазоне от 2 до 20. Влагонепроницаемость выражается в МПа – это предельное давление, которое выдерживает конструкция из бетона конкретной марки и класса.

Водопроницаемость – формула расчета коэффициента фильтрации

Если классифицировать бетон по марке, отталкиваясь от влагонепроницаемости, то отличия будут такими:

1. W2 – высокий коэффициент проницаемости, для гидроизоляционных работ непригоден.
2. W4 – коэффициент проницаемости ниже, но для гидроизоляции также не рекомендован.
3. W6 – проницаемость еще ниже, степень влагопоглощения средняя, рекомендован в жилищном строительстве.
4. W8 – бетон впитывает ≤ 4,2% влаги.

Формула расчета морозостойкости

Числитель и знаменатель – пределы прочности по сжатию после испытания на морозоустойчивость и бетона с повышенной влажностью до заморозки (МПа).

Морозостойкость

Параметр имеет символьное обозначение «F», после которого указываются цифры от 50 до 300, которые показывают число циклов замораживания и разморозки с 5-процентной потерей прочности.

Важно! Для увеличения коэффициента морозостойкости бетонов рекомендуется уменьшить объемное количество воды в смеси и добавить в нее модификаторы.

Класс бетона по морозостойкости:

1. M 100-150 – F 50.
2. M 200-250 – F 100.
3. M 300-350 – F 200.
4. M 400 – F 300-F 500.

Но не только существующие марки бетона и их характеристики, таблица которых приведена выше, определяют его технические параметры. Есть такое понятие, как удобоукладываемость.
Классификация бетонов по удобоукладываемости

Удобоукладываемость

Существуют специально разработанные ГОСТ, определяющие класс по удобоукладываемости. По плотности смеси разделяют на жесткие и подвижные. Последние определяются по усадке конуса с жидким бетонным раствором, жесткие растворы испытывают на вибростенде. Критерием жесткости служит время продавливания состава. ГОСТ 7473-94 регулирует стройматериал по удобоукладываемости.

Расчеты и испытания по удобоукладываемости

Таблица выбора бетона согласно его жесткости:

Марки и параметры бетонов

1. Разработанный ГОСТ 23732 требует соблюдать нормативы по воде, которой затворяется сухая бетонная смесь.
2. Для изменения эксплуатационных характеристик бетона в состав добавляют модификаторы – стабилизаторы и пластификаторы. Добавки делают готовый бетон более морозостойким, влагонепроницаемым, прочным, пластичным и т.д. Но при добавлении модификаторов необходимо принимать во внимание, что характеристики удобоукладываемости не должны ухудшаться.

Составляющие бетонной смеси

Классификация бетонов по составу связующих определяет следующие его категории:

1. Наиболее распространенный компонент – портландцементный.
2. Асфальт.
3. Известь.
4. Гипс или алебастр.
5. Силикатные добавки.
6. Глина.

Состав компонентов определяет бетоны как:

1. Особо легкие (ноздреватые) с объемной массой ≤ 500 кг/м².
2. Легкие с объемной массой ≤ 1 800 кг/м². В них добавляют арболитовые шламы, шлаковые бетоны, пемзобетонную крошку и другие легкие пористые стройматериалы с невысоким коэффициентом теплопроводности. Легкий бетон оптимально подходит для строительства ограждений и слабопрочных покрытий.
3. Обычные или тяжелые бетоны с объемной массой ≥ 1 800 кг/м². Заполнители – гравий, щебень, другие твердые породы.
4. Особо тяжелые бетоны с объемной массой ≥ 2 700 кг/м². В состав таких бетонов входят: баритовые и железные руды, прочие металлы. Бетон применяется в строительстве АЭС, стратегических или военных сооружений.

Информация в статье поможет вам правильно выбрать бетон нужной марки и купить стройматериал, который наиболее оптимально подойдет для ваших нужд.

Класс и марка бетона по прочности на сжатие: характеристики, таблица соответствия

Строительство потребляет огромный объем бетона, и он постоянно растет. Для каждого вида работ предназначается своя смесь, они отличаются составом, техническими характеристиками, ценой. Основными параметрами являются класс бетона и его марка – показывающие прочность состава после его полного отвердевания.

Классификация бетонных смесей нужна, чтобы определить их назначение в конкретном виде работ. При необходимости учитываются водостойкость, морозостойкость и другие свойства, определяющие долговечность конструкций из этого материала.

Что означает марка бетона?

Марки бетона определяются по прочности на сжатие, они показывают, какую нагрузку выдерживает до разрушения образец на площади 1 см², обозначается буквой «М» с индексом. Например, М200 выдерживает нагрузку в 200 кг/см². Этот показатель зависит от соотношения основных компонентов, а также способа приготовления раствора, где учитываются:

• Цемент должен быть как можно более высокой марки, при изготовлении полностью выдерживается соотношение компонентов;
• Излишки воды в растворе приводят к избыточной пористости, ухудшая характеристики состава;
• Заполнители – песок и щебень, должны быть равномерной фракции, без пыли, глины, органических и других включений;
• Все составляющие должны тщательно перемешиваться для обеспечения однородности смеси;
• Идеальная температура, при которой проходит затвердевание – около 20°С, чтобы обеспечить гидратацию цемента при отрицательных температурах в состав вводят добавки.

График зависимости расхода цемента М400 (1) и М500 (2) от прочности

Чтобы подобрать материал для строительства нужно знать, какие марки бетона бывают. Согласно СП 63.13330.2012, ГОСТ 7473-2010 этот показатель может изменяться от М100 до М500. Также существуют смеси, с узким диапазоном применения. Расшифровка маркировки бетонных растворов позволяет определить пропорции компонентов, которые в них входят. Для этого используются специальные таблицы. В зависимости от характеристик определяется стоимость материала. Чем выше марка, тем дороже будет раствор.

Что такое класс?

Класс бетона – гарантированная по прочности на сжатие нагрузка, которая им выдерживается, измеряется в МПа (мегапаскалях). Эта характеристика введена, чтобы уточнить свойства застывшего раствора, поскольку для одной марки они могут разниться. Этот параметр позволяет определить его фактическую прочность, так как рассчитывается для случаев, когда она будет подтверждаться не менее чем в 95%.

Класс бетона по прочности обозначается символом «В» с индексами от 5 до 60, которые показывают значение давления в мегапаскалях, выдерживаемого материалом до разрушения. Этот показатель соотносится с маркой, более привычной для строителей.

Соответствие марки и класса

При строительстве зданий или других объектов, нужно уметь разбираться в соотношении марок и классов применяемого бетона, что позволит исключить ошибки. Классы и марки заносятся в таблицы, которые можно найти в специализированной литературе.

Необходимо учитывать, что марочная прочность бетона допускает отклонения. Например, у М150 может быть устойчивость давлению в МПа В10 и В12,5, поэтому эта характеристика считается точнее. Иногда классы и марки современного бетона по его прочности определяются как допустимые параметры снижения качества раствора при сохранении технических и эксплуатационных характеристик. На это влияют пропорции и взаимосвязи компонентов раствора, рекомендуемых для изготовления согласно ГОСТ. Например, для смеси со средним показателем прочности М250 или В20 требуется соотношение цемента, песка и щебня по массе 1:4,6:7,0.

Характеристики и применение разных марок

Подбирая марку бетона и соответствующий ей класс бетона, необходимо понимать, где они будут применяться. Учитываются нагрузка на конструкцию, условия, где эксплуатируются здания и сооружения, другие сопутствующие факторы.

В проектной документации чаще указывается показатель В, как более точный параметр.

Кроме того, учитываются водонепроницаемость (W) и морозоустойчивость (F). Образец материала, водонепроницаемостью W2 и морозоустойчивостью F50 соответствует раствору М100-М150.

Основные области применения марок бетона, их характеристики:

• М100 – тощие растворы, используется при устройстве дренажей, тонких стяжек, подготовке основания под фундамент;
• М150 – легкий бетон, применяется для бордюров, пешеходных дорожек, стяжек;
  М200 – подходит для стяжки пола, строительства подпорных элементов, фундаментов под одноэтажные здания;
• М250 – популярна в частном строительстве, обладает достаточной прочностью для возведения частных домов;
• М300 – повышенная устойчивость, применяется для производства дорожных плит, лестничных маршей;
• М350 – необходима при строительстве многоэтажных зданий и высотных сооружений, производства перекрытий с пустотами, устройства бассейнов, взлетно-посадочных полос, других объектов с повышенной нагрузкой;
• М400 – сверхтяжелый раствор для промышленных зданий, возведения основ под сооружения на болотистых и влажных грунтах;
• М450-М500 – применяются для строительства гидротехнических объектов, тоннелей, мостов и других спецсооружений.

Несмотря на то, что марка — менее точный показатель, чем класс, именно она считается главным показателем прочности.

Выбор бетона для строительных конструкций

Если коротко, то для следующих строительных конструкций рекомендуют следующие марки бетона:

— подбетонка или подготовка основания для монолитной конструкции — В7,5;

— фундаменты — не ниже В15, но в ряде случаев марка по водонепроницаемости должна быть не ниже W6 (бетон В22,5). Также, согласно еще не принятому приложению Д к СП 28.13330.2012, класс бетона для фундаментов должен быть не ниже В30. Я рекомендую использовать бетон с маркой по водонепроницаемости не ниже W6, что позволит обеспечить долговечность конструкции;

— стены, колонны и другие конструкции расположенные на улице — марка по морозостойкости не ниже F150, а для района с расчетной температурой наружного воздуха ниже -40С — F200.

— внутренние стены, несущие колонны — по расчету, но не ниже В15, для сильно сжатых не ниже В25.

Возможно я не охвачу все нормативы, где может быть прописаны требования к выбору марки бетона, поэтому прошу в комментариях отписаться если есть неточности.

Основными нормируемыми и контролируемыми показателями качества бетона являются:

— класс по прочности на сжатие B;

— класс по прочности на осевое растяжение B_t;

— марка по морозостойкости F;

— марка по водонепроницаемости W;

— марка по средней плотности D.

Класс бетона по прочности на сжатие B

Класс бетона по прочности на сжатие B соответствует значению кубиковой прочности бетона на сжатие в МПа с обеспеченностью 0,95 (нормативная кубиковая прочность) и принимается в пределах от B 0,5 до B 120.

Это основной параметр бетона, который определяет его прочность на сжатие. Например, класс бетона В15 означает, что после 28 дней при температуре застывания 20°С прочность бетона будет 15 МПа. Однако в расчетах используют другую цифру. Расчетное сопротивление бетона (R_b) сжатию можно найти в таблице 5.2 СП 52-101-2003

Таблица 5.2 СП 52-101-2003

Почему прочность замеряют именно через 28 дней? Потому, что бетон набирает прочность всю жизнь, но после 28 дней прирост прочности уже не такой большой. Через одну неделю после заливки прочность бетона может быть 65% от нормативной (зависит от температуры твердения), через 2 недели будет 80%, через 28 дней прочность достигнет 100%, через 100 суток будет 140% от нормативной. При проектировании есть понятие прочности через 28 дней, и оно принимается за 100%.

Также известна классификация по марке бетона M и цифрами от 50 до 1000. Цифра обозначает предел прочности на сжатие в кг/см². Различие в классе бетона B и марке бетона M заключается в методе определения прочности. Для марки бетона это средняя величина силы сжатия при испытаниях после 28 дней выдержки образца, выраженная в кг/см². Данная прочность обеспечивается в 50% случаях. Класс бетона B гарантирует прочность бетона в 95% случаях. Т.е. прочность бетона варьируется и зависит от многих факторов, не всегда можно добиться нужной прочности и бывают отклонения от проектной прочности. Например, марка бетона М100 обеспечивает прочность бетона после 28 дней в 100 кг/см² в 50% случаев. Но для проектирования это как-то слишком мало, поэтому ввели понятие класс бетона. Бетон B15 гарантирует прочность в 15 МПа после 28 дней в 95% случаях.

В проектной документации бетон обозначается только классом B, но в строительной практике марка бетона всё еще применяется.

Определить класс бетона по марке и наоборот можно по следующей таблице:

Класс бетона по прочности на осевое растяжение B_t соответствует значению прочности бетона на осевое растяжение в МПа с обеспеченностью 0,95 (нормативная прочность бетона) и принимается в пределах от B_t 0,4 до B_t 6.

Допускается принимать иное значение обеспеченности прочности бетона на сжатие и осевое растяжение в соответствии с требованиями нормативных документов для отдельных специальных видов сооружений (например, для массивных гидротехнических сооружений).

Марка бетона по морозостойкости F соответствует минимальному числу циклов попеременного замораживания и оттаивания, выдерживаемых образцом при стандартном испытании, и принимается в пределах от F 15 до F 1000.

Марка бетона по водонепроницаемости W соответствует максимальному значению давления воды (МПа · 10^-1), выдерживаемому бетонным образцом при испытании, и принимается в пределах от W 2 до W 20.

Марка по средней плотности D соответствует среднему значению объемной массы бетона в кг/м³ и принимается в пределах от D 200 до D 5000.

Также встречается маркировка бетона по подвижности (П) или указывается осадка конуса. Чем выше число П, тем бетон более жидкий и с ним легче работать.

Для напрягающих бетонов устанавливают марку по самонапряжению.

Подбор марки бетона по прочности

Минимальный класс бетона для конструкций назначается согласно СП 28.13330.2012 и СП 63.13330.2012.

Для любых железобетонных строительных конструкций класс бетона должен быть не ниже В15 (п.6.1.6 СП 63.12220.2012).

Для предварительно напряженных железобетонных конструкций класс бетона по прочности на сжатие следует принимать в зависимости от вида и класса напрягаемой арматуры, но не ниже В20 (п.6.1.6 СП 63.12220.2012).

Железобетонный ростверк из сборного железобетона должен быть выполнен из бетона не ниже кл. В20 (п. 6.8 СП 50-102-2003)

Класс бетона для конструкций назначают согласно прочностному расчету по технико-экономическим соображениям, например, на нижних этажах здания монолитные колонны имеют большую прочность т.к. нагрузка на них выше, на верхних этажах класс бетона уменьшается, что позволяет использовать колонны одного сечения на всех этажах.

Также есть рекомендации СП 28.13330.2012. Согласно постановлению 1521 от 26.12.2014 приложения А и Д СП 28.13330.2012 не входят в обязательный перечень, т.е. рекомендуются, но рекомендую обратить своё внимание на эти приложения  т.к., возможно, скоро они будут обязательными для применения. Прежде всего необходимо сделать классификацию конструкцию по среде эксплуатации согласно таблице А.1 СП 28.13330.2012:

Таблица А.1 — Среды эксплуатации

Индекс	Среда эксплуатации	Примеры конструкций
Среда без признаков агрессии
ХО	Для бетона без арматуры и закладных деталей: все среды, кроме воздействия замораживания — оттаивания, истирания или химической агрессии.Для железобетона: сухая	Конструкции внутри помещений с сухим режимом эксплуатации
Коррозия арматуры вследствие карбонизации
ХС1	Сухая и постоянно влажная среда	Конструкции помещений в жилых домах, за исключением кухонь, ванных, прачечных. Бетон постоянно под водой
ХС2	Влажная и кратковременно сухая среда	Поверхности бетона, длительно смачиваемые водой. Фундаменты
ХС3	Умеренно влажная среда (влажные помещения, влажный климат)	Конструкции, на которые часто или постоянно воздействует наружный воздух без увлажнения атмосферными осадками. Конструкции под навесом. Конструкции внутри помещений с высокой влажностью (общественные кухни, ванные, прачечные, крытые бассейны, помещения для скота)
ХС4	Переменное увлажнение и высушивание	Наружные конструкции, подвергающиеся действию дождя
Коррозия вследствие действия хлоридов (кроме морской воды)
В случае, когда бетон, содержащий стальную арматуру или закладные детали, подвергается действию хлоридов, включая соли, применяемые как антиобледенители, агрессивная среда классифицируется по следующим показателям:
XD1	Среда с умеренной влажностью	Конструкции, подвергающиеся воздействию аэрозоля солей хлоридов
XD2	Влажный и редко сухой режим эксплуатации	Плавательные бассейны. Конструкции, подвергающиеся воздействию промышленных сточных вод, содержащих хлориды
XD3	Переменное увлажнение и высушивание	Конструкции мостов, подвергающиеся обрызгиванию растворами противогололедных реагентов. Покрытие дорог. Перекрытия парковок
Коррозия, вызванная действием морской воды
В случае, когда бетон, содержащий стальную арматуру или закладные детали, подвергается действию хлоридов из морской воды или аэрозолей морской воды, агрессивная среда классифицируется по следующим показателям:
XS1	Воздействие аэрозолей, но без прямого контакта с морской водой	Береговые сооружения
XS2	Под водой	Подводные части морских сооружений
XS3	Зона прилива и отлива, обрызгивания	Части морских сооружений в зоне переменного уровня воды
Примечание — Для морской воды с различным содержанием хлоридов требования к бетону указаны в таблице Г. 1
Коррозия бетона, вызванная попеременным замораживанием и оттаиванием, в присутствии или без солей противообледенителей
При действии на насыщенный водой бетон переменного замораживания и оттаивания агрессивная среда классифицируется по следующим признакам:
XF1	Умеренное водонасыщение без антиобледенителей	Вертикальные поверхности зданий и сооружений при действии дождя и мороза
XF2	Умеренное водонасыщение с антиобледенителями	Вертикальные поверхности зданий и сооружений, подвергающиеся обрызгиванию растворами антиобледенителей и замораживанию
XF3	Сильное водонасыщение без антиобледенителей	Сооружения при действии дождей и мороза
XF4	Сильное водонасыщение растворами солей антиобледенителей или морской водой	Дорожные покрытия, обрабатываемые противогололедными реагентами. Горизонтальные поверхности мостов, ступени наружных лестниц и др. Зона переменного уровня для морских сооружений при действии мороза
Химическая и биологическая агрессия
При действии химических агентов из почвы, подземных вод, коррозионная среда классифицируется по следующим признакам:
ХА1	Незначительное содержание агрессивных агентов — слабая степень агрессивности среды по таблицам В.1 — В.7, Г.2	Конструкции в подземных водах
ХА2	Умеренное содержание агрессивных агентов — средняя степень агрессивности среды по таблицам В.1 — В.7, Г.2	Конструкции, находящиеся в контакте с морской водой. Конструкции в агрессивных грунтах
ХА3	Высокое содержание агрессивных агентов — сильная степень агрессивности среды по таблицам В.1 — В.7, Г.2	Промышленные водоочистные сооружения с химическими агрессивными стоками. Кормушки в животноводстве. Градирни с системами газоочистки
Коррозия бетона вследствие реакции щелочей с кремнеземом заполнителей
В зависимости от влажности среда классифицируется по следующим признакам:
WO	Бетон находится в сухой среде	Конструкции внутри сухих помещений. Конструкции в наружном воздухе вне действия осадков, поверхностных вод и грунтовой влаги
WF	Бетон часто или длительно увлажняется	Наружные конструкции, не защищенные от воздействия осадков, поверхностных вод и грунтовой влаги.Конструкции во влажных помещениях, например, бассейнах, прачечных и других помещениях с относительной влажностью преимущественноболее 80 %.Конструкции, часто подвергающиеся действию конденсата, например, трубы, станции теплообменников, фильтровальные камеры,животноводческие помещения.Массивные конструкции, минимальный размер которых превосходит 0,8 м, независимо от доступа влаги
WA	Бетон, на который помимо воздействий среды WF действуют часто или длительно щелочи, поступающие извне	Конструкции, подвергающиеся воздействию морской воды. Конструкции, на которые воздействуют противогололедные соли без дополнительного динамического воздействия (например, зона обрызгивания).Конструкции промышленных и сельскохозяйственных зданий (например, шламонакопители), подвергающиеся воздействию щелочных солей
WS	Бетон с высокими динамическими нагрузками и прямым воздействием щелочей	Конструкции, подвергающиеся воздействию противогололедных солей и дополнительно высоким динамическим нагрузкам (например, бетон дорожных покрытий)
Примечание — Агрессивное воздействие должно быть дополнительно изучено в случае:действия химических агентов, не указанных в таблицах Б.2, Б.4, В.3;высокой скорости (более 1 м/с) течения воды, содержащей химические агенты по таблицам В.3, В.4, В.5.

