Что добавить в бетон для прочности: виды добавок для улучшения свойств бетона

Какая добавка в цемент для прочности самая лучшая?

Бетон, приготовленный на основе качественного цемента и качественных наполнителей, имеет достаточную прочность без внесения добавок. Тем не менее, существует ряд факторов, когда по условиям эксплуатации требуется упрочнение бетона с помощью внесения специальных присадок.

СодержаниеСвернуть

Для чего нужны добавки?

Для увеличения прочности высоконагруженных и специальных бетонных конструкций, используются специальные присадки, которые добавляются непосредственно в готовящийся цементно-песчаный или бетонный раствор.

После схватывания и полного твердения, смеси в которые были добавлены упрочнительные добавки приобретают дополнительные эксплуатационные свойства: водонепроницаемость, коррозионную стойкость, морозостойкость и существенно большую прочность на сжатие и изгиб.

Учитывая относительно высокую стоимость бетона и цементного раствора с добавками, их применение экономически целесообразно в следующих случаях:

• Повышенные требования по морозостойкости и водостойкости бетонных конструкций;
• Использование в качестве заполнителя нестандартных материалов. К примеру, очень мелкий песок;
• Изготовление высоконагруженных ЖБИ. К примеру, производство тротуарной плитки, фундаментных блоков и т.п.;
• Приготовление мелкозернистого бетона;
• Строительство монолитных зданий и сооружений, в которых используются расширяющие присадки.

Виды упрочняющих добавок для цемента

Пластификатор. На данный момент времени, лучшая добавка в цемент для прочности, повышающая прочность конструкции в среднем на 125-140%. При этом основная задача пластификатора – увеличить подвижность раствора.

Также применение добавки этого вида позволяет увеличить морозостойкость бетона на 1,5 марки, водонепроницаемость до 4 марок и сократить расход связующего на 25%. Популярный «народный» пластификатор – обычное жидкое мыло или стиральный порошок.

Ускоритель набора прочности. Задача присадки этого вида – увеличение скорости схватывания и твердения бетона и соответственное повышение его марочной прочности на изгиб и сжатие.

Самым популярным и самым недорогим ускорителем набора прочности является обычный хлористый кальций. Используется в производстве: тротуарной плитки, пенобетонных блоков, стеновых и фундаментных блоков, полистиролбетона и пр. Благодаря применению ускорителей твердение значительно сокращается время его экспозиции в форме. Соответственно повышается производительность, увеличивается выход годного, а также происходит увеличение прочности ЖБИ на несколько процентов.

Противоморозные добавки. В соответствии с названием, назначение противоморозной добавки – дать возможность проводить бетонные работы в условиях низких температур (до минус 25 градусов Цельсия).

Параллельно с этим, происходит увеличение прочности бетона, увеличение водонепроницаемости, уменьшение расслаиваемости готового бетона при транспортировке, а также улучшение удобоукладываемости. Самая популярная противоморозная добавка – нейтрализованная смола в смеси с гидрофобизатором Софексил-гель или Типром-С.

Комплексные присадки. Ускоряют твердение, увеличивают прочность, значительно уменьшают пылеотделение, увеличивают морозостойкость. В частности за счет использования комплексной присадки можно достигнуть: увеличения прочности бетона на 70-110%, при одинаковой подвижности, снижения усадки на 60-70% и двух-троекратного увеличения водопроницаемости. Одним из самых популярных видов отечественной комплексной присадки для бетона является добавка «Эластобетон»: А, Б или С (в зависимости от назначения ЖБИ или сооружения).

Тонкости применения

Все виды добавок в бетон следует разводить или растворять в теплой воде. Если добавка смешивается с цементно-песчаным раствором в жидком агрегатном состоянии, она начинает работать сразу после добавления.

Сухая присадка начнет «работать» только после полного растворения и тщательного перемешивания. Дозировка добавок зависит от конкретного материала, конкретных задач и требований инструкции предприятия изготовителя. В общем случае, количество добавок не должно превышать 1% по весу связующего (цемента).

Добавки в бетон для повышения прочности — Группа компаний «СМК»

Прочный бетон является залогом длительной службы зданий и сооружений, которые строят с использованием этого материала. По этой причине большинство строителей задается вопросом, как увеличить прочность цементного раствора. В настоящее время с целью увеличения механической прочности бетонной смеси используют армирование с помощью металлических элементов и специальных добавок. В первом случае необходимо закупить большое количество дорогостоящих компонентов, а специальные добавки характеризуются низкими затратами времени и денег. Добавки в бетон для повышения прочности являются отменным способом увеличить не только прочность, но и влагостойкость, коррозионную стойкость и морозостойкость, устойчивость к сжатию и изгибу.

Основные преимущества добавок в бетон

Главные достоинства добавок в бетон, перед альтернативными вариантами увеличения прочности бетонного раствора:

1. Значительная экономия цемента при сохранении всех эксплуатационных параметров готовых изделий.
2. Увеличение подвижности бетона способствует улучшению качества работ по заливке бетоном армированных конструкций.
3. Повышение характеристик морозостойкости и устойчивости к образованию трещин.
4. Снижение величины усадки твердеющего бетона позволяет снизить расход раствора.
5. Повышение уровня адгезии (сцепления) металлической и пластиковой арматуры с бетонной смесью.
6. Повышение механической прочности бетона при низких дополнительных финансовых затратах.
7. Возможность отказаться от процедуры использования вибратора, что сокращает трудоемкость выполняемых работ.

Сфера использования

Большинство профессиональных строителей добавляют в бетон для прочности специальные добавки. Это необходимо при строительстве особо ответственных объектов, а также нестандартной технологии производства бетонной смеси:

• Изготовление монолитных конструкций, которые будут эксплуатироваться в сложных условиях.
• Изготовление бетонной смеси с нестандартным заполнителем (гранотсев, мелкозернистый песок и др.).
• Обустройство конструкций из тяжелого монолитного бетона класса М200 и более.
• Изготовление железобетонных изделий из мелкоячеистого неавтоклавного бетона.
• Обустройство наливного пола на объектах с повышенными требованиями к прочности поверхности (автомобильные или мусоросжигательные заводы, торговые предприятия и пр.)

Сфера использования добавок в бетон с каждым годом расширяется за счет положительного опыта их использования на протяжении многих лет.

Что добавляют в бетон для прочности

В зависимости от основного принципа действия и химического состава, все упрочняющие добавки разделяют на несколько типов:

• Пластификаторы. Это специальные сыпучие или жидкие составы, которые используют для увеличения подвижности бетонного раствора. Конечно, дополнительная вода способна сделать смесь более подвижной, но при этом, ухудшается качество бетона и его внешний вид (трещины, сколы и пр.). Пластификатор для бетона позволяет существенно снизить пористость готового изделия, что положительно сказывается на механической прочности, влагостойкости и коррозийной стойкости. При использовании пластификаторов экономится цемент.
• Ускорители и замедлители набора прочности. Эта разновидность химических веществ, предназначенных для ускорения или замедления твердения бетонной смеси, улучшения его прочности, стойкости к изгибу и сжатию. Наличие ускорителей набора прочности позволяет снизить продолжительность термической обработки, что сокращает технологический цикл производства железобетонных изделий. Вместо ускорителей можно применять электроподогрев смеси, но это дорого и сложно. Замедлители набора прочности используют при длительной транспортировке смеси, а также при заливке больших или достаточно протяженных конструкций. В противном случае, при неравномерном затвердевании возможны образования стыков, которые ослабят конструкцию.
• Фиброволокно. Представляет собой строительное волокно из микрочастиц термопластичного полипропилена. Добавка этого типа увеличивает стойкость к истиