Что такое проектирование бетонной смеси?
Проектирование бетонной смеси определяется как соответствующий выбор и пропорционирование компонентов для получения бетона с заданными характеристиками в свежем и затвердевшем состоянии.
Кроме того, бетонные смеси проектируются для достижения определенной обрабатываемости, прочности и долговечности. Наконец, в данной статье представлены факторы, влияющие на выбор конструкции бетонной смеси.
Основа для выбора и пропорционирования материалов
- структурные требования к бетону
- условия окружающей среды
- условия рабочей площадки, особенно методы производства, транспортировки, укладки, уплотнения и отделки бетона
- характеристики имеющихся сырьевых материалов
На выбор состава бетонной смеси влияют следующие факторы:
1. Прочность бетона на сжатие
Прочность бетона на сжатие считается наиболее важным свойством бетона. Она влияет на многие другие описываемые свойства затвердевшего бетона.
Средняя прочность на сжатие (fcm), требуемая в определенном возрасте, обычно 28 дней, определяет номинальное водоцементное отношение смеси.
ISO 456-200, Британский стандарт и Еврокод используют термин средняя прочность на сжатие, которая немного больше, чем характерная прочность на сжатие. Однако в Кодексе ACI такой термин не используется.
Другим фактором, влияющим на прочность бетона на сжатие в определенное время и при определенной температуре, является степень уплотнения.
Наконец, показано, что прочность на сжатие полностью уплотненного бетона обратно пропорциональна водоцементному отношению.
Среднее значение прочности на сжатие в сравнении с характеристической прочностью на сжатие
прочность бетона на сжатие
2. Работоспособность бетона
Работоспособность бетона для удовлетворительной укладки и уплотнения зависит от размера и формы бетонируемого участка, количества и расстояния между арматурой, а также техники транспортировки, укладки и уплотнения бетона.
Кроме того, для узких и сложных участков с многочисленными углами или труднодоступными частями используйте бетон высокой удобоукладываемости. Это обеспечит полное уплотнение при разумных усилиях.
Часто для оценки обрабатываемости бетона используются показатели просадочных испытаний.
Так, в стандарте ACI 211.1 приведены значения просадочных испытаний для различных железобетонных секций, которые варьируются от 25 мм до 175 мм.
Работоспособность бетона
Самоуплотняющийся бетон, бетон высокой обрабатываемости
3. Долговечность бетона
Способность бетона противостоять вредным условиям окружающей среды называется долговечностью бетона.
Высокопрочный бетон обычно более долговечен, чем низкопрочный.
В ситуациях, когда высокая прочность не требуется, но условия воздействия таковы, что высокая долговечность жизненно необходима, требования к долговечности будут определять используемое водоцементное отношение.
Прочность бетона снижается с увеличением водоцементного отношения.
Долговечность бетона
4. Максимальный номинальный размер заполнителя
Расстояние между арматурой контролирует максимальный размер заполнителя.
Размер заполнителя обратно пропорционален потребности в цементе для водоцементного отношения. Это объясняется тем, что обрабатываемость прямо пропорциональна размеру заполнителя.
Однако прочность на сжатие имеет тенденцию к увеличению с уменьшением размера заполнителя. Меньший размер заполнителя обеспечивает большую площадь поверхности для связи с растворной смесью, что дает более высокую прочность.
IS 456:2000 и IS 1343:1980 рекомендуют, чтобы номинальный размер заполнителя был как можно больше.
Наконец, в соответствии с кодексом ACI, максимальный размер заполнителя не должен превышать минимальное расстояние между арматурой, диаметр прутка или 25 мм.
Максимальный размер заполнителя
5. Сортировка и тип заполнителя
Градация заполнителя влияет на пропорции смеси для обеспечения заданной обрабатываемости и водоцементного отношения.
Относительные пропорции между крупным и мелким заполнителем в бетонной смеси влияют на прочность бетона.
Хорошо отсортированные мелкий и крупный заполнители дают плотный бетон благодаря достижению предельной плотности упаковки.
Если имеющийся в наличии заполнитель, полученный из природного источника, не соответствует заданной градации, то пропорционирование двух или более заполнителей становится необходимым.
Кроме того, для обеспечения определенной обрабатываемости и соотношения воды и цемента, тип заполнителя влияет на соотношение заполнителя и цемента.
Наконец, важной характеристикой удовлетворительного заполнителя является однородность градации, которая достигается путем смешивания различных фракций.
типы градации заполнителей
6. Контроль качества на площадке
Степень контроля можно оценить по вариациям в результатах испытаний.
Разница в прочности возникает из-за различий в свойствах ингредиентов смеси, а также из-за недостаточного контроля точности дозирования, смешивания, укладки, твердения и испытаний.
Наконец, чем меньше разница между средней и минимальной прочностью смеси, тем меньше будет требуемое содержание цемента. Фактор, контролирующий эту разницу, называется контролем качества.