В зависимости от выбранной среды эксплуатации назначаем класс бетона для конструкции по таблице Д.1 СП 28.13330.2012.

Таблица Д.1 — Требования к бетонам в зависимости от классов сред эксплуатации

Требования к бетонам	Классы сред эксплуатации
	Неагрессивная среда	Карбонизация				Хлоридная коррозия						Замораживание — оттаивание1)				Химическая коррозия
						Морская вода			Прочие хлоридные воздействия
	Индексы сред эксплуатации
	ХО	ХС1	ХС2	ХС3	ХС4	XS1	XS2	XS3	XD1	XD2	XD3	XF1	XF2	XF3	XF4	ХА1	ХА2	ХА3
Минимальный класс по прочности В	15	25	30	37	37	37	45	45	37	45	45	37	37	37	37	37	37	45
Минимальный расход цемента, кг/м3	—	260	280	280	300	300	320	340	300	300	320	300	300	320	340	300	320	360
Минимальное воздухо-содержание, %	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	4,0	4,0	4,0	—	—	—
Прочие требования	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	Заполнитель с необходимой морозостойкостью				Сульфатостойкий цемент2)
Приведенные в колонках требования назначаются совместно с требованиями, указанными в следующих таблицах	—	Д. 2, Ж.5				Г.1, Д.2			Г.1, Д.2			Ж.1				В.1 — В.5, Д.2
1) Для эксплуатации в условиях попеременного замораживания — оттаивания бетон должен быть испытан на морозостойкость.2) Когда содержание  соответствует ХА2 и ХА3, целесообразно применение сульфатостойкого цемента.3) Значения величин в данной таблице относятся к бетону на цементе класса СЕМ 1 по ГОСТ 30515 и заполнителе с максимальной крупностью 20 — 30 мм.

Если посмотреть на эти требования, то для фундамента нужно принимать бетон минимум В30 (среда XC2). Однако пока это рекомендуемые требования, которые в перспективе станут обязательными (или не станут, кто его знает?)

Подбор марки бетона по водонепроницаемости

Марки бетона по водонепроницаемости подбирается согласно таблицам В.1-В.8 СП 28.13330.2012 в зависимости от степени агрессивности среды. Данные по агрессивности грунтов указываются в инженерно-геологических изысканиях и там же обычно пишут рекомендуемую марку по водонепроницаемости.

Для свай и необходимо применять бетон марки по водонепроницаемости не ниже W6 (п.15.3.25 СП 50-102-2003). Такую марку имеет бетон В22,5, поэтому нужно это учитывать при подборе класса бетона.

Для надземных конструкций, подвергаемых атмосферным воздействиям при расчетной отрицательной температуре наружного воздуха выше минус 40 °С, а также для наружных стен отапливаемых зданий марку бетона по водонепроницаемости не нормируют (п.6.1.9 СП 63.13330.2012).

Подбор марки бетона по морозостойкости

Подбор марки бетона по морозостойкости производится согласно таблицам Ж.1, Ж.2 СП 28.13330.2012 в зависимости от расчётной температуры наружного воздуха.

Таблица Ж.1 — Требования к бетону конструкций, работающих в условиях знакопеременных температур

Таблица Ж.2 — Требования к морозостойкости бетона стеновых конструкций

Условия работы конструкций		Минимальная марка бетона по морозостойкости наружных стен отапливаемых зданий из бетонов
Относительная влажность внутреннего воздуха помещения jint, %	Расчетная зимняя температура наружного воздуха, °C	легкого, ячеистого, поризованного	тяжелого и мелкозернистого
jint > 75	Ниже -40	F100	F200
	Ниже -20 до -40 включ.	F75	F100
	Ниже -5 до -20 включ.	F50	F70
	— 5 и выше	F35	F50
60 < jint £ 75	Ниже -40	F75	F100
	Ниже -20 до -40 включ.	F50	F50
	Ниже -5 до -20 включ.	F35	—
	— 5 и выше	F25	—
jint £ 60	Ниже -40	F50	F75
	Ниже -20 до -40 включ.	F35	—
	Ниже -5 до -20 включ.	F25	—
	— 5 и выше	F15*	—
* Для легких бетонов марка по морозостойкости не нормируется. Примечания 1. При наличии паро- и гидроизоляции конструкций марки бетонов по морозостойкости, указанные в настоящей таблице, могут быть снижены на один уровень. 2. Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается согласно СП 131.13330 как температура наиболее холодной пятидневки. 3. Марка ячеистого бетона по морозостойкости устанавливается по ГОСТ 25485.

Расчетная зимняя температура наружного воздуха для расчета железобетонных конструкций принимается по средней температуре воздуха наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,98 в зависимости от района строительства согласно СП 131.13330.2012.

В грунтах с положительной температурой, ниже уровня промерзания на 0,5 м, морозостойкость не нормируется (СП 8.16 СП 24.13330.2011)

Например, для Москвы температура наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,98 равна минус 29 °С. Тогда марка бетона по морозостойкости равна F150 (Характеристика режима — Возможное эпизодическое воздействие температуры ниже 0 °C а) в водонасыщенном состоянии, например, конструкции, находящиеся в грунте или под водой).

Защитный слой бетона

Чтобы арматура не оголилась со временем существуют требования по минимальной толщине слоя бетона для защиты арматуры. Согласно пособию по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры СП 52-101-2003 минимальная толщина защитного слоя определяется по таблице 5.1 Пособия к СП 52-101-2003:

Таблица 5.1 Пособия к СП 52-101-2003

Для сборных железобетонных элементов толщину защитного слоя можно уменьшить на 5 мм от данных таблицы 8. 1 СП 52-101-2003 (п.8.3.2).

Для буронабивных свай защитный слой бетона составляет не менее 50 мм (п. 8.16 СП 24.13330.2011), для буронабивных свай фундаментов мостов 100 мм.

Для буронабивных свай, используемых как защитные ограждения, защитный слой бетона принимается 80-100 мм (п. 5.2.12 Методического пособия по устройству ограждений из буронабивных свай).

Также во всех случаях толщина защитного слоя не может быть меньше толщины арматуры.

Защитный слой бетона считается от наружной поверхности до поверхности арматуры (не до оси арматуры).

Защитный слой бетона обычно обеспечивается использованием фиксаторов:

Расчетные значения сопротивления бетона

СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения

Расчетные значения сопротивления бетона осевому сжатию R_b определяют по формуле 6.1 СП 63.13330.2012:

Расчетные значения сопротивления бетона осевому растяжению R_btопределяют по формуле 6. 2 СП 63.13330.2012:

Значения коэффициента надежности по бетону при сжатии γ_bпринимают равными:

для расчета по предельным состояниям первой группы:

1,3 — для тяжелого, мелкозернистого, напрягающего и легкого бетонов;

1,5 — для ячеистого бетона;

для расчета по предельным состояниям второй группы: 1,0.

Значения коэффициента надежности по бетону при растяжении γ_btпринимают равными:

для расчета по предельным состояниям первой группы при назначении класса бетона по прочности на сжатие:

1,5 — для тяжелого, мелкозернистого, напрягающего и легкого бетонов;

2,3 — для ячеистого бетона;

для расчета по предельным состояниям первой группы при назначении класса бетона по прочности на растяжение:

1,3 — для тяжелого, мелкозернистого, напрягающего и легкого бетонов;

для расчета по предельным состояниям второй группы: 1,0.

(п. 6.1.11 СП 63.13330.2012)

В необходимых случаях расчетные значения прочностных характеристик бетона умножают на следующие коэффициенты условий работы γ_bt, учитывающие особенности работы бетона в конструкции (характер нагрузки, условия окружающей среды и т. д.):

а) γ_b1 — для бетонных и железобетонных конструкций, вводимый к расчетным значениям сопротивлений R_bи R_btи учитывающий влияние длительности действия статической нагрузки:

γ_b1 = 1,0 при непродолжительном (кратковременном) действии нагрузки;

γ_b1 = 0,9 при продолжительном (длительном) действии нагрузки. Для ячеистых и поризованных бетонов γ_b1 = 0,85;

б) γ_b2 — для бетонных конструкций, вводимый к расчетным значениям сопротивления R_bи учитывающий характер разрушения таких конструкций, γ_b2 = 0,9;

в) γ_b3 — для бетонных и железобетонных конструкций, бетонируемых в вертикальном положении при высоте слоя бетонирования свыше 1,5 м, вводимый к расчетному значению сопротивления бетона R_b, γ_b3 = 0,85;

г) γ_b4 — для ячеистых бетонов, вводимый к расчетному значению сопротивления бетона R_b:

γ_b4 = 1,00 — при влажности ячеистого бетона 10 % и менее;

γ_b4 = 0,85 — при влажности ячеистого бетона более 25 %;

по интерполяции — при влажности ячеистого бетона свыше 10 % и менее 25 %.

Влияние попеременного замораживания и оттаивания, а также отрицательных температур, учитывают коэффициентом условий работы бетона γ_b5 £ 1,0. Для надземных конструкций, подвергаемых атмосферным воздействиям окружающей среды при расчетной температуре наружного воздуха в холодный период минус 40 °С и выше, принимают коэффициент γ_b5 = 1,0. В остальных случаях значения коэффициента принимают в зависимости от назначения конструкции и условий окружающей среды согласно специальным указаниям.

(п. 6.1.12 СП 63.13330.2012)

Для свайных фундаментов согласно СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты, п. 7.1.9

7.1.9 При расчете набивных, буровых свай и баретт (кроме свай-столбов и буроопускных свай) по прочности материала расчетное сопротивление бетона следует принимать с понижающим коэффициентом условий работы γ_cb = 0,85, учитывающим бетонирование в узком пространстве скважин и обсадных труб, и дополнительного понижающего коэффициента γ’_cb, учитывающего влияние способа производства свайных работ:

а) в глинистых грунтах, если возможны бурение скважин и бетонирование их насухо без крепления стенок при положении уровня подземных вод в период строительства ниже пяты свай, γ’_cb = 1,0;

б) в грунтах, бурение скважин и бетонирование в которых производят насухо с применением извлекаемых обсадных труб или полых шнеков, γ’_cb = 0,9;

в) в грунтах, бурение скважин и бетонирование в которых осуществляют при наличии в них воды с применением извлекаемых обсадных труб или полых шнеков, γ’_cb = 0,8;

г) в грунтах, бурение скважин и бетонирование в которых выполняют под глинистым раствором или под избыточным давлением воды (без обсадных труб), γ’_cb = 0,7.

Параметры для расчета железобетонных конструкций:

Параметры для расчета железобетонных конструкций приведены в СП 63.13330.2012:

Таблица 6.7

Таблица 6.8

Таблица 6. 11

С этой таблицей нужно быть внимательнее – данные даны не в 10^-3 МПа, а в МПа х 10^-3, т.е. в ГПа или 1000 МПа. Например, модуль упругости для бетона В25 равен 30 ГПа = 30*1000 МПа. Не знаю зачем составители данной таблицы так намудрили, но новички ловятся на этом.

Обозначение бетона на чертежах

В спецификации бетон маркируется согласно ГОСТ 26633-2012. Например: Бетон В25 F200 W8 означает, что бетон принят по прочности класса B25, по морозостойкости марки 200, по водонепроницаемости W8.

На разрезах и сечениях бетон обозначается штриховкой согласно ГОСТ 2.306-68, но там нет штриховки железобетона. Тем не менее в строительных чертежах применяют штриховку согласно ГОСТ Р 21.1207-97 (стандарт отменен, но тем не менее штриховки используют эти).

Литература:

1. СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры (pdf);
2. Пособие к СП 52-101-2003 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (pdf)
3. СП 63.13330.2012 (Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003) Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения (pdf);
4. СП 24.13330.2011 (Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85) Свайные фундаменты (pdf);
5. СП 28.13330.2012 (Актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85) Защита строительных конструкций от коррозии (pdf);
6. СП 52-105-2009 Железобетонные конструкции в холодном климате и на вечномерзлых грунтах (pdf).

Классы бетона и марка по прочночти, таблицы характеристик

Бетон это каменный строительный материал, получаемый в результате твердения залитой в форму и уплотненной полужидкой смеси. Его приготавливают путем перемешивания сухого вяжущего вещества, фракционных заполнителей и воды. В качестве вяжущего элемента наиболее часто применяется цемент, заполнители – щебень, гравий, керамзит, галька измельченный шлак.

Главный технико-эксплуатационный показатель таких материалов, это предел прочности при испытании на сжатие, который позволяет определить марку и класс бетона. При этом данная марка указывает среднее эксплуатационное значение прочности затвердевшего материала, а класс предельно допустимый показатель с возможностью небольшой погрешности.

Кроме этого физические характеристики бетонных материалов предусматривают маркировку по водопроницаемости и морозостойкости. Первый показатель очень важен при строительстве гидротехнических и подземных сооружений, а второй в значительной мере определяет долговечность строительных конструкций, построенных в холодных и умеренных климатических зонах.

Класс и марка бетона по прочности, влагостойкости и морозостойкости

Числовое обозначение класса бетона выражает измеренную прочность образца в мегапаскалях (МПа) и обозначается буквой «B». В диапазон возможных значений входят показатели от 3,5 до 40. Наиболее широко применяемые марки имеют значения от B10 до B40. Например, маркировка B30 означает, что данный строительный материал гарантированно выдержит испытательное давление до 30 МПа.

Марка обозначается буквой «M» и измеряется в кг/см². В диапазон применяемых марок входят бетонные смеси M50-M1000, что означает среднюю прочность в диапазоне от 50 до 1000 кг/см².

Таблица соотношения марки и класса

Соответствие класса, морозостойкости и водонепроницаемости

Водонепроницаемость бетона обозначается буквой «W» и показывает давление воды, которое способна удерживать поверхность конструкции, не пропуская ее через имеющиеся поры. Величина этого показателя находится в пределах W2-W20. Для обычных зданий и сооружений водонепроницаемость обычно не превышает W4.

Морозостойкость определяет возможное количество последовательных циклов замораживания и оттаивания у бетонов во влажном состоянии. Допустимое нарушение прочности при таких испытаниях не должно превышать 5%. Обозначается буквой «F» и цифровым значением от 50 до 300 циклов. При наличии специальных добавок максимальное значение «F» может быть увеличено, но такие бетонные смеси в массовом строительстве не применяются.

Факторы, влияющие на повышение класса бетона

На прочность застывшей бетонной смеси оказывают влияние следующие факторы:

• марка и количество используемого цемента;
• чистота, качество и размер фракции наполнителей;
• объемное соотношение воды и цемента в приготавливаемой смеси;
• качество перемешивания составляющих компонентов и плотность укладки при формировании конструкций;
• температура окружающего воздуха во время приготовления и использования бетона.

Как видно из перечисления основных факторов, качество бетона напрямую зависит от точного соблюдения принятых в строительстве технологий. Достижение нормативной прочности и соответствие классу на 90% бетонная смесь достигает через 72 часа после заливки в форму.

Определение прочности на сжатие

На заводах, где изготавливаются бетон и железобетонные изделия, прочность на сжатие определяется в лабораторных условиях при исследовании затвердевших контрольных образцов, размеры которых соответствую Государственным стандартам 10180-2012 и 28570-90.

Для определения показателей прочности бетона на сжатие в условиях строительной площадки необходимо:

• изготовить 12 кубических форм с размером грани 100 мм;
• залить отобранную пробу бетонной смеси в подготовленные формы;
• уплотнить состав на вибрационном столе, или хорошо простучав поверхность форм, если их прочность позволяет сделать это;
• установить формы с бетоном для твердения при температуре не ниже 20˚C и влажности не менее 85%;
• выполнить промежуточные испытания бетонных кубических образцов прессовым давлением на 3-й, 7-й и 14-й день, для предварительного заключения о качестве материала;
• окончательные испытания проводятся на 28-й день после помещения бетона в форму.

При отсутствии пресса на строительной площадке, образцы передаются в лабораторию, оснащенную необходимым оборудованием.

Проведение данных мероприятий позволяет определить реальную прочность бетона, используемого для монтажа монолитных конструкций, во время строительства. При этом передача бетонных образцов в испытательную лабораторию позволяет получить данные не только о классе материала, но и другие технико-физические показатели.

Другие способы испытания бетона на прочность

Развитие современных технологий позволило создать приборы для быстрого определения прочности бетона без использования лабораторного прессового оборудования. Для этого используется специальный прибор – склерометр или молоток Шмидта.

Требования к технологии подобных неразрушающих измерений определены в ГОСТ 22690. Способ измерения основан на определении прочности бетона с использованием метода упругого отскока. Металлический боек молотка с определенным поперечным сечением ударяет с заданной силой в бетонную поверхность и отскакивает от нее вверх. Высота отскока фиксируется склерометром. В ходе испытаний производится несколько ударов, и результат вычисляется по среднеарифметическому показателю.

Данный результат менее точный, чем лабораторные испытания. На точность измерений влияет шероховатость поверхности, толщина испытуемого образца плотность бетонной массы. Однако молоток Шмидта позволяет получать оперативные данные, не задерживая производства строительных работ. У исправного прибора погрешность показателей прочности обычно не превышает 5%.

Прочность бетона на сжатие – важнейший показатель качества материала

Точное соблюдение технологии приготовления бетонной смеси и ее правильная укладка в опалубку обеспечат высокое качество строительных конструкций. Однако контроль прочности материалов и соответствие необходимого класса и марки должен проводиться в обязательном порядке определенном стандартами и нормативными требованиями. Обеспечить такой контроль, можно только определяя показатели прочности на сжатие или используя неразрушающие методы проверки.

Применение различных классов бетонных смесей

Применение этого материала в строительстве строго регламентировано стандартами, которые мы уже упоминали выше. Но, что бы не вникать в эти нормативы, можно выделить следующие положения, в зависимости от места бетонирования и класса применяемого для этого бетона.

Видеообзор классов и марок

перевод марок, классификация, таблица, ГОСТ

Поскольку в состав затвердевшего бетона входят компоненты, являющиеся по своей природе разнородными, он является материалом конгломератного (составного типа). Поэтому одним из главных свойств, по которым можно определить качественным ли он является, можно назвать адгезию. В данной статье будет рассказано о том, что такое класс бетона, а также коснемся и других характеристик материала.

На фото – проверка материала на прочность

Качество материала

Под адгезией понимается то, насколько хорошо цементный камень скрепляется с частицами заполнителей. Кроме того, к основным качествам можно также отнести:

• морозостойкость;
• водонепроницаемость;
• прочность на сжатие и растяжение.

Когда материал находится в проектном возрасте, о его прочностных характеристиках можно судить по последним параметрам. Поэтому стоит отметить, что во время приготовления он получается неоднородным.

Здесь представлено соответствие марок и классов бетона

Колебания прочности снижаются при качественной подготовки смеси, а также при более высокой культуре строительства. Поэтому стоит запомнить, что изготовленный материал должен не только иметь средний заданный показатель, но и иметь равномерное его распределение по всей поверхности.

Определение класса

Учесть вышеописанные колебания можно в таком показателе, как класс, под которым понимается процентный показатель какого-либо свойства. К примеру, если указано, что материал имеет класс прочности 0,95, то в 95 случаях и 100 он будет иметь такой показатель.

