Особенности определения состава высокопрочных бетонов




Высокопрочный бетон

Оригинальные тексты для сайтов и веб-проектов. Копирайт, рерайт, переводы.
Профессиональное наполнение вебсайтов уникальным контентом и новостями.
Оптимизированные тематичные тексты и фото по низкой стоимости. Надёжно.

К высокопрочным относятся бетоны классов примерно В50 и выше. Они находят все более широкое применение в современном строительстве, особенно в специальном и промышленном. Рационально комбинируя высокопрочные бетоны с высокопрочной арматурой, можно полнее использовать их свойства. Применение высокопрочных бетонов дает возможность уменьшить размеры поперечного сечения конструкций или увеличить их несущую способность. И то и другое позволяет снизить расход материалов, трудозатраты и общую стоимость строительства. Расход бетона может быть уменьшен до 30 %, стали - до 15 %, а стоимость изделий снижена на 10-15 %.

Рациональной областью применения высокопрочных бетонов являются центрально сжатые, а также изгибаемые элементы конструкций, если несущая способность последних определяется работой бетона на сжатие. Их следует использовать и в конструкциях, испытывающих динамические нагрузки - razgovorodele.ru. Высокопрочный бетон может найти применение в мостостроении, а также для изготовления тюбингов, используемых в обделке тоннелей, и т.д. Госстроем еще СССР были утверждены типовые сборные конструкции массового применения из бетонов классов В50, В55 и В60. К ним относятся стропильные фермы пролетом 18-24 м, решетчатые балки пролетом 18 м, плиты размером 3 12 м с повышенной несущей способностью, колонны многоэтажных зданий и др.

Лабораторные и полигонные эксперименты, а также производственная проверка показали эффективность применения высокопрочных бетонов для изготовления монолитных конструкций в полевых условиях.

Способы получения высокопрочных бетонов базируются на использовании известных факторов повышения прочности бетона. К ним относятся высокая активность цемента, низкое значение водоцементного отношения, высокое качество крупного и мелкого заполнителей, рационально подобранный состав бетона, высокое качество приготовления и уплотнения бетонной смеси, обеспечение наиболее благоприятных температурновлажностных условий твердения бетона.

Требования к материалам

В качестве крупного заполнителя применяют только щебень из плотных прочных горных пород (гранита, диабаза, базальта, габбро и др.). Марка щебня должна быть выше прочности бетона не менее чем в два раза. Пригодность щебня по прочности можно также определить путем испытания его в бетоне. При этом щебень признается пригодным, если прочность бетонных образцов в 28 суточном возрасте окажется не ниже требуемой. Крупный заполнитель должен применяться чистым, с содержанием пылевидных и илистых частиц не более 0,25 % по массе. В целях обеспечения постоянства состава заполнителей, более плотной их упаковки и повышения однородности бетонной смеси следует использовать фракционированный крупный заполнитель. Соотношение между фракциями устанавливается по наименьшей пустотности их смеси.

В качестве мелкого заполнителя следует использовать кварцевый или кварцево-полевошпатный песок, к которым предъявляют повышенные требования. Содержание примесей, определяемых отмачиванием, не должно превышать 1 % по массе. Желательно применять песок фракционированный (из двух-трех фракций - razgovorodele.ru). Пустотность песка не должна превышать 40 %. Портландцемент должен применяться высокопрочный или повышенной прочности (марок 500, 550 и 600) с низким значением нормальной густоты (не более 26 %). Применение указанных цементов в сочетании с высококачественными заполнителями и рациональным составом бетона позволяет получить бетоны, прочность которых в 1,5-1,7 раза превышает активность цемента. При бетонировании массивных конструкций следует применять цементы белитовые, при бетонировании тонкостенных - алитовые.

Если сооружение из высокопрочного бетона частично или полностью будет подвергаться попеременному замораживанию и оттаиванию или находиться в зоне грунтовых вод, то цемент необходимо выбирать с учетом морозостойкости и коррозионной стойкости бетона.

Особенности подбора состава

Бетоны высокой прочности обычно получают при низких водоцементных отношениях: менее 0,4 (0,23-0,36). При таких низких Mw, Mc получаются высокие расходы цемента (450-600 кг/м3), вызывающие такие вредные явления в бетоне, как чрезмерное тепловыделение, повышенная усадка, снижение морозостойкости и др. Кроме того, с возрастанием расхода цемента падает эффективность его использования в бетоне. Для повышения подвижности бетонных смесей с низкими Mw и Mc в целях экономии цемента, а также облегчения процесса укладки бетонной смеси в конструкции сложной конфигурации и густоармированных, следует применять пластифицирующие добавки и суперпластификаторы.

Большое значение для получения рационального состава высокопрочного бетона имеет правильное определение расхода песка с учетом повышенного расхода цемента. Содержание песка определяется по значению коэффициента раздвижки и обязательно уточняется на пробных замесах.

Для высокопрочных бетонов особенно большое значение имеет качество приготовления бетонной смеси и ее уплотнение. Скорость нарастания прочности высокопрочного бетона несколько выше, чем у обычного бетона, вследствие использования для его приготовления высокопрочных цементов в более низких значениях водоцементного отношения.

При проектировании сооружений, воспринимающих расчетную нагрузку в возрасте более 28 суток, например, в 90- или 180-суточном возрасте, следует учитывать рост прочности бетона к этим срокам. В остальном подбор состава высокопрочного бетона производится по общей методике.


Качественное и надёжное обслуживание (ведение, администрирование) вебсайтов,
интернет-магазинов, витрин, блогов, форумов и других web проектов недорого.
Полное администрирование сайтов, включая наполнение контентом и продвижение.

ГЛАВА 11. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОСТАВА РАЗНЫХ ВИДОВ ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА

§ 11.2. ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН

В современных условиях возможно получать высокопрочные бетоны с прочностью 50. 100 МПа и особо высокопрочные с прочностью более 100 МПа. На практике более широкое применение получили высокопрочные бетоны с прочностью 50. 80 МПа. Для получения высокой прочности необходимо создать особоплотную, прочную и монолитную структуру бетона. Этого можно достигнуть при выполнении ряда условий, вытекающих из физических основ структурообразования бетона: 1) применением высокопрочных цементов и заполнителей; 2) предельно низким водоцементным отношением; 3) высоким предельно допустимым расходом цемента; 4) применением суперпластификаторов и комплексных добавок, способствующих получению плотной структуры бетона; 5) особо тщательным перемешиванием и уплотнением бетонной смеси, 6) созданием наиболее благоприятных условий твердения бетона.

Для высокопрочных бетонов следует принять цементы активностью 50 МПа желательно с низкими значениями нормальной густоты. В зависимости от назначения бетона для его приготовления целесообразно использовать цемент определенного минералогического состава. При изготовлении сборных железобетонных изделий небольших и средних размеров применяют высокопрочные тонкомолотые портландцементы с повышенным содержанием C3S и С3А и быстротвердеющие цементы Для массивных изделий и конструкций, изготовляемых на полигонах без тепловой обработки, рекомендуется применять цементы с пониженным содержанием СзА и ограниченным содержанием C3S (менее 50%), лучше всего белитовые. Такие цементы твердеют в течение длительного срока, обеспечивая высокую конечную прочность бетона. В первые сутки твердения тепловыделение и усадка цемента небольшие и соответственно объемные деформации и вредные собственные напряжения и в бетоне также невелики. Для обеспечения более равномерного твердения могут также использоваться пластификаторы и замедлители твердения

Заполнители для высокопрочного бетона должны быть чистыми и обладать хорошим зерновым составом и малой пустотностью, не содержать по возможности слабых зерен. Предел прочности крупного заполнителя должен быть на 20 % выше заданной прочности бетона.

С повышением прочности бетона влияние заполнителя на структуру бетона и результаты испытаний постепенно увеличиваются. Для каждого заполнителя имеется предельное значение прочности бетона, выше которого на данном заполнителе получить бетон трудно и экономически невыгодно, так как незначительное повышение прочности бетона сопровождается значительным увеличением расхода цемента. Обычно этот предел наступает, когда прочность на растяжение бетона приближается к прочности заполнителя. Для особо высокопрочных бетонов применяют заполнители повышенной прочности из диабаза и базальта.

Высокая плотность и прочность бетона достигаются применением предельно низкого водоцементного отношения. Однако с уменьшением В/Ц повышается вязкость цементного теста, ухудшаются условия приготовления и уплотнения бетонной смеси, увеличивается воздухововлечение. В результате нарушается прямолинейная зависимость прочности бетона от цементно-водного отношения и после достижения определенных значений В/Ц дальнейшее его снижение практически мало способствует повышению прочности бетона.

Дли получения высокопрочных бетонов необходимо применять более низкие В/Ц, что требует использования специальных приемов, позволяющих плотно укладывать бетонные смеси в этом случае. К таким приемам относится применение суперпластификаторов или комплексных добавок, содержащих повышенную дозу пластификатора, ускорителя твердения и анти- воздухововлекающий компонент, либо использование особо интенсивных способов уплотнения бетонной смеси, например прессования или роликового проката. В результате достигается высокая плотность и прочность бетона При применении суперпластификаторов прямолинейная зависимость прочности бетона от цементно-водного отношения сохраняется до Ц/В = 4 и определять В/Ц высокопрочного бетона можно по формуле.

Существенное значение для технологии бетона имеет тот факт, что при низких В/Ц нарушается закон постоянства водопотребности бетонной смеси, т. е. при увеличении расхода цемента свыше 400 кг/м3 приходится для получения равноподвижных смесей увеличивать одновременно и рас ход воды, чтобы компенсировать резкое повышение вязкости цементного теста. Соответственно возрастает расход цемента, что приводит к ухудшению структуры бетона, увеличению тепловыделения и усадки, к росту вредных внутренних напряжений и деструктивных явлений. В результате снижается эффективность использования цемента.

Для гарантированного получения плотной и прочной структуры расход цемента в высокопрочном бетоне ограничивают: для сборных железобетонных изделий малых и средних размеров максимально допустимый расход цемента 550 кг/м3, для изделий большой массивности — 450 кг/м3. В высокопрочных бетонах следует особо уделять внимание снижению расхода цемента, так как при прочих равных условиях это способствует получению более плотной и менее дефектной структуры бетона и повышению его прочности. Для снижения расхода цемента используют 1) применение более высокопрочных цементов, повышение их активности механическим или химическим путем (домол с добавкой 2. 3 % гипса или с комплексной добавкой на основе суперпластификаторов по удельной поверхности 4000. 5000 см2, ак- тивациг в специальных установках, введение крентов); 2) применение специально подобранной смеси заполнителей с минимальной пустотностью и водопотребностыо; 3) введение в бетонную смесь суперпластификаторов и комплексных добавок; I) назначение класса бетона, если это возможно, по его прочности в большем возрасте, чем 28 сут.

Введение суперпластификаторов особенно эффективно снижает расходы цемента, так как этому способствуют не только резкое ювышенцр подвижности и улучшение уплотняемости бетонной смеси, но и тот факт, что в этом случае постоянство водопотребности сохраняется при высоких расходах цемента (до 550 кг/м3), г. е. в этом случае не требуется дополнительного расхода цедента для компенсации повышенной вязкости бетонной смеси. В результате повышается эффективность использования цемента а высокопрочных бетонах.

Наилучшими условиями для твердения высокопрочного бетона являются нормальные (температура 20. 25°С, влажность 100%). С повышением температуры и особенно при тепловой обработке в твердеющем бетоне возникают градиенты температуры и влажности, приводящие к миграции влаги, к температурно-влажностным деформациям и неравномерной усадке цементного камня. В результате увеличиваются деструктивные явления, поэтому при применении для ускорения твердения высокопрочного бетона тепловой обработки необходимо применять более длительную предварительную выдержку, очень мягкие режимы. постепенным подъемом и спуском температуры, снижать температуру прогрева до 50. 60°С, обеспечивать высокую влажность среды. Не следует назначать слишком длительных режимов прогрева, ограничивая его продолжительность моментом, когда прочность бетона достигнет 50. 70 % его класса. В этом случае высокопрочные бетоны удовлетворительно твердеют в дальнейшем. Оптимальные режимы прогрева назначают по результатам предварительных опытов.

При соблюдении рассмотренных условий прочность бетона может превысить марку цемента в 1,5. 1,7 раза. Применение высокопрочного бетона позволяет сократить массу и материалоемкость железобетонных изделий.

Высокопрочный бетон. В книге анализируются особенности процессов деформирования и разрушения тяжелых бетонов при различных напряженных состояниях с учетом.
www.bibliotekar.ru/beton-2/index.htm

Чем высокопрочный бетон отличается от обычного? Особенности материала и сфера применения

Искусственный камень давно стал одним из самых распространенных материалов в строительстве. Несмотря на многообразие видов бетона, развитие и совершенствование композита происходит постоянно. Еще пару десятилетий назад высокопрочным считался бетон с классом В30, но в наши дни этот материал уже относится к рядовым. Современный высокопрочный бетон сочетает широкий спектр свойств, существенно отличающих его от классического искусственного камня.

Параметры такого материала уникальны и не описываются лишь высокими значениями прочности. Фактически подобный композит призван решать сразу несколько сложнейших технологических задач, именно поэтому понятие высокопрочного бетона объединяет несколько видов материалов и целый ряд характеристик.

Особенности композита

Получение высоких классов по прочности давно уже не считается сложной задачей. В номенклатуре многих советских заводов по производству железобетонных изделий и конструкций существовали подборы составов для классов В40, В45, В50 и даже В60. Такие бетоны использовались для производства конструкций, испытывающих существенные динамические нагрузки, например, шпал или мостовых пролетов. Но главной особенностью и свойством подобных материалов являлась низкая технологичность на этапе работы со смесью, ведь ее удобоукладываемость характеризовалась жесткостью на уровне Ж3 и выше.

Сверхпрочный бетон нового поколения представляет собой не просто материал с высокой стойкостью к различным механическим нагрузкам, но и высокотехнологичную смесь. Укладка такого материала в конструкцию любой геометрии не только не усложняется, но и позволяет сократить количество задействованных рабочих.

Высокая подвижность и плотная структура смеси обеспечивают способность самоуплотнения, что позволяет работать с материалом без применения вибраторов.

Способность к самостоятельному уплотнению

Именно свойства бетонной смеси существенно отличают камень высокой прочности, востребованный в строительной отрасли в настоящее время. За счет способности к самостоятельному заполнению формы и уплотнению он получил название самоуплотняющегося или СУБ.

Подобные свойства достигаются за счет создания уникальной структуры, предполагающей непрерывную гранулометрию всех компонентов. Фактически размер частиц в теле бетона изменяется от 5 мкм до 20 мм без разрывов, что позволяет получить так называемую реологически активную матрицу, способную течь и уплотняться под собственным весом. Благодаря сочетанию вяжущего, активных и инертных минеральных добавок, мелкого заполнителя различной крупности, система остается стабильной. Но подбор состава высокопрочного искусственного камня сложен, ведь создать сбалансированную систему из такого количества компонентов непросто.

Сферы применения

Подобный материал обладает весьма высокой себестоимостью, что существенно ограничивает область его использования. Кроме того, потенциал столь прочного бетона мало востребован в рядовых проектах и массовом строительстве.

Основной сферой применения сверхпрочного композита являются сложные по геометрии проекты или высотные здания. Раньше считалось, что бетон не способен выдерживать нагрузки при возведении сооружений в сотни этажей. Классический искусственный камень в основании здания и на первых его этажах разрушался из-за слишком большой нагрузки. Именно поэтому небоскребы возводили из металла и стекла.

Но современные сверхпрочные композиты способны не только выдержать такую нагрузку, но и позволяют сократить толщину всех несущих конструкций, что уменьшает общий вес здания. Именно поэтому высокопрочный бетон широко применяется при возведении современных высотных зданий. Его часто используют при заливке конструкций сложной геометрии, которые раньше собирались из нескольких элементов. Такой бетон часто применяют для изготовления мостовых пролетов большой длины.

Фактически подобный композит направлен на решение сложных архитектурных или инженерных задач и редко используется в массовом строительстве.

Основные характеристики

Сверхпрочный бетон нового поколения отличается широким набором свойств, поэтому чаще всего их делят на два блока.

Показатели бетонной смеси

К первому относят параметры бетонной смеси, среди которых основными считаются:

  • подвижность с расплывом конуса на уровне 65 – 70 см;
  • коэффициент уплотнения 1,0 – 1,4;
  • время сохранения реологических свойств не менее 3 – 4 часов;
  • минимальная расслаиваемость;
  • воздухосодержание не более 1%.

Способность смеси сохранять свои свойства во времени крайне важна, ведь транспортировка материала от завода до объекта может занять пару часов. Не менее важно обеспечить однородность смеси, ведь расслоение приведет к полной потере свойств затвердевшего бетона.

Параметры готового камня

Ко второму блоку относят характеристики уже затвердевшего композита. К основным среди них можно отнести:

  • прочность на сжатие в диапазоне 50 – 100 МПа и на растяжение при изгибе не менее 4 МПа;
  • плотность и поровую структуру;
  • низкую истираемость;
  • морозостойкость от F400 и водонепроницаемость от W10;
  • водополгощение не более 1%;
  • небольшой модуль сдвига.

С учетом способности смеси такого бетона к образованию максимально плотного тела возникает опасность возникновения микротрещин из-за чрезмерных напряжений во время гидратации. Процесс твердения бетона сопровождается выделением большого количества тепла, а в материале столь плотной структуры этот избыток энергии просто некуда деть. Именно поэтому важно обеспечить адекватную поровую структуру, которая будет работать буфером для избытка энергии и напряжений.

Производство композита

Изготовление высокопрочного бетона по сравнению с обычным тяжелым раствором отличается большей сложностью. Во-первых, для обеспечения качественного смешения компонентов необходимо использовать современные двухвалковые скоростные смесители, способные фактически перетирать смесь сырьевых компонентов.

Во-вторых, чтобы обеспечить все свойства материала требуется соблюдать точное дозирование компонентов и очередность их загрузки. В результате вместо классических 3 – 4 бункеров требуется 6 – 8, что увеличивает стоимость установки. Любое колебание во влажности материалов приводит к выпуску брака, поэтому линии подачи песка и щебня оборудуются специальными датчиками влажности для постоянной корректировки расхода воды.

При изготовлении смеси сначала смешиваются материалы малых фракций, например, цемент, минеральная добавка и микронаполнитель. Затем добавляется песок, вода с химическими модификаторами и крупный заполнитель. Время перемешивания увеличивается в 2 – 3 раза и составляет не менее 1,5 – 2 минут.

Только строгое соблюдение производственной дисциплины позволяет получить композит заданных свойств и параметров.

Источники: http://www.razgovorodele.ru/moresec/materials12/constr01/02.php, http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-176-tehnologia-betona/84.htm, http://tehno-beton.ru/beton/vidy/vysokoprochnyj.html


Комментариев пока нет!

Ваше имя *
Ваш Email *

Сумма цифр внизу: код подтверждения