Водоцементное соотношение: Водоцементное соотношение

Водоцементное соотношение

Основным параметром замеса бетонной смеси является водоцементное соотношение. Это относительная величина (по массе) количества чистого цемента в замесе к воде, которой смесь затворяют.

От этого соотношения напрямую зависят прочность, водонепроницаемость и подвижность готового бетона. Конечно, на итоговые характеристики бетона влияет не только количество воды, но и её качество.

Качество воды.

Очень частой причиной падения прочности бетона, замедления и даже остановки процесса его твердения является химический состав воды, на которой замешан раствор.

Качество воды нормируется ГОСТ 23732-79 «Вода для бетонов и растворов. Технические условия»

Данный стандарт выставляет следующие требования к воде замеса:

1. Вода не должна содержать примесей минеральных веществ, следов нефтепродуктов, жиров и органических остатков.
2. Содержание органических ПАВ, фенолов и сахаров не должно превышать 10 мг / дм3.
3. Уровень pH должен быть в пределах от 4 до 12,5
4. Окисляемость не должна превышать 15 мг / дм3.

Понятно, что все эти требования легко соблюдать в лабораторных условиях. Но, как быть с замесом бетона дома или на даче, где не всегда есть возможность измерить химические показатели.

В этом случае, мы настоятельно рекомендуем придерживаться простого правила – замешивайте на питьевой (или условно питьевой) воде. Это может быть вода из скважины, колодца, водопровода, либо природная, но прошедшую очистку. Грубейшей ошибкой загородной стройки является использование воды из ближайшего пруда, канавы или лужи. Даже при внешней прозрачности и чистоте, такая вода, чаще всего, перенасыщена органическими и минеральными загрязнителями, которые будут препятствовать нормальному процессу гидратации бетона и пагубно повлияют на его качество.

Пропорции воды и цемента

Итак – с выбором воды определились. Сколько же её лить в замес?

Возьмём, для примера самую распространённую в частном строительстве пропорцию «1 к 3» (по песку):

1. 1 часть цемента
2. 3 части песка
3. 5 частей заполнителя
4. 0,5 части воды

В этом случае В/Ц будет 0,5 – это средний показатель, чаще всего встречающийся в строительной практике с немодифицированным бетоном.

Набор прочности и морозостойкость

Рассмотрим, как конкретно влияет водоцементное соотношение на скорость набора прочности и морозостойкость бетона.

Прочность:

Морозостойкость:

Чем В/Ц ниже – тем бетон быстрее набирает раннюю прочность, но тем труднее его обрабатывать и тем медленнее он будет набирать дополнительную прочность после 28 дней. Однако, морозостойкость такого бетона будет выше.

Чем В/Ц выше – тем медленнее, бетон наберет раннюю прочность, но его будет легче укладывать в форму и он быстрее наберет дополнительную прочность.

Теоретически, для нормального реагирования, цементу достаточно воды в количестве ¼ от собственной, т.е. В/Ц. Но, это в идеальных условиях – не лежалый цемент, чистый (без пыли) заполнитель оптимальной влажности. В реальных условиях, редко кто промывает гравий и песок, на котором замешивает бетон. Соответственно – часть воды уйдёт на смачивание заполнителя и впитается в него.

Дополнительная вода в смеси образует ячейки – поры, и каналы – капилляры. После застывания бетона и испарению всей лишней влаги эти поры и капилляры будут способствовать снижению касса водостойкости бетона, так как они отлично впитываю влагу. Это приведёт к повышенной намокаемости бетона и, как следствие – худшей морозостойкости. Также циклическое замерзание и оттаивание воды рано или поздно приведет к началу разрушения бетона.

Вернёмся к нашему теоретическому замесу.

Возмём, для примера, цемент М500. При пропорциях 1:3:5:0,5 примерная марка бетона будет 300 — 350.

Подвижность и удобоукладываемость такого бетона будет невысокая, что вызовет затруднения при укладке его в форму и разравнивание. Потребуется дополнительная виброобработка и уход за уложенной смесью (дополнительное проливание водой), так как излишне быстрое испарение воды из смеси приведёт к образованию усадочных трещин, остановке процессов гидратации цемента и значительно снизит прочность бетона.

Для повышения удобоукладываемости чаще всего в замес добавляют воду, но, как сказано выше – это приведет к падению марочной прочности и морозостойкости бетона.

Чтобы этого не произошло – вместо дополнительной воды лучше использовать пластификаторы и комплексные добавки для бетона, которые позволят получить достаточную (до П5) пластичность бетонной смеси даже при В/Ц 0,25 – 0,3. Такой бетон будет обладать повышенной марочной прочностью, морозостойкостью, при этом будет достаточно подвижный для полного заполнения опалубки без образования пустот. Дополнительная виброобработка также не потребуется.

Используя добавки для бетона Cemmix Вы сможете получить оптимальные характеристики водоцементного соотношения в смеси, без потери в прочности, или перерасхода цемента.

Звоните на горячую линию Cemmix – мы поможем по всем вопросам!

8 800 550 52 82 (звонок беслатный по территории РФ)

Водоцементное соотношение — что влияет на водонепроницаемость бетона

Определение

Водонепроницаемость — это способность бетона сопротивляться прохождению воды под давлением через его структуру. Другими словами, это уровень гидроизоляции бетона. Для обозначения класса водонепроницаемости бетона используется буква «W» с цифрами от 2 до 20. 

Проницаемость бетона обозначают предельным давлением воды на серию образцов в течение установленного периода времени, либо коэффициентом фильтрации — масса воды, прошедшая через образец при постоянном давлении. Цифры в данном случае обозначают максимальное выдержанное давление.

Свойства

Водонепроницаемость бетона зависит от ряда факторов:

• Плотность структуры бетона, степень уплотнения.
• 
  Количество цемента.
• 
  Водоцементное соотношение В/Ц (вода поделенная на цемент).
• 
  Химические добавки.
• 
  Условия твердения бетона.
• 
  Водонепроницаемость крупного заполнителя.

Плотность структуры бетона зависит от правильности подобранного состава бетона, направленного на уменьшение пустот между компонентами, а также от последующего механического воздействия на бетон, чаще всего — вибрирования.

Количество цемента является едва ли не самым ключевым фактором, влияющим на водонепроницаемость. С увеличение количества цемента уменьшается водоцементное соотношение, а вместе с этим — количество пор в бетоне, уменьшается расслоение бетонной смеси и увеличивается плотность структуры. Причем если в бетоне используется марка цемента ПЦ-400, то это лучше сказывается на водонепроницаемости бетон нежели использование цемента ПЦ-500, так как дозировка цемента марки ПЦ-400 на 1 м.куб. бетона выше, но его рекомендуется использовать только до 25 класса бетона.

Водоцементное соотношение. Чем выше водоцементное соотношение, тем ниже прочность бетона, тем ниже водонепроницаемость. Общеизвестный факт, что для прохождения реакции твердения бетона требуется порядка 25% процентов воды от массы цемента, а по факту используется от 40 до 70%, остальная вода требуется для создания подвижности бетона. Оставшаяся после процесса схватывания вода в структуре бетона испаряется, при этом образуя поры (капилляры), которые в свою очередь увеличивают водопроницаемость. Поэтому для затворения бетонной смеси следует использовать минимальное количество воды. Именно по этой причине запрещается добавлять большое количество воды в бетон на объекте для увеличения подвижности.

Химические добавки позволяют увеличивать подвижность бетонной смеси без существенного увеличения количества цемента, при этом, не значительно увеличивая количество воды, что положительно сказывается на водоцементном отношении.

Условия твердения бетона — это микроклимат, при котором бетон созревает. Необходимо создавать благоприятные условия для максимального набора прочности бетона. Этому посвящена отдельная статья.

Испытания бетона на водонепроницаемость

Испытание бетона на водонепроницаемость производят по ГОСТу 12730.5-84. Существуют 4 метода определения водонепроницаемости бетона:

1. Метод «мокрого пятна».
2. Определение водонепроницаемости по коэффициенту фильтрации.
3. Ускоренный метод определения коэффициента фильтрации (фильтратометром).
4. Ускоренный метод определения водонепроницаемости бетона по его воздухопроницаемости.

Заключение

В конце нашей статьи хотелось бы заострить внимание на нескольких моментах:

1. Когда вам потребуется бетон с показателями W, то можете обратиться к нашей таблице зависимости класса бетона и класса водонепроницаемости.
2. 
   К примеру, если в проекте написано, что требуется бетон В15 W6 F200, то это означает, что по факту нужен бетон В22,5 потому что бетон класса В15 не даст требуемый класс водонепроницаемости. При этом, когда в проекте фигурирует бетон В25 W4 F150, то по факту нужен бетон класса В25 и дополнительные индексы, которые указывают на бетон более низкого класса не имеют значения.
3. 
   Тип крупного заполнителя существенного влияния на водонепроницаемость не оказывает.Зависимость водонепроницаемости от класса бетона

Зависимость водонепроницаемости от класса бетона

Читайте также:
Особенности летнего бетонирования
Фундаменты в частном домостроении. Расчет бетона на фундамент

Бетонный завод «Вега» производит качественный бетон различных марок, а также оперативно доставляет бетонную смесь в автобетоносмесителях. У нас на сайте вы можете ознакомиться с ассортиментом и заказать бетон с доставкой.

Водоцементное соотношение

  Для затворения бетонной смеси применяют обычную водопроводную питьевую воду, а также природную очищенную воду, не содержащую вредных примесей (сульфаты, минеральные и органические кислоты, жиры, сахар и др.), препятствующих нормальному схватыванию и твердению бетона. Использовать промышленные, сточные и болотные воды для затворения и поливки бетона не рекомендуется. Цемент и вода являются главными связующими компонентами при производстве бетона. Например, при применении цемента марки 400 для производства бетона марки 200 используется соотношение 1:3:5:0,5. Если же применяется цемент марки 500, то при этом условном соотношении получается бетон марки 350. Соотношение воды и цемента (водоцементное соотношение — обозначается «В/Ц»=масса воды / масса цемента) — важная характеристика бетона. От этого соотношения напрямую зависит прочность бетона: чем меньше В/Ц, тем прочнее бетон. Цемент реагирует лишь с четвертью массы воды от своей собственной массы, потому, теоретически, для гидратации цемента достаточно В/Ц=0,2. Однако, у такого бетона слишком низкая пластичность, поэтому на практике используются В/Ц=0,3-0,75. Избыточная вода, не вступившая в химическую реакцию с цементом, остается в бетоне в виде водяных пор и капилляров или испаряется, оставляя воздушные поры. Все эти виды пор ослабляют бетон. Чем больше будет воды в бетонной смеси, тем больше будет пористость и меньше прочность бетона. Для увеличения морозостойкости рекомендуется водоцементное соотношение не больше 0,6 или 0,5 (25 литров воды на 50 кг цемента). 

   Для бетонных изделий, работающих в особо тяжелых условиях (тротуарная плитка), водоцементное число назначают равным 0,4. Максимальное водоцементное число для бетонной смеси, используемой для бетонирования фундаментов, составляет 0,75.
    Водоцементное соотношение влияет на пористость (плотность) бетона и, соответственно,  на водопроницаемость бетона. Так бетон марки W4 (нормальной проницаемости) готовится при водоцементном соотношении 0,6, бетон марки W6 (пониженной проницаемости) готовится при водоцементном соотношении 0,55, а бетон марки W-8 (особо низкой проницаемости) – при водоцементном соотношении 0,45.
   Наличие достаточного количества воды при наборе бетоном прочности в процессе гидратации обеспечивает морозостойкость бетона. Поэтому так важен правильный уход за бетоном, о котором я ещё напишу. Бетон, гидратирующийся в условиях достаточного количества воды при поливке и укрытии его полиэтиленовой пленкой, имеет гораздо большую морозостойкость и прочность, по сравнению с бетоном, который быстро высох.  Прочность неукрытого бетона в первые 10-12 часов гидратации может понизиться в 3 раза по сравнению с укрытым бетоном. При быстром высыхании бетона в ранний период возникают также значительные деформации усадки и появляются микротрещины.

   Но не всё так просто и линейно — меньше воды и всё хорошо — нет! При меньшем количестве воды в бетонной смеси бетон быстрее набирает прочность, особенно в первые дни твердения. Однако в дальнейшем, на сроке в три месяца и на сроке в один год, бетон с меньшим водоцементным соотношением будет иметь меньшую прочность. 

     Распространенной ошибкой при «домашнем» производстве бетона является чрезмерное добавление воды, которое увеличивает подвижность бетона, но в несколько раз снижает его прочность, потому очень важно точно соблюсти водоцементное соотношение!  Для сохранения удобоукладываемости и подвижности бетонной смеси при нормальном В/Ц используют пластификаторы, о них я расскажу в статье о химических добавках.

Нормальными условиями твердения бетона считают температуру 15-20 °С при влажности 90-100%. 
Качество воды для затворения бетонных смесей для армированных бетонных фундаментов нормируется ГОСТ 23732-79 «Вода для бетонов и растворов. Технические условия»: 

• Содержание в воде органических поверхностно-активных веществ, сахаров или фенолов, каждого, не должно быть более 10 мг/л.

• Вода не должна содержать пленки нефтепродуктов, жиров, масел, в ней не должно быть окрашивающих примесей.

• Окисляемость воды не должна быть более 15 мг/л, а рН должен быть не менее 4 и не более 12,5.

• Максимальное содержание растворимых солей должно быть не более 5000 мг/л, взвешенных частиц не более 200 мг/л, ионов SO4-2 не более 2700 мг/л, ионов Cl-1 не более 1200 мг/л.

Водоцементное отношение для бетона — что это такое?

Водоцементное отношение – это отношение объема воды к массе цемента в бетонном замесе. От величины данного параметра напрямую будет зависеть непроницаемость бетона. В строительстве водоцементное отношение высчитывается по формуле в/ц = масса воды/масса цемента, обычно равно 0.25, что в пропорциях получается как 1:4.

Некоторые добавляют воду в соотношении 0.35-0.6 для облегчения работы с раствором, что сказывается на прочности кладки или монолита. Поэтому если есть необходимость сделать раствор более текучим, но сохранить прочность, можно использовать специальные пластификаторы.

Соотношение песка, воды и цемента влияет на стойкость бетона к усилию на сжатие. Чем больше воды в смеси, тем менее прочным будет бетон, более проницаемым и менее плотным, что соответствующим образом сказывается на прочности и долговечности всего здания или конструкции. Лишняя вода, которая не вступила в реакцию, в процессе застывания бетона будет испаряться и может стать причиной появления трещин, пустот, иных дефектов.

Бетон затвердевает при прохождении химической реакции воды с цементом и песком – реакции гидратации, сопровождаемой выделением тепла (теплота гидратации). Для получения качественного раствора для каждого кг цемента берут 250 миллилитров воды.