Стоит отметить, что согласно ГОСТу, классификация бетона состоит из 18 основных классов показателей прочности на сжатие. При этом в начале название класса указывается В1, после чего идет числовое значение предела прочности, отображаемое в МПа.

Классификация изделий

Для более точного восприятия стоит привести пример. Итак, предположим, что перед нами классбетонаВ35. Это означает, что в 95 случаях из 100 он обеспечивает предел прочности на сжатие до 35 МПа.

Кроме того, существуют и другие классы прочности:

• индекс В,, обозначает осевое растяжение;
• индекс Btb отображает предел растяжения при изгибе.

Помните, что предел прочности на сжатие может в 20 раз превышать аналогичное значение прочности на растяжение. Поэтому при строительстве используется стальная арматура, которая повышает несущую способность материала, цена при этом увеличивается.

Таблица марок и классов бетона по прочности на сжатие

Определение марки

Как утверждает стандарт СЭВ 1406-78, главным показателем прочности изделий является именно их класс. Если же во время проектирования различных изделий не учитывался данный стандарт, их прочность описывается при помощи марки.

Под ней понимают какое-либо его свойство, выраженное в численной характеристике, для расчета которой используются средние показанные результаты образцов во время испытаний. Для обозначения марки используют значения, полученные во время испытаний:

Совет: знайте, что помощи марки нельзя отобразить колебания прочности по всему объему бетонного изделия.

Как производить перевод марок бетона в классы

Марка по прочности на сжатие

1. Это одна из наиболее часто используемых характеристик бетонных конструкций.
2. Инструкция требует для ее определения использовать образцы в виде куба, имеющих длину одной стороны 150 мм.
3. Испытание проводится на протяжении условного проектного возраста – в большинстве случаев это 4 недели.

Совет: если берется серия из трех образцов, предел прочности рассчитывается по двум наибольшим из них. Для его выражения используются такие единицы – кгс/см².

4. Специалисты выделяют всего 17 марок тяжелого бетона в зависимости от его прочности на сжатие. Для их обозначения используется индекс «М», после которого указывается число. К примеру, марка М450 означает, что такой бетон гарантирует минимальный предел прочности на сжатие в 450 кгс/см².
5. Если же принимать во внимание прочность на осевое растяжение, то его марок гораздо больше – от Pt5 до Pt50 (прибавляя каждый раз по 5 кгс/см²). К примеру, марка бетона Pt30 будет означать, что он способен выдержать осевое растяжение до 30 кгс/см².
6. Для бетона, которые будет использоваться во время изготовления изгибаемых ж/б конструкций, существует также характеристика растяжения при изгибе, которая отображается при помощи индекса «Ptb».

Совет: не всегда следует проводить параллели между маркой бетона и его классом.

Класс поверхности бетона по СНиПу имеет 4 параметра

Классы и марки

Дело в том, что многое зависит от того, насколько материал является однородным. Для обозначения этой величины используется коэффициент вариации.

Чем ниже его числовое значение, тем большей однородностью обладает бетон. При снижении данного показателя, снижаются, соответственно, класс и марка материала. К примеру, М300, имеющий коэффициент вариации в 18%, получит класс В15, а вот при снижении до значения в 5%, класс повысится до В20.

Совет: результаты исследований доказывают, что во время изготовления бетонной смеси необходимо добиваться ее максимальной однородности.

На числовое значение прочности оказывают влияние множество факторов. Наибольшее — качество исходных компонентов, а также такой показатель, как пористость.

Изготовление раствора

Для набора прочности материала, изготовленного при помощи портландцемента, требуется значительное количество времени. Кроме того, для нормального протекания процесса требуется соблюдение определенных условий.

Морозостойкость

При помощи такого показателя, как марка бетона по морозостойкости можно определить, сколько циклов замораживания и оттаивания может выдержать 28-дневный материал, теряя при этом не более 15% показателя прочности на сжатие. Для обозначения такого показателя используется индекс F, а всего существует 11 классов.

Совет: чтобы бетон обладал хорошими морозостойкими свойствами, в его составе должен быть качественный портландцемент, а также его различные модификации – сульфатостойкий, гидрофобный и т.п.

При этом существуют определенные ограничения по процентному содержанию трехкальциевого алюмината в портландцементе.

К примеру, для:

• F200 допускается не более 7% такого вещества;
• F300 – до 5%, и т.д.

Крайне нежелательным является присутствие в цементе активных минеральных добавок, так как в результате их использования увеличивается потребность в воде. А вот снижение водопотребности достигается за счет применения поверхностно-активных веществ.

Работа с раствором в мороз

Совет: в сооружениях гидротехнического типа, обладающих маркой морозостойкости F 300, а также заполнителем диаметром не более 20 мм, объем вовлеченного воздуха должен находиться в пределах 2-4%

Вот небольшая инструкция, которой следует придерживаться:

1. Для получения высококачественного морозостойкого бетона должно соблюдаться максимально точное соотношение всех компонентов.
2. Их необходимо тщательно перемешать своими руками, получив максимально однородную смесь.
3. После этого уплотнить.
4. Обеспечить необходимые хорошие условия во время процесса затвердевания.

Совет:следите, чтобы не происходило тепловое расширение составляющих бетона, а значение воды и воздуха находились в допустимых пределах.

В ситуациях, когда осуществляется изготовление деталей, обладающих высокой степенью морозостойкости (F200 и выше), стоит помнить, что материал должен твердеть в условиях положительного значения температуры окружающей среды. Кроме того, его влажность должна сохраняться на протяжении около 10 дней.

Водопроницаемость

Марка по такому показателю, как водонепроницаемость определяется путем испытаний материала на ограниченную проницаемость во время одностороннего давления напора воды. Для ее обозначения используют индекс «W», после которого идет число.

Водопроницаемость материала

Оно обозначает максимальное давление (в кгс/см²), которое может выдержать исследуемый образец, диаметр и высота которого составляют 150 мм, во время определенных испытаний. К примеру, маркаW4 выдерживает напор воды в 4 кгс/см². Всего существует 10 марок – от W2 до W20 (прибавляя по 2 кгс/см²).

Существуют методы, благодаря которым можно увеличить водонепроницаемость смеси во время ее приготовления, укладки и затвердевания бетона, а также методы, которые могут повысить такой показатель уже затвердевшего материала.

Вывод

В данной статье было рассказано о классах и марках бетона, которые читаются важными показателями. Они дают возможность правильного подбора материала для ремонтных и строительных работ. Также вы узнали ГОСТ на класс бетона и индексы, которыми обозначается он и марки.Видео в этой статье поможет найти вам дополнительную информацию по этой тематике.

TB-0713 Механические свойства микрокремнеземного бетона FORCE 10,000® D | Ресурс

Введение

FORCE 10,000® D, добавка для бетона на основе микрокремнезема от GCP Applied Technologies, получила признание в целом ряде различных областей применения. К ним относятся среды, которые являются высококоррозионными, химически насыщенными или очень абразивными, и где требуется менее проницаемый, более прочный бетон. Кроме того, FORCE 10,000® D используется в конструктивных элементах, требующих бетона с улучшенными механическими свойствами.Сюда входит товарный бетон для колонн и балок высотного строительства, а также для предварительно напряженных балок и свай.

В этом техническом бюллетене обсуждается влияние микрокремнезема на некоторые из основных механических свойств, важных для инженеров-конструкторов. Некоторые из них — это повышенная прочность на сжатие, модуль упругости, прочность на изгиб (модуль разрыва), раздельное растяжение, усадка и ползучесть.

Данные испытаний

Данные для этого бюллетеня получены из различных источников.Компания GCP Applied Technologies провела множество лабораторных и полевых испытаний, результаты которых включены здесь. Остальные данные взяты из опубликованной литературы и указаны. Wiss, Janney, компания Elstner Associates (WJE), Ирвинг, Техас, получила контракт на проведение испытаний механических свойств бетона с различными дозами микрокремнезема. Стандартные эталонные смеси, перечисленные с результатами испытаний WJE, были разработаны в GCP. Испытания проводились либо с жидким продуктом из микрокремнезема, либо с сухим уплотненным продуктом.

Прочность на сжатие

Прочность на сжатие является основным показателем характеристик бетона и является преимуществом микрокремнезема. Чтобы лучше понять вклад микрокремнезема в высокопрочный бетон по сравнению с другими стандартными ингредиентами смеси, GCP изучила вклад прочности в фунтах на кв. Дюйм на фунт (МПа на килограмм) цемента, летучей золы классов C и F и микрокремнезема. Они суммированы на Рисунке 1. Значения являются средними для многих различных смесей и дозировок микрокремнезема.

фунта на фунт (кг на кг), микрокремнезем значительно более эффективен в развитии прочности на сжатие, чем цемент и летучая зола. Через 28 дней микрокремнезем может быть почти в 5 раз более эффективным, чем цемент, в повышении прочности на сжатие. Это результат как пуццолановой природы, так и крупности микрокремнезема, которые подробно описаны в Техническом бюллетене TB-0709.

На рис. 2 показано, как микрокремнезем влияет на прочность бетона на сжатие через 28 дней.В таблице 1 представлена ​​конструкция бетонной смеси, которая соответствует результатам на рисунках 1 и 2. Бетон с содержанием микрокремнезема 5% или 10% демонстрирует хороший прирост прочности, и даже 15% дозировки обеспечивают дополнительные преимущества, хотя дополнительные преимущества при добавлении дополнительных 5% меньше.

Рисунок 1

Рисунок 2

Несмотря на повышенную номинальную прочность при дозировках, превышающих 20%, вклад прочности на сжатие ниже, чем в диапазоне дозировок от 5% до 15%.Следовательно, для высокопрочных применений дозировка микрокремнезема обычно составляет 15% или меньше. В таблице 2 приведены конструкции бетонной смеси и результаты по прочности на сжатие при добавлении 5%, 10% и 15% микрокремнезема в исследовании WJE. Все испытания прочности на сжатие проводились в соответствии с ASTM C39.

Благодаря исключительному вкладу в прочность микрокремнезема, бетон с прочностью на сжатие свыше 10 000 фунтов на квадратный дюйм (69 МПа) легко и регулярно доступен с FORCE 10,000® D. Для двух крупных высотных проектов в Сиэтле ¹ , товарный микрокремнеземный бетон постоянно произвел 19000 фунтов на квадратный дюйм (131 МПа) за 56 дней (56 или 90-дневная прочность на сжатие обычно указывается для высокопрочного бетона).

Из таблицы 2 следует отметить, что высокопрочный бетон можно производить без микрокремнезема. Однако микрокремнезем можно производить массово на более стабильной основе и с большей удобоукладываемостью.

Модуль упругости

Согласно испытаниям в соответствии с ASTM C469, модуль упругости или наклон кривой зависимости напряжения от деформации увеличивается пропорционально для высокопрочного бетона. Это используется для определения деформации и жесткости конструкции. В высотных зданиях чем жестче конструкция, тем меньше она качается и сносится, что увеличивает запас прочности и уровень комфорта для людей, находящихся на верхних этажах.Для недавно построенного 56-этажного здания в Сиэтле жесткость колонн имела огромное значение. Переходя к более прочному и жесткому бетону, проектировщики смогли использовать основные колонны диаметром десять футов, занимающие только шестьдесят процентов площади, которая требовалась бы для колонн нормальной прочности. Это привело к значительному увеличению полезной площади пола, значительной экономии строительных затрат и более жесткой конструкции.

Таблица 1

Конструкции бетонных смесей, использованные на рисунках 1 и 2

Таблица 2

Wiss, Janney Elstner Исследование механических свойств Конструкции бетонной смеси

Примечания. Все значения веса указаны в фунтах на кубический ярд бетона. Справочные миксы от GCP и WJE для сравнения. Подобные эталонные смеси прочности были выполнены в лабораторных условиях.

Модуль упругости бетона зависит от модуля как пасты, так и заполнителей, а также их относительного количества в смеси. Обычно модуль упругости нормальной пасты составляет от 2,5 до 3,5 миллиона фунтов на квадратный дюйм (от 0,017 до 0,024 миллиона МПа), тогда как модули для заполнителей значительно выше. Перепад напряжений возникает в связке паста-заполнитель, и значения результирующих модулей бетона могут находиться в диапазоне от 3 до 5 миллионов фунтов на квадратный дюйм (0,021 до 0,034 миллиона МПа) для бетона нормальной прочности.С помощью микрокремнеземных паст модуль упругости бетона может быть увеличен до диапазона от 5 до 7 миллионов фунтов на квадратный дюйм (от 0,034 до 0,048 миллиона МПа), что приближается к таковому у некоторых заполнителей. Затем смесь ведет себя так, как если бы она была однородной, разница напряжений между пастой и заполнителем уменьшается, а общий модуль упругости бетона может составлять в среднем 6 миллионов фунтов на квадратный дюйм (0,04 миллиона МПа) и более. опорные колонны диаметром в фут, занимающие только шестьдесят процентов площади, которая требовалась бы для колонн нормальной прочности.Это привело к значительному увеличению полезной площади пола, значительной экономии строительных затрат и более жесткой конструкции.

Для трех различных бетонных смесей, эксплуатируемых WJE, модуль упругости за 28 дней варьировался от 6,1 до 6,4 миллиона фунтов на квадратный дюйм (0,042–0,044 миллиона МПа), как показано в таблице 2. Это значения для 9700–11,600 миллионов фунтов на квадратный дюйм (от 66,8 до 79,9). млн МПа) прочность бетона на сжатие. Для более прочного бетона, например, для проектов Сиэтла, упомянутых ранее, модуль упругости обычно составлял 6.От 8 до 7,2 миллиона фунтов на квадратный дюйм (от 0,047 до 0,050 миллиона МПа) за 56 дней.

В лаборатории GCP2 было проведено исследование для измерения модуля упругости для различных доз микрокремнезема и цементных факторов. В Таблице 3 перечислены эти конструкции смесей. На рис. 3 показан модуль упругости для первых трех дней, а на рис. 4 — значения от трех до девяноста дней.

На рис. 5 показаны соответствующие кривые прочности на сжатие. Эти цифры показывают, что более прочные бетоны дают более высокие значения модуля упругости, что помогает уменьшить прогиб колонн и балок.

Хотя более высокий модуль упругости указывает на более хрупкий материал, это легко исправить путем использования дополнительной арматуры для конструкции из высокопрочного бетона. Преимущества более прочного бетона и более жесткой конструкции перевешивают любые неудобства. Однако это не означает, что большое увеличение прочности на сжатие представляет собой соответствующее большое увеличение модуля упругости. Фактически, согласно исследованию GCP, 28-дневная прочность на сжатие эталонной смеси составила 7400 фунтов на квадратный дюйм (51.0 МПа) и смесь микрокремнезема 71/2% 10500 фунтов на квадратный дюйм (72,3 МПа), тогда как соответствующие модули упругости составляли 4,9 x 106 и 5,2 x 106 фунтов на квадратный дюйм (0,034 x 0,73 и 0,036 x 0,73 МПа) соответственно (Рисунок 4) . Бетоны аналогичной прочности на сжатие, с микрокремнеземом или без него, демонстрируют модули упругости, аналогичные значениям, приведенным в Таблице 2.

Коэффициент Пуассона

В исследовании, проведенном WJE на бетоне FORCE 10,000® D, коэффициент Пуассона, отношение деформации в поперечном направлении к деформации в вертикальном направлении, усредненный между 0.20 и 0,21 для всех трех смесей. Это значение соответствует бетону нормальной прочности.

Таблица 3

Исследование модуля упругости Конструкции бетонной смеси

Рисунок 3

Рисунок 4

Прочность на изгиб (модуль упругости)

Прочность на изгиб или модуль разрыва, измеряемый по ASTM C78, ​​становится важным параметром материала при укладке дорожных покрытий в аэропортах и ​​на проезжей части, в полах зданий или настилах крыш, а также при ремонте дорожного покрытия и связанных покрытиях, где разрушение при изгибе более вероятно, чем разрушение в сжатие.Поскольку прочность заполнителя на изгиб обычно значительно выше, чем у пасты, становится чрезвычайно важным иметь хорошее сцепление пасты с заполнителем, которое связывает заполнитель вместе. Поскольку паста FORCE 10,000® D обеспечивает отличное сцепление с заполнителем, прочность бетона на изгиб значительно улучшается. Значения изгиба 800 фунтов на квадратный дюйм (5,5 МПа) за 24 часа были достигнуты с помощью FORCE 10,000® D, а значения за 28 дней превышают 1500 фунтов на квадратный дюйм (10,3 МПа). 28-дневные результаты WJE составили 1295 фунтов на квадратный дюйм (8.9 МПа) для 5% микрокремнезема, 1525 фунтов на квадратный дюйм (10,5 МПа) для 10% микрокремнезема плюс летучая зола и 1530 фунтов на квадратный дюйм (10,6 МПа) для 15% микродиоксида кремния (Таблица 2). Бетон с микрокремнеземом обеспечивает большую прочность на изгиб, чем бетон с аналогичной прочностью на сжатие без микрокремнезема (таблица 2).

В другом лабораторном исследовании GCP3 прочность на изгиб была измерена через 1, 7 и 28 дней для бетона, содержащего 0%, 5%, 10% и 15% микрокремнезема. В таблице 4 перечислены использованные конструкции бетонной смеси. На рисунке 6 приведены результаты прочности на изгиб, полученные в результате этого исследования, а на рисунке 7 — результаты прочности на сжатие.

ACI 318 рекомендует использовать уравнение: 7.5√ f’c для оценки прочности бетона на изгиб при проектировании, когда испытания недоступны. Для бетона FORCE 10,000® D исследования GCP и WJE показали, что результаты прочности на изгиб более чем на 50% превышают прогноз, рассчитанный по формуле ACI. Это частично объясняется лучшей связью пасты с заполнителем, создаваемой микрокремнеземным бетоном, а частично — консервативным характером уравнения ACI 318.

Данные, представленные в отчете о современном состоянии высокопрочного бетона ACI 363R ⁴ , показывают, что уравнение ACI 318 серьезно занижает прочность на изгиб высокопрочного бетона.Соотношение более точно представлено следующим образом: fr = 11,7√ f’c. Данные GCP выгодно отличаются от уравнения ACI 363R, но лучше соответствуют следующему: fr = 0,5√ f’c0,85. Это уравнение предсказывает несколько более высокую прочность на изгиб при высоких значениях прочности на сжатие, чем уравнение ACI 363R. Данные опорных точек и все эти формулы показаны на рисунке 8.

Разделение на растяжение

Прочность на разрыв при разделении, измеренная по ASTM C496, важна при проектировании, когда требуются гарантии адекватной прочности бетона на сдвиг.В общем, это показатель качества бетона. Значения для теста WJE показаны в таблице 2.

Изменение длины

В бетоне хорошо известны два типа усадочного растрескивания: пластическая усадка и усадка при высыхании. Пластическая усадка обычно происходит в течение первых двенадцати часов после укладки из-за быстрого высыхания бетонной поверхности. Так как бетон, который содержит 5% и более высокую дозу микрокремнезема, меньше просачивается в плиты, чем обычный бетон, важно поддерживать адекватный уровень поверхностной влажности с туманом и влажным отверждением в течение этого критического периода времени.Соблюдение надлежащей практики отверждения, изложенной в рекомендациях ACI, позволит уменьшить растрескивание при пластической усадке.

