Требования к высокоэффективному бетону - Строительство и ремонт

Высокоэффективный бетон (HPC) производится для того, чтобы соответствовать нескольким требованиям, которые имеют решающее значение для успешного строительства зданий в особых условиях. Требования к характеристикам HPC могут включать улучшение укладки и уплотнения бетона без расслоения, долговременные механические свойства, прочность в раннем возрасте, жесткость, стабильность объема и срок службы.

HPC – это инженерный бетон, отвечающий особым требованиям к эксплуатационным характеристикам и однородности, которые не всегда могут быть достигнуты обычным способом при использовании только обычных материалов и обычных методов смешивания, укладки и твердения в соответствии с кодексом ACI. Он устраняет большинство недостатков обычного бетона, например, долговечность в суровых условиях, время строительства, способность поглощения энергии для сейсмостойких конструкций, а также ремонтные и модернизационные работы.

Таким образом, высокоэффективный бетон намного превосходит обычный цементный бетон, так как ингредиенты HPC наиболее оптимально и эффективно влияют на различные свойства. Наконец, следует знать, что все высокоэффективные бетоны обладают высокой прочностью, но не все высокопрочные бетоны могут иметь высокие эксплуатационные характеристики. Стоит также отметить, что все требования могут быть достигнуты не одновременно.

Содержание: [показать]

Требования к высокоэффективному
бетона

1. Высокая ранняя прочность

Высокая ранняя прочность является важной характеристикой, которой должен обладать высокоэффективный бетон, чтобы быть классифицированным как HPC. Это свойство позволяет высокоэффективному бетону набирать заданную прочность в более раннем возрасте по сравнению с обычным бетоном. Период времени, в течение которого должна быть достигнута заданная прочность, может составлять от нескольких часов до нескольких дней.

Высокая ранняя прочность позволяет использовать этот тип бетона для преднапряженного бетона, чтобы обеспечить раннее напряжение, сборного бетона для быстрого производства элементов, высокоскоростного строительства на месте, быстрого повторного использования формы, строительства в холодную погоду и многих других целей. Высокая ранняя прочность может быть получена с помощью одного или комбинации следующих материалов и/или методов:

цемент высокой ранней прочности
Высокое содержание цемента (от 400 до 600 кг/м3)
Низкое водоцементное отношение (от 0,20 до 0,45 по массе)
Более высокая температура свежезамешанного бетона
Более высокая температура твердения
Химические добавки
Дополнительные цементирующие материалы
Отверждение паром
Изоляция для сохранения тепла гидратации

2. Высокая прочность

Высокоэффективный бетон может иметь более высокую прочность на сжатие по сравнению с обычным бетоном. Если прочность бетона на сжатие превышает 40 МПа, то он считается высокопрочным в соответствии с кодексом ACI.

Бетон с высокой прочностью на сжатие производится под тщательным контролем на бетонных заводах. Производство высокопрочного бетона может требовать или не требовать закупки специальных материалов. Производитель должен знать факторы, влияющие на прочность на сжатие, и уметь варьировать эти факторы для достижения наилучших результатов.

Представление прочности в бетоне нормальной прочности (справа) и высокопрочном бетоне (слева)

3. Высокая прочность

Недостатки долговечности обычного бетона приводят к многочисленным проблемам в агрессивных средах. Однако высокоэффективный бетон должен решать большинство этих проблем, связанных с истиранием, замораживанием и оттаиванием, карбонизацией, сульфатной атакой, взрывами и щелочно-агрегатными реакциями, иначе он не обеспечит ожидаемых характеристик в течение срока службы.

Мостовое сооружение, построенное из высокоэффективного бетона в суровых условиях эксплуатации

Устойчивость к истиранию

Устойчивость к истиранию связана с прочностью бетона
поэтому HPC является идеальным решением для абразивных условий. Такой бетон
подходит для строительства водосбросов и водосборных бассейнов, а также для бетонных
тротуаров или бетонных покрытий, подвергающихся интенсивному или абразивному движению.

Взрывостойкость

Что касается требований к взрывостойкости, то HPC должен
иметь прочность на сжатие более 120 МПа и содержать стальные волокна. Взрывостойкие
бетоны часто используются в банковских хранилищах и в военных целях.

Проницаемость

Прочность и срок службы бетона зависят от проницаемости бетонного покрытия.
проницаемости бетонного покрытия. Как правило, высокоэффективный бетон должен иметь
значительно низкой проницаемостью для воздуха, воды и хлорид-ионов. Низкий
проницаемость, достигаемая за счет хорошего уплотнения, низкого соотношения воды и цемента и
иногда использованием специальных видов цемента.

Диффузия

Высокоэффективный бетон обладает большой устойчивостью к диффузии
на его поверхность вредных ионов, таких как хлорид, потому что соотношение воды и цемента
является низким. Чем ниже соотношение воды и цемента, тем ниже коэффициент диффузии.
коэффициент диффузии. Дополнительные цементирующие материалы, особенно кремнеземистый песок,
еще больше снижают коэффициент диффузии.

Карбонизация

Высокоэффективный бетон должен обладать хорошей устойчивостью к
карбонизации. Это может быть достигнуто за счет низкой проницаемости. В общем и целом
устойчивость высокоэффективного бетона к карбонизации намного превышает срок службы
срок службы конструкции при условии, что обеспечивается адекватное покрытие бетона.

Контроль температуры

Контроль температуры во время производства, укладки и твердения играет решающую роль в качестве, прочности и долговечности высокоэффективного бетона. Рекомендуется применять такие методы строительства и укладки, которые обеспечивают низкую температуру во время доставки, минимально возможную максимальную температуру после укладки, минимальные температурные градиенты после укладки и постепенное снижение до температуры окружающей среды после достижения максимальной температуры.

Чрезмерно высокие температуры и градиенты могут вызвать слишком быструю гидратацию и микро- и макротрещины в бетоне. Поэтому использование жидкого азота, льда или охлажденной воды в составе воды для замеса позволяет контролировать температуру.

Устойчивость к замораживанию и оттаиванию

Как правило, HPC должен быть способен противостоять отслаиванию и разрушению, вызванному
замораживанием и оттаиванием. Это происходит из-за низкого соотношения воды и цемента.
Морозостойкость может быть значительно улучшена за счет использования воздуха.
втягивающее вещество.

Химическая атака

HPC должны обеспечивать высокую устойчивость к химическим атакам. Этого
может быть достигнуто в основном за счет использования плотного, прочного бетона с очень низкой
проницаемости и низкого соотношения воды и цементирующего материала.

Щелочно-кремнеземистая реактивность

Реакционная способность между некоторыми кремнистыми заполнителями и щелочными
гидроксидами может повлиять на долгосрочные характеристики бетона. Этого можно избежать в
HPC благодаря очень низкому соотношению воды и цемента, которые высыхают до уровня, не позволяющего возникнуть ASR и
не позволяет ASR, а также использование значительного количества дополнительных
цементирующих материалов, которые могут иметь способность контролировать щелочно-кремнеземистую
реактивность.

4. Длительный срок службы

Срок службы высокоэффективного
бетона обычно дольше, чем у обычного бетона, благодаря
превосходной долговечности и высокой прочности. Именно поэтому срок службы
сооружений, построенных из высокоэффективного бетона, выше, чем у зданий, построенных из
обычный бетон.

5. Жесткость

Высокоэффективный бетон должен обладать удовлетворительной прочностью. Этого можно достичь, используя в бетонной смеси подходящий заполнитель, например, базальт, и соответствующую фибру, например, полипропиленовую фибру.

Читайте далее:

Требования к высокоэффективному бетона