Предварительный расчет

Для расчета потребности материалов берут распространенное соотношение 1:3:5

– первая цифра указывает на вес цемента, вторая обозначает песок и третья гравий. Воду добавляют в соотношении 0.25 к весу цемента. Погрешность может составлять около 10%.

Перед тем, как готовить бетон, необходимо посчитать, сколько всего понадобится смеси для выполнения работ. Так, если заливается ленточный фундамент, то значение (по проекту) периметра здания умножают на высоту основания (все расчеты в метрах). В других случаях используют подходящие методы вычисления объема. Полученное число умножается на 250 килограммов, ведь именно столько цемента нужно для замеса куба бетонной смеси хорошей жесткости.

Остальные ингредиенты вычисляют по пропорции, умножая на 3 для песка и на 5 для гравия. Кубический метр бетона в таком случае будет весить около 2.5 тонн.

Требования к материалам

Итоговое качество и характеристики полученной смеси напрямую зависят от качества материалов и того, насколько правильно соблюдается водоцементное соотношение. Цемент может быть разных марок, как и бетон, но это далеко не одно и то же. Для замеса бетона марки М75, к примеру, берут цемент марок М200-М300 (превышает показатель примерно в 2.5-3 раза).

При покупке цемента

обязательно нужно обращать внимание на дату производства – чем больше срок хранения, тем хуже качество цемента. После полутора лет хранения цемента в идеальных условиях для выполнения серьезных работ он непригоден. Чтобы проверить качество цемента в бытовых условиях, можно насыпать его на сухую ладонь и сжать ее в кулак – цемент оптимального качества почти полностью «вытечет» сквозь пальцы.

Портландцемент М400 В качестве вяжущего средства для приготовления бетона М600.

Песок лучше выбирать мелкозернистый

– до 1.25 миллиметров, что позволит понизить объем воздушных промежутков. В песке не должно быть пыли, других включений органики. Фракция щебня/гравия не должна превышать треть ширины опалубки. Для приготовления жесткого бетона недопустимо использовать щебенку известковых пород.

Если планируется выполнять армирование, фракция частиц должна быть равна максимум четверти наименьшего размера конструкции и трем четвертям просвета между стержнями арматуры. Несоблюдение этих правил приведет к появлению пустот в бетонном монолите, что значительно понизит прочность и долговечность конструкции.

Определение количества воды

Водоцементное отношение для бетона очень важно. Без воды не пройдет реакция затвердения цемента и не удастся получить желаемый результат. Для прохождения реакции достаточно воды в объеме, равном четверти веса цемента. Но мешать такую смесь достаточно сложно, поэтому обычно воду берут в большим объемах, повышая его текучесть (пластичность).

С добавлением воды в смесь нужно быть очень осторожным, так как лишняя вода способствует заполнению смесью формы самотеком, просачивается через опалубку, долго испаряется, способствует появлению пор в бетоне, распространению трещин. Бетон точно не будет прочным, если в раствор влито много воды.

Для того, чтобы цементный раствор поддавался укладке и плотно заполнял форму, гарантируя максимальную прочность, обычно берут показатель 0.6. Нужно отметить, что такое водоцементное отношение актуально для бетона марки М75: для приготовления кубического метра раствора берут около 150 л (кг) воды.

Чтобы понять, сколько воды нужно, желательно понять принцип ее действия в растворе. Вода нужна для двух функций: прохождения химической реакции схватывания и отвердевания цемента (около 30% от общего веса воды, что используется) и придания текучести бетону (чтобы с ним можно было работать). Таким образом, большая часть воды нужна для повышения комфорта работы со смесью – ее-то и можно уменьшать: добавлять пластификаторы, работать с жестким бетоном, трамбуя его специальными вибраторами или вручную.

Жесткий бетонный раствор

Жесткие смеси готовят прямо на объекте, так как они быстро твердеют и требуют обязательной трамбовки. В индивидуальном строительстве чаще всего используют цемент марки М75, который демонстрирует достаточную прочность и сравнительно невысокую стоимость. Ведь по мере увеличения марки цемента растет и его цена.

Жесткий бетон содержит небольшой объем воды в составе. В процессе укладки требует мощного механического уплотнения, прессования или трамбовки. Для приготовления жесткой смеси берут сравнительно немного цемента. Использование такого бетона актуально для создания сборных железобетонных конструкций в условиях заводов, оборудованных мощными машинами для уплотнения. В индивидуальном строительстве такие бетоны редко применяют.

Нужную прочность получают посредством соблюдения пропорций ингредиентов в бетоне. Чтобы понять, подойдет ли выбранная пропорция для приготовления прочного бетона и выполнения работ, желательно сделать пробный замес.

Пробный замес

Чтобы в домашних условиях приготовить бетон нужной консистенции и характеристик, выполняют пробный замес. Сначала все работы выполняются с использованием мастерка или лопаты совкового типа, потом же, после определения нужной пропорции, используют бетономешалку.

В емкость или на стальной лист, подготовленную площадку насыпают лопату цемента, 3 полных лопаты песка, увлажняют смесь, тщательно перемешивают лопатой. Далее всыпают крупную фракцию в объеме 5 лопат, добавляют по чуть-чуть воду и мешают, пока не получится вязкая консистенция. Воду лучше лить из емкости, чтобы определить нужный объем.

Потом бетонную смесь берут в руки, делают шар, кладут на любую площадку. На руках явных следов цемента быть не должно, а ком затвердеет и сохранит форму – значит, замес правильный. Такой бетон соответствует марке М75. Если же ком плывет – в нем много воды. Расслоение говорит о недостаточном объеме воды.

Если есть время ожидать затвердения раствора, можно провести другую проверку: залить бетон, выждать нужный период, потом ударить по монолиту зубилом в попытках расколоть. Если зубило вошло в толщу максимум на 5 мм, водоцементное отношение правильное, это бетон М75. И кусочки от монолита откалываться не должны.

В процессе замеса нельзя забывать про важный момент – в готовую смесь добавить можно будет только воду, остальные ингредиенты должны добавляться в определенной последовательности. Если становится ясно, что замес не удался, придется повторить все сначала – возможно, увеличив долю цемента.

Советы по работе с бетоном М75

В процессе замеса и укладки жесткие цементные смеси требуют знания правил работы с ними. Бетон марки М75 довольно часто применяется в частном строительстве, так как демонстрирует хорошие показатели усилия на сжатие (до 75 килограммов силы на квадратный сантиметр площади). Этого достаточно для гарантии надежности и долговечности конструкции. Нагрузки на изгиб/растяжение компенсируются армированием.

О чем нужно помнить:

• Для снижения нагрузки берут небольшую бетономешалку и ручной вибратор с наконечником соответствующего диаметра.
• Между слоями, залитыми в разное время, схватывание будет плохим. Поэтому необходимо армирование либо заливка (засыпка) за один раз.
• При ручной трамбовке больше 30 сантиметров слоя заливать нежелательно.
• После заливки и трамбовки смесь укутывают гидроизоляцией – накрывают полиэтиленовой пленкой, к примеру, чтобы избежать преждевременного схватывания бетона. Зимой конструкцию нужно утеплить.
• Опалубка должна быть очень прочной, чтобы выдержать заливку и вибрацию, трамбовку.
• После демонтажа опалубки вид фундамента будет не очень эстетичным – это нормально, все несовершенства будут сглажены отделочными работами.

Водоцементное отношение – очень важный параметр для замеса правильной бетонной смеси с нужными характеристиками. Поэтому всегда до начала приготовления раствора нужно все тщательно просчитывать, чтобы получить желаемый результат.

Водоцементное отношение для бетона — что это такое

Без воды бетон невозможно приготовить. К жидкости в растворе предъявляются особые требования — минимальная кислотность, нежелательны соли, всевозможные органические примеси. Для получения качественного бетона весьма важным параметром является его водоцементное отношение. Таким термином именуют пропорции воды с цементом, определяющие характеристики конкретного раствора.

Почему это важно

Если в замес налить больше жидкости, нежели требуется, качество бетона резко ухудшается. После его укладки происходит расслоение монолита, прочность слоя многократно снижается. Но без воды гидратация цемента не получается, поэтому никуда от нее не денешься.

Лишняя же влага, не вступившая в реакцию гидратации, не связана, она образует в монолите поры, которые снижают прочность бетона. Поры по мере приближения к поверхности монолита расширяются, бетон начинает крошиться.

Когда влага не покидает бетонную толщу до зимы, она непременно замерзнет, после чего начнет изнутри разрывать монолит, еще более снижая его прочность. В момент замеса лишняя вода усиливает подвижность раствора, а это не всегда оправдано. Только правильное соотношение воды с цементом гарантирует соответствие бетона необходимым параметрам.

Водоцементное отношение

Когда водоцементное отношение, используемое для бетона низкое — монолит быстро становится прочным, его сложно обрабатывать. А вот окончательную твердость он будет набирать медленнее. Хотя у него повысится морозостойкость. При высоком значении воды происходит медленное отвердение, зато бетоном станет проще наполнять форму, дополнительная прочность наступит ранее 28 суток.

По теории цементу для реакции достаточно четверти собственного объема воды. Но это только когда цемент свежий, без пыли, имеет оптимальную влажность. На самом деле практически никто не промывает ингредиенты, добавляемые к цементу в смесь. Поэтому часть воды необходима, чтобы их смочить и впитаться.

Ошибки при размешивании водой бетонной смеси

Рисунок 1. Влияние водоцементного соотношения

Нередкая ошибка домашних умельцев, самостоятельно замешивающих бетон — избыточное использование воды. По-человечески это понятно, поскольку материал после этого становится подвижным, его проще уложить и разровнять. Однако следует находить золотую середину.

Также серьезной ошибкой становятся неправильные действия по уходу за монолитом. Бетон, если его полить водой, а затем укрыть сверху полиэтиленом, получит в разы лучшие показатели прочности.

На все происходящие в толще монолита процессы влияет химия. Поэтому профессиональные строители всегда для замеса берут заполнители, обладающие нормальной влажностью, непременно соблюдают рекомендованную рецептуру приготовления состава, подбирая оптимальные для конкретной ситуации соотношения цемента с водой.

Оптимальное в/ц соотношение для разных марок бетона

Поскольку без воды совершенно невозможной становится химическая реакция, вызывающая затвердение цемента, водоцементное отношение чрезвычайно важно для процесса формирования бетона. Чтобы мероприятие произошло, достаточно всего четвертой части воды, если брать ее от массы  цемента. Однако на практике такую смесь почти невозможно вымесить, из-за чего воды добавляют больше, чтобы повысить пластичность материала. Однако неумеренное добавление жидкости опасно, поскольку ее излишек способствует тому, что смесь самотеком будет заполнять форму, просачиваться сквозь опалубку, слишком длительное время испаряться из раствора. В итоге монолит получит поры, развивающиеся затем в трещины.

От излишка жидкости бетон гарантированно не станет прочнее. Для обеспечения облегчения укладки цементного раствора внутрь формы и ее гарантированного заполнения, на практике принято использовать соотношение 0,6 воды к цементу. Следует отметить, что указанное водоцементное отношение злободневно для бетона, имеющего марку М75. Чтобы его правильно приготовить, на куб раствора требуется 150 л чистой воды.

Рисунок 2. Допустимое водоцементное соотношение

Разберемся подробнее, что же делает вода в цементной смеси, какой ее принцип действия. Жидкость необходима для осуществления правильного прохождения реакции схватывания цемента и его последующего  отвердевании. На это расходуется примерно треть общего объема. Остальная часть придает раствору текучесть, позволяя с ним удобно работать. Поэтому больше воды используется лишь для улучшения комфорта обращения со смесью. Именно этот объем можно уменьшать посредством введения  пластификаторов, замешивания жесткого бетона, а затем его трамбовки специальными вибраторами.

Добавки для бетона

Чтобы улучшить комфортность укладки раствора замес насыщают водой, хотя это мероприятие и вызывает ухудшение морозостойкости монолита и падение прочности бетона. Для того, чтобы сохранить требуемое водоцементное соотношение, не нарушая пластичность перемешиваемой массы, вместо дополнительного объема жидкости в состав добавляют пластификаторы вместе с иными комплексными добавками, позволяющими получить хорошую пластичность смеси даже при низком содержании влаги.

Такой состав сохранит высокую степень марочной прочности, останется  морозостойким, оставаясь подвижным, хорошо заполняя весь объем формы без образования в пространстве пустот. Благодаря этому отпадает даже необходимость дополнительной вибрации. Используя добавки, получают прекрасные параметры водоцементного соотношения, не расходуя лишний цемент и не теряя прочность монолита.

Заключение

Правильное соотношение воды с цементом — главное требование для получения хорошего монолита. Но не следует увлекаться — некоторый излишек жидкости обязательно нужен для подвижности раствора.