Рисунок 5

Таблица 4

Конструкции бетонной смеси для исследования прочности на изгиб

Рисунок 6

жесткость и максимальный размер агрегата. Испытания проводились в соответствии с ASTM C157 с результатами через один год после отчета WJE, показанного в таблице 2. Значения усадки бетона с микрокремнеземом меньше, чем у бетона без микрокремнезема через один год. методы, изложенные в руководящих принципах ACI, уменьшат

Ползучесть

Исследование WJE протестировано на ползучесть бетона в соответствии с ASTM C512.Ползучесть — это мера осевой деформации материала при постоянной нагрузке. Двухлетнее значение ползучести для бетонной смеси с 5% микрокремнезема показано в таблице 2. Это значение считается лучше, чем у бетона нормальной прочности.

Заключение

Прочность бетона на сжатие в последние годы растет. Добавление микрокремнезема привело к качественному скачку к еще более высокой прочности и улучшению всех других механических свойств бетона. Эти увеличенные значения позволят инженеру-строителю проектировать бетонные конструкции сегодня, о которых вчера было только мечтой.

Список литературы

1. Годфри младший, К. А .; Рекордные показатели прочности бетона — 36%, Гражданское строительство, октябрь 1987 г.
2. Dallaire, M. P. and Berke, N. S .; Исследование модуля упругости бетона FORCE 10,000® D, не опубликовано, июнь 1989 г.
3. Dallaire, M. P. and Berke, N. S .; Исследование прочности на изгиб бетона FORCE 10,000® D, неопубликованное, апрель 1989 г.
4. Отчет о современном состоянии высокопрочного бетона, ACI 363.

Рисунок 7

Рисунок 8

Испытание бетона на сжатие при 35 МПа

CIP 35 Испытание прочности бетона на сжатие

CIP 35 Испытание прочности бетона на сжатие ЧТО такое прочность на сжатие бетона Бетонные смеси могут быть спроектированы так, чтобы обеспечить широкий диапазон механических свойств и свойств прочности для удовлетворения проектных требований к конструкции.Прочность бетона на сжатие — это наиболее распространенный показатель производительности, используемый инженером при проектировании конструкций. Прочность на сжатие

CIP 35 Испытание прочности бетона на сжатие

CIP 35 Испытание прочности на сжатие бетона ЧТО такое прочность на сжатие ПОЧЕМУ определяется прочность на сжатие. требования к конструкции конструкции.Прочность бетона на сжатие является наиболее распространенным показателем, используемым инженером.

Испытание прочности бетона на сжатие при 35 МПа

CIP 35 Испытание прочности бетона на сжатие254. Требования к прочности бетона на сжатие могут варьироваться от 2500 фунтов на квадратный дюйм 17 МПа для жилого бетона до 4000 фунтов на квадратный дюйм 28 МПа и 35 МПа. Важно понимать, что индивидуальное испытание ниже c не обязательно означает несоблюдение требований спецификации.

CIP 35 Испытания бетона на сжатие

CIP 35 Испытания на сжатие бетона ЧТО такое прочность бетона на сжатие ПОЧЕМУ определяется прочность на сжатие Бетонные смеси могут быть разработаны для обеспечения широкого диапазона механических свойств и долговечности в соответствии с конструкцией требования к конструкции. Прочность бетона на сжатие является наиболее распространенным показателем, используемым инженером. широкий диапазон механических свойств и свойств прочности для соответствия требованиям конструкции конструкции.Прочность бетона на сжатие является наиболее распространенным показателем эффективности, используемым инженером при проектировании зданий и других

Стандартов для результатов 7-дневных и 28-дневных испытаний на прочность

Каждое среднее арифметическое любых трех последовательных испытаний прочности равно или превышает указанную прочность на сжатие. Ни одно испытание на прочность не падает ниже указанной прочности на сжатие более чем на 500 фунтов на квадратный дюйм 3,5 МПа, если указанная прочность на сжатие составляет 5000 фунтов на квадратный дюйм 35 МПа или меньше или более чем на 10 процентов от указанной прочности на сжатие

CIP 35 Испытание прочности бетона на сжатие

20130909 Прочность на сжатие измеряется путем разрушения цилиндрических образцов бетона в машине для испытаний на сжатие.Прочность на сжатие рассчитывается как разрушающая нагрузка, деленная на площадь поперечного сечения, выдерживающую нагрузку, и указывается в единицах фунт-силы на квадратный дюйм psi в обычных единицах США или мегапаскалях МПа в единицах СИ. Требования к прочности бетона на сжатие

Испытания бетона на сжатие при 35 МПа

CIP 35 Испытания бетона на сжатие 254. Требования к прочности бетона на сжатие могут варьироваться от 2500 фунтов на квадратный дюйм 17 МПа для жилого бетона до 4000 фунтов на квадратный дюйм 28 МПа и 35 МПа. Важно понимать, что индивидуальное испытание ниже c не обязательно означает несоблюдение требований спецификации.

Проверка прочности бетона на сжатие What,

Прочность на сжатие рассчитывается как разрушающая нагрузка, деленная на площадь поперечного сечения, выдерживающую нагрузку, и выражается в единицах фунт-силы на квадратный дюйм psi в обычных единицах США или мегапаскалях МПа в единицах СИ . Требования к прочности бетона на сжатие могут варьироваться от 2500 фунтов на квадратный дюйм 17 МПа для жилого бетона до 4000 фунтов на квадратный дюйм 28

CIP 35 Испытание прочности бетона на сжатие

20130909 Прочность на сжатие измеряется путем разрушения цилиндрических образцов бетона в машине для испытаний на сжатие.Прочность на сжатие рассчитывается как разрушающая нагрузка, деленная на площадь поперечного сечения, выдерживающую нагрузку, и указывается в единицах фунт-силы на квадратный дюйм psi в обычных единицах США или мегапаскалях МПа в единицах СИ. Требования к прочности бетона на сжатие

Результаты испытаний бетона на прочность в 3, 7 и 28 дней

Для бетона с заданной прочностью до 35 МПа и 5000 фунтов на кв. Дюйм результаты испытаний на прочность не должны падать ниже указанной прочности на сжатие более чем на 3.5 МПа или 500 фунтов на кв. Дюйм. Для бетона с указанной прочностью выше 35 МПа 5000 фунтов на квадратный дюйм результаты испытаний не должны падать ниже указанной прочности более чем на 10. Также прочтите: Прочность на сжатие

Прочность на сжатие бетона и испытания бетона

Прочность на сжатие бетона и конкретные испытания — это должна быть известная информация при проектировании конструкций. Прочность на сжатие сначала проверяется путем расчета смеси, чтобы убедиться, что марка бетона, учитываемая при проектировании конструкции, была достигнута.Испытания бетонных кубов или цилиндров проводятся для проверки развития прочности бетона.

Испытание бетона на сжатие Подробное руководство

Испытание бетона на прочность на сжатие. Требуемый аппарат. Стальная форма 150 мм x 150 мм x 150 мм Прижимной стержень Машина CTM Мастерок Весовая машина Процедура Заливка куба Оцените необходимые ингредиенты для приготовления бетона с надлежащим водоцементным соотношением. Убедитесь, что в форме для куба нет пыли и ржавчины.Теперь залейте бетон в форму надлежащим образом

Прочность бетонных бетонных кубов на сжатие

20171208 Пропускная способность бетона указывается в фунтах на квадратный дюйм в единицах США и в мегапаскалях МПа в единицах СИ. называется характеристической прочностью бетона на сжатие fc / fck. Для обычных полевых применений прочность бетона может варьироваться от 10 МПа до 60 МПа.

ACI 214.4R10 Руководство по получению кернов и интерпретации

, отвечая на опрос в 2000 году, оценил прочность на сжатие внутреннего бетона от 3000 до 5000 фунтов на квадратный дюйм 21 и 35 МПа Hanson 2007.Серьезные интерпретации всегда должны выполняться исследователем, имеющим опыт работы с бетонными технологиями, или с его помощью. Факторы, влияющие на разброс результатов испытаний прочности сердечника, включают:

Определение бетона МПа Hunker

МПа в мегапаскалях — это мера прочности бетона на сжатие. Он позволяет инспекторам узнать, какое давление можно приложить к бетону, прежде чем он потрескается или разрушится. Один МПа равен одному миллиону паскалей Па, паскаль — одному ньютону силы на квадратный метр, мегапаскаль — одному миллиону ньютонов на квадратный метр.Чем выше МПа бетона, тем прочнее будет материал.

Испытание бетона на сжатие Гражданское строительство

Самым распространенным испытанием затвердевшего бетона является прочность на сжатие в определенный период времени с момента заливки. бетонные кубики. Для инженеров и техников очень важно получить точные результаты прочности бетона на сжатие. Прочность на сжатие в течение определенного периода времени также указывает на степень контроля качества, осуществляемого на объекте.

CIP 9 Низкая прочность бетонного цилиндра

20200409 более 5000 фунтов на кв. Дюйм 35 МПа Пример этих критериев приемлемости прочности приведен в таблице. Если результаты испытаний на прочность не соответствуют ни одному из условий a или b, необходимо предпринять шаги для увеличения прочности бетона. Если результаты не соответствуют условию b, необходимо выяснить, ПОЧЕМУ испытания на сжатие являются низкими. Основными причинами испытаний на низкую прочность на сжатие являются: 1. Неправильное испытание прочности бетона на сжатие

CIP 35

20130909 Прочность на сжатие измеряется с помощью разрушение цилиндрических образцов бетона в машине для испытаний на сжатие.Прочность на сжатие рассчитывается как разрушающая нагрузка, деленная на площадь поперечного сечения, выдерживающую нагрузку, и указывается в единицах фунт-силы на квадратный дюйм psi в обычных единицах США или мегапаскалях МПа в единицах СИ. Требования к прочности бетона на сжатие

Испытание бетонного куба на сжатие, процедура

Прочность бетона на сжатие для общего строительства варьируется от 15 МПа 2200 фунтов на квадратный дюйм до 30 МПа 4400 фунтов на квадратный дюйм и выше в коммерческих и промышленных сооружениях.Прочность бетона на сжатие зависит от многих факторов, таких как водоцементное соотношение, прочность цемента, качество бетонного материала, контроль качества во время производства бетона и т. Д. Испытание на прочность на сжатие проводится

Испытание на прочность на сжатие бетонного куба,

20210101 Прочность на сжатие бетона колеблется от 15 МПа 2200 фунтов на квадратный дюйм до 30 МПа 4400 фунтов на квадратный дюйм для жилого бетона и является высокой в ​​коммерческих структурах. В некоторых приложениях используются силы, превышающие 10 000 фунтов на кв. Дюйм 70 МПа.ПРОЦЕДУРА ИСПЫТАНИЯ БЕТОННЫХ КУБОКОВ НА ПРОЧНОСТЬ НА СЖАТИЕ. Цель испытания: найти значение прочности бетона на сжатие

Таблица испытаний бетона на сжатие

Таблица испытаний бетона на сжатие Номинальная смесь Минимальная кубическая прочность, требуемая в фунтах на квадратный дюйм Лабораторные испытания Рабочие испытания 7 дней 28 дней 7 дней 28 дней 1: 1: 2 4000 6000 3000 4500 1: 1: 3 3350 5000 25000 3750 1: 2: 4 2700 4000 2000 3000 1: 3: 6 2500 2000 1: 4: 8 2000 1500 Арт. Общие технические характеристики AJK Глава No.05 План железобетонный Стр. № 510 2.

ACI 214.4R10 Руководство по получению стержней и интерпретации

, отвечая на опрос в 2000 году, оценил прочность на сжатие внутреннего бетона от 3000 до 5000 фунтов на квадратный дюйм 21 и 35 МПа Hanson 2007. St Серьезные интерпретации всегда должны выполняться исследователем, имеющим опыт работы с бетонными технологиями, или с его помощью. Факторы, влияющие на разброс результатов испытаний прочности сердечника, включают:

Оценка статистического контроля качества бетона

Сопутствующие цилиндры Цилиндры, изготовленные из того же образца бетона.Испытание на прочность или испытание на прочность приводит к среднему значению двух значений прочности до 35 МПа 5000 фунтов на кв. Дюйм, тогда как в таблице 3.3 приведены соответствующие стандарты контроля для указанных значений прочности свыше 35 МПа 5000 фунтов на квадратный дюйм. Эти стандарты контроля были приняты на основе исследования и анализа данных по прочности на сжатие ACI

Прочность на сжатие Wikipedia

Образцы куба или цилиндра обычно испытываются на машине для испытаний на сжатие для определения прочности бетона на сжатие.Требования к испытаниям различаются от страны к стране в зависимости от кода конструкции. Использование компрессометра является обычным явлением. Согласно индийским нормам, прочность бетона на сжатие определяется как: Прочность бетона на сжатие дается в терминах характеристического сжатия

Испытание на сжатие бетона Гражданское строительство

Самым распространенным испытанием для затвердевшего бетона является прочность на сжатие при определенный период времени с момента заливки бетонных кубов. Для инженеров и техников очень важно получить точные результаты прочности бетона на сжатие.Прочность на сжатие в течение определенного периода времени также указывает на степень контроля качества, осуществляемого на объекте.

Что означает бетон C35 / C45 Quora

Этот ответ получен из сети источников: минимальная прочность на сжатие бетона будет указана заказчиком / проектировщиком в определенном формате. Пример этого приведен ниже: C40 / 50. 40 — это требование к сжатию 40 Н / мм для дробленого 10

CIP 9 Бетонный цилиндр с низкой прочностью

20200409 более 5000 фунтов на кв. Дюйм 35 МПа. Пример этих критериев приемлемости прочности представлен в таблице.Если результаты испытаний на прочность не соответствуют ни одному из условий a или b, необходимо предпринять шаги для увеличения прочности бетона. Если результаты не соответствуют условию b, необходимо выяснить, ПОЧЕМУ низкое значение испытаний на сжатие. Основные причины испытаний на низкую прочность на сжатие: 1. Неправильно.

Реально ли иметь бетонный материал с давлением 35 МПа

испытание на одноосное напряжение при сжатии для нормального бетона, оно достигло пикового напряжения 35 МПа, но когда я рассчитал модуль упругости на основе кривой напряжения-деформации в Excel, это было возраст не менее часа, штукатурная смесь не менее 35 МПа и прочность бетона менее 50 МПа.ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ МАШИНА Испытательные машины на прочность на сжатие должны соответствовать NZS 3112, часть 2, раздел 6, со следующими ключевыми требованиями:

Определение прочности бетона на сжатие,

См. Также: Процедура испытания бетона на сжатие. Таблица: Прочность на сжатие различных бетонных смесей. Прочность бетона на сжатие может быть рассчитана путем деления разрушающей нагрузки на площадь поперечного сечения, выдерживающего нагрузку, и выраженная в фунтах на квадратный дюйм в обычных единицах США и мегапаскалях МПа в единицах СИ.Бетон

ACI 214.4R10 Руководство по получению стержней и интерпретации

, отвечая на опрос в 2000 году, оценил прочность на сжатие внутреннего бетона от 3000 до 5000 фунтов на квадратный дюйм 21 и 35 МПа Hanson 2007. Интерпретации прочности всегда должны выполняться или с помощью исследователя, имеющего опыт работы с бетонными технологиями. Факторы, влияющие на разброс результатов испытаний прочности сердечника, включают:

Таблица испытаний бетона на прочность на сжатие

Таблица испытаний на прочность на сжатие

Номинальная смесь Минимальная кубическая прочность, требуемая в фунтах на квадратный дюйм Лабораторные испытания Рабочие испытания 7 дней 28 дней 7 дней 28 дней 1: 1 : 2 4000 6000 3000 4500 1: 1: 3 3350 5000 25000 3750 1: 2: 4 2700 4000 2000 3000 1: 3: 6 2500 2000 1: 4: 8 2000 1500 Арт.Общие технические характеристики AJK Глава № 05 План железобетонный Стр. № 510 2.

Оценка статистического контроля качества бетона

Сопутствующие цилиндры Цилиндры изготовлены из того же образца бетона. Испытание на прочность или испытание на прочность приводит к среднему значению двух значений прочности до 35 МПа 5000 фунтов на кв. Дюйм, тогда как в таблице 3.3 приведены соответствующие стандарты контроля для указанных значений прочности свыше 35 МПа 5000 фунтов на квадратный дюйм. Эти стандарты контроля были приняты на основе исследования и анализа данных по прочности на сжатие ACI

Приемочные испытания и критерии для товарного бетона

Указанная марка прочности 4 МПа.2b. При непрерывном производстве при наличии 35 результатов испытаний Средняя прочность последовательных результатов испытаний Указанная классовая прочность 1,48 стандартное отклонение МПа. 14 Стандартов в Гонконге Критерии приемлемости Свод правил использования бетона в конструкциях: 2013 Общие технические условия для строительных работ: 2006 Метод испытаний

Что означает бетон C35 / C45 Quora

Этот ответ взят из сетевого источника: Бетон минимальная прочность на сжатие будет указана заказчиком / проектировщиком в конкретном формате.Пример этого приведен ниже: C40 / 50. 40 — это требование к сжатию 40 Н / мм дробленого 10

Таблица проектных свойств бетона fcd, fctm, Ecm, fctd

Характеристическая прочность на сжатие f ck является первым значением в обозначении класса бетона, например 30 МПа для бетона C30 / 37. Это значение соответствует характеристической прочности 5 гидроцилиндров согласно EN 2061. Классы прочности согласно EN 199211 основаны на характеристических классах прочности, определенных через 28 дней.Изменение характеристической прочности на сжатие

Влияние крупного заполнителя на модуль упругости бетона

Введение

Модуль упругости бетона (E _c ) связан со структурными деформациями, которые необходимо поддерживать в определенных пределах, чтобы предотвратить чрезмерные деформации, вызывающие трещины и другие патологии в бетонных конструкциях. В сочетании с прочностью модуль упругости, обозначающий жесткость материала, является одной из наиболее важных характеристик бетона (Chunsheng, Kefei & Fu, 2014).Граница раздела между матрицей и заполнителем (мелким или крупным), установленная совокупностью, известна как межфазная переходная зона (Scrivener, Crumbie & Laugesen, 2004). Бетон представляет собой композитный трехфазный, анизотропный и хрупкий материал, поведение которого меняется в зависимости от приложенной нагрузки (Topçu & Uğurlu, 2007). Определение модуля упругости бетона — непростая задача, поскольку материал не является полностью эластичным, даже несмотря на то, что его поведение эластично при низких нагрузках от 30 до 40% от его предельной нагрузки.

Нелинейное поведение кривой напряжения-деформации бетона (σ-ε) затрудняет точное определение конкретной скорости модуля статической упругости (Diógenes, Cossolino, Pereira, Debs & Debs, 2011). Типы статического модуля упругости бетона, связанные с различными расчетами нагрузки, включают начальный тангенциальный модуль (E _ci ), касательный модуль в общей точке и секущий модуль (E _cs ).

Факторы, влияющие на модуль упругости бетона, зависят от характеристик матрицы цементного теста, переходной зоны, заполнителя и параметра испытания.Ларрард и Беллок (1992) сообщили, что самыми слабыми компонентами в бетоне являются затвердевшее цементное тесто и переходная зона между цементным тестом и крупным заполнителем, а не сам крупный заполнитель. Пористость матрицы влияет на индивидуальную прочность цементного теста, вызывая колебания модуля упругости (Helene, Monteiro & Kang, 1993). Согласно Мехте и Монтейро (2014), по мере увеличения зрелости модуль упругости бетона увеличивается быстрее, чем его прочность на сжатие (f _c ) из-за большей плотности межфазной переходной зоны.Beshr, Almusallam и Maslehuddin (2003) изучали влияние четырех типов крупных заполнителей, а именно известнякового, доломитового, кварцитового известняка и стального шлака, на прочность на сжатие и модуль упругости высокопрочного бетона, и пришли к выводу, что влияние типа крупнозернистого бетона Агрегат имеет более значительный модуль упругости по сравнению с прочностью на сжатие.

Исследования в различных регионах Бразилии (Alhadas, Calixto & Ferreira, 2010; Machado, Shehata & Shehata, 2009) показали, что минералогический состав крупного заполнителя сильно влияет на модуль упругости бетона.Фактически, модуль упругости варьируется на 30% в зависимости от типа заполнителя и состава бетона.

Основная трудность при использовании теоретических моделей для определения модуля упругости бетона заключается в том, что они требуют предварительных знаний о модуле упругости заполнителя и цементного теста. Для решения этой проблемы появились нормативные эмпирические подходы, которые оценивают E _c на основе показателей прочности бетона на сжатие.

В стандартах Associação Brasileira de Normas Técnicas-ABNT NBR 6118 (2007), Международной федерации бетона-FIB (2010), Американского института бетона — ACI 318 (2014) и Еврокода 2 (2004) предлагается использовать уравнения (1-4). ), соответственно. В этих уравнениях E _{ci — начальный тангенциальный модуль упругости в ГПа; E c — секущий модуль, определяемый как наклон прямой линии, соединяющей точки, соответствующие нулевому напряжению и напряжению 0.45 f ck схемы; Ecs — это секущий модуль между точками напряжения 0 и 0,4 фут / см через 28 дней, в МПа. Кодовые уравнения приведены ниже.}

где:

E _ci — начальный касательный модуль в ГПа;

f _ck — характеристическая прочность бетона на сжатие в МПа.

α — коэффициент, зависящий от типа агрегата;

∆f = 8 МПа;

E _co = 21,5 × 10 ³ МПа.

где:

E _c — секущий модуль.

где:

E _cs — секущий модуль между точками напряжения 0 и 0,4 f _см ;

f _см — средняя прочность бетона, МПа;

αe — поправочный коэффициент, зависящий от типа агрегата.

Когда уравнения (3 и 4), предложенные Американским институтом бетона — ACI 318 (2014) и Еврокод 2 (2004), соответственно, используются для расчета секущего модуля упругости, соответствующие уравнения для E _ci , показанные в уравнениях ( 5 и 6), может быть получено из уравнения (7).

Хотя эмпирические модели, предлагаемые стандартами, не могут точно определить начальный тангенциальный модуль E _ci как функцию прочности и типа заполнителя, они обеспечивают приближения (Helene et al., 1993). Истинными показателями являются те, которые ранее учитывали модуль упругости цементного теста и заполнителей. Были предприняты попытки включить другие поправочные коэффициенты, связанные с природой крупного заполнителя и консистенцией свежего бетона.

Текущее исследование проанализировало влияние крупных заполнителей — базальта и доломита — на модуль упругости трех различных классов прочности бетона.Экспериментальные результаты модуля упругости сравнивались с модулем упругости, оцененным по уравнениям (1 и 2, 5–6), предложенным стандартами Associação Brasileira de Normas Técnicas — ABNT NBR 6118 (2007), Federation Internationale du Beton (FIB, 2010). ), Американский институт бетона — ACI 318 (2014) и Еврокод 2 (2004). В общей сложности 459 цилиндрических образцов бетона были испытаны для определения их прочности на сжатие, модуля упругости и прочности на разрыв посредством испытания на диаметральное сжатие и коэффициента Пуассона.

Материалы и методы

Экспериментальный
Процедура

Прочность на сжатие (f _ck ) 20, 30 и 40 МПа и два типа заполнителя,
базальт и доломит, добытые на трех разных участках в Бразилии, были
выбран для определения влияния крупного заполнителя на Eci. Всего было изготовлено 459 бетонных цилиндров размером 10 x 20 см.
литье: 153 бетонных цилиндра на каждый вид заполнителя и 51 бетонный
баллоны для каждого вида бетонной смеси.Тесты проводились в возрасте 7, 14, 28 лет.
и 56 дней для определения прочности на сжатие, модуля упругости и растяжения.
прочность на диаметральное сжатие и коэффициент Пуассона. С последних двух
тесты выходят за рамки текущего исследования, их методологии и результаты
не будет дано. Номенклатура, принятая для образцов, включала
прочность бетона на сжатие fck
(C20, C30, C40), тип крупного заполнителя (BA — базальт; DO — доломит) и
три участка, из которых были извлечены агрегаты: 1, 2 и 3,
соответственно муниципалитеты Уберландия, Патос-де-Минас и Убераба, в
штат Минас-Жерайс, Бразилия.Например, образец C20-BA-1 соответствует
к бетонным баллонам, отлитым из бетона класса 20 МПа, с использованием крупнозернистого базальта
совокупность, извлеченная с сайта в Уберланди

Испытания затвердевшего бетона были выполнены на универсальной испытательной машине EMIC ^® DL-60000 в Лаборатории строительных материалов Федерального университета Уберландии, Уберландия, штат Минас-Жерайс, Бразилия. Машина с грузоподъемностью 600 кН была привязана к компьютерному интерфейсу и приборам для получения данных о нагрузке, деформации и смещении.Система измерения нагрузки состояла из датчика гидравлического давления, а деформация измерялась с помощью двух каналов тензодатчика.

Диаметр бетонных цилиндров был определен с точностью ± 0,1 мм на основе среднего значения двух диаметров, измеренных перпендикулярно на средней высоте. Высота цилиндров также была определена с точностью ± 0,1 мм, а их загрузочные поверхности (верхняя и нижняя) были выровнены с помощью серы. Испытания на прочность на сжатие проводились при непрерывном и равномерном приложении нагрузки при постоянной скорости нагружения 0.45 ± 0,15 МПа · с ^-1 . Три конструкции бетонной смеси (20, 30 и 40 МПа) были подвергнуты трем испытаниям в каждом возрасте (7, 14, 28 и 56 дней).

Для определения начального модуля упругости при испытании на эластичность к верхней и нижней сторонам анкера листа фольги на цилиндре прикрепляли прикрепляемые тензодатчики (см. Рисунок 1). Деформация, соответствующая вертикальному смещению уравновешенного конца листа, определялась деформацией, измеренной тензодатчиками.

Рисунок
1.
Положение накладных тензодатчиков на CS для
конкретный модуль упругости при испытании на упругость.

Эластичность
испытание на модуль упругости было выполнено в соответствии с
по бразильскому стандарту
Associação Brasileira de Normas Técnicas — ABNT NBR 8522 (2008). Для проверки каждой конструкции и возраста бетонной смеси использовались пять бетонных цилиндров.
Сначала были использованы два бетонных цилиндра для определения прочности на сжатие до
рассчитайте величину нагрузки, которая будет применяться при испытании с другими тремя цилиндрами.Каждый из этих трех бетонных цилиндров был отцентрирован на испытательной плите.
машина и тензодатчики были расположены на одинаковом расстоянии от концов
образец для испытаний (рисунок 1). Нагрузка прикладывалась со скоростью (0,25 ± 0,05) МПа с ^-1
до 0,3 f _см (σ _b ) и уровень напряжений поддерживался в течение 60
секунд, после чего нагрузка уменьшалась с той же скоростью, что и загрузка
процесса до базового уровня напряжений (σ _a , равного 0.5 ± 0,1 МПа). В
Циклы загрузки / разгрузки были повторены дважды снова с теми же скоростями и нагрузками.
уровней (σ _a и σ _b ). Специфический
деформации были измерены после последнего цикла предварительной нагрузки и в течение 60 секунд.
период стресса σa. После чтения
напряжения, бетонные цилиндры были нагружены до разрыва. Результаты были отброшены
если разница между прочностью на сжатие, полученной в
испытание на прочность на сжатие, проведенное на первых двух бетонных цилиндрах и
прочность на сжатие теста модуля упругости трех других
цилиндры.Уравнение (8) использовалось для определения E _ci
в ГПа.

где:

ε _b — средняя удельная деформация на уровне напряжений;

ε _a — средняя удельная деформация на уровне напряжения.

Материалы и
конструкция бетонной смеси

Бетонные образцы были
отлита из портландцемента типа II со средней прочностью на сжатие 31,27
МПа через 28 суток. Мелкозернистый заполнитель представлял собой натуральный речной песок с крупностью
модуль 2.53, а крупные агрегаты имели максимальный диаметр 19 мм.
В таблице 1 описаны физические характеристики каждого типа грубого помола.
совокупный.

Таблица 1.

Физические свойства БА-1, БА-3 и ДО-2
крупные агрегаты.

Смесь состоит из суперпластификатора на основе аполикарбоксилата и водопроводной воды. Соотношение вода / цемент составляло 0,53, 0,45 и 0,35, выбранные для достижения предложенных показателей 28-дневной прочности бетона на сжатие.В таблице 2 описан состав смеси и расход цемента на 1 м ³ .

Было рассчитано содержание влаги в песке в каждой смеси и соответствующим образом скорректировано количество воды в смеси. Материалы взвешивались на цифровых весах. Произведено около 0,130 м. ³ бетона каждой конструкции смеси. Материалы были помещены в бетономешалку в следующей последовательности: крупный заполнитель, примерно 30% воды для затворения, мелкий заполнитель, цемент и оставшаяся часть воды, смешанная с добавкой.Смеситель выключили через 5 минут, и весь материал, приставший к лопастям и внутренней поверхности, был удален. Затем миксер снова включали еще на 15 мин, после чего часть смеси удаляли для испытания бетонной осадки конуса для определения ее удельной плотности. Затем бетономешалку снова включили еще на 2 минуты перед заливкой цилиндров.

После литья все цилиндры были помещены в камеру для отверждения во влажной среде на срок до 24 часов, после чего они были погружены в резервуар для воды до даты каждого испытания.

Результаты и обсуждение

Таблицы 3 и 4
Опишите результаты средней прочности на сжатие (f _см ), среднего модуля упругости (E _см ) и соответствующих стандартных отклонений (S _d ).
Прочность на сжатие и средний модуль упругости были получены 3
результаты цилиндров.

Таблица 2.

Пропорции ингредиентов, используемых в каждом проекте бетонной смеси, приготовленной для
текущее исследование.

Таблица 3.

В среднем
прочность на сжатие (фут · см)
и соответствующее стандартное отклонение (Sd) всей бетонной смеси
конструкции.

f _см = средняя прочность на сжатие, S _d = стандартное отклонение.

Бетон, изготовленный из крупнозернистого доломита, независимо от класса прочности, показал самый низкий прирост прочности на сжатие с 7 по 56 день, в среднем 11,67%. Среди образцов, изготовленных с использованием крупнозернистого базальта, за исключением класса прочности бетона С40, образец ВА-3 имел самый высокий прирост прочности на сжатие во времени, достигнув в среднем 31.58%.

Бетон, полученный с использованием крупнозернистого доломита, также показал самый низкий прирост E _ci с 7 по 56 день, или, скорее, в среднем 5,81%. Среди бетонных смесей, изготовленных на крупном заполнителе ВА, за исключением класса прочности бетона С20, бетон ВА-3 показал самый высокий прирост E _ci с течением времени, или, скорее, 19,73%. Поскольку конструкция бетонной смеси C20 имела более пористую цементную матрицу, чем другие классы прочности бетона, последний фактор был решающим при определении разницы в Eci между бетонными смесями, изготовленными из базальтовых и доломитовых заполнителей.В этом случае влияние цементного теста было более важным, чем влияние заполнителя. В дизайне микса C30 три типа агрегатов имели одинаковые приросты в E _ci . В схеме микширования C40 C40-BA-3 показал прирост E _{ci вдвое выше, чем в C40-BA-1. Другими словами, менее пористая матрица из-за низкого отношения в / ц вызвала передачу нагрузки на заполнитель, более высокая удельная плотность которого способствовала жесткости композита. Этот фактор подтверждает теорию о том, что чем выше прочность на сжатие, тем больше влияние типа заполнителя на модуль упругости.}

Таблица 4.

Средний модуль упругости (E _cim ) и соответствующий
стандартные отклонения (S _d ) всех конструкций бетонной смеси.

E _cim = средний модуль упругости, S _d =
среднеквадратичное отклонение

Эволюция начальной касательной
модуль с течением времени может
оценивается уравнением 9, предложенным Международной федерацией бетона (FIB,
2010).

где:

E _cj — модуль упругости бетона при возрасте j;

E _c28 — модуль упругости бетона через 28 суток;

t – возраст бетона;

s — коэффициент прироста прочности в зависимости от марки цемента (0.2, 0,25 и 0,38 для портландцемента CPV ARI, CP I и II и CP III и IV соответственно).

На рисунке 2 показан модуль упругости, полученный по уравнению 9, и экспериментальные показатели для конструкций бетонной смеси с крупными заполнителями (а) BA-1, (b) DO-2 и (c) BA-3. Коэффициент усиления s, принятый для этого расчета, составлял 0,25. Начальные коэффициенты тангенциального модуля упругости смеси C30-BA-1 превышали расчетные по уравнению (9), независимо от возраста бетона, в то время как конструкция смеси C40-BA-1 оставалась ниже (в среднем 6%) или равной к тому, что оценивается по уравнению, во всех возрастах.Скорость роста Eci в смеси C20-BA-1 за 28 дней была на 70% выше, чем у C30-BA-1, вероятно, из-за большей доступности воды в первой смеси, которая обеспечила непрерывную гидратацию цемента. Результаты бетонных смесей C20-DO-2, C30-DO-2 и C40-DO-2 через 28 дней были завышены по уравнению (9) в среднем на 2,5%. В случае бетонных смесей, изготовленных с использованием крупного заполнителя BA-3, уравнение (9) завышает (в среднем на 2,19%) только модуль упругости смеси C20-BA-3 через 28 дней.

На рис. 3 показаны графики Eci по сравнению с f _c для конкретных образцов для всех возрастов. Прочность на сжатие и модуль упругости изменялись в той же пропорции, то есть модуль упругости увеличивался с увеличением прочности на сжатие. Уравнения, которые лучше всего соответствуют наблюдаемым результатам, были получены методом экспоненциальной регрессии (рис. 3). За исключением бетона БА-3 показатели показателя прочности на сжатие были близки к 0,5, и его использование можно считать приемлемым.Скорректированные коэффициенты детерминации для бетонов БА-1 и ДО-2 составили 0,83 и 0,81 соответственно. Однако бетон, приготовленный с использованием крупного заполнителя ВА-3, показал более высокую дисперсию, чем другие, с скорректированным коэффициентом детерминации для бетона 0,37.

Рис. 2.
Модуль упругости, полученный по уравнению 9 и экспериментальным значениям для
конструкции бетонных смесей с крупными заполнителями (а) БА-1, (б) ДО-2 и (в) БА-3.

Рисунок
3
Eci
по сравнению с бетоном: (а)
BA-1, (b) DO-2 и (c) BA-3, в любом возрасте.

Раздел 1
В данной статье представлены уравнения (1–4), некоторые из которых оценивают
модуль упругости от фк.
Для сравнения, ставки fck
скорости были получены по уравнению 10.

где:

f _см — средняя прочность на сжатие

S _d — стандартное отклонение для каждого набора классов прочности бетона.

На рисунке 4 показаны результаты текущего исследования экспериментального модуля упругости и коэффициентов E _ci , полученных по уравнениям [1 и 2, 5–6] для каждого типа бетона, независимо от возраста.Также использовалось уравнение (11), рекомендованное Бразильским институтом бетона (Ibracon, 2003). Уравнение предлагает корректировку уравнения (1), чтобы включить данные, относящиеся к консистенции свежего бетона и влиянию различных типов заполнителя, следуя тенденции других международных стандартов.

Рисунок 4
Сравнение
экспериментальный Eci текущего исследования
результаты и Ecirates
полученное уравнениями [1 и 2, 5–6] для бетона: (a) BA-1, (b) DO-2 и (c)
БА-3, где a1 = 1.1 и a1 = 1,2.

где:

₁ — поправочный индекс, учитывающий тип заполнителя (1,1 или 1,2 для плотного базальта и плотного осадочного известняка, 1,0 для гранита и гнейса, 0,9 для метаморфического известняка и 0,7 для песчаника)

a ₂ — коэффициент коррекции, определяемый консистенцией бетона, равный 1 в текущем исследовании.

Анализ результатов, показанных на рисунке 4, показывает, что уравнения, предложенные Associação Brasileira de Normas Técnicas — ABNT NBR 6118 (2007) и Американским институтом бетона — ACI 318 (2014), показали аналогичные значения модуля упругости, хотя и более низкие, чем экспериментальные результаты, в среднем 24%.С другой стороны, коэффициенты Eci, полученные по стандарту Еврокода (2004), были выше, чем результаты по модулю упругости (в среднем 13%) и коэффициенты, рассчитанные по другим уравнениям. Уравнение (2), предложенное Международной федерацией бетона (FIB, 2010), было ближе к экспериментальным результатам, чем уравнения (1, 3, 4). В среднем, уравнение, предложенное Международной федерацией бетона (FIB, 2010), позволило получить значения модуля упругости 94, 85 и 90% экспериментальных результатов через 28 дней соответственно для бетонов BA-1, DO-2 и BA-3.

Заключение

Текущее исследование проанализировало влияние грубых заполнителей на Eci. Результаты показали, что fc и Eci бетона, изготовленного из доломитового заполнителя, показали более низкие показатели прироста от 7 до 56 дней. Согласно результатам экспериментов, наиболее эффективным способом увеличения Eci было повышение класса прочности бетона, поскольку изменение минералогического источника крупного заполнителя мало повлияло на Eci по сравнению с эффектом, полученным при изменении класса прочности бетона.

Предлагаемое добавление поправочных коэффициентов в зависимости от типа агрегата оказалось эффективным, поскольку результаты по уравнению FIB были наиболее близки к экспериментальным результатам.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить бразильское исследование
финансирующее агентство CAPES (Федеральное агентство по поддержке и обновлению высшего образования)
Образование) и FAPEMIG (Исследовательский фонд штата Минас
Gerais) за финансовую поддержку. Спасибо также школе гражданской
инженерии федерального университета Уберландии (FECIV-UFU) за его
практическая поддержка.

Список литературы

Associação Brasileira de Normas Técnicas [ABNT]. (2007). Бразильская ассоциация технических стандартов: NBR 6118. Процедура проектирования бетонных конструкций. Рио-де-Жанейро, RJ: ABNT

Associação Brasileira de Normas Técnicas [ABNT]. (2008). Бразильская ассоциация технических стандартов: NBR 8522. Бетон — определение модуля упругости при сжатии. Рио-де-Жанейро, RJ. ABNT.

Американский институт бетона [ACI]. (2014). ACI 318M-14.Структурно-строительные нормы. Фармингтон-Хиллз, США: ACI.

Альхадас, М.С., Каликсто, Дж. М., и Феррейра, М. С. Н. Ф. (2010). Estudo Compartivo das propriedades mecânicas de concretos fabricados com agregados graúdos de Diferentes Origens Mineralógicas. Concreto & Construção, 58, 61-67.

Бешр, Х., Альмусаллам, А.А., и Маслехуддин, М. (2003). Влияние качества крупного заполнителя на механические свойства высокопрочного бетона. Строительные и строительные материалы, 17 (2), 97-103.

Chunsheng, Z., Kefei, L., & Fu, M. (2014) Численный и статистический анализ модуля упругости бетона как трехфазного гетерогенного композита. Компьютеры и конструкции, 139, 33-42.

Диогенес, Х. Дж. Ф., Коссолино, Л. К., Перейра, А. Х. А., Дебс, М. К., и Дебс, А. Л. Х. С. (2011). Определение модуля упругости бетона по акустическому отклику. Ibracon Structures and Materials Journal, 4 (5), 792-813.

Еврокод 2. (2004). Европейский стандарт.Проектирование бетонных конструкций. Брюссель, Бельгия: Еврокод 2.

Международная федерация бетона [FIB]. (2010). Бюллетень Fib 55, Модельный код 2010. Первый полный черновик (том 1). Лузианна, США: FIB.

Хелен, П. Р. Л., Монтейро, П. Дж. М., и Канг, С. Х. (1993). Расчет бетонных смесей по прочности, модулю упругости и энергии разрушения. Материалы и конструкции, 26 (162), 443-452.

Instituto Brasileiro de Concreto [ИБРАКОН]. (2003). Рекомендации: технические рекомендации NB 1.Сан-Паулу, ИП: ИБРАКОН.

Ларрард Ф. и Беллок А. (1992). Действительно ли мелкие заполнители лучше для изготовления высокопрочного бетона? Цемент, бетон и заполнители, 14 (1), 62-66.

Мачадо, М. Д., Шехата, Л. К. Д., и Шехата, И. А. Э. М. (2009). Кривые корреляции для характеристики бетонов, используемых в Рио-де-Жанейро, с помощью неразрушающих испытаний. Ibracon Structures and Materials Journal, 2 (2), 100-123.

Мехта П. М. и Монтейро П. Дж. (2014). Бетон — микроструктура, свойства и материалы.Мичиган, США: Прентис Холл.

Скривенер, К. Л., Крамби, А. К., Лаугесен, П. (2004). Межфазная переходная зона (ITZ) между цементным тестом и заполнителем в бетоне. Наука о взаимодействии, 12 (4), 411-421.

Topçu, İ. Б., & Угурлу А. (2007). Теория упругости бетона и прогноз статического модуля для бетона плотины с использованием составных моделей. Текник Дерги, 18 (1), 4055-4067.

Заметки автора

[email protected]

Фактические соотношения бетонной смеси для бетона 3000, 3500, 4000 и 4500 фунтов на квадратный дюйм

Эти соотношения бетонной смеси для бетона 3000, 3500, 4000 и 4500 фунтов на квадратный дюйм получены от компании по производству товарной бетонной смеси, которую я использую для заливки бетонных полов, плит, террас , настилы бассейнов и штампованный бетон.

Я собираюсь показать вам действительный билет на завод по производству замеса, который они дают мне, когда бетонные грузовики появляются на работе и мы заливаем бетон.

Меня зовут Майк Дэй. У меня есть компания Day’s Concrete Floors, Inc. Моя компания заливает бетон почти каждый день рабочей недели. Мы используем 4 смешанных дизайна, показанных выше, для большинства наших проектов.

Смотрите, как я объясню эту страницу в видео ниже!

Каково соотношение бетонной смеси для бетона 3000 фунтов на квадратный дюйм (также для бетона 20 МПа)

Билет на бетонный завод, который вы видите ниже, предназначен для загрузки бетона 8 ярдов.

Внизу квитанции указан фактический вес цемента, песка, заполнителя и воды. Он также показывает воздухововлечение (Мастер-воздух) и редуктор воды (Мастер Глениум).

Воздухововлечение используется в климатических условиях с циклами замораживания и оттаивания, чтобы предотвратить образование накипи в бетоне.

Водоредуктор используется, чтобы сделать бетонную смесь более пригодной для обработки без добавления воды.

В билете указан фактический вес 8 ярдов бетона:

1.Цемент = 4086 фунтов

2. Камень (3/4 дюйма и 3/8 дюйма) = 13 270 фунтов

3. Песок = 11970 фунтов

ЭТО ДАЕТ ВАМ ОСНОВНОЕ СООТНОШЕНИЕ БЕТОННОЙ СМЕСИ 3000 фунтов / кв. Дюйм:

• 1 ЧАСТЬ ЦЕМЕНТ
• 3,25 ДЕТАЛИ КАМЕНЬ
• 2,93 ПЕСОК ДЕТАЛЕЙ

В округлении это в основном соотношение смеси 1: 3: 3

Если я уменьшу вес на ярд бетона, получится:

1. Цемент = 510,75 фунтов

2. Камень = 1658.75 фунтов

3. Песок = 1496,25 фунтов

Мешок или «мешок» с цементом весит 94 фунта, так что это говорит нам, что бетонная смесь 3000 фунтов на квадратный дюйм также равна смеси бетона 5,5 мешков.

94 фунта x 5,5 мешка цемента = 517 фунтов (довольно близко к 510,75)

Чтобы получить более подробную помощь в отношении соотношений бетона, присоединяйтесь к The Concrete Underground, где я могу помочь вам с вашими конкретными вопросами через мой частный форум.

У меня большой опыт и знания в области пропорций смешивания, и у меня есть доступ ко многим профессионалам в этой сфере, которые могут помочь вам с вашими конкретными потребностями.

Что такое соотношение бетонной смеси для бетона 20 МПа?

Бетон 20 МПа эквивалентен бетонной смеси 3000 фунтов на квадратный дюйм, поэтому соотношение такое же, как указано выше:

• 1 часть цемента
• 3 части камня (или заполнителей)
• 3 части песка

Если я сломаю это на кубический метр бетона он равен:

1. Цемент = 301,2 кг

2. Камень = 978,1 кг

3. Песок = 882,3 кг

Сколько воды необходимо для замешивания бетона?

Количество воды, необходимое для замешивания бетона, будет зависеть от того, насколько «обрабатываемой» или «влажной или сухой» должна быть бетонная смесь.

На билете по бетону, который вы видите выше, было добавлено 216 фунтов воды на 8 ярдов бетона, когда он был загружен в грузовик.

Это 27 галлонов воды на кубический ярд бетона.

Вода весит 8,34 фунта на галлон.

Это = 225 фунтов воды на кубический ярд (27 x 8,34) с округлением.

ИЛИ 133 кг воды на кубометр бетона.

Судя по моему опыту, это довольно сухая смесь. Обычно мы добавляем немного воды в смесь, когда она появляется на стройплощадке, чтобы сделать ее более работоспособной.

То же самое относится к примерам ниже. Вы можете увидеть, сколько воды было добавлено к загрузке бетона при замесе бетона, посмотрев на квитанцию.

Если вы смешиваете бетон вручную и пытаетесь получить более прочную бетонную смесь, вы можете использовать соотношения на этой странице, но используйте только столько воды, чтобы бетон стал пригодным для обработки для того, для чего он вам нужен.

Какое соотношение бетонной смеси для бетона под давлением 3500 фунтов на квадратный дюйм?

Бетонный билет ниже показывает бетонную смесь 3500 фунтов на квадратный дюйм для 10.5 ярдов бетона. В билете указана масса цемента, камня и песка, использованных для изготовления бетона с давлением 3500 фунтов на квадратный дюйм.

Фактические веса, использованные для создания этой 10,5-ярдовой нагрузки, были:

1. Цемент = 5 805 фунтов

2. Камень = 17 110 фунтов

3. Песок = 15 440 фунтов

ЭТО ДАЕТ ВАМ БАЗОВЫЙ БЕТОН 3500 PSI СООТНОШЕНИЕ СМЕШИВАНИЯ:

• 1 ЧАСТЬ ЦЕМЕНТА
• 2,95 ДЕТАЛИ КАМЕНЬ
• 2,66 ПЕСОК ДЕТАЛЕЙ

В закруглении получается: 1: 3: 2.5 соотношение смеси

Если я разложу вес на кубический ярд бетона, получится:

1. Цемент = 553 фунта

2. Камень = 1630 фунтов

3. Песок = 1470 фунтов

Их 94 фунты цемента в «мешке или мешке» с цементом. Это означает, что бетон 3500 фунтов на квадратный дюйм называется смесью из 6 мешков или смесью из 6 мешков. (# округляются).

Что такое соотношение бетонной смеси для бетона 25 МПа?

Бетон 25 МПа эквивалентен бетонной смеси с давлением 3500 фунтов на квадратный дюйм.Таким образом, соотношение смеси такое же, как указано выше:

• 1 часть цемента
• 3 части камня
• 2,5 части песка

Если я разложу вес до кубического метра бетона, получится:

1,36 кг цемента

2. 961 кг камня (заполнители)

3. 867 кг песка

Каково соотношение бетонной смеси для бетона 4000 фунтов на квадратный дюйм?

Эта партия бетона, отмеченная галочкой, показывает соотношение количества цемента, камня и песка, которое используется для получения 4.5 кубических ярдов бетона 4000 фунтов на квадратный дюйм.

Фактический вес, использованный для изготовления 4,5 ярдов бетона 4000 фунтов на квадратный дюйм, составляет:

1. Цемент = 2810 фунтов

2. Камень = 8250 фунтов

3. Песок = 5620 фунтов

ЭТО ДАЕТ ВАМ БАЗОВЫЕ 4000 фунтов на квадратный дюйм СООТНОШЕНИЕ СМЕСИ БЕТОНА:

• 1 ЧАСТЬ ЦЕМЕНТА
• 2,93 ЧАСТИ КАМЕНЬ
• ПЕСОК 2 ЧАСТИ

В округлении это в основном соотношение смеси 1: 3: 2

Если я уменьшу вес на кубический ярд бетон:

1.Цемент = 624 фунта

2. Камень = 1833 фунта

3. Песок = 1249 фунтов

В «мешке» с цементом 94 фунта цемента. Это означает, что бетон под давлением 4000 фунтов на квадратный дюйм также называют мешком или мешочной смесью 6,5.

Какое соотношение бетонной смеси для бетона 30 МПа?

Бетон 30 МПа такой же, как бетонная смесь 4000 фунтов на квадратный дюйм, поэтому соотношение смеси такое же, как указано выше.

• 1 часть цемента
• 3 части камня
• 2 части песка

Если я уменьшу вес до кубического метра бетона, получится:

1.368 кг цемента

2. 1081 кг камня

3. 737 кг песка

Какое соотношение бетонной смеси для бетона 4500 фунтов на квадратный дюйм?

В этом билете по бетону показано соотношение цемента, камня и песка, использованное для изготовления 6 кубических ярдов бетона под 4500 фунтов на квадратный дюйм.

Фактический вес, использованный для этой 6-ярдовой нагрузки, составляет:

1. Цемент = 4215 фунтов

2. Камень = 9520 фунтов

3. Песок = 7300 фунтов

ЭТО ДАЕТ ВАМ ОСНОВНОЕ СООТНОШЕНИЕ БЕТОННОЙ СМЕСИ 4500 ФУНТОВ НА ДЮЙМ OF:

• 1 ЧАСТЬ ЦЕМЕНТ
• 2.26 ДЕТАЛЕЙ КАМЕНЬ
• 1,73 ПЕСОК ДЕТАЛЕЙ

В округлении получается соотношение бетонной смеси 1: 2: 2

Если я уменьшу вес на кубический ярд бетона, получится:

1,702,5 фунта цемента

2. 1587 фунтов камня

3. 1217 фунтов песка

ПРИМЕЧАНИЕ. В этой бетонной загрузке был только камень (заполнитель) размером 3/8 дюйма. В некоторых других камнях было 3/4 дюйма или смесь 3/4 дюйма и 3/8 дюйма.

Это будет считаться 7.5 мешков бетонной смеси.

В чем разница между бетоном 3000 фунтов на квадратный дюйм и бетоном 4000 фунтов на квадратный дюйм?

ГЛАВНАЯ разница в количестве используемого цемента. Кубический ярд бетона, будь то 3000 фунтов на квадратный дюйм или 4000 фунтов на квадратный дюйм, весит около 4000 фунтов (с учетом веса воды).

Но есть 511 фунтов цемента, которые используются для изготовления 1 ярда бетона 3000 фунтов на квадратный дюйм, и 624 фунта цемента используются для изготовления 1 ярда бетона при 4000 фунтов на квадратный дюйм.

Отношение цемента к камню остается примерно таким же, но соотношение цемента к песку снижается, при этом используется меньше песка по мере увеличения прочности бетона.

Проще говоря, БОЛЬШЕ ЦЕМЕНТА НА ДВОР = БЕТОН БОЛЬШЕ ФУНТОВ НА КВ.

Для чего используется бетон при давлении 3000 фунтов на квадратный дюйм?

Я не могу говорить за всех, но могу сказать, для чего я его использую.

Я использую бетон 3000 фунтов на квадратный дюйм для:

1. Фундаментные опоры
2. Фундаментные стены
3. Жилые (дома и гаражи) Внутренние бетонные полы
4. Бетонные полы в небольших коммерческих зданиях
5. Бетонные полы в некоторых крупных коммерческих зданиях

Иногда мы заменим бетон на 3500 фунтов на квадратный дюйм для этих приложений, но в основном будем использовать 3000.

Для чего используется бетон с давлением 4000 фунтов на квадратный дюйм?

В штате Мэн я использую бетон под давлением 4000 фунтов на квадратный дюйм для всех своих внешних проектов и некоторых внутренних полов. Например:

1. Весь мой штампованный бетон
2. Площадки для бассейнов
3. Тротуары и патио
4. Бетонные проезды
5. Полы в коммерческих гаражах
6. Бетонные подпорные стены
7. Фундаменты и стены для коммерческих помещений

МПа Что означает Psi и Psi когда они используются для описания прочности бетона?

Psi означает «фунтов на квадратный дюйм».

Это мера прочности бетона на сжатие или его способности выдерживать сжатие на квадратный дюйм.

Это также мера способности бетона нести «нагрузку».

МПа означает мегапаскали , так обозначена прочность бетона в метрической системе.

Это также относится к прочности бетона на сжатие и его способности выдерживать «нагрузки», приложенные к нему.

Как мне достичь этой прочности, если я замешиваю бетон вручную?

Просто используйте указанные выше коэффициенты смешивания в качестве ориентира.Как бы вы ни измеряли цемент, камень и песок, просто поймите, что для получения более прочной бетонной смеси требуется немного больше цемента.

Если вы смешиваете бетон вручную, вы, вероятно, не сможете определить, бетон это 3000 или 4000 фунтов на квадратный дюйм.

Сведите воду к минимуму, просто используйте столько, чтобы получилась «работоспособная смесь». Использование слишком большого количества воды ослабит смесь и повысит вероятность ее растрескивания.

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: Все указанные выше коэффициенты смешивания бетона получены от компании Ready Mix Concrete Company, которую я использую для размещения и завершения своих бетонных проектов.

Я специализируюсь только на укладке и отделке плоских бетонных конструкций. Я не занимаюсь производством, производством, проектированием и продажей бетона.

Используйте эти пропорции смешивания бетона по своему усмотрению. Я написал эту страницу только для того, чтобы помочь вам понять разницу в соотношении компонентов бетона 3000, 3500, 4000 и 4500 фунтов на квадратный дюйм.

ВОЗВРАТ К СООТНОШЕНИЮ СМЕШИВАНИЯ БЕТОНА

ВОЗВРАТ НА ГЛАВНУЮ СТРАНИЦУ

Еще один способ поделиться всем-about-concrete.com

Вы бы предпочли поделиться этой страницей с другими, добавив на нее ссылку?

1. Щелкните код ссылки HTML ниже.
2. Скопируйте и вставьте его, добавив собственное примечание, в свой блог, веб-страницу, форумы, комментарий блога,
   в вашей учетной записи Facebook или в любом другом месте, где кто-то сочтет эту страницу ценной.

‘)

Формулы для расчета различных свойств бетона

Самым простым испытанием бетона является испытание на прочность на сжатие. Иногда для целей проектирования требуются другие свойства бетона, такие как прочность на разрыв, модуль упругости, значения усадки и т. Д.

Исследователи и стандарты пришли к различным отношениям между прочностью бетона на сжатие и другими свойствами. В этой статье мы собираемся показать формулы, которые связывают прочность бетона на сжатие с другими свойствами, применимыми к Еврокодам.

Характеристическая прочность бетона (f _ck )

Характеристическая прочность — это прочность, ниже которой можно ожидать, что 5% результатов упадут во время испытания на прочность на сжатие.Индивидуальные результаты ниже f _ck могут быть получены, но, как правило, их необходимо исследовать только в том случае, если они падают более чем на 4 МПа ниже f _ck (BS EN 206-1, cl 8.2, таблица 14).

Расчетная прочность (f _cd )

Расчетная прочность бетона на сжатие определяется выражением;

f _cd = α _cc f _ck / γ _c ——– (1)

где;
f _ck = характеристическая прочность бетона на сжатие цилиндра через 28 дней
γ _c = частный коэффициент безопасности для бетона (принимаемый равным 1.5 для Национального приложения Великобритании)
α _cc = коэффициент, учитывающий долгосрочное влияние на прочность на сжатие (которая снижается при длительной нагрузке) и неблагоприятные эффекты, возникающие в результате приложения нагрузки (консервативно принимается равным 0,85) .

Целевая средняя сила (f _см )

Целевая средняя прочность, f _см , также является значением, используемым для определения конструкции смеси, и предназначена для учета нормальной изменчивости, которая будет иметь место при производстве бетона.Этот запас в 8 МПа для цилиндров соответствует нормальному распределению со стандартным отклонением (SD) около 5 МПа:

.

f _ck = f _см — 1.64SD ——- (2)

Где 1,64 SD = 8
Следовательно SD = 8 / 1,64 ≈ 5 МПа

N / B: для кубов запас составляет 10 МПа, что дает стандартное отклонение около 6 МПа.

Развитие прочности на сжатие с течением времени

Хотя расчет обычно основан на 28-дневной прочности, BS EN 1992-1-1, подпункт 3.1.2 (6) дает выражение для развития средней прочности бетона на сжатие с течением времени при 20 ° C следующим образом:

f _см (t) = [β _cc (t)] f _cm ——— (3)

где;
f _см (t) — средняя прочность на сжатие в возрасте t дней.
β _куб.см (t) = exp {s [1 — (28 / t) ^0,5 ]} ——— (3a)

где;
s — коэффициент, который зависит от марки цемента
= 0,20 для цемента класса прочности CEM 42.5R, CEM 52.5N и CEM 52.5R (класс R)
= 0,25 для цемента классов прочности CEM 32.5R, CEM 42,5N (класс N)
= 0,38 для цемента классов прочности CEM 32,5N (класс S)
(где Класс R = высокая ранняя прочность; класс N = нормальная ранняя прочность; класс S = медленная ранняя прочность).

Предел прочности

Предел прочности при растяжении обычно определяется одним из трех способов: предел прочности при прямом растяжении, предел прочности при растяжении и прочность на изгиб. Для обычных конструкций средняя прочность на разрыв, f _ctm , связана с прочностью цилиндра выражениями:

Классы прочности ≤ C50 / 60
f _ctm = 0.30 f _ck ^(2/3) МПа ——— (4)

Классы прочности> C50 / 60
f _ctm = 2,12 log _e [1 + (f _см ) / 10] МПа ——— (5)

Предел прочности при изгибе

Прочность на растяжение при изгибе также можно рассчитать из средней прочности на растяжение с помощью следующих выражений.

Предел прочности на изгиб выше:

f _{ctm, fl} = (1,6 — h / 1000) f _ctm ——— (6)
или,
f _{ctm, fl} = f _ctm

где;
h — общая глубина стержня в мм

Повышение прочности на разрыв

BS EN 1992-1-1 предоставляет выражения для расчета прочности на разрыв при разной зрелости:

f _ctm (t) = [β _cc (t)] ^α f _ctm ——— (7)

где:
β _cc (t) определено в уравнении (3a)
α = 1 для t <28 дней
α = 2/3 для t ≥ 28 дней

Модуль упругости

В расчетах секущий модуль E _см (в ГПа) выводится из средней прочности на сжатие f _см (в МПа) из выражения:

E _см = 22 [f _см /10] ^0.3 ГПа ——— (8)

Изменение модуля упругости с возрастом

Изменение модуля упругости со временем оценивается с помощью выражения:
E _см (t) = [f _см (t) / f _см ] ^0,3 E _см ——— (9 )

Эти формулы и отношения в этом посте взяты из:
Bamforth P., Chisholm D., Gibbs J., Harrison T. (2008) : Свойства бетона для использования в Еврокоде 2. Бетонный центр , Великобритания

Влияние свойств составляющих материалов на прочность бетона на сжатие в Кении

Открытый журнал гражданского строительства
Том 07 No.01 (2017), Идентификатор статьи: 74609,19 стр.
10.4236 / ojce.2017.71004

Влияние свойств составляющих материалов на прочность бетона на сжатие в Кении

Виктория Акот Окуму ^1,2 , Stanley Muse Shitote ³ , Walter Odhiambo Oyawa ⁴

¹ Панафриканский университет, Институт фундаментальных наук, технологий и инноваций (PAUISTI), размещенный в Университете сельского хозяйства и технологий Джомо Кеньятта (JKUAT), Джуджа, Кения

² Мультимедийный университет Кении, Найроби, Кения

³ Университет Ронго, Ронго, Кения

⁴ Комиссия университетского образования, Найроби, Кения

Авторские права © 2017, авторы и компания Scientific Research Publishing Inc.

Эта работа находится под лицензией Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0).

http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Поступила: 01.12.2016 г .; Принята в печать: 6 марта 2017 г .; Опубликовано: 9 марта 2017 г.

РЕФЕРАТ

Низкое качество кенийского монолитного бетона потребовало исследований для установления свойств материалов и их влияния на вызывающую беспокойство скорость разрушения железобетонных конструкций в стране во время строительства и эксплуатации.Прочность бетона на сжатие зависит от свойств составляющих материалов, пропорций смеси, качества изготовления, метода уплотнения и условий отверждения. В этой статье излагаются результаты экспериментального исследования свойств кенийских ингредиентов бетона и их влияния на прочность бетона на сжатие в Кении. В ходе исследования использовались три типа цемента (42,5N, 32,5R, 32,5N) от шести различных производителей цемента и мелкие заполнители из трех разных регионов страны.Химический анализ цементов и заполнителей был проведен с использованием аппарата атомно-абсорбционного спектрометра, а физические и механические свойства были проверены в соответствии с британскими стандартами. Метод расчета бетонной смеси Министерства энергетики Великобритании был использован для определения пропорции бетонной смеси, и бетон был испытан на раннюю и предельную прочность на сжатие через 7, 14 и 28 дней. Было замечено, что разные марки цемента имеют разные свойства, при этом CEM A имеет наивысший предел прочности на сжатие и изгиб.Далее было отмечено, что заполнители из прибрежной зоны производили бетон с более высокой прочностью на сжатие. Когда был принят обычно используемый метод расчета смесей, смешанные портландцементы давали бетон с пределом прочности на сжатие ниже, чем расчетные целевые значения прочности. Таким образом, в исследовании рекомендуется разработать процедуру расчета бетонной смеси для производства цементобетона с добавками в Кении.

Ключевые слова:

Смешанный портландцемент, Обычный портландцемент, Прочность на сжатие бетона, Составляющие бетонные материалы, Смешанный портландцемент Бетон

1.Введение

Бетон является наиболее широко используемым строительным материалом во всем мире, ежегодно используется около 13 миллиардов метрических тонн [1] [2] [3] [4]. Такое широкое использование объясняется его широким диапазоном прочности на сжатие, универсальностью, долговечностью, низкими эксплуатационными расходами, огнестойкостью, простотой местного производства и использования [5] [6]. Производство бетона включает механическое и химическое взаимодействие составляющих его материалов; связующее, мелкие и крупные заполнители и вода, таким образом, прочность на сжатие, удобоукладываемость, долговечность и другие свойства бетона зависят от индивидуальных свойств составляющих его материалов, пропорций смеси, качества изготовления и условий отверждения [2] [7] [8] [9] .Основными факторами, влияющими на конструкцию бетонной смеси, являются тип и содержание цемента, соотношение вода / цемент, соотношение заполнителей и общее соотношение заполнитель / цемент [10]. В период с 2003 по 2015 год в Кении обрушилось примерно 31 железобетонное здание. Большинство разрушений произошло во время строительства. Это обрушение объясняется, среди других возможных причин, качеством монолитного бетона и плохим качеством изготовления [2] [8] [11].

Исследования показали, что прочность бетона на сжатие зависит от свойств используемого цемента [2] [12].Наиболее часто используемый цемент в Кении и большинстве развивающихся стран — это портландцементы с добавками [1]. Смешанный портландцементный бетон имеет более низкую прочность на сжатие через 28 дней по сравнению с обычным портландцементным бетоном [2] [12] [13] [14] [15] [16]. Различия в составных материалах также влияют на долговечность бетона [17]. Снижение прочности пропорционально типу и процентному содержанию пуццоланового материала, добавляемого в смесь [18]. Mouli et al.(2008), однако, сообщают, что прочность бетона на сжатие, расщепление и изгиб может быть улучшена в долгосрочной перспективе путем добавления природного пуццолана в диапазоне от 20% до 30% [19]. Халед Марар и Озгюр Эрен также сообщают, что удобоукладываемость бетона может быть улучшена путем увеличения содержания цемента [20]. Вариации химических компонентов также влияют на физические и механические свойства цемента.

Заполнители составляют от 70% до 80% от общего объема бетона [21]. В Кении обычно используются крупнозернистые заполнители — это щебень, в то время как обычно используемые мелкие заполнители — это речной песок.Исследования также показали, что тип, количество, состав, градация и качество заполнителей влияют на долговечность и прочность на сжатие бетона [5] [8] [21] — [28]. Также сообщалось, что гранулометрический состав и доля крупных заполнителей влияют как на удобоукладываемость, так и на прочностные свойства бетона [29]. Исследования Амнона и Хадассы показывают, что прочность бетона на сжатие может быть улучшена до 30% путем добавления мелких частиц, если удобоукладываемость можно контролировать [30].

Таким образом, в этом исследовании оценивались физические, химические и механические свойства местного цемента, крупных и мелких заполнителей, а также изучалось влияние типа и свойств цемента и мелких заполнителей на качество монолитного бетона в Кении. В данной статье представлены свойства цемента и заполнителей и оценено их влияние на прочность бетона на сжатие.

2. Методология

При производстве бетона ожидается, что каждый составляющий материал будет выполнять определенные специфические функции для достижения заданной прочности бетона на сжатие и других свойств.Исследовательские эксперименты были разделены на две части: первая заключалась в установлении химических, физических и механических свойств материалов ингредиентов, а вторая заключалась в исследовании влияния свойств цементов и мелких заполнителей на прочность кенийского бетона на сжатие.

2.1. Материалы

2.1.1. Цемент

В Кении цемент производится в соответствии с KS EAS 18-1: 2001, который является принятием европейских стандартов на цемент EN 197 [31].Известь и природные пуццолановые материалы, такие как туфы, вулканический пепел и отложения диатомовых земель, обычно используются для производства смешанных портландцементов. Доступные на местном уровне цементы: пуццолановый цемент (PC) CEM IV / A, содержащий 11-35% пуццоланового материала, портлендский пуццолановый цемент (PPC), CEM II / BP, содержащий 21-35% природного пуццолана, портлендский известняковый цемент (PLC) CEM II. / A-LL, содержащий 6-20% известняка и обычный портландцемент (OPC) CEM I, произведенный для конкретных целей [1]. Цементы трех типов (42.5N, 32,5N и 32,5R) от шести местных производителей (CEM A, CEM B, CEM C, CEM D, CEM E, CEM F).

2.1.2. Мелкие заполнители

В ходе исследования использовались мелкие агрегаты из трех источников, называемых TS из прибрежного региона, QV из Северного рифта и QB из региона Найроби.

2.1.3. Грубые заполнители

Крупнозернистый заполнитель из четырех различных регионов страны (регион южного побережья Кении, центральный регион, северный рифтовый регион и южный рифтовый регион) были испытаны для определения их химического состава.Тот же самый тип грубых заполнителей из карьера Млолонго затем был использован для изготовления бетона для испытаний на прочность на сжатие.

2.1.4. Вода

Водопроводная вода из водоочистной станции Университета сельского хозяйства и технологий Джомо Кеньятта была во время исследования.

2.2. Эксперименты

2.2.1. Характеристики составляющих материалов

Химический элементный анализ цемента и заполнителей был проведен с использованием атомно-абсорбционного спектрометра (AAS) в соответствии с EAS 148-2: 2000I CS 91.100.10. Восточноафриканский стандарт: методы испытаний цемента, часть 2: Химический анализ. 2000. Первое издание и следуя процедурам атомно-абсорбционной спектроскопии: аналитические методы Perkin Elmer, и результаты были подтверждены титрованием. Время начального схватывания, прочность на сжатие, прочность на изгиб через 2, 7 и 28 дней и плотность цементов были основаны на BS EN196: 2010 [32] [33] [34]. Тонкость цемента была проверена на аппарате Blaine для определения степени измельчения как для смешанных портландцементов, так и для обычных портландцементов.Испытания были проведены в Кенийском бюро лабораторий стандартов, как показано на Рисунке 1.

Испытания физических и механических свойств агрегатов были проведены в лабораториях гражданского строительства Университета сельского хозяйства и технологии Джомо Кеньятта (JKUAT). Ситовой анализ агрегатов проводился в соответствии с BS EN 1097-6-2013; Объемная плотность проверена с использованием (BS 812-2: 1995), удельного веса с использованием (BS 812-102: 1995), водопоглощения с использованием (BS 813-2: 1995) и определения содержания влаги (BS 812-109: 1990).

2.2.2. Расчет бетонной смеси и испытание на прочность при сжатии

Конструирование бетонной смеси — это наука о правильном дозировании составляющих бетонных материалов на основе требований к конструкции для получения желаемых свойств бетона, таких как прочность и практическая удобоукладываемость [6]. В Кении проектирование бетонной смеси выполняется в соответствии с британскими стандартами.

Рис. 1. Испытание на атомно-абсорбционном спектрометре, определение тонкости помола по Блейну и испытание на время начального схватывания.

Влияние свойств мелкозернистых заполнителей на прочность бетона на сжатие оценивалось с использованием того же соотношения бетонной смеси 1: 1,5: 3 для цемент: песок: крупные заполнители для получения бетона класса 25 Н / мм. ² при постоянной осадке. 50 ± 5 мм с использованием трех типов цемента (32,5R, 32,5N и 42,5N) и мелких заполнителей из трех мест (TS, QV и QB), в то время как влияние типа цемента (32,5N и 42,5N) на Прочность бетона на сжатие оценивалась с использованием пяти различных классов бетона (15 МПа, 20 МПа, 25 МПа, 30 МПа и 35 МПа), разработанных с использованием британских стандартов на основе одних и тех же мелких и крупных заполнителей.Прочность бетона на сжатие исследовали через 7, 14 и 28 дней с использованием универсальной испытательной машины с нагрузочной способностью 1500 кН в соответствии с BS 1881-116: 1983.

3. Результаты и обсуждение

3.1. Свойства местных бетонных составляющих материалов

3.1.1. Свойства местных цементов

i) Химические свойства цементов в Кении

Цемент — это наиболее часто используемый вяжущий материал в бетоне. Он делает бетон непроницаемым, заполняя пустоты, существующие в заполнителях, и обеспечивает прочность композитной смеси при схватывании и затвердевании.В ходе исследования были протестированы следующие свойства цемента: химический состав, время начального схватывания, прочность на сжатие и изгиб, а также плотность.

В ходе исследования были исследованы три типа цементов, и в таблицах 1-3 приведены химические свойства различных марок цементов 32,5N, 32,5R и 42,5N соответственно. Результаты на Рисунке 1 показывают, что различные марки цемента 32,5N в Кении имеют разный химический состав. Наибольшие колебания наблюдаются в количествах CaO, SiO ₂ и нерастворимого остатка.CEM A имеет самое высокое количество CaO (54,96%), CEM F имеет самое высокое содержание SiO ₂ (39,54%) и CEM D имеет самый высокий нерастворимый остаток (32,93%).

Таблица 1. Химические свойства различных марок цементов с добавкой 32,5N в Кении.

Таблица 2. Химические свойства смешанных цементов 32,5R различных марок в Кении.

Таблица 3. Химические свойства различных марок цементов 42,5N в Кении.

Свойства цементов 32,5R в Кении проиллюстрированы в Таблице 2. Различные марки имеют разные свойства: CEM F имеет наибольшее количество CaO (57,18%), CEM C имеет наибольшее количество SiO ₂ (40,39%) и CEM C имеет наибольшее количество нерастворимого остатка (33,38%). Химические вариации в 32,5R и 32,5N можно отнести к типу и количеству пуццолановых материалов, используемых при производстве цементов и в процессе производства.

Результаты химического анализа различных марок имеющихся в продаже обычных портландцементов 42.5N, как показано в таблице 3.

Все марки цемента, кроме CEM B, соответствуют минимальным требованиям портландцементов, как указано в ASTM C150 и KS EAS 18 — 1: 2001 для CaO (60% — 67%), SiO ₂ (18% — 25%), SO ₃ (1% — 3,5%), MgO (0,1% — 4%), K ₂ O (0,5% — 1%), Al ₂ O ₃ (3% — 8%), Na ₂ O (0,5% — 1%), LOI (≤5%), IR (≤5%) и CL (≤0,10%). CEM B содержит 58,76% CaO, что составляет менее 60% минимального требования. Однако разные бренды обладали разными свойствами, что может быть связано с их производственными процессами.

Сравнение средних химических свойств трех типов цементов, показанных на Рисунке 2, показывает, что смешанные портландцементы (32,5R и 32,5N) имеют значения нерастворимых остатков в среднем 25,03% и 31,28% соответственно, что намного выше, чем у смешанных портландцементов. обычный портландцемент, который составляет 2,98%. Количество CaO в смешанных цементах (54,79% и 52,61%) также было намного ниже, чем в обычном портландцементе (61,98%). Это происходит в результате добавления пуццолановых материалов к смешанным цементам, что приводит к снижению содержания CaO.Смешанные портландцементы также имели более высокий процент SiO ₂ (38,69% и 34,92%) в среднем, что намного выше максимального предела ≥18% и ≤25% (
ASTM
), в то время как у обычного портландцемента среднее содержание SiO ₂ составляет 21,55%, что находится в пределах рекомендуемого уровня. Различия в химическом составе различных марок и типов цементов отражаются в различиях в их механических свойствах и качествах бетона, полученного с помощью различных типов цементов, и, таким образом, напрямую влияют на прочность бетона на сжатие.

ii) Прочность на сжатие местных цементов

Прочность на сжатие цементов шести производителей была оценена, и результаты показали, что кроме CEM F 32.5R, имеющего 32,1 МПа за 28 дней, все другие цементы соответствовали минимальным требованиям 32,5 МПа — 52,5 МПа для смешанных цементов (32,5 МПа). R и 32,5 Н) и 42,5 МПа — 62,5 МПа для обычных портландцементов (42,5 Н) [31]. Однако разные марки имели разную прочность на сжатие, и для каждой марки смешанные портландцементы имели более низкую прочность на сжатие по сравнению с обычными портландцементами, как показано на Рисунке 3.В среднем цементы 32,5R имели наименьшую прочность на сжатие (35,3 МПа) по сравнению с цементами 32,5N с (38,0 МПа) и 42,5N (45,5 МПа) через 28 дней.

Рисунок 2. Химические свойства различных типов цементов в Кении.

Рисунок 3. Ранняя и предельная прочность цементов на сжатие в Кении.

iii) Прочность на изгиб цемента

На рис. 4 показаны результаты прочности на изгиб различных типов и марок цемента в Кении.Через 28 дней обычные портландцементы имели наивысшее значение прочности на изгиб в среднем 9,7 МПа, за ними следовали цементы 32,5N со средним значением 8,1 МПа, а наименьшим — цементы 32,5R со средним значением 6,4 МПа. Однако разные марки цемента имели разную прочность на изгиб для каждого типа цемента, как показано на Рисунке 6.

iv) Согласованность и время схватывания

Время схватывания зависит от состава цемента, крупности цемента, скорости гидратации и температуры окружающей среды.Результаты, представленные на Рисунке 5, сравнивающие консистенцию и время схватывания различных типов и марок цементов, показывают, что цементы в Кении имеют гораздо более высокие значения времени начального схватывания по сравнению с минимально необходимыми значениями. Пределы для смешанных портландцементов и обычных портландцементов CEM 32,5 и CEM 42,5 составляют ≥60 минут, а для CEM 52,5 — ≥45 минут [32].

v) Плотность цемента

Различные типы цементов имели разную плотность. 32.Цемент 5R имел среднюю плотность 3117 кг / м ³ , тогда как цементы 32,5N имели среднюю плотность 3114 кг / м ³ , а цементы 42,5N имели среднюю плотность 2995 кг / м ³ .

vi) Тонкость цемента

Результаты испытаний на тонкость цемента

показали, что смешанные портландцементы более мелкие, чем обычные портландцементы каждой марки, испытанные, как показано на Рисунке 6. Более мелкие цементы имеют большую площадь поверхности, поэтому они быстрее реагируют из-за открытых участков поверхности.Более высокая степень измельчения смешанных портландцементов по сравнению с обычными портландцементами призвана повысить их прочность. Было

Рис. 4. Прочность на ранний и предельный изгиб (Н / мм ² ).

Рисунок 5. Время начального схватывания различных типов цементов в Кении (минуты).

, однако, отметил, что для каждого типа цемента разные марки имели разную крупность, при этом CEM B имел наивысшую тонкость по Блейну как для обычных, так и для смешанных портландцементов, как показано на Рисунке 6.

3.1.2. Свойства локально доступных агрегатов

Форма и текстура заполнителя влияют на свойства свежего бетона. Бетон более поддается обработке, когда используется гладкий и округлый заполнитель вместо грубого угловатого или удлиненного заполнителя. Сортность или гранулометрический состав заполнителя определяет потребность в пасте для обрабатываемого бетона, в то время как влажность заполнителя влияет на соотношение вода / вяжущее. Плотность заполнителей требуется при дозировании смеси, чтобы установить соотношение массы и объема.При условии, что заполнители прочнее пасты и достаточно прочны, чтобы не разрушаться и не истираться в процессе смешивания, прочность на раздавливание не влияет на свойства свежего бетона.

i) Свойства грубых заполнителей

Рисунок 6. Тонкость помола по Блейну различных типов цемента в Кении (см ² / г).

В Кении наиболее часто используемые крупнозернистые заполнители — это щебень, добываемый в карьерах по всей стране.В ходе этого исследования агрегаты из пяти регионов страны были протестированы для определения их химического состава, и результаты представлены на Рисунке 7.

Результаты химического анализа на Рисунке 7 показывают, что кроме агрегатов из прибрежных регионов, которые имели высокое количество CaO (22,41% и 26,21%) и меньшее количество нерастворимых остатков (36,87% и 34,58%) по сравнению с агрегатами из в других частях страны, где нерастворимые остатки составляли более 55%, агрегаты из всех других источников имели аналогичные химические свойства.

Были исследованы механические свойства грубых агрегатов млолонго, использованных в эксперименте, и результаты представлены в таблице 4.

ii) Свойства мелких заполнителей

Мелкие заполнители влияют на удобоукладываемость и качество поверхности бетона. В таблице 5 показаны физические и механические свойства различных мелких заполнителей, использованных во время эксперимента.

Британские и индийские стандарты рекомендуют не более 4% содержания ила и глины в мелкозернистых заполнителях для производства бетона.На основе этих

Рисунок 7. Сравнение химических свойств агрегатов.

Таблица 4. Свойства грубых заполнителей, использованных в эксперименте.

Таблица 5. Свойства мелких заполнителей.

, только один из трех мелких агрегатов содержал ил в пределах рекомендованного предела. Исследования показали, что мелкие заполнители из Найроби и его окрестностей содержат примеси, превышающие минимальные рекомендуемые уровни [8].

Результаты ситового анализа показаны на рисунке 8. Мелкие агрегаты попадали в зоны I и II в соответствии с британскими стандартами, при этом процент прохождения через 600 микрон составлял от 15% до 59%.

3.2. Влияние химических свойств цемента на прочность бетона на сжатие

В реакции бетона основными химическими свойствами цемента, ответственными за раннее и предельное развитие прочности на сжатие, являются CaO, SiO ₂ , Al ₂ O ₃ и Fe ₂ O ₃ , необходимые для образования силикатов и алюминатов кальция, таких как силикат трикальция (3CaO ∙ SiO ₂ ) и ди-силикат кальция (2CaO ∙ SiO ₂ ), которые ответственны за начальное схватывание и раннее увеличение прочности цементов в бетоне и Предел прочности на сжатие соответственно.Оксид железа реагирует с кальцием и алюминием с образованием трикальциевого алюмоферрита (4CaO ∙ Al ₂ O ₃ ∙ Fe ₂ O ₃ ), который придает твердость и прочность цементу и, следовательно, бетону.

Дефицит CaO в смешанных портландцементах, показанных на Рисунке 2, может объяснить пониженную прочность на сжатие смешанного цементного бетона по сравнению с обычным портландцементным бетоном, как показано из результатов на Рисунке 9. Таким образом, смешанный портландцементный бетон имеет более низкую степень сжатия. прочность по сравнению с обычным портландцементным бетоном через 28 дней

Рисунок 8.Результаты ситового анализа мелких заполнителей [2].

Рисунок 9. Сравнение прочности на сжатие смешанного цементного бетона и обычного портландцементного бетона.

при использовании одинаковых смесей и заполнителей. Наиболее часто используемый цемент в Кении и других развивающихся странах — это смешанные портландцементы [1] [2] [12]. Эти цементы обычно используются для прямой замены обычных портландцементов в методе расчета смесей Министерства энергетики Великобритании в Кении, что приводит к получению бетона, который не соответствует целевым показателям прочности на сжатие через 28 дней, как показано на Рисунке 9.Это явление может объяснить низкое качество монолитного бетона в Кении, производимого путем прямой замены более прочных обычных портландцементов на более дешевые и легкодоступные смешанные портландцементы, вызывающие обрушение бетонных зданий. Смешанный портландцементный бетон даже не достигает расчетной прочности конструкционных бетонов классов 25 МПа, 30 МПа и 35 МПа, как показано на Рисунке 9.

Смешанные портландцементы содержат большое количество нерастворимых остатков, которые дополнительно снижают прочность цементов на сжатие [13] [14].

3.3. Влияние типа цемента на прочность бетона на сжатие

Влияние типа цемента на прочность бетона на сжатие было исследовано с использованием двух типов цемента (42,5 Н и 32,5 Н) для заливки пяти различных классов бетона, разработанных с использованием британского метода DOE и испытаний на прочность на сжатие при 7, 14 и 28 дней. Средние результаты показаны на Рисунке 8. Затем было проведено исследование влияния различных марок смешанных портландцементов на прочность на сжатие бетона с использованием того же состава смеси 1: 1.5: 3 для бетона класса 25 МПа на тех же заполнителях. Результаты показаны на Рисунке 10.

Через 28 дней средняя разница между прочностью на сжатие цементов 32,5 Н и 42,5 Н составляет 7,5 МПа. Когда эти два типа цемента используются для заливки бетона, средняя разница в прочности на сжатие бетона составляет

.

Рис. 10. Прочность на сжатие бетона, изготовленного с использованием различных марок смешанных портландцементов.

различных классов прочности — это 8.35 МПа. Это показывает, что прочность бетона на сжатие прямо пропорциональна прочности на сжатие цементов, используемых через 28 дней. Поэтому необходимо использовать разные пропорции бетонной смеси для разных типов цементов, чтобы максимально улучшить их свойства. Это очевидно, когда разные типы цементов используются для заливки бетона с использованием одних и тех же соотношений смеси, при этом смешанный портландцемент дает более низкие значения прочности на сжатие бетона для всех классов прочности, разработанных для [2] [6] [12].

Затем были оценены характеристики различных марок смешанных портландцементов в Кении, и результаты показаны на Рисунке 10. Результаты показывают, что прочность на сжатие цементов прямо пропорциональна прочности бетона на сжатие. Сравнивая результаты на Рисунке 3 с результатами на Рисунке 9, становится ясно, что CEM A 32,5N обеспечил наивысшую предельную прочность бетона на сжатие (26,6 МПа), как показано на Рисунке 10. Далее следует CEM C 32,5R (26 МПа). ), ЦЕМ Ф 32.5R (25,1 МПа), CEM B 32,5N (24,4 МПа), а наименьшее значение — CEM E 32,5R (23,6 МПа). Такой же порядок наблюдается в предельной прочности на сжатие цементов, где для цементов 32,5N CEM A имеет наивысший предел прочности на сжатие (38,1 МПа), а для цементов 32,5R CEM C имеет наивысший предел прочности на сжатие (39,2 МПа). ). Однако во всех случаях при соотношении компонентов смеси 1: 1,5: 3 ни один из цементов не достиг целевой прочности бетона через 28 дней, независимо от того, что цементы соответствовали минимальным требованиям прочности на сжатие и что эксперимент проводился в контролируемых условиях. условия изготовления.Это показывает, что использованная расчетная пропорция смеси не подходила для цементов и что ее использование приводит к низкому качеству бетона при использовании смешанных портландцементов, что может вызвать обрушение бетонных зданий в Кении.

3.4. Влияние свойств мелкозернистых заполнителей на соотношение вода / цемент в бетоне

Влияние свойств мелкозернистых заполнителей в Таблице 5 на соотношение вода / цемент было оценено путем выдерживания осадки 50 ± 5 мм. Было замечено, что мелким заполнителям с более мелкими частицами требуется больше воды для смачивания их большей площади поверхности, в то время как неправильная форма и более грубая текстура угловатого заполнителя требует больше воды, чем округлые заполнители, как показано в таблице 6.Мелкодисперсный заполнитель TS, который имел сферическую форму, хорошо закругленную форму с гладкой поверхностью, показал повышение обрабатываемости при меньшем потреблении воды для достижения требуемой осадки 50 ± 5 мм. Мелкий заполнитель QB, который был угловатым, удлиненным, с шероховатой поверхностью с мелкими частицами, и мелкий заполнитель QV с более мелкими частицами требовал большего для достижения постоянной осадки 50 ± 5 мм [24] [25] [30].

3.5. Влияние свойств мелкозернистых заполнителей на прочность бетона при сжатии

Влияние различных типов мелких заполнителей на прочность бетона на сжатие было оценено путем заливки кубиков и испытания прочности бетона на сжатие через 7 и 28 дней.Такие же (Mlolongo) крупные агрегаты использовали при таком же соотношении компонентов смеси 1: 1,5: 3 при постоянной осадке 50 ± 5 мм. Было замечено, что мелкий заполнитель (TS) из прибрежной зоны показал более высокую прочность по сравнению с другими мелкими заполнителями QB и QV, как показано на рисунке 11.

Результаты показывают, что развитие прочности бетона зависит не только от степени сортировки мелких заполнителей, но также от формы и текстуры мелких заполнителей, при этом мелкие прибрежные заполнители были гладкими, крупными и округлыми, поэтому для достижения требовалось меньше воды. требуемая осадка, таким образом уменьшая соотношение вода / цемент и, в свою очередь, увеличивая прочность на сжатие бетона со всеми тремя различными типами используемых цементов.QV имел более мелкие частицы, которым требовалось больше воды для смачивания их большой площади поверхности при постоянной осадке, что уменьшало его прочность, в то время как QB имел неправильную форму и более грубую текстуру с более мелкими частицами, которые требовали большего количества воды для достижения требуемых

.

Таблица 6. Влияние мелких заполнителей на водоцементное соотношение бетонной смеси.

Рис. 11. Развитие прочности для 42,5N, 32,5N и 32,5R с использованием различных мелких заполнителей [2].

оседает, что снижает прочность бетона на сжатие.Бетон, изготовленный с использованием мелкозернистых заполнителей QB и портландцемента с добавкой 32,5N, имел самую низкую прочность на сжатие, так как для достижения целевой осадки 50 ± 5 мм требовалось наибольшее количество воды, как показано в Таблице 6 (соотношение вода / цемент 0,67), что снижает общая прочность бетона, как показано на Рисунке 11.

Исследования показали, что 86,2% песка в Найроби и его окрестностях имеют содержание ила, превышающее минимальные рекомендуемые пределы содержания ила и глины [8]. Два из трех типов мелких заполнителей, использованных в этом исследовании, превышали минимальный предел в 4%, установленный британскими стандартами.Таким образом, это показывает, что большинство мелких заполнителей, используемых на строительных площадках, превышают минимальные требования, поэтому они снижают прочность бетона на сжатие в стране, что может привести к возможному разрушению бетонных зданий.

4. Выводы

Прочность бетона на сжатие зависит от химических и механических свойств используемых ингредиентов, а также от пропорций бетонной смеси среди других факторов. По результатам этого экспериментального исследования, в среднем, испытанные цементы соответствовали минимальным требованиям к прочности на сжатие.Однако разные марки цемента обладали разными химическими, физическими и механическими свойствами. Как и ожидалось, обычные портландцементы имели более высокую прочность по сравнению со смешанными портландцементами, и когда для заливки бетона, разработанного на основе обычно используемых британских стандартов, использовались разные типы цемента, смешанный портландцементный бетон не соответствовал целевой прочности на сжатие на уровне 28 дней, в то время как обычный портландцементный бетон превысил целевую прочность при использовании того же состава смеси.Таким образом, очевидно, что используемые в настоящее время процедуры проектирования бетонной смеси дают бетон, который не соответствует целевым требованиям по предельной прочности на сжатие через 28 дней, когда смешанные портландцементы используются для прямой замены обычных портландцементов, что является нынешней практикой в ​​Кении, возможно, ведущей. к разрушению бетонных конструкций в Кении.

Далее было замечено, что мелкие заполнители из прибрежной зоны (TIWI) требовали меньше воды для достижения целевой осадки, что снижает водоцементное соотношение смеси и приводит к увеличению прочности бетона на сжатие при использовании всех трех типов цементов.Только один из трех типов мелкого заполнителя, использованных в ходе эксперимента, отвечал минимальным требованиям по содержанию глины и ила, что дополнительно снизило прочность на сжатие монолитного бетона в Кении.

Поэтому кенийские специалисты в области строительства должны разработать политику, обеспечивающую контроль качества строительных материалов, и разработать метод расчета смеси для более дешевых и широко используемых смешанных портландцементов, чтобы убедиться в качестве монолитного бетона в стране, чтобы спасти жизни людей и спасти потерянное имущество. из-за обрушения бетонных конструкций.

Благодарности

Авторы выражают благодарность Панафриканскому университету за фонды исследований, Кенийскому бюро стандартов и отделу тестирования и сельскохозяйственному и технологическому университету Джомо Кеньятта за лабораторное оборудование и технический персонал, использованный во время исследования.

Цитируйте эту статью

Окуму, В.А., Шитоте, С.М. и Оява, W.O. (2017) Влияние свойств составляющих материалов на прочность бетона на сжатие в Кении.Открытый журнал гражданского строительства, 7, 63-81. https://doi.org/10.4236/ojce.2017.71004

Список литературы

1. 1. Котенг, Д.О. (2013) Конкретное использование для устойчивого развития. 20-я Международная конференция инженеров, Кисуму, 8-10 мая 2013 г., 1-19.
2. 2. Окуму В.А., Оява В.О. и Шитоте, С. (2016) Влияние свойств составляющих материалов на качество бетона в Кении. Материалы Ежегодной конференции по устойчивым исследованиям и инновациям 2016 г., Найроби, 4-6 мая 2016 г., стр. 225-230.
3. 3. Шайбу, Р.А., Мутуку, Р.Н. and Nyomboi, T. (2014) Прочностные характеристики бетона, обработанного пеплом из сахарного тростника и золы сахарного тростника. Международный журнал гражданских и экологических исследований, 1, 110-121.
4. 4. Линн, Л. (2005) Строительство бетонных сводов в имперском Риме. Инновации в контексте. Издательство Кембриджского университета, Лондон.
5. 5. Wegian, F.M. (2010) Влияние морской воды при смешивании и отверждении на конструкционный бетон. The IES Journal Part A: Civil & Structural Engineering, 3, 235-243.
6. 6. Kumbhar, P.D. и Murnal, P.B. (2012) Оценка пригодности существующих методов расчета смеси нормального бетона для проектирования бетона с высокими эксплуатационными характеристиками. Международный журнал гражданского строительства и строительства, 3, 158-167.
7. 7. Marthoga, C. (2015) Влияние расположения и размеров волокна ПЭТ на механические свойства бетона. Журнал IES, часть A: Гражданское и структурное проектирование, 8, 111-120.
8. 8.Нгуги, Х.Н., Мутуку, Р. и Гарий З.А. (2014) Влияние качества песка на прочность бетона на сжатие: пример округа Найроби и его окрестностей, Кения. Открытый журнал гражданского строительства, 4, 255-273.
   https://doi.org/10.4236/ojce.2014.43022
9. 9. Maciulaitis, R., Vaiciene, M. и Zurauskiene, R. (2009) Влияние состава бетона и свойств заполнителей на характеристики бетона. Журнал гражданского строительства и менеджмента, 15, 317-324.
   https: // doi.org / 10.3846 / 1392-3730.2009.15.317-324
10. 10. Ахмад, С. (2007) Оптимальный дизайн бетонной смеси с использованием местных ингредиентов. Арабский журнал науки и техники, 31, 27-33.
11. 11. Оява, В.О., Гитимба, Н.К., Манг’урио, Г.Н. (2016) Структурная реакция композитных бетонных пластиковых труб на сжатие. Стальные и композитные конструкции, 21, 589-604.
12. 12. Адеволе, К.К., Аджагбе, В.О. и Араси, И.А. (2015) Определение соответствующих соотношений смесей для марок бетона с использованием нигерийских цементов. Леонардо Электронный журнал практик и технологий, 26, 79-88.
13. 13. Киаттикомол К., Джатурапитаккул С. и Тангпагасит Дж. (2000) Влияние нерастворимого остатка на свойства портландцемента. Исследование цемента и бетона, 30, 1209-1214.
    https://doi.org/10.1016/S0008-8846(00)00315-X
14. 14. Мохамед, М.Дж. (2013) Влияние метода отверждения и нерастворимого остатка в цементе на прочность при сжатии портландцементного раствора.Журнал технических наук Аль-Кадисия, 6, 74-80.
15. 15. Дхир, Р.К., Лимбахия, М.С., Маккарти, М.Дж. и Чайпаник, А. (2007) Оценка портландских известняковых цементов для использования в бетонном строительстве. Материалы и конструкции, 40, 459-473.
    https://doi.org/10.1617/s11527-006-9143-7
16. 16. Гричи М., Кенай С. и Мезиан Э. (2006) Механические и долговечные свойства цементного раствора с алжирским натуральным пуццоланом. Журнал материаловедения, 41, 6965-6972.
    https://doi.org/10.1007/s10853-006-0227-0
17. 17. Мюллер, К. (2012), Использование цемента в бетоне в соответствии с европейским стандартом EN 206-1. Национальный исследовательский центр жилищного строительства и строительства HBRC Journal, 8, 1-7.
    https://doi.org/10.1016/j.hbrcj.2012.08.001
18. 18. Альп, И., Девечи, Х., Сунгун, Й.Х., Йилмаз, А.О., Кесимал, А. и Йилмаз, Э. (2009) Пуццолановая характеристика природного сырья для использования в цементных смесях. Иранский журнал науки и технологий.Транзакция B, Engineering, 33, 291-300.
19. 19. Мули, М. и Хелафи, Х. (2008) Рабочие характеристики легкого заполнителя бетона, содержащего природный пуццолан. Строительство и окружающая среда, 43, 31-36.
    https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2006.11.038
20. 20. Марар, К. и Эрен, О. (2011) Влияние содержания цемента и соотношения вода / цемент на свойства свежего бетона без добавок. Международный журнал физических наук, 6, 5752-5765.
21. 21. Мухит И.Б., Хак С. и Алам М.Р. (2013) Влияние измельченных крупных заполнителей на свойства бетона. Американский журнал гражданского строительства и архитектуры, 1, 103-106.
    https://doi.org/10.12691/ajcea-1-5-3
22. 22. Бюстнес, Х.М., Лагерблад, Б. и Форссберг, Э. (2004) Функция наполнителей в бетоне. Материалы и конструкции, 37, 74-81.
    https://doi.org/10.1617/13694
23. 23. Лицзюань К. и Юаньбо Д.(2015) Межфазное взаимодействие заполнителя и цементной пасты в бетоне. Журнал Технологического университета Ухань — Издание по материаловедению, 30, 117-121.
24. 24. Гонг, К., Чжан, Дж., Ван, С. и Лу, Л. (2015) Влияние градации агрегатов с более полным распределением на свойства сульфоалюминатного цементного бетона. Журнал Технологического университета Ухань — Издание по материаловедению, 30, 1029-1035.
25. 25. Chi, J.M., Huang, R., Yang, C.C. и Чанг, Дж.J. (2003) Влияние совокупных свойств на прочность и жесткость легкого бетона. Цемент и бетонные композиты, 25, 197-205.
    https://doi.org/10.1016/S0958-9465(02)00020-3
26. 26. Донза, Х., Кабрера, О. и Ирассар, Э.Ф. (2002) Высокопрочный бетон с различными мелкими заполнителями. Исследование цемента и бетона, 32, 1755-1761.
    https://doi.org/10.1016/S0008-8846(02)00860-8
27. 27. Кэ-Ру, В., Чен, Б., Яо, В. и Чжан, Д.(2001) Влияние типа крупнозернистых заполнителей на механические свойства высокоэффективного бетона. Исследование цемента и бетона, 31, 1421-1425.
    https://doi.org/10.1016/S0008-8846(01)00588-9
28. 28. Озтуран Т. и Сесен К. (1997) Влияние типа крупного заполнителя на механические свойства бетона с различной прочностью. Исследование цемента и бетона, 27, 165-170.
    https://doi.org/10.1016/S0008-8846(97)00006-9
29. 29. Меддах, М.С., Зитуни, С.и Belaabes, S. (2010) Влияние содержания и гранулометрического состава крупного заполнителя на прочность бетона на сжатие. Строительные и строительные материалы, 24, 505-512.
    https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2009.10.009
30. 30. Кац, А. и Баум, Х. (2006) Влияние высоких уровней содержания мелких частиц на свойства бетона. Журнал материалов ACI. Технический документ, 103, 476-482.
31. 31. Бюро стандартов Кении (2005) KS EAS 18-1: 2001-Цемент, часть 1: Состав, спецификации и критерии соответствия для обычных цементов.Кенийское бюро стандартов, Найроби.
32. 32. Ахмад, С. и Альгамди, С.А. (2014) Статистический подход к оптимизации конструкции бетонной смеси. The Scientific World Journal, 2014, идентификатор статьи: 561539.
33. 33. Бюро стандартов Кении (2000) EAS 148-2: 2000 ICS 91.100.10. Стандарты Восточной Африки. Цементы-методы испытаний. Часть 2. Химический анализ. Кенийское бюро стандартов, Найроби.
34. 34. Элмер П. (1996) Атомно-абсорбционная спектроскопия: аналитические методы.Корпорация Перкин Элмер, Уолтем.

.