Смешивание составляющих бетон материалов, т.е. цемента, воды, заполнителей и добавок в определенных пропорциях позволяет получить бетон достаточной прочности. Проектная прочность смеси, разработанная для данного типа цемента, зависит от следующих факторов:
Факторы, влияющие на проектную прочность бетонной смеси
Вышеуказанные переменные факторы проектной прочности объясняются ниже на основе различных теорий и спецификаций.
1. Соотношение вода/цемент
Соотношение воды и цемента (соотношение В/Ц) является единственным наиболее важным фактором, определяющим прочность и долговечность бетона. Прочность бетона зависит от соотношения В/Ц, а не от содержания цемента.
Закон Абрама гласит, что “чем выше соотношение вода/цемент, тем ниже прочность бетона”. Как правило Каждый 1% увеличения количества добавляемой воды снижает прочность бетона на 5%.
Для полной гидратации цемента требуется соотношение воды и цемента не более 0.38 требуется для полной гидратации цемента. (Хотя это теоретический предел, водоцементное отношение ниже 0,38 также увеличит прочность, так как весь цемент, который добавляется, не гидратируется) Вода добавляется для обрабатываемости сверх этого водоцементного отношения 0,38, испаряется, оставляя пустоты в бетоне. Эти пустоты имеют форму тонких капилляров. Они снижают прочность и долговечность бетона. Поэтому очень важно контролировать соотношение вода/цемент на стройплощадке.
Каждый лишний литр воды приблизительно снижает прочность бетона на 2-3 Н/мм2 и увеличивает обрабатываемость на 25 мм. Как было сказано ранее, соотношение вода/цемент сильно влияет на проницаемость бетона и его долговечность. Пересмотренный IS 456-2000 ограничил максимальное соотношение вода/цемент для соображений долговечности в пункте 8.2.4.1, таблица 5.
2. Содержание цемента
Цемент является основным материалом в бетоне, который действует как связующее вещество и придает прочность бетону. Из соображений долговечности содержание цемента не должно быть снижено ниже 300 кг/м3 для RCC.
Согласно IS 456 -2000, более высокое содержание цемента требуется для тяжелых условий воздействия атмосферных агентов на бетон. Не обязательно, что более высокое содержание цемента приведет к повышению прочности. На самом деле, последние данные показывают, что при одинаковом соотношении вода/цемент более тощая смесь дает лучшую прочность.
Однако это не означает, что мы можем достичь более высоких марок бетона, просто снизив соотношение вода/цемент. Это связано с тем, что более низкое соотношение вода/цемент означает более низкое содержание воды, что приводит к ухудшению обрабатываемости. Фактически, для достижения заданной обрабатываемости требуется определенное количество воды. Если необходимо достичь более низкого соотношения вода/цемент без нарушения обрабатываемости, необходимо увеличить содержание цемента.
Более высокое содержание цемента помогает нам получить желаемую обрабатываемость при более низком соотношении вода/цемент. В большинстве методов проектирования смесей содержание воды для достижения различных уровней обрабатываемости дается в виде эмпирических соотношений.
Соотношения вода/цемент, необходимые для достижения целевой средней прочности, интерполируются из графиков, приведенных в IS 10262 п. 3.1 и 3.2 рис. 2. Содержание цемента определяется следующим образом:
Таким образом, мы видим, что чем выше обрабатываемость бетона, тем большее содержание цемента требуется, и наоборот. Также, при большем соотношении вода/цемент, требуется меньшее содержание цемента и наоборот.
3. Относительная пропорция мелких и крупных заполнителей
Заполнители бывают двух типов, как показано ниже:
При сравнении крупного и мелкого заполнителей крупный заполнитель занимает одну треть объема бетона. Это означает, что изменение крупного заполнителя приведет к изменению прочности бетона.
Соотношение мелкого и крупного заполнителей зависит от следующего:
Градация заполнителей при составлении бетонной смеси является важным фактором, который определяет количество пасты, необходимое для бетона. Если количество пустот велико, то для их заполнения потребуется больше цемента. Использование хорошо сортированных заполнителей поможет в некоторой степени уменьшить содержание пустот. Это потребует меньшего количества пасты.
4. Добавки
На рынке доступны различные добавки, которые используются для различных целей. Добавки используются при проектировании бетонной смеси, когда необходимо решить определенные проблемы. Вот некоторые из них:
- снижение стоимости строительства
- Для эффективного достижения определенных свойств
- Для поддержания качества бетона в течение всего процесса смешивания, транспортировки, укладки и уплотнения.
Среди различных доступных добавок увеличение прочности бетона достигается за счет использования водоредуцирующих добавок. Как упоминалось выше, водоцементное отношение не может быть снижено до определенного предела, так как это повлияет на обрабатываемость смеси. Это свойство может быть достигнуто путем использования водоредуцирующих добавок, которые позволяют получить как богатую цементом смесь, так и обрабатываемую смесь без использования избытка воды.
Хорошая обрабатываемая смесь может быть получена только при добавлении 45-55% воды от веса цемента. В результате вода остается в избытке даже после завершения гидратации. Избыток воды в порах испаряется и образует пустоты. Эти пустоты являются основной причиной образования трещин разрушения, которые ослабляют бетон. Следовательно, уменьшение пустот за счет использования меньшего количества воды может быть достигнуто с помощью водоредуцирующих добавок.
Ниже приведены некоторые добавки и их соответствующая роль в прочности бетонной смеси.
Таблица.1: Прочностные характеристики, полученные с помощью различных добавок
Сл. Нет
Тип добавки
Полученное свойство
1
Водоредуцирующие добавки высокого диапазона
2
Ускоряющие добавки
3
Водоредуцирующие добавки
- Добавки (присадки) для бетона – виды, выбор, свойства, применение.
- ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЕТОННОЙ СМЕСИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДРОБЛЕНОГО ПЕСКА.
- Какие факторы влияют на обрабатываемость бетона?.
- 15 видов добавок, используемых в бетоне.
- Расчет состава бетонной смеси для бетонов M20, M25, M30 с процедурой и примером.
- Процедура проектирования бетонной смеси и пример IS456.
- Факторы, влияющие на реологические свойства свежего бетона.