Водоцементное отношение — Энциклопедия по машиностроению XXL

При контроле прочности изделия используют связь скорости звука и механических характеристик материала. Так, прочность бетона коррелирует со скоростью звука. Характер этой связи зависит от упругих параметров цементно-песчаного раствора, заполнителя и его объемной концентрации и при изменении состава бетона может изменяться. Установлено, что с изменением водоцементного отношения, вида цемента и добавок типа песка, размера частиц заполнителя, а также срока службы бетона, связь скорость— прочность не нарушается. Количество и качество заполнителя не в равной степени изменяют скорость звука и прочность бетона, поэтому необходимо  [c.309]


Основным фактором коррозии является образование коррозионного элемента с катодами из стали в бетоне, стационарный потенциал которого по медносульфатному электроду сравнения составляет минус 0,2—0,4 В [3—5] этим определяются и мероприятия по защите от коррозии. На образование коррозионного элемента влияют такие факто-торы как тип цемента, водоцементное отношение и аэрация бетона [5]. На рис. 13.1 схематически показано влияние коррозионного элемента и изменение потенциала труба—грунт при контакте с железобетонной строительной конструкцией. Плотность тока коррозионного элемента при этом в основном определяется большой площадью поверхности катода [см. рис. 2.6 и формулу (2.43)]. На промышленных объектах площадь стали в бетоне обычно превышает 10″ м .  [c.287]

Водоцементное отношение, В/Ц не более  [c.61]

Бетоны — это искусственные материалы, состоящие из заполнителей и связывающего их цементного камня. Одной из причин неоднородности бетона как конструкционного материала, в рассматриваемом здесь смысле, является изменение его свойств во времени, обусловленное твердением цементного камня. Этот процесс называется старением и определяется, главным образом, составом цемента, водоцементным отношением, влажностью и температурой среды [2, 18].  [c.17]

Прочность инъекционного раствора зависит от марки цемента, водоцементного отношения, режима перемешивания, а также от добавок. Прочность подбираемого состава раствора проверяют испытанием на сжатие кубиков, изготовленных из пробных замесов принятых материалов. Для ускоренного получения данных о прочности раствора можно определять ее на образцах в суточном возрасте. Образцы изготовляются в формах с крышкой и через 6—10 ч пропариваются по режиму 3—4—1 ч (подъем температуры до кипения воды, изотермический нагрев, остывание). Прочность изготовленных кубиков должна быть не менее 30 МПа.  [c.21]

Пониженное водоцементное отношение, повышенная плотность изделия, более высокая водонепроницаемость  [c.513]

Б/Z/— отношение количества воды затворения к количеству цемента на 1 м бетонной массы или водоцементное отношение.  [c.276]

Бетоны, их состав, подвижность, водоцементное отношение нормализуются в СНиП 1-В.З-62. Подвижность бетонной смеси, укладываемой в монолитные конструкции, принимается по осадке конуса или показателю жесткости бетонной смеси в момент укладки по данным табл. 13-3.  [c.310]

Гравитационными бетоносмесителями комплектуют заводы и установки, приготовляющие бетонную смесь с заполнителем крупнее 70 мм при водоцементном отношении (В/Ц), равном 0,45. .. 0,6. Для приготовления жестких бетонных смесей используют роторные смесители. На приобъектных установках применяют небольшие смесители с барабанами вместимостью до 250 л.  [c.317]

Ползучесть бетона проявляется в виде необратимых деформаций, возникающих при длительном действии постоянной нагрузки. Уменьшению ползучести способствуют понижение расхода цемента и водоцементного отношения, повышение крупности заполнителей и уменьшение их деформационных свойств, увеличение возраста бетона и его прочности.  [c.304]

Прочность легкого бетона зависит от марки цемента, водоцементного отношения (рис. 74) и прочности пористого заполнителя.  [c.310]

Водоцементное отношение равно отношению массы воды к массе цемента в замесе. От его величины зависит непроницаемость бетона. Считается, что при отношении, равном 0,56—0,6, бетон имеет нормальную непроницаемость, 0,46 — повышенную непроницаемость, 0,45 — очень высокую непроницаемость.  [c.250]

Учет тепловыделения бетона в строительный период. Расчет температурного режима аэродромных покрытий в строительный период, как отмечено выше, можно рассматривать с учетом тепла, выделяемого за счет экзотермической реакции гидратации цемента. Сложность картины передачи тепла в твердеющих смесях, отсутствие четких представлений о процессах, происходящих при гидратации цемента, а также изменение физических характеристик бетона в первые часы после его укладки приводят к тому, что в настоящее время в отечественной и зарубежной литературе отсутствует четкое мнение относительно влияния процессов структурообразования в твердеющих системах на характер переноса тепла [81], хотя сами процессы тепловыделения в бетонах исследованы достаточно подробно. Установлено, что тепловыделение, происходящее в свежеуложенном бетоне, зависит от вида и марки применяемого цемента, его расхода, величины водоцементного отношения, состава бетона, температурного режима при его твердении, а также от внешних, климатических условий.  [c.271]

Состав бетонной смеси выражают в виде отношения (по весу или объему) между цементом, количество которого принимают за единицу, и заполнителями (мелким и крупным) с указанием водоцементного отношения.  [c.28]

Так, состав бетона 1 2 5 при водоцементном отношении смеси В/Ц, равном 0,4, означает, что на одну часть цемента берут  [c.28]

Определяют требуемую величину водоцементного отношения по формулам или путем построения специальных графиков.  [c.29]

За нормальную густоту пластичного раствора принимают такую консистенцию, при которой растекание конуса после 30 встряхиваний составляет 105 лш. Если растекание удовлетворяет этому условию, то продолжают работу по изготовлению образцов из раствора данной консистенции. Если же растекание составит величину иную чем 105 мм, то затворение повторяют, увеличивая или уменьшая количество воды, пока не будет подобрано соответствующее водоцементное отношение, которое и заносится в рабочий журнал.  [c.410]

Пластифицированный портландцемент должен выдерживать испытание на пластичность, заключающееся в том, что раствор пластичной консистенции с водоцементным отношением 0,4 должен давать на встряхивающем столике после 30 встряхиваний расплыв конуса диаметром не менее 125 мм. Остальные требования к пластифицированному цементу не отличаются от требований к обычному портландцементу.  [c.178]

Прочность является основной характеристикой бетона. Главнейшими факторами, влияющими на прочность бетона, являются марки применяемого для его изготовления цемента, водоцементное отношение и качество заполнителей (форма зерен и характер их поверхности, загрязненность и т. д.). Водоцементное отношение ВЩ представляет собой отношение массы воды к массе цемента в бетонной смеси.  [c.228]

Первичная пористость в бетоне возникает в основном в результате того, что водоцементное отношение XV, как правило, больше, чем количество воды, необходимое для гидратации пи о-  [c.60]

Величину агрессивности А также можно использовать для сравнения влияния разных жидких сред на разные бетоны. Но в этом случае следует нормировать водоцементное отношение ш=[ау], концентрацию раствора с2о=[с2о и температуру наблюдения Т=[Т]. Ставим нормированные значения в скобки, тогда получаем из (5.19) и (5.18)  [c.63]

Следовательно, пористость увеличивается с ростом расхода цемента Ц и водоцементного отношения ш. Ожидаемое ее значение при 1 71 2,3 уо 1 Wo 0,25 можно определить по формуле  [c.66]

В бетоне могут быть водно-воздушные щели, одной из основных причин образования которых является испарение свободной воды, не связанной о цементом химически. Эт-их щелей будет тем больше, чем выше водоцементное отношение В/Ц (стпишение массы воды к в эссе цемента при замесе), при В/Ц = 0.56 -0.6 бетон имеет нормальную непроницаемость, при В/Ц = 0.50 — повышенную, при В/Ц= 0,45 очень высокую непроницаемость.  [c.50]

Чтобы бетон имел достаточно низкую пористость, рекомендуют ограничивать содержание воды в цементном растворе. Водоцементное отношение в бетоне обычно не должно превьшать 0,6, а при бетонировании труб его следует иногда даже иметь ниже 0,5. Кроме того, необходимо достигать хорошего уплотнения, например с помощью вибрации. Крупные трещины в условиях открытой атмосферы необходимо заделывать, например путем инжекции. Однако трещины шириной менее 0,1 мм обычно считают безопасными.  [c.108]

Минеральные вяжущие представляют собой весьма обширную группу неорганических соединений, способных твердеть при затворе-НИИ водой или водными растворами солей, кислот и оснований. На основе минеральных вяжущих получают мастики (замазки), растворы и бетоны, отличающиеся крупностью наполнителя. Химическая стойкость таких материалов в основном определяется стойкостью отвержденного вяжущего. Бетоны на основе портландцемента при принятии специальных мер по их уплотнению являются щелочестойкими, но разрушаются в кислотах. Щелочеотойкие бетоны рекомендз ется выполнять на основе алитового портландцемента, карбонатного песка и щебня при водоцементном отношении не более 0,4 для улучшения удобоукладывае-мости следует вводить суперпластификаторы. Стойкость бетонов су щественно повышается при пропитке их расплавленной серой или мономерами типа акрилатов с последующим термокаталитическим или радиационным отверждением.  [c.91]

Обычный бетон. Состав бетона устанавливается в зависимости от требуемой прочности его через 12 ч, 24 ч, 1 или 3 суток и т. п. У нормальных бетонных смесей состава 1 6 водоцементное отношение должно быть около 0,5—0,6. Бетонные смеси на глиноземистом цементе характеризуются высокой вязкостью и склонны к загусте-ванию, поэтому их необходимо перемешивать более длительное время, чем смеси на портландцементе. Толщина слоя бетона, укладываемого за один раз, не должна превышать 30—50 см, а интервалы между циклами бетонирования должны составлять около 24 ч. Открытую поверхность уложенного бетона следует покрывать матами для предотвращения испарения воды, а после наступления конца схватывания увлажнять покрытие или поверхность бетона. Поливку осуществляют в течение 3—5 суток его твердения.  [c.520]

Очень важно при перевозке и складировании изделий соблюдать правила СНиП III-B. 3-62 и правила техники безопасности. До монтажа сборные конструкции должны быть очищены от грязи, снега и наледи. Подъем изделий кранами и другими подъемными механизмами должен производиться плавно, без рывков и раскачивания, с этой целью рекомендуется применение оттяжек. Перед подъемом изделий должно быть очищено место их установки, на котором должен быть нанесен слой свежего раствора. После удаления из опасной зоны производственного персонала производится операция по подъему и опусканию изделия и его установка в проектное положение. Установка должна производиться плавно без толчков и ударов. Снятие стропов производится после окончательной рихтовки и выверки правильности установки изделия. Вертикальные швы сборных конструкций стен у коллекторов и каналов заделываются цементным раствором, бетонной смесью, заполняются пороизолом с заливкой горячим битумом в соответствии с указаниями на рабочих чертежах. Бетоны и растворы для заделки стыков стеновых блоков и плит перекрытия в зимних условиях применяются с теми же характеристиками (маркой, подвижностью, водоцементным отношением), что и для летних условий.  [c.314]

Водоцементным отношением (В/Ц) называют отношение массы воды к массе цемента в снежеизготовленной бетонной смеси, причем учитывают только свободную, не поглощенную заполнителями воду.  [c.303]

Тяжелые бетоны специального назначения. Высокопрочный бетон (прочностью 60… 100 МПа) получают на основе цемента высоких марок (выше 400), промытого песка и щебня прочностью не ниже 100 МПа. При приготовлении такого бетона используют большой, иногда предельный, расход цемента, предельно низкое водоцементное отношение, суперпластификаторы, особо тщательные перемешивание и уплотнение бетонной смеси и уход за бетоном, различные способы повышения активности цемента и качества бетона (активацию цемента, виброактивацию бетонной смеси и др.).  [c.305]

Колонна прямоугольного поперечного сечения 80×80 см из бетона состава 1 3 6 с водоцементным отношением 0,55, армированная шестнадцатью сим-  [c.409]

Вода просачивается не только через саму бетонную массу, но также и через царапины, щели и вдоль армирующих прутьев. Вследствйе испарения воды, которая не была связана с цементом химически, в бетоне образуются водно-воздушные щели. Их будет тем больше, чем выше водоцементное отношение.  [c.250]

Виброупл9тненные бетоны, имеющие такое же водоцементное отношение и консистенцию, что и утрамбованные, являются гораздо более водонепроницаемыми. При трамбовании образуются нитеобразные капиллярные поры, в то время как поры, возникающие при виброуплотнении, не способствуют просачиванию воды через бетон. Кроме того, утрамбованный бетон более проницаем в вертикальном, нежели в горизонтальном направлении. Это объясняется выдавливанием воды наверх при трамбовании, что и приводит к появлению нитеобразных пор. Виброуплотнение пластифицирует бетон и не создает значительной разницы в проницаемости в горизонтальном и вертикальном направлениях.  [c.279]

При малом количестве воды в бетонной смеси (низком водоцементном отношении) отформованный бетонный конус осадки не дает. Пластические свойства бетонной смеси в этом случае определяют по ее удо-боукладываемости, или жесткости.  [c.26]

Определяют расход воды и цемента на 1 м бетонной смеси. Расход воды определяют по графику водопотребности для получения заданной подвижности смеси. Зная расход воды и водоцементное отношение, устанавливают расход цемента.  [c.29]

Определение пределов прочности при изгибе. Для определения пределов прочности цемента при изгибе и сжатии пользуются образцами в форме балочек. Для их изготовления берется цементный раствор состава 1 3, состоящий из одной весовой части цемента и трех весовых частей песка, при водоцементном отношении В/Ц не менее 0,40. Раствор должен иметь такую консистенцию, чтобы расплыв конусана встряхивающем столике составлял 105—110 мм.  [c.408]

Фундаменты, каналы, приямки и тоннели выполняются из плотного бетона с водоцементным отношением не более 0,5 на низ-коалюминатных цементах и заполнителях из твердых пород. При отсутствии агрессивных грунтовых вод под ними укладывается щебеночная подготовка, пролитая горячим битумом до насыщения. Боковые поверхности этих конструкций защищаются битумным покрытием — горячим битумом марки БН-IV по битумному грунту (30% раствору битума в бензине).  [c.289]

Конструкции, подвергающиеся воздействию агрессивных сред, должны быть изготовлены из бетона с водоцементным отношением не более 0,5, на низкоалюминатных цементах и заполнителях из плотных изверженных или осадочных пород прочностью не менее 600 кг1смР- [5]. В случае очень агрессивных грунтовых вод применять заполнители из осадочных горных пород не рекомендуется.  [c.308]

Вместо водоцементного отношения можно пользоваться обратной величиной—цементоводным отношением ЩВ.  [c.228]

Состав мелкозернистого бетона 1 2 1 2,5 на песке или мелком щебне крупностью до 10 мм. Водоцементное отношение 0,35—0,38. Скорость движения формующей ленты 20—30 м/ч. На вибропрокатном стане изготовляют несущие панели внутренних стен, перекрытий, кровельных покрытий — плоские, ребристые или кессонного профиля, керамзнтобетонные панели и некоторые другие изделия.  [c.233]

Итак, интенсивность коррозии реального бетона зависит от его структуры. Она увеличивается при прочих равных условиях с ростом водоцементного отношения хю. Кроме того, интенсивность коррозии пО Вышается с ростом скорости диффузионно го переноса веществ, находящихся в растворе. Это значит, что при прочих равных условиях коррозия будет протекать тем быстрее, чем больше растворимость цементного камня, концентрация агрессивного раствора и чем больше значения коэффициентов диффузии.  [c.61]

Значение водоцементного соотношения бетонной смеси

Изучать графики и таблицы, выясняя точные пропорции составляющих жесткой бетонной смеси, лишь ради того, чтобы залить фундамент или соорудить бетонное перекрытие в частном доме, захочется далеко не каждому. Тем не менее, очень важно знать, какие материалы и в каких количествах используются, чтобы бетон имел максимальную прочность на сжатие, какое значение при этом имеет водоцементное соотношение бетонной смеси, какими характеристиками обладает бетон марки 75, чтобы в последующем отлитая на участке конструкция вела себя так, как ей предназначено проектом.

Схема изготовления бетона.

Предварительный расчет

Составить перечень и заранее завезти к месту строительства все материалы в полном и достаточном объеме вполне по силам человеку, умеющему считать. Наиболее часто в индивидуальном строительстве жесткий бетон используется при изготовлении ленточного фундамента или междуэтажных перекрытий. Перед тем как приступить к строительству, необходимо обеспечить доставку на место предстоящих работ такого количества расходных материалов, чтобы его хватило на намеченный этап. Как рассчитать необходимое количество цемента, песка и гравия? Какие требования предъявляются к этим составляющим бетонной смеси?

При расчете можно принять самое распространенное соотношение между количеством используемого цемента, песка и гравия. Это 1:3:5 соответственно. В этом случае получаем вес необходимой фракции (за исключением цемента) с погрешностью около 10%.

Технологическая схема приготовления бетонной смеси.

Например, планируется отлить из бетона ленточный фундамент под дом. В этом случае проектное значение периметра дома умножается на ширину и высоту планируемого фундамента (все в метрах). Полученное в результате вычислений количество кубических метров умножается на 250 кг (примерно столько цемента уходит на получение куба жесткой бетонной смеси). Остальные составляющие вычисляются из принятого за основу соотношения: песка в 3 раза больше, чем цемента, гравия или щебня (крупной фракции) – в 5 раз. Масса кубического метра затвердевшего бетона составляет около 2,5 т.

Требования к материалам

Грамотно выбранные по качеству и фракциям составляющие для получения прочного жесткого бетона 75 марки – половина успеха. На какие характеристики цемента и наполнителей следует обращать внимание?

Цемент, между качеством которого и прочностью затвердевшего бетона наблюдается прямая зависимость, из соображений экономии на его стоимости берется М200 или М300. Применение более высококачественных цементов обойдется значительно дороже, эту разницу невозможно покрыть за счет некоторого снижения процентного отношения цемента к наполнителям. Прочностные показатели указанных марок цемента при соблюдении водоцементного отношения для бетона позволяют получить на собственной строительной площадке качественный бетон не ниже 75 марки.

Таблица марок бетона и их основных характеристик.

Следует учесть, что марка бетона и марка цемента, который входит в состав смеси, – не одно и то же. Соотношение выглядит примерно таким: для получения бетона, например, 75 марки, потребуется цемент М200 или М300, то есть марка взятого цемента должна быть выше в 2,5-3 раза. Покупая цемент, следует обратить внимание на дату его выпуска, так как с увеличением срока хранения снижается качество, а через 1,5 года хранения даже в идеальных условиях цемент можно будет использовать разве что для обустройства садовых дорожек. На бытовом уровне можно проверить относительное качество цемента. Для этого на раскрытую сухую ладонь насыпается цемент, рука сжимается в кулак. Качественный материал практически без остатка “вытекает” сквозь пальцы.

Имеются требования и к песку. Предпочтительнее применять мелкозернистый (размер отдельно взятой песчинки до 1,25 мм). Он позволяет получить смесь, при использовании которой воздушные промежутки, снижающие жесткость бетона, сведутся к минимуму. Песок должен быть без пыли и инородных включений органического происхождения.

Размер гравия или щебня не должен превышать 1/3 ширины опалубки.

Ни в коем случае для жесткого бетона нельзя использовать щебень из известковых пород.

Если производится армирование, размер частиц не может превышать 1/4 наименьшего размера отливаемой конструкции и 3/4 от просвета между прутьями арматуры. Несоблюдение указанных пропорций может привести к образованию в готовом бетонном изделии пустот, что неминуемо снизит показатели прочности.

Определение количества воды

Что представляет собой готовый бетон? Это осколки прочных каменных пород, полости между которыми заполнены песком, а полости (почти микроскопические) между песчинками заполнены цементом. Таким образом, цемент держит и песок, и крупные каменные фракции. Разумеется, речь идет о цементе, смоченном водой. Для того чтобы прошла реакция затвердения цемента, необходимо воды всего 30% от его массы. Но при таком количественном отношении смесь невозможно сделать пластичной, никакое трамбование не сможет заставить приготовленную смесь, в которую, к тому же, входят еще и песок с гравием, требующие смачивания для скольжения и контакта с цементом, качественно заполнить форму. Из этих соображений воды берется значительно больше. При добавлении большего или меньшего количества воды можно получить пластичный (текучий) бетон, а можно и жесткий.

Одним из компонентов бетона является щебень, составляющий порядка 80% объема готовой бетонной смеси.

Какое влияние может оказать лишняя вода на прочность бетона? Если воды при замесе взять избыточное количество, происходит следующее. Бетон буквально самотеком заполняет форму. Часть воды просачивается сквозь щели опалубки, унося с собой некоторую часть цемента. Потом идет достаточно длительный период испарения, в результате которого в бетоне образуются поры, ведущие впоследствии к растрескиванию. О прочности бетона можно забыть.

Каким должно быть водоцементное соотношение, чтобы жесткая бетонная смесь поддавалась укладке с плотным заполнением формы и, затвердевая, имела максимальную прочность? Для бетона 75 марки это соотношение принимается близким к 0,6, то есть при изготовлении 1 м³ бетона потребуется около 150 кг (л) воды. Но не все так просто.

От водоцементного соотношения бетонной смеси зависит в первую очередь прочность затвердевшего бетона. Чтобы понять эту зависимость, придется немного углубиться в физико-химические процессы, происходящие в бетоне жестком по мере его укладки, уплотнения и затвердевания, чтобы потом со знанием дела произвести правильный замес.

Вода, добавляемая к остальным составляющим бетонной смеси, выполняет две основные функции: участвует в химических процессах, происходящих во время схватывания и затвердевания цемента (примерно 30% веса воды от веса используемого цемента), и обеспечивает бетонной смеси некоторую пластичность (или текучесть), необходимую для того, чтобы можно было распределить смесь так, чтобы в ней не осталось воздушных пузырей при укладке. Таким образом, часть воды, избыточная для цемента, выполняет чисто технологическую функцию. В жестких бетонных смесях именно эта, технологическая часть сводится к минимуму за счет физических усилий, которые необходимо приложить, то есть за счет трамбования жесткой бетонной смеси в форме (опалубке). Трамбование производится либо вручную, либо с использованием вибрационных устройств.

Жесткий бетонный раствор

Жесткие бетонные смеси в отличие от пластичных чаще всего готовятся на месте укладки, так как они затвердевают значительно быстрее последних. При использовании таких смесей обязательно применение трамбовки из-за слабой их текучести.

Жесткая бетонная смесь — это увлажненный сыпучий материал с различными степенями подвижности.

Для индивидуального строительства наиболее предпочтительна приведенная в качестве примера 75 марка бетона из соображений экономичности и достаточной прочности. Экономия объясняется просто: чем выше марка цемента, тем дороже он стоит. Необходимой прочности бетона удается добиться путем правильного соотношения составляющих, в том числе водоцементного соотношения, и точным соблюдением всего технологического процесса – от замеса до полного затвердевания бетона. Точное соответствие получившегося бетона желаемой марке проверить в “домашних условиях” без соответствующего испытательного оборудования не удастся, однако проконтролировать достаточность прочности можно как после полного затвердевания (примерно через месяц), так и по результатам пробного замеса в процессе заливки.

Чтобы приблизиться к максимально возможной прочности бетона, но не особенно при этом занимаясь вычислениями (как, собственно, и поступает застройщик), можно взять за основу приведенное отношение, только не в весовых, а объемных частях. Как это происходит на практике?

Пробный замес

Схема приготовления бетона: 1 – Смешивание сухой смеси с водой, 2 – Замес на фанере, 3 – Бетономешалка, 4 – Шланг для добавления воды, 5 – Цемент, 6 – Песок.

Предполагается, что все работы производятся вручную при помощи совковой лопаты или мастерка (в этом случае порция получается минимальной, зато при неудачной попытке ее не жалко выбросить). Когда более точно будет определено соотношение, разумнее воспользоваться бетономешалкой, применение которой существенно влияет на качество и скорость замеса при сокращении физических нагрузок.

На подготовленную площадку или в емкость с низкими бортами насыпается лопата цемента и 3 лопаты песка. Добавляется немного воды для увлажнения смеси, которая тщательно перемешивается при помощи лопаты. После этого добавляется крупная фракция (5 лопат). В процессе перемешивания вода добавляется постепенно, до получения вязкой однородной смеси. Для пробного замеса, как и для последующих, воду желательно лить из ведра, а не из шланга, для того чтобы видеть, на каком ее количестве следует остановиться.

Проконтролировать качество получившейся бетонной смеси в первом приближении можно так. Руками набирается небольшое количество бетонной смеси, из нее формируется ком шарообразной формы и кладется на любую поверхность. В процессе лепки на руках не должно оставаться следов цемента. Если этот ком затвердевает, сохраняя форму, замес удался. Показатели готового бетона, изготовленного с сохранением полученного водоцементного отношения для бетона, позволяют утверждать о его соответствии 75 марке. Можно приступать к замесу больших объемов с сохранением полученных пропорций. Если ком “оплывает”, значит, существует переизбыток воды, если налицо признаки расслоения, воды недостаточно.

Можно также произвести проверку готового затвердевшего бетона на соответствие его характеристик марке 75, когда время позволяет дождаться полного затвердевания. Несколькими ударами молотка по зубилу можно попытаться расколоть бетон. Если зубило входит в бетон не более чем на 5 мм, бетон соответствует 75 марке. Если никак не удается отколоть кусочек бетона, качество его превосходно!

Нужно помнить основное правило замеса. Добавить в готовую смесь удастся только воду, остальные составляющие, особенно это касается цемента, насыпаются только в указанной выше последовательности. Если в результате пробного замеса не достигнуты необходимые показатели качества бетона, придется замес повторить, немного изменив пропорции. Скорее всего, придется увеличить долю цемента.

Советы по работе с бетоном М75

Жесткие бетонные смеси, в том числе и М75, при замесе и укладке требуют определенных физических усилий. Снизить нагрузку можно, используя бетономешалку небольшого объема и вибратор с вибронаконечником подходящего диаметра.

При работе нельзя забывать о том, что между слоями, если нижний простоял несколько дней, будет плохое схватывание. Поэтому при возведении высокого фундамента либо он сразу армируется вертикальными стержнями на всю высоту, либо, если армирование не применяется, следующий слой заливается, точнее, засыпается и утрамбовывается сразу. Когда трамбование происходит вручную, для более качественного распределения бетонной смеси по опалубке и вокруг прутьев арматуры, а также устранения воздушных полостей не рекомендуется заливать слой более 30 см (примерно на штык лопаты).

Залитая и утрамбованная бетонная смесь укутывается гидроизоляцией, например, полиэтиленовой пленкой, для того чтобы испарение воды не произошло раньше схватывания бетона. В зимнее время при отрицательных температурах свежий бетон желательно утеплить.

Несколько повышенное внимание следует уделить прочности опалубки: она должна выдержать не только массу заполнившей ее бетонной смеси, но и удары трамбовки или вибратора.

Застройщика не должен пугать вид фундамента после снятия опалубки. При применении жестких бетонных смесей, таких, как М75, не удается получить гладкую наружную поверхность. Допускается некоторое количество неглубоких раковин, следы от опалубки также хорошо просматриваются. Отделочные работы все это замаскируют.

Почему в индивидуальном строительстве применяется бетон марки 75? И какие показатели сответствуют ему? Число 75 в марке бетона показывает, что максимальное усилие на сжатие (прочность), которое выдерживает эта марка, 75 кг силы на 1 см² площади. Этой величины достаточно, чтобы обеспечить прочность и долговечность строения при любых нагрузках, которые могут быть произведены жильцами дома. Именно качество бетона определяет нагрузку на сжатие, а нагрузки на растяжение или изгиб помогает гасить армирование металлической арматурой и проволочными решетками.

Когда работы с бетонными смесями производятся со знанием дела, становится понятно, чего и сколько надо взять, в какой последовательности и как правильно со всем этим поступить. В этом случае успех обеспечен. И помните, что важно не переборщить с водой!

Соотношение вода / цемент — обзор

2.4.2 Отверждение бетона в соответствии с его соотношением вода / цемент

На основании наблюдений Пауэрса можно сделать вывод, что бетон должен быть отвержден по-разному в зависимости от его соотношения вода / цемент, как показано в таблице 2.1.

Таблица 2.1. Отверждение бетона в соответствии с его соотношением вода / цемент

Бетоны с соотношением вод / цемент более 0,42 содержат больше воды, чем необходимо для полной гидратации частицы цемента, так что они должны быть отверждены следующим образом: как только их поверхность будет закончена, они могут подвергаться запотеванию до тех пор, пока они не будут восстановлены с помощью отверждающей мембраны или пока их поверхность не станет достаточно твердой для получения и внешней обработки воды с помощью водяных шлангов или покрывать влажным геотекстилем.Если необходимо защитить бетонную поверхность от усадки при высыхании, на нее необходимо нанести герметик.

Бетоны с водным соотношением ниже 0,42 не содержат воды, достаточной для достижения полной гидратации; поэтому при отсутствии внешнего источника воды может произойти очень ранняя тяжелая пластическая и автогенная усадка. Поэтому сразу после укладки этих бетонов их необходимо обработать туманом до тех пор, пока они не станут достаточно твердыми, чтобы выдержать прямое внешнее отверждение водой. В качестве альтернативы, их можно покрыть на несколько часов замедлителем испарения, а не отверждающей мембраной, чтобы избежать развития пластической усадки до тех пор, пока поверхность не станет достаточно твердой для прямого внешнего водного отверждения.Замедлитель испарения на самом деле представляет собой мономолекулярный слой алифатического спирта, подобный тем, которые используются в домашних плавательных бассейнах, чтобы избежать испарения воды. Даже когда бетон с низким соотношением воды к бетону проходит внутреннюю обработку для отверждения, очень важно обеспечить внешний источник воды, чтобы обеспечить дополнительную воду для отверждения на его поверхность, потому что поверхность будет подвергаться действию агрессивных агентов, а это важно. чтобы сделать его максимально непроницаемым. Следовательно, необходимо рассмотреть любые средства усиления бетонного покрытия, чтобы повысить долговечность бетонной конструкции.

Когда водное / цементное соотношение ниже 0,36, необходимо обеспечить внутреннее отверждение, чтобы максимально снизить риск развития неконтролируемой аутогенной усадки.

В любом случае, независимо от соотношения воды и цемента в бетоне, очень важно мотивировать подрядчиков правильно выдерживать бетон; эта деятельность может быть прибыльной, если за нее платить отдельно. Необходимо только подробно описать рекомендуемый режим отверждения и запросить цену за единицу для каждой из необходимых операций.Однако всегда необходимо продолжать нанимать инспекторов для проверки того, что подрядчики делают то, за что им платят.

Что такое соотношение воды и цемента?

Вам сказали «Добавьте воды, бетон выглядит очень твердым»?

Это правильно? Добавление большего количества воды ( Водоцементное соотношение ) на уровне площадки для повышения удобоукладываемости бетона ???

Абсолютно нет…

Водоцементное соотношение означает отношение веса воды к весу цемента, используемого в бетонной смеси.

Обычно водоцементное соотношение составляет от 0,4 до 0,6 в соответствии с Кодексом IS 10262 (2009) для номинальной смеси (M10, M15…. M25)

Все мы знаем, что водоцементное соотношение напрямую влияет на прочность бетона. Либо он увеличивает силу, если используется в правильной пропорции, либо уменьшает ее.

Но вы когда-нибудь задумывались, почему мы используем воду, если это так сложно?

Роль воды в бетоне

Бетон — это макро-контент.

Он содержит микрокомпоненты, такие как цемент, песок, мелкий заполнитель и крупнозернистый заполнитель.Чтобы получить высокопрочный бетон, который выдерживает желаемую прочность на сжатие, нам нужна правильная пропорция добавки для комбинирования этих материалов.

Вот идет вода, которая инициирует этот химический процесс, добавляя 23% -25% объема цемента. Это инициирует химический процесс и делает 15% водоцементной пасты, также известной как гель, для заполнения пустот в бетоне.

Воздействие слишком большого количества воды на бетон

Как указано выше, нам нужно 23% воды, чтобы инициировать химический процесс на цементе.

Добавление воды, превышающей этот допустимый предел водного цемента, фактически повлияет на прочность.

Если мы продолжаем добавлять воду для повышения удобоукладываемости, тогда в бетоне будет много жидких материалов, в которых будут оседать заполнители. После испарения воды в бетоне остается много пустот, что влияет на его прочность.

Но если мы будем следовать инструкциям по сохранению прочности бетона, это повлияет на удобоукладываемость бетона и усложнит транспортировку и укладку.

Подождите.

Знаете ли вы, что такое удобоукладываемость бетона?

Технологичность означает способность бетона обрабатывать, транспортировать и укладывать без расслоения. Бетон считается работоспособным, если его можно легко обрабатывать, размещать и транспортировать без какой-либо расслоения при укладке на строительную площадку.

Вот почему мы используем пластификаторы и суперпластификаторы, которые улучшают удобоукладываемость, не влияя на соотношение W / C.

Как рассчитать соотношение воды и цемента? — Расчет соотношения W / C

Фактически мы не рассчитываем соотношение воды и цемента.

Выбирается из различных тестов на удобоукладываемость, основанных на элементах конструкции, прочности бетона, транспортировке, выборе агрегата и т. Д.

На уровне площадки мы можем использовать приведенный ниже расчет номинального состава.

Это руководство, так что судите сами.

Соотношение воды и цемента IS 10262 (2009) Таблица кодов

Расчет количества воды для бетона

Как видно из диаграммы, соотношение W / C варьируется от 0.От 4 до 0,7 в зависимости от условий воздействия.

Если нам нужно рассчитать количество воды для бетона, сначала найдите содержание цемента в объеме.

Если принять требуемый объем цемента равным 50 кг,

Требуемое количество воды = Соотношение В / Ц х Объем цемента

Следовательно, необходимое количество воды = 0,5 х 50 кг = 25 л / 50 кг цементного мешка.

Для смеси Design W / C соотношение будет зависеть от удобоукладываемости и требований к прочности.

В ИС 10262-2009 ПРИЛОЖЕНИЕ A.они объяснили процесс смешивания дизайна.

Надеюсь, что это вам поможет.

Тест на соотношение воды и цемента

Мы надеемся, что теперь у вас есть достаточные знания о соотношении воды и цемента.

Пора проверить эту жизненно важную задачу. Как проверить водоцементное соотношение?

Мы фактически используем Concrete Slump Test на уровне площадки, чтобы проверить работоспособность и согласованность, которые мы обсудим в следующей публикации.

Оставьте комментарий, если мы что-то упустили…

Счастливое обучение 🙂

Соотношение воды и вяжущего материала

14 апреля

Если вы смешиваете свой бетон, вам нужно помнить, что соотношение между водой и цементом (в / см) чрезвычайно важно.Бетон образуется, когда цемент и заполнитель встречаются с водой, инициируя химический процесс, в результате которого образуется бетон. Добавление около 23% объема цемента в воду может инициировать этот процесс. Но прежде чем решить, сколько воды добавить, следует понять, как соотношение воды и цемента связано с прочностью бетона.

Почему имеет значение соотношение воды и вяжущих материалов

Водоцементное соотношение — это вес воды в вашем бетоне по отношению к весу цемента.Обычно, согласно коду IS 10262 (2009), ваш номинальный микс должен иметь соотношение от 0,4 до 0,6. Однако, в зависимости от типа бетона, необходимой прочности на сжатие и условий окружающей среды, вам может потребоваться более высокое или более низкое соотношение.

Если вы добавите больше воды, вам будет легче работать с цементом. Проблема в том, что если вы добавите слишком много воды, как только заполнители осядут, вода испарится, в результате чего в бетоне останутся пустоты. Чем больше у вас пустот, тем слабее ваш бетон.Вам нужно добавить необходимое количество воды для удобоукладываемости цемента, не оставляя вас в ситуации, когда ваш бетон становится слишком слабым, когда он затвердевает.

Как рассчитать соотношение воды и цемента для бетона

Так как же рассчитывается соотношение воды и цемента? Как вы в этом разобрались? К счастью, в этом нет необходимости. Либо следуйте конкретным инструкциям, предоставленным производителем цемента, выберите смесь где-то между стандартами 0,4 и 0,6 или обратитесь к следующей таблице водоцементного отношения, чтобы найти необходимое соотношение:

Эта таблица должна хорошо служить вам в большинстве ситуаций, но когда подрядчики обеспокоены конкретными условиями окружающей среды, которым может подвергаться их бетон, следует учитывать и другие факторы.

Если ваш бетон, вероятно, будет часто подвергаться воздействию воды, и вы хотите, чтобы он имел низкую проницаемость, отношение воды к цементу должно быть не более 0,50. Если вы ожидаете, что ваш бетон будет подвергаться замерзанию и оттаиванию, особенно из-за антиобледенителя, держите коэффициент не выше 0,45. Если вы хотите, чтобы ваш бетон был более устойчивым к коррозии, которая может возникнуть в результате противообледенительных хлоридов, морской воды, соленой воды или других агрессивных жидкостей, держите соотношение ниже номинального стандарта на уровне.40.

Свяжитесь с Union Quarries для получения дополнительной информации и качественных строительных материалов

Если вы работаете на стройке в центральной части штата Пенсильвания, но все еще не уверены в соотношении воды и цемента, Union Quarries может вам помочь. Как ведущая компания по производству камня, бетона и асфальта в центральной Пенсильвании с более чем полувековым опытом, мы знаем о бетоне все. Мы можем помочь вам с пропорциями цемента или предоставить вам товарный бетон, соответствующий вашим потребностям. Чтобы узнать больше, свяжитесь с нами сегодня.

Требуется ли для фундамента соотношение воды и цемента 0,44? Журнал Concrete Construction

Вопрос: Для одной из наших работ на Среднем Западе были указаны три различных значения прочности бетона: 3000 фунтов на квадратный дюйм для фундаментов, 4000 фунтов на квадратный дюйм для плоских конструкций и 5000 фунтов на квадратный дюйм для структурных элементов выше уровня земли. В технических характеристиках указано одинаковое максимальное водоцементное соотношение для всех трех бетонов 0,44. Работая с нашим поставщиком бетона, мы представили на утверждение инженера предлагаемые пропорции фундаментной смеси.Под давлением, чтобы выдержать график, мы заложили фундамент, хотя инженер еще не ответил. Примерно через 30 дней он вернул документы с пометкой «не одобрено», поскольку водоцементное соотношение рассчитано на 0,48.

У нас проблемы, и если да, то насколько? Почему один и тот же предел водоцементного отношения установлен для трех разных видов бетона?

A .: Мы не знаем, почему одно и то же водоцементное соотношение указано для фундаментов, плоских конструкций и конструктивных элементов выше уровня земли.Когда указываются и прочность, и водоцементное соотношение, обычно это связано с тем, что водоцементное соотношение, необходимое для прочности, выше, чем необходимое для прочности. Но такое низкое водоцементное соотношение, как 0,44, для фундаментного бетона требуется редко. ACI 318-95, Требования строительных норм для конструкционного бетона, требует максимального соотношения водоцементных материалов 0,45 для бетона, подверженного замораживанию и оттаиванию во влажном состоянии, противогололедных химикатов или с высоким содержанием сульфатов. Требуется максимум 0,40 для защиты от коррозии арматуры в бетоне, подверженной воздействию хлоридов противообледенительных химикатов, соли, соленой воды, солоноватой воды, морской воды или брызг из этих источников.Поскольку вы находитесь на Среднем Западе, воздействие сульфатов, солей или замерзания и оттаивания фундамента и бетона маловероятно.

Какие у вас проблемы? Если владелец попытается потребовать от вас удалить и заменить бетонный фундамент, ваши затраты будут высокими. Однако вы можете возразить, что эта крайняя мера представляет собой экономическую расточительность. В 1992 году Апелляционный суд США постановил, что, когда подрядчик существенно, но не строго соблюдает спецификации контракта, владелец не может требовать замены работы, если замена будет составлять экономические потери.Владелец может взять только кредит (см. Статью Закон о конкретных материалах: устранение хозяйственных отходов, регулируемых работами в Concrete Construction , май 1994 г., стр. 441).

Вы можете возразить, что, пока прочность достаточна, владелец не пострадал из-за несколько более высокого водоцементного отношения. Владелец должен будет доказать наличие повреждений, и было бы очень сложно представить данные, показывающие, что бетон для фундамента с водоцементным соотношением 0,48 менее долговечен, чем бетон с соотношением 0,44, особенно при воздействии сульфатов, хлоридов или замерзания и оттаивания. навряд ли.На этом основании вы можете запросить разрешение на использование данного несоответствия спецификации. Согласно правилу экономических потерь, восстановление любого ущерба собственнику будет ограничиваться возмещением стоимости вяжущего материала, необходимого для получения водоцементного отношения 0,44 вместо используемого отношения 0,48. Как и в случае с любым юридическим вопросом, проконсультируйтесь со своим юристом, прежде чем планировать свою стратегию.

Влияние соотношения воды и углерода на долговечность и пористость цементного раствора с постоянным количеством цемента

Вода часто добавляется при укладке бетона для облегчения удобоукладываемости и отделки на строительной площадке.Дополнительная вода для смешивания может облегчить смешивание и удобоукладываемость, но вызывает повышенную пористость, что приводит к снижению долговечности и структурных характеристик. В этой статье образцы цементного раствора с отношением W / C (вода / цемент) 0,45 готовятся для контрольного случая, а характеристики долговечности оцениваются с добавлением воды от 0,45 до 0,60 W / C. Выполняется несколько испытаний на долговечность, включая прочность, диффузию хлоридов, воздухопроницаемость, насыщение и диффузию влаги, и они анализируются с измененной пористостью.Изменяющиеся соотношения и характеристики долговечности оцениваются с учетом распределения пор по размерам, общей пористости и дополнительного содержания воды.

1. Введение

Бетон, как пористый материал, обладает воздухопроницаемыми / водопроницаемыми свойствами, что оказывает большое влияние не только на прочность, но и на характеристики долговечности. Обычно разрушающие агенты, которые могут вызвать коррозию стали, такие как ионы хлора и углекислый газ, проникают в бетон через поры или их соединения [1–3].Многие методы и модели долговечности были предложены на основе пористости для объяснения механизма проникновения и диффузии [1–4]. В бетоне с ранним старением гидраты, содержащие C-S-H и Ca (OH) ₂ , образуются в результате химической реакции с частицами цемента и водой, и пористость с различным распределением пор, образующаяся в процессе, может быть основным путем прохождения воды и газа. Было проведено множество исследований по влиянию условий отверждения, типа пропорций смеси и минеральных добавок на соответствующую пористость [5–8]; однако они показали качественную оценку пористости без надежного объяснения взаимосвязи между пористостью и долговечностью.

Прочность и связанная с ней пористость изучаются давно [6, 9–11]. Для анализа разрушения с учетом изменений пористости было проведено множество исследований механизма диффузии хлоридов [1, 12, 13] и поведения карбонизации [2, 4, 14, 15]. Также исследуются изменения пористости и ее взаимосвязь с воздухопроницаемостью / водопроницаемостью [16–19].

Эти исследования предназначены для нормального бетона с подходящим соотношением воды и воздуха и содержанием воздуха. Однако на строительной площадке часто добавляют воду для облегчения укладки бетона и прохождения бетона между стальными промежутками.Добавление воды может облегчить удобоукладываемость и отделку, но бетон с добавлением воды демонстрирует сегрегацию заполнителей и ухудшение характеристик как по прочности, так и по долговечности. В бетоне с таким же удельным содержанием цемента гидратация может быть активнее при более высоком удельном содержании воды. Но вода, потребляемая для реакции гидратации в цементном тесте, расширяется до большего количества пор, что приводит к снижению прочности и устойчивости к разрушению даже при том же количестве гидратного продукта. Пористость играет важную роль в массопереносе и также считается показателем прочности [20].Несмотря на то, что образцы бетона с одинаковой пористостью, они могут иметь разные коэффициенты диффузии хлоридов из-за повышенной связывающей способности в бетоне с минеральной добавкой [17, 21]. Для карбонизации пористость изменяется в процессе карбонизации из-за образования CaCO ₃ [14, 15, 22, 23]. Однако характеристики долговечности можно оценить количественно и связать с пористостью в бетоне OPC (обычный портландцемент), контролируемым при тех же условиях отверждения и окружающей среды.В этой статье пористость цементного раствора экспериментально оценивается с помощью MIP (Mercury Intrusion Porosimetry) с увеличением количества добавляемой воды. Испытания на долговечность проводятся для образцов раствора OPC того же возраста (91 день). Выполняются различные испытания на долговечность, включая прочность, диффузию хлоридов, водопроницаемость, насыщение и диффузию влаги. В этой статье показано, насколько изменяются характеристики долговечности и пористости при добавлении воды в обычную бетонную смесь, и показаны количественные отношения между изменениями пористости и долговечностью.

2. Программа экспериментов

2.1. Пропорции смеси и условия отверждения

Цементный раствор с OPC был приготовлен для того, чтобы на образцы MIP не мешал крупный заполнитель. Для контрольного случая готовятся образцы цементного раствора с влажностью 0,45% и содержанием воздуха 5,2%. Чтобы учесть дополнительную воду для облегчения укладки бетона, образцы с более высоким соотношением W / C и постоянным содержанием цемента готовятся путем добавления воды для смешивания. Для этого смешивания подготовлено состояние насыщения песка на поверхности, и, наконец, 4 различных пропорции смеси считаются как W / C равными 0.45, 0,50, 0,55 и 0,60. Пропорции смеси указаны в Таблице 1, где фиксировано удельное содержание цемента. Свойства цемента и песка приведены в таблице 2.

В состоянии раннего старения пористость показывает относительно быстрое уменьшение из-за гидратации, так что образцы строительного раствора выдерживались в течение 91 дня в погруженном в воду состоянии при температуре 20 ° C.Испытания MIP и долговечности проводились для образцов того же возраста. При более высоких соотношениях W / C наблюдается обильное истечение воды и обнаруживается небольшая сегрегация агрегации. Однако образцы представляют собой раствор, а не бетон, поэтому сегрегация не является критической.

2.2. Испытания на долговечность

2.2.1. Пористость и прочность на сжатие

Структура пор развивается в результате реакции гидратации, и пористость обычно уменьшается с возрастом в условиях отверждения [3, 24].Для оценки пористости материала на основе цемента широко используются несколько методов, таких как метод адсорбции азота [25], анализ изображений и MIP. MIP-тест традиционно проводится для удобства и получения надежных результатов для капиллярных пор [26, 27]. Образцы цементного раствора, отвержденные в течение 91 дня, погружают в ацетон после измельчения до небольшого размера, чтобы остановить процесс гидратации. После сушки в духовке при 105 ° C в течение 24 часов тесты MIP выполняются трижды для каждого случая W / C.Для испытания на сжатие были подготовлены цилиндрические образцы (диаметром 100 мм и высотой 200 мм), и испытание было проведено в соответствии с JIS A 1108 [28]. В таблице 3 показаны условия измерения для теста MIP. Чтобы получить соответствующий образец, его берут из верхней, средней и нижней части цилиндрического образца.

2.2.2. Коэффициент диффузии хлоридов

Для оценки устойчивости к воздействию хлоридов коэффициент диффузии важен для прогнозирования срока службы и количественного понимания поведения хлоридов [12, 17, 29].Коэффициент диффузии хлоридов рассчитывается на основе рекомендаций NT BUILD 492 [30]. Среднее значение по 3 образцам на каждый случай W / C получено для образцов строительного раствора в возрасте 91 дня. Для испытания на сжатие берут среднюю часть цилиндрического образца глубиной 50 мм. В таблице 4 представлены условия испытаний, а коэффициенты диффузии рассчитываются с помощью (1) и (2). В качестве индикатора использовали раствор нитрата серебра (0,1 н., AgNO ₃ ) [31]:

где — коэффициент диффузии в нестационарном режиме из RCPT (м ² / сек), — универсальная газовая постоянная (8.314 Дж / моль K), — абсолютная температура (K), — толщина образца (м), — ионная валентность (= 1.0), — постоянная Фарадея (= 96,500 Дж / В · моль), — приложенный потенциал (V), время продолжительности испытания (сек), — это концентрация хлоридов, при которой изменяется цвет при использовании колориметрического метода измерения, основанного на справочных материалах [31, 32], — это концентрация хлоридов в исходном растворе (моль / л), — экспериментальная константа через (2), и является обратной функцией функции ошибок.

2.2.3. Испарение воды

Бетон с более крупными порами допускает большее водопоглощение в насыщенном состоянии и, соответственно, большее испарение воды в процессе сушки.Свободная вода в цементном растворе существует только в порах, поэтому пористость тесно связана с испарением количества воды [33]. Для этого испытания готовят кубические образцы раствора (50 × 50 × 50 мм) и измеряют их вес в возрасте 91 дня после 1-недельного погружения в воду. В течение 10 дней отслеживали изменения веса образцов строительного раствора, подвергшихся воздействию комнатных условий (20 ° C и относительная влажность 55%). При более высоком соотношении W / C может происходить сегрегация заполнителя, но при изменении веса общий вес измеряется для всего объема.Эффект сегрегации учитывается во всем объеме. Насыщенность можно рассчитать следующим образом:

где, и — веса в насыщенном, комнатном и высушенном состоянии после 24 часов при 105 ° C в печи.

2.2.4. Воздухопроницаемость

До сих пор не существовало стандартов для испытаний на воздухопроницаемость, и были предложены различные методы, основанные на законе Дарси [34, 35]. Для этого исследования образцы раствора из раствора глубиной 30 мм закрепляют в цилиндре диаметром 70 мм и подвергают воздействию давления воздуха 0.2 МПа снизу образца вверх. Объем воздуха через дисковый образец контролировали во времени. Этот тест проводится для образцов в возрасте 91 дня, и воздухопроницаемость может быть рассчитана с помощью (4). Как и в разделе 2.2.3, при испытании на воздухопроницаемость рассматривается весь объем, включая сегрегацию:

где — воздухопроницаемость (см / с), — приложенное давление воздуха (0,2 МПа) и атмосферное давление (0,1013 МПа), — глубина образца диска (30 мм), — площадь под давлением воздуха (0 м ² ), и — удельный вес воздуха (1.205 × 10 ⁻⁶ кг / см ³ ). Испытательная установка и ее фото представлены на рисунке 1.

(a) Фотографии для теста
(b) Принципиальная схема для теста
(a) Фотографии для теста
(b) Принципиальная схема для теста

2.2.5. Распространение влаги

Распространение влаги является основным параметром, поскольку вода в значительной степени является причиной проблем с долговечностью; однако экспериментальная оценка требует особого контроля из-за локальных изменений влажности и сложной связи пор [36].Недавно было предложено простое уравнение для диффузии влаги с учетом массы диффузии и сорбции, подобное следующему [36]:

где — масса воды от сорбции и диффузии (кг), — площадь поверхности (мм ² ), — константа, связанная с расстоянием от поглощающей поверхности (мм), — сорбционная способность (кг / м ² ч ^0,5 ) ), — содержание влаги на поверхности (кг / м ³ ), — длина образца (мм). В данном исследовании сорбционная способность образца строительного раствора (91 день) получена на основе KS F 2609 [37], и на основании результатов рассчитан коэффициент диффузии влаги.Готовят кубические образцы (50 × 50 × 50 мм), и их стороны покрывают эпоксидной смолой для одномерного проникновения воды. Как описано ранее, для теста учитывается общий объем сегрегации.

3. Результаты испытаний на прочность и пористость

3.1. Результаты испытаний на долговечность

3.1.1. Прочность на сжатие и пористость

Более высокое содержание воды в цементном растворе приводит к крупному распределению пор. Результаты в возрасте 91 дня показывают типичное увеличение прочности и уменьшение общей пористости при более высоком соотношении W / C (большее количество дополнительной воды).Распределение пор по размеру (PSD) и пористость представлены на рисунке 2. На рисунке 3 показаны изменения прочности и пористости в зависимости от отношения W / C. Для оценки пористости и прочности нанесены средние значения по 3 образцам соответственно.

(a) PDS (91 день)
(b) Накопленная пористость (91 день)
(a) PDS (91 день)
(b) Накопленная пористость (91 день)

При увеличении водо-процентного соотношения (дополнительного количества воды) с 0,45 до 0.60 пористость увеличивается до 150%, а прочность на сжатие снижается до 75,6%. Хотя в них такое же количество цемента, 33% дополнительного количества воды вызывает значительные изменения в характеристиках.

3.1.2. Коэффициент диффузии хлоридов и пористость

Коэффициент диффузии хлоридов зависит от структуры пор, поскольку в поре может быть как место для удержания хлорид-иона, так и путь для диффузии ионов [29, 38]. В этом тесте среднее значение по 3 образцам показывает явное увеличение коэффициента диффузии хлоридов с более высоким отношением W / C, которое представлено на Рисунке 4 с измеренной пористостью.

При более высоком водном соотношении коэффициент диффузии хлоридов линейно увеличивается до 157%.

3.1.3. Испарение воды и пористость

Что касается потери воды, то явной разницы не наблюдается в течение нескольких часов, но может наблюдаться при длительных периодах сушки до 10 дней. Образцы с более высокой пористостью могут иметь больше места для удержания воды, поэтому потеря воды из каждого образца будет различаться в процессе сушки. Это показывает согласованный результат с предыдущим исследованием [24].При насыщении из (3) четкой разницы не наблюдается, поскольку раствор с большей потерей воды также имеет большее количество свободной воды. Водоотдача и насыщение представлены на рисунке 5, и они нанесены на график с измеренной пористостью на рисунке 6.

(a) Водоотдача
(b) Насыщенность
(a) Водоотдача
(b) Насыщение

Количество потери воды увеличивается до 7,65 г (по массе 0,45), 9,01 г (по массе 0,50), 9.88 г (в / ц 0,55) и 10,57 г (в / ц 0,60) после 10 дней сушки, что показывает согласованное поведение при измерении пористости.

3.1.4. Воздухопроницаемость и пористость

Крупные поры в строительном растворе с более высоким соотношением W / C вызывают быстрое проникновение воздуха, и результаты воздухопроницаемости с измеренной пористостью показаны на Рисунке 7.

Воздухопроницаемость увеличивается до 192%, когда W / C изменяется от 0,45 до 0,60 и показывает относительно небольшое увеличение по сравнению с 0,50 W / C.

3.1.5. Коэффициент диффузии влаги и пористость

Бетон с крупным продуктом гидрата имеет плотную пористую структуру. Измеряется, что коэффициент диффузии влаги увеличивается с увеличением отношения W / C, поскольку он имеет более высокую сорбционную способность из-за более высокой пористости. Результаты сорбционной способности, поверхностной концентрации и коэффициента диффузии влаги перечислены в таблице 5 и представлены на рисунке 8 с измеренной пористостью.

При увеличении соотношения W / C до 0,60 содержание влаги на поверхности линейно увеличивается до 132%. Показано, что сорбционная способность и коэффициент диффузии влаги увеличиваются квадратично до 259% и 266% соответственно.

3.2. Показатели пористости и долговечности

3.2.1. Анализ изменений в распределении пор по размерам

На Рисунке 2 измерены общая пористость и PSD. Чтобы проанализировать изменения размера пор, оценивают объемы пор в 5 группах диаметра пор. Сообщается, что капиллярные поры, которые тесно связаны с переносом массы, имеют размер 10 ^-8 ~ 10 ^-4 м [39], и результаты диапазона MIP могут охватывать этот диапазон. На рисунке 9 показан объем пор в 5 указанных группах.

В каждой 5 разделенной области измеренные значения пористости усредняются как одно значение и сравниваются с отношениями W / C. Таким образом можно легко оценить изменения пористости при различных соотношениях W / C. На рисунке 10 (a) показаны изменения средних значений пористости при различных соотношениях W / C, а на рисунке 10 (b) показано их сравнение нормированных результатов для случая W / C 0,45.

(a) Средняя пористость с отношениями W / C
(b) Нормализация пористости и отношения W / C
(a) Средняя пористость с отношениями W / C
(b) Нормализация пористости и Соотношение W / C

Как показано на Рисунке 10, усредненная пористость в 5 различных диапазонах диаметров пор показывает интересные изменения с увеличением отношения W / C.В 2 группах радиусов пор (менее 0,01 мкм м и 0,01 ~ 0,1 мкм м) относительно более высокий коэффициент увеличения измеряется с более высокими отношениями W / C. Более мелкие поры легко заполняются набуханием частиц цемента, поэтому более высокие градиенты изменения пористости оцениваются в первых 2 группах. Результаты регрессионного анализа, показанные на рисунке 10 (b), перечислены в таблице 6 с определяющими коэффициентами. Градиент нормированного изменения пор в первой группе (~ 0,01 мкм м) равен 4.3682 с 0,7246 определяющего коэффициента. Вторая группа (0,01 ~ 0,1 мкм м) имеет 2,3352 с коэффициентом детерминантности 0,9839.

3.2.2. Взаимосвязь между пористостью и характеристиками долговечности

Анализ характеристик долговечности в зависимости от пористости выполняется, поскольку взаимосвязь с соотношениями в / куб может быть практичной, но не учитывать физические свойства. Измерение общей пористости с помощью MIP нормализовано для случая W / C 0,45 и сравнивается с нормализованными результатами испытаний на долговечность. Результаты показаны на рисунке 11, а результаты регрессионного анализа — в таблице 7.

(a) Результаты регрессии для воды в угле, прочности, коэффициента диффузии хлоридов и насыщенности
(b) Результаты регрессии для потери воды, воздухопроницаемости, сорбционной способности и коэффициента влажности
(a) Результаты регрессии для W / C, прочности, коэффициента диффузии хлоридов и насыщения
(b) Результаты регрессии для потери воды, воздухопроницаемости, сорбционной способности, и коэффициент влажности

По результатам различных испытаний, показатели долговечности с линейная связь с пористостью оценивается как отношение W / C (содержание воды), прочность на сжатие и коэффициент диффузии хлоридов.Нелинейные отношения квадратного корня из пористости обнаруживаются в потерях воды и воздухопроницаемости. Сорбционная способность и коэффициент диффузии влаги связаны с квадратом пористости. За исключением насыщения, характеристики долговечности могут быть связаны с изменением пористости с высоким определяющим коэффициентом.

В этой статье представлены количественные закономерности и взаимосвязи между пористостью и долговечностью цементного раствора с постоянным содержанием цемента. На строительной площадке или в неизбежных условиях часто проводится добавление воды в виде фиксированной смеси для временного облегчения укладки бетона; однако обнаружено, что характеристики долговечности цементного раствора с добавлением воды значительно снижаются с увеличением пористости.

4. Выводы

Для раствора OPC с постоянным содержанием цемента и дополнительным содержанием воды проводятся различные испытания на долговечность, и их результаты исследуются с выводом рисунка и взаимосвязи с пористостью. Выводы о влиянии соотношения W / C на долговечность и пористость цементного раствора с постоянным количеством цемента следующие: (1) Приготовлен цементный раствор с постоянным соотношением W / C 0,45 и количеством воздуха 5,2%, и его характеристики долговечности количественно определены. исследовали с добавлением воды для затворения до 0.60 Вт / Ц. Увеличение отношения W / C приводит к увеличению пористости до 150% по сравнению с контрольным случаем (W / C 0,45). При увеличении пористости оцениваются интересные образцы пористости, которые представляют собой линейные зависимости (отношение W / C, прочность на сжатие и коэффициент диффузии хлоридов), квадратный корень из пористости (потеря воды и воздухопроницаемость) и квадрат пористости (сорбционная способность и влажность). коэффициент диффузии) с высоким определяющим коэффициентом более 0,9. (2) При увеличении содержания воды от 0.От 45 до 0,60 Вт / Ц (увеличение на 133%), по оценкам, коэффициенты увеличения составляют 139% по потере воды, 150% по пористости, 157% по коэффициенту диффузии хлоридов, 192% по воздухопроницаемости, 259% по влагопоглощающей способности. и 266% по коэффициенту диффузии влаги. Прочность на сжатие снижается до 75,6% для контрольного случая (W / C 0,45). В этой статье количественно показано, насколько и с какой закономерностью характеристики долговечности меняются с увеличением количества воды в цементном растворе.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Благодарность

Это исследование было поддержано грантом (Код 11-Технологические инновации-F04) Программы исследований строительных технологий (CTIP), финансируемой Министерством земли, инфраструктуры и транспорта.

Влияние водоцементного отношения и метода выдержки на прочность, усадку и осадку бетонного корпуса биопесочного фильтра | Наука о воде и технологии

По состоянию на 2012 год было оценено, что 1.9 миллиардов человек в мире использовали для питья воду, загрязненную фекалиями. По оценкам, инфекционные диарейные заболевания, связанные с нехваткой воды, вызывают 502 000 смертей в год, большинство из которых — дети в возрасте до пяти лет (Prüss-Ustün et al. 2014). Биопесочный фильтр (BSF) — одна из самых многообещающих технологий очистки воды на бытовом уровне, доступных в настоящее время. Он состоит из бетонного или пластикового корпуса с подготовленным песком в качестве фильтрующей среды и двух поддерживающих слоев гравия в качестве нижнего дренажа.Schmutzdecke, биологический слой, который отвечает за удаление большей части бактерий, со временем формируется в верхних сантиметрах фильтрующего материала.

В лабораторных исследованиях было показано, что BSFs имеют среднюю скорость удаления> 5 log ₁₀ из цист Giardia lamblia , 3,8 log ₁₀ Cryptosporidium sp. ооцисты (Palmateer et al. 1999),> 1.6 log ₁₀ из E. coli (Napotnik & Jellison 2014; Young-Rojanschi & Madramootoo 2014; Elliott et al. 2015) и> 0,5 log ₁₀ MS2 (Jenkins et al. 2011; Young-Rojanschi & Madramootoo 2014; Elliott et al. 2015). Было документально подтверждено, что BSF снижает диарейные заболевания на 61% и 54% в рандомизированных контролируемых исследованиях в Доминиканской Республике и Кении соответственно (Aiken et al. 2011; Sisson et al. 2013). На сегодняшний день по всему миру распространено более 900 000 BSF. Одним из основных преимуществ BSF является то, что они производятся на месте. Местное производство означает, что опыт и техническая поддержка принадлежат сообществу.

Одной из проблем местного и децентрализованного производства бытовой продукции для очистки воды является обеспечение постоянного качества технологии. Ngai et al. (2014) проанализировал 32 оценки проектов BSF в 19 странах, проведенные различными организациями в период с 2002 по 2012 год, чтобы охарактеризовать глобальное принятие, использование и эффективность технологии (Ngai et al. 2014). Хотя результаты оценок в целом были положительными, было выявлено несколько ключевых проблем. В восьми из 32 исследований сообщалось о проблемах с низким качеством изготовления, включая утечки и трещины.

Помимо различных вопросов качества, в данном исследовании основное внимание уделяется качеству конкретных дел BSF. Фактически, качество корпусов фильтров может быть одним ограничивающим фактором при внедрении технологий очистки воды.Например, было замечено, что параметрическая изменчивость при производстве фильтров с керамическими горшками приводит к снижению качества и эффективности фильтров. Отсутствие универсальных стандартов контроля качества было определено как ключевой барьер на пути к эффективному расширению производства керамических горшковых фильтров (Rayner et al. 2013). Аналогичные проблемы с контролем качества наблюдались и с BSF. В Никарагуа ( n = 237) исследование, проведенное на фильтрах трех- и восьмилетней давности, показало, что уровень их использования составляет 7% и 30% соответственно.В фильтрах трехлетней давности наиболее распространенной причиной отказа было растрескивание бетонного корпуса, что привело к утечке воды и песка из фильтров. Растрескивание, вероятно, было результатом плохого контроля качества во время производства (Vanderzwaag et al. 2009). В фильтрах восьмилетней давности режимами отказа были трещины в корпусе и смещение выпускных патрубков. Напротив, исследование фильтров в Зимбабве через два года после установки ( n = 37) не показало утечек (Artwell et al. 2014).

В этом исследовании два производственных фактора (т.е. соотношение воды и цемента [в / ц] и метод твердения) исследуются с учетом трех свойств бетона (т.е. прочности, усадки и осадки). Одна из областей, где конструкция корпуса BSF сильно различается, связана с соотношением воды и бетона в бетонной смеси. По наблюдениям, производители обычно добавляют больше воды, чем в настоящее время рекомендуется в Руководстве по строительству BSF (CAWST 2012).Избыток воды может снизить прочность бетона, что приведет к более высокой вероятности растрескивания (Sivakumar 2013). Точное количество воды может отличаться в зависимости от состояния насыщения заполнителя и относительной влажности производственной площадки. Например, исполнители в Замбии по сравнению с исполнителями в Непале могут иметь одинаковую пропорцию смеси, но из-за типа используемого заполнителя и относительной влажности воздуха идеальное количество добавляемой воды будет другим.

Усадка в бетоне также может привести к образованию трещин.При усадке в раннем возрасте (<24 часов) низкое соотношение воды и влаги и низкая относительная влажность могут увеличить риск растрескивания (Holt & Leivo 2004). Усадка в раннем возрасте может привести к появлению трещин, которые распространяются в более позднем возрасте, увеличивая вероятность образования трещин. В частности, напряжения растяжения развиваются в условиях ограниченной усадки (Hover 2005). В случае BSF форма обеспечивает внешние ограничения, которые увеличивают потенциал растрескивания.

Одним из тестов, способных стандартизировать качество бетона, является испытание на оседание.Испытание на оседание является мерой консистенции бетона и является наиболее широко используемым полевым испытанием для производителей бетона. Однако отсутствует информация об оптимальном соотношении вода / цемент для бетонной смеси BSF с учетом компромисса между удобоукладываемостью и прочностью, а также о том, какой будет соответствующая просадка. Поэтому было желательно определить влияние различных производственных параметров, в основном содержания воды и методов твердения, на качество бетона, определяемое прочностью и усадкой.В рамках этих идеальных производственных параметров можно определить идеальное значение просадки, чтобы рекомендовать его исполнителям на местах, что могло бы помочь смягчить текущие географические различия, которые затрудняют рекомендацию идеального объема воды для добавления.

В литературе хорошо известна взаимосвязь между соотношением вода / цемент и прочностью бетона (Gambhir & Jamwal 2014). Прочность бетона прямо пропорциональна пористости бетона.Пористость является функцией соотношения вода / цемент (Popovics & Ujhelyi 2008). В одном исследовании строительные растворы были изготовлены из обычного портландцемента с соотношением воды к цементу от 0,45 до 0,60. Это увеличение в / ц привело к увеличению пористости на 150%, увеличению потери воды на 139% и снижению прочности на сжатие на 75,6% (Kim et al. 2014). Увеличение соотношения вода / цемент также было связано с увеличением длины трещины пластической усадки, хотя ширина трещины не увеличилась (Sivakumar 2013), и снижением вязкости разрушения бетона из-за увеличения пористости.В этом контексте дополнительная ценность этого исследования заключается в изучении свойств бетона на основе бетонной смеси, рекомендованной CAWST.

В целом, цель этого исследования состояла в том, чтобы выяснить, являются ли текущие рекомендации CAWST по содержанию воды оптимальными для максимизации прочности и минимизации усадки в бетонной смеси. В этом исследовании также проверялось влияние методов отверждения на прочность и усадку.Результаты испытаний на прочность и усадку помогут разработать рекомендации по результатам испытаний на оседание, которые специалисты по внедрению могут использовать для контроля качества в своих операциях.

Бетонные цилиндры диаметром 102 мм и длиной 203 мм были сконструированы с различным соотношением воды / материала. Цилиндры были сконструированы в соответствии со стандартами Американского общества испытаний и материалов (ASTM). Смесь состояла из (по объему):

• 2 части песка (<0.7 мм),

• 1 часть мелкого гравия (1–6 мм),

• 1 часть крупного щебня (6–12 мм) и

• 1 часть цемента Lafarge типа GU.

Было небольшое отклонение от стандартной смеси CAWST BSF в том, что по логистическим причинам максимальный размер зерна песка составлял 0,7 мм вместо рекомендованного 1 мм (CAWST 2012). Сырье было получено из местного центра ландшафтного дизайна и просеяно с использованием 12 мм, 6 мм и 0.Сита 7 мм. Фракцию каждого размера тщательно перемешивали.

Поглощение измеряли в соответствии с ASTM C 70 и C 127. Отбирали образец каждой размерной фракции и измеряли массу. Образцы сушили в печи при 110 ° C и повторно измеряли массу. Наконец, образцы замачивали в воде на ночь и доводили до состояния насыщенной поверхности, после чего было проведено третье измерение массы. Поглощение воды агрегатом было рассчитано на основе измерений массы и было эквивалентно соотношению объема воды, равному 0.02.

Бетон был отлит в соответствии с ASTM C 192. Вода добавлялась постепенно, и бетон тщательно перемешивался вручную. Соотношение вода / цемент, исследованное в этом исследовании, находилось в диапазоне 0,51–0,76, что было бы эквивалентно добавлению 8–12 л воды в бетонную смесь для полноразмерной фильтровальной коробки. Затем бетон заливали в стандартные формы для бетона 102 мм × 203 мм. Для цилиндров, используемых для исследования влияния содержания воды на прочность, бетон вручную уплотняли с помощью утрамбовки и резинового молотка.В противном случае цилиндры подвергали вибрации с помощью вибростола. Цилиндры были извлечены из формы примерно через 24 часа, отверждены либо в условиях окружающего воздуха, либо во влажной комнате, в зависимости от экспериментальной группы обработки, и испытаны через 28 дней после литья.

Каждая копия в этом исследовании была приготовлена ​​из новой партии бетона, а не из нескольких цилиндров одной партии.

Влияние содержания воды на прочность было исследовано при соотношении в / ц, равном 0.51, 0,59, 0,67 и 0,76. На каждом уровне было четыре повтора, каждая из новой партии, в результате чего получилось 16 бетонных партий. Порядок дозирования был рандомизирован, чтобы избежать смещения, которое могло быть внесено из-за усталости оператора. Отверждение проводилось при 21 ± 1 ° C и относительной влажности (RH) 29%. После 28 дней отверждения цилиндры были подвергнуты разрушающим испытаниям с использованием машины для испытаний на сжатие Амслера (Alfred J. Amsler & Co., Швейцария) в соответствии с ASTM C 39.

Осадка была исследована при соотношении в / ц 0.51, 0,64 и 0,76. На каждом уровне было по две реплики. Осадка измерялась с использованием стандартного конуса осадки в соответствии со стандартами ASTM C 143. Перед заливкой из каждой партии бетона был взят образец и заполнен конус оседания на треть. После каждой трети бетон утрамбовывали 25 раз стальным стержнем. После заполнения конуса бетон удаляли стержнем. Опалубку осторожно приподняли с бетона, и разница между самой высокой точкой бетона и высотой опалубки была записана как оседание.

Средние значения прочности на сжатие для заключительного эксперимента показаны на рисунке 1. Соотношение вода / цемент было статистически значимой переменной ударной вязкостью ( p <0,0001).

Рис. 1

Прочность как функция водо-цементного отношения с 95% доверительным интервалом.

Рисунок 1

Прочность как функция водно-цементного отношения с 95% доверительным интервалом.

Не было существенной разницы в прочности между w / c = 0,51 и 0,59 и w / c = 0,67 и 0,76. Однако силы при w / c = 0,51 и 0,59 значительно отличались от прочности при w / c = 0,67 и 0,76. Прочность упала на 28% с w / c = 0,59 до w / c = 0,67.

Согласно закону Абрама, прочность бетона на сжатие обратно пропорциональна соотношению вода / цемент в виде: (1) где A и B — константы, а w соответствует соотношению вода / цемент (Domone & Illston 2010).

По мере увеличения водосодержания прочность уменьшается. Для полной гидратации цемента обычно требуется соотношение воды и цемента 0,42. При превышении этого значения дополнительная вода увеличивает удобоукладываемость бетона для уплотнения, но не является необходимой для гидратации. Свободная вода, которая не вступает в реакцию, занимает поровое пространство в микроструктуре бетона. Когда вода испаряется, в микроструктуре остаются воздушные пустоты. Эти воздушные пустоты снижают прочность бетона.Даже 1% воздуха по объему может снизить прочность бетона на 6% (Domone & Illston 2010). Наблюдаемые в этом исследовании результаты снижения прочности с увеличением содержания воды соответствуют современным знаниям о прочности бетона.

Сегрегация агрегатов, когда более плотный агрегат оседает на дно цилиндра, наблюдалась для смесей при w / c = 0,76, как показано на рисунке 2. Сегрегация произошла в меньшей степени в цилиндрах с отношением w / c, равным 0.67, что можно наблюдать на рисунке 3. Не было явной сегрегации при более низких соотношениях w / c.

Рисунок 2

Верх и низ цилиндров с соотношением воды / воздуха 0,76.

Рисунок 2

Верх и низ цилиндров с соотношением воды и воды 0,76.

Рисунок 3

Верх и низ цилиндров с соотношением в / ц 0.67.

Рисунок 3

Верх и низ цилиндров с соотношением воды к воде 0,67.

Совокупная сегрегация — показатель кровотечения. Вытекание происходит, когда смесь воды выталкивается на поверхность бетона из-за оседания заполнителя и цемента. Избыточное кровотечение приводит к изменяющемуся соотношению вода / цемент по всей конструкции, вызывая разницу в 20–30% между верхней и нижней зонами и общую потерю до 30% зарегистрированной прочности всей конструкции (Giaccio & Джовамбаттиста 1986).Движение стекающей воды также может создавать капиллярную сеть пор, которая снижает целостность бетона в этих зонах. Резкое снижение прочности наблюдалось также у Apebo et al. (2013) изучает влияние использования щебня на обожженный кирпич для грубого заполнителя. Изменение соотношений смеси изменит форму кривой прочности в зависимости от соотношения вода / цемент, изменяя максимальную достигнутую прочность и степень потери прочности из-за дополнительного количества воды (Apebo et al. 2013). Совокупная сегрегация из-за кровотечения, скорее всего, была причиной значительного падения силы после w / c = 0,59 в этом исследовании.

Значения осадки в зависимости от соотношения вода / цех показаны в таблице 1.

Таблица 1 Осадка

в зависимости от влажности

Подгоняемая модель выглядит следующим образом: (2) При использовании Design-Expert ^® водное соотношение ( p = 0.0003) оказали статистически значимое влияние на спад. Значение R ² модели составляет 0,995, что указывает на превосходную посадку.

Британский институт стандартов имеет пять классификаций спада (The Concrete Society, 2016):

• S1: 10–40 мм

• S2: 50–90 мм

• S3: 100–150 мм

• S4: 160–210 мм

• S5:> 22040 мм

При соотношении воды к воде 0.51 средняя просадка составила 10 мм, что соответствует классу консистенции S1. Эта смесь имела низкую удобоукладываемость. При водном соотношении 0,64 средняя просадка составила 70 мм. Эта смесь имела среднюю удобоукладываемость с классом консистенции S2. В этой смеси было достаточно удобоукладываемости. При водном соотношении 0,76 средняя осадка составила 210 мм для класса консистенции S4. Эта смесь имела очень высокую удобоукладываемость и находилась на пределе обнаружения при испытании на оседание.

Согласно уравнению (2), a w / c = 0.59 соответствует провалу 42 мм. Осадка наиболее близка к классу S1, который составляет осадки от 10 до 40 мм. Как правило, для механического уплотнения осадка 0–25 мм считается очень сухой. Таким образом, для практических целей обрабатываемости потребуется осадка более 25 мм.

Результаты этого исследования согласуются с аналогичным исследованием, проведенным Deaconu & Gupta (2015). Они исследовали влияние воды на бетонную смесь CAWST и измерили осадку в этих точках данных.Прочность их бетона составила 73 МПа при осадке 10 мм при w / c = 0,51. Хотя величина их силы была выше, чем в текущем исследовании, их значения спада были схожими (Deaconu & Gupta 2015). Дикону и Гупта (2015) не использовали повторы в своем исследовании. Они также не учитывали поглощение воды агрегатом. Результаты этого исследования сопоставимы с результатами других исследований, что свидетельствует о достаточном качестве результатов. Согласно ASTM C 39 прочность не является внутренним свойством бетона.Пропорции заполнителя, тип заполнителя, процесс смешивания и условия окружающей среды — все это влияет на прочность.

В среднем по двум группам содержания воды при влажном отверждении бетон на 27% прочнее, чем при сухом ( p <0,0001). Разница между методами отверждения связана с разницей в относительной влажности. Вода необходима для реакции гидратации. Относительная влажность контролирует парожидкостное равновесие в бетоне.По мере гидратации цемента вода расходуется, и равновесие водяного пара и жидкости смещается. При относительной влажности 100% вода, вступающая в реакцию с цементом, пополняется за счет поглощения воды из атмосферы. При низкой относительной влажности вода не может быть восполнена из атмосферы и теряется в результате испарения (Kosmatka et al. 2002). Испарение может уменьшить количество воды, доступной для реакции, тем самым не давая бетону достичь максимальной прочности. Гидратация формирует соединения, которые обеспечивают прочность бетона (Kosmatka et al. 2002). Влажное отверждение сводит к минимуму эффект испарения и обеспечивает достаточное количество воды для гидратации. Косматка и др. . (2002) обнаружили, что максимальный прирост прочности был пропорционален количеству дней, в течение которых бетон был первоначально выдержан во влажном состоянии.

Соотношение вода / цемент не оказало значительного влияния на усадку ( p = 0,60). Однако эффект от метода лечения был значительным.Через 28 дней усадка при влажном отверждении составила -> 0,01 ± 0,01% (0,01 мм / м ± 0,01 мм / м), что указывает на очень небольшое расширение. Бетон может набухать при относительной влажности 100%, поскольку водяной пар из окружающей атмосферы проникает в бетон. Набухание вызывается поровым давлением, но расширение очень мало и обычно считается незначительным.

Усадка при сухом отверждении — увеличение деформации на 0,05% ± 0,01% (0.5 мм / м ± 0,01 мм / м) в течение 28 дней с использованием 95% доверительного интервала. Типичные значения усадки в литературе составляют от 0,52 мм / м до 1,04 мм / м (Hover 2005). Трещина может образоваться при растяжении бетона более 0,08 мм / м или сжатии более 2,5 мм / м. В ситуации ограниченной усадки усадка вызовет трещины в зависимости от внутренних и / или внешних ограничений. Для фильтра биопеска плесень выступает в качестве внешнего сдерживающего фактора. Различная скорость испарения может привести к неравномерной усадке в бетоне, создавая дифференциальное распределение напряжений в ограниченных условиях.На величину и направление сил сжатия и растяжения влияет градиент усадки в бетонном теле и расположение внешних сил, вызванных ограничениями. В зависимости от местной прочности, сопротивления силам напряжения, трещины могут возникать, когда внешние силы преодолевают внутреннюю прочность. Это исследование не рассматривало непосредственно зарождение трещин при ограниченной усадке; однако минимизация усадки должна помочь уменьшить образование точек напряжения внутри бетонного тела, удерживаемого формой, тем самым снижая вероятность возникновения трещин.

Поддержание высокой относительной влажности предотвратит высыхание поверхности, обеспечивая необходимую влажность, необходимую для достижения максимальной прочности и минимизации усадки. Однако туманные камеры недоступны для крупномасштабного производства фильтров из биопеска, и нецелесообразно погружать фильтровальные коробки в водяную баню во время отверждения.

Чтобы приблизиться к условиям влажного отверждения, руководство BSF рекомендует производителям заполнять фильтровальную коробку водой и накрывать внешнюю часть фильтровальной коробки влажным пластиковым листом во время отверждения (CAWST 2012).Следование этой простой рекомендации может снизить вероятность утечек и трещин, а также повысить прочность производимых фильтров.

Основная цель этого исследования заключалась в разработке рекомендаций по испытанию на оседание в качестве теста контроля качества путем изучения влияния водно-цементного отношения и метода отверждения на прочность и усадку в стандартной бетонной смеси для биопереноса и фильтрации CAWST.

• Отношение воды к цементу с максимальной прочностью для этой смеси составляло 0,51–0,59, что эквивалентно 8–9,3 л воды / фильтр на полномасштабный фильтр, исходя из насыщенного песка и заполнителя. В более сухих условиях, когда заполнитель не насыщен, потребуется больше воды.

• Идеальный диапазон осадки для этой смеси с учетом прочности и удобоукладываемости должен составлять 25–40 мм, что соответствует верхней границе категории осадки S1 Британского института стандартов.Этот диапазон спада может быть использован для указания того, что был достигнут идеальный диапазон отношения воды к цементу, независимо от влажности или насыщенности заполнителя, что влияет на фактическое количество воды, которое необходимо добавить.

• Влажное отверждение повысило прочность и уменьшило усадку. Разработчики должны следовать текущим рекомендациям по сушке фильтра под влажной тканью.

Дальнейшее развитие этих рекомендаций необходимо в области полноразмерных биопесочных фильтров, чтобы подтвердить лабораторные результаты и приспособиться к практическим аспектам строительства в условиях ограниченных ресурсов.

Внедрение теста на оседание для определения идеального количества воды для добавления в бетонную смесь поможет разработчикам производить неизменно высокопрочные фильтры, что приведет к производству высококачественных фильтров для семей, которые обслуживают разработчики фильтров для биозавода.

Это исследование проводилось при поддержке Университета Калгари, Центра доступных технологий водоснабжения и санитарии, магистерской программы стипендий NSERC Канады, Seeds of Hope International и программы MITACS Accelerate.Авторы хотели бы поблагодарить Тала Вулси (CAWST), Терри Куинна (Университет Калгари), Алехандро Карвалло и Лемлема Кебеде (CAWST) за неоценимую помощь.

Что такое соотношение воды и цемента | Соотношение вода-цемент и прочность бетона

Что такое соотношение воды и цемента?

Это соотношение цемента и воды, используемых при приготовлении бетона. Количество воды, используемой при замешивании бетона , очень важно.

Если процент использованной воды меньше , тогда не будет достаточного количества воды для гидратации цемента. В результате получится слабый и пористый бетон.

Следовательно, обычная тенденция — использовать слишком много воды, чтобы получить более работоспособную смесь, но не получается прочный бетон. Слишком много воды приводит к сегрегации заполнителей и дает пористый бетон низкой прочности и низкой плотности.

Соотношение воды и цемента по весу

Определенная минимальная доля воды необходима y для полной гидратации цемента.Чтобы бетон был достаточно обработан, чтобы его можно было укладывать на место, необходимо еще немного воды.

Если бетон достаточно обработан для используемого способа укладки, его прочность зависит от соотношения воды и цемента в смеси.

Водоцементное соотношение не должно превышать установленных пределов для различных типов бетона и обычно должно поддерживаться на таком низком уровне, насколько позволяют методы укладки .

Abrahms, в результате большого количества экспериментов, утверждает, что «при данных материалах и условиях испытания только соотношение количества воды для смешивания и количества цемента определяет эффективность бетона, пока смесь Обрабатываемая пластичность . “

Это известно как закон водоцементного отношения. Согласно этому закону, прочность бетона не увеличится простым увеличением количества цемента, если только водоцементное соотношение не будет уменьшено.

Также прочтите: Что используется в строительстве | Тип опалубки

Требуемое соотношение воды и цемента (спецификации британского стандарта)

Таблица водоцементного отношения

Различное соотношение воды и цемента

Различные Водоцементные отношения используются для различных бетонных работ . Для высококачественной бетонной конструкции можно использовать более низкое водоцементное соотношение , равное 0,4 . Для бетонных конструкций, таких как тротуары и проезды, коэффициент водоснабжения составляет от 0.От 6 до 0,7 обычно используется .

Практический диапазон водоцементного отношения составляет от 0,3 до 0,8 , что дает слабый и жесткий бетон соответственно. Слабый бетон означает достаточно влажный бетон.

Прочность на сжатие около 5600 фунтов на квадратный дюйм может быть получена в бетоне с водоцементным соотношением 0,4 . Это значение снизится с до 2000 фунтов на квадратный дюйм при использовании водоцементного отношения 0,8 .

Также прочтите: Что такое книга измерений | Как написать книгу измерений | Книга измерений

Соотношение воды и цемента и прочность бетона

Общая прочность бетона снижается с увеличением водоцементного отношения.Добавление большего количества воды дает разбавленную пасту, которая имеет больше пор на микроуровне.

Это делает бетон слабым, а приводит к усадке, трещинам и проблемам . Частицы цемента и заполнителей забирают лишнюю воду, которая присутствует в бетоне.

Это потребление невозможно контролировать, если в бетоне присутствует большой избыток воды. Поэтому создаются отдельные водные каналы, что приводит к кровотечению на поверхности.

Это создает слабые зоны в бетоне, которые подвержены растрескиванию при эксплуатационных нагрузках.

Более низкое водоцементное соотношение может способствовать повышению прочности и качеству бетона . Но одно лишь водоцементное соотношение не может дать хорошего бетона.

Хорошая пропорция смеси, а также качественные заполнители и связующие материалы способствуют хорошему дизайну смеси. Таким образом, водоцементное соотношение потока l является одним из факторов, влияющих на хороший дизайн смеси .

Соотношение вода-цемент и проницаемость

Состав смеси с более низким водоцементным соотношением или более высоким содержанием цемента даст бетон с низкой проницаемостью .Бетон с высокой прочностью имеет тенденцию давать менее проницаемый бетон.

Это повысит прочность бетонной конструкции. На приведенном выше рисунке показана взаимосвязь между водоцементным соотношением бетона и коэффициентом проницаемости.

Также прочтите: What Is Well Foundation | Компонент фундамента скважины

Роль воды в бетоне

Он содержит микрокомпоненты, такие как цемент, песок, мелкий заполнитель и крупный заполнитель. Чтобы получить высокопрочный бетон, который выдерживает желаемую прочность на сжатие, нам нужна правильная пропорция добавки для комбинирования этих материалов .

А вот и вода, которая инициирует этот химический процесс за счет включения от 23% до 25% объема цемента.

Это инициирует химический процесс и делает 15% водоцементной пасты , также известной как гель, для заполнения пустот в бетоне.

Как рассчитать соотношение воды и цемента? — Расчет соотношения W / C

Мы не рассчитываем соотношение W / C.

Выбирается из различных тестов на удобоукладываемость, основанных на конструктивных элементах, транспортировке, прочности бетона, выборе агрегатности и т. Д.

На уровне объекта мы можем использовать приведенный ниже расчет для номинального состава.

Это руководство, чтобы сделать ваше суждение.

Соотношение воды и цемента согласно IS 10262-2009 Таблица-5

Также прочтите: Что такое кран | Краны разные

Расчет количества водного цемента для бетона

1. Как видно из диаграммы, соотношение W / C варьируется от 0,4 до 0,7 в зависимости от условий воздействия.
2. Если нам нужно рассчитать количество воды для бетона, сначала найдите содержание цемента в объеме.
3. Если принять требуемый объем цемента равным 50 кг,
4. Требуемое количество воды = Соотношение В / Ц x Объем цемента
5. Следовательно, необходимое количество воды = 0,45 x 50 кг = 22,50 л / 50 кг цементного мешка.
6. Для смеси Design соотношение W / C будет зависеть от удобоукладываемости и требований к прочности.
7. В IS 10262-2009 Annex-A, они объяснили процесс смешивания дизайна.

Краткая записка

Соотношение воды и цемента

Соотношение воды к цементу рассчитывается путем деления воды в одном кубическом ярде смеси (в фунтах) на цемент в смеси (в фунтах). Таким образом, если в одном кубическом ярде смеси содержится 235 фунтов воды и 470 фунтов цемента — смесь представляет собой. 50 вода : соотношение цемента .

Пример расчета соотношения воды и цемента

Отношение воды к цементу рассчитывается путем деления воды в одном кубическом ярде смеси (в фунтах) на цемент в смеси (в фунтах).Таким образом, если один кубический ярд смеси содержит 235 фунтов воды и 470 фунтов цемента — смесь представляет собой соотношение цемента 50 , к , .

Соотношение формулы и воды

Концентрированные смеси формулы смешиваются в соотношении 1: 1 с водой . Готовые к употреблению формулы не требуют добавления воды . Порошок формул смешивают 2 унции (60 мл) воды на каждую мерную ложку порошка.Никогда не добавляйте воды , потому что разбавленная формула может вызвать судороги.

Соотношение бетона и воды

Правильно подобранная смесь обладает желаемой удобоукладываемостью для свежего бетона и необходимой прочностью и прочностью для затвердевшего бетона . Обычно смесь составляет от 10 до 15 процентов , цемента , от 60 до 75 процентов заполнителя и от 15 до 20 процентов , воды .

Соотношение воды к массе

Чтобы рассчитать, сколько воды вы должны пить в день, чтобы поддерживать нормальное количество воды в вашем теле, разделите свой вес на фунтов на 2 и выпейте это количество за унций .Например, человек 180- фунтов должен стремиться к 90 унциям воды, или примерно семи-восьми 12- унциям стаканов каждый день.

Расчет соотношения воды и цемента

Отношение воды к цементу составляет , рассчитанное как путем деления воды в одном кубическом ярде смеси (в фунтах) на цемент в смеси (в фунтах). Таким образом, если в одном кубическом ярде смеси содержится 235 фунтов воды и 470 фунтов цемента — смесь представляет собой. 50 Водоцементное соотношение .

Понравился этот пост? Поделитесь этим с вашими друзьями!

Рекомендуемое чтение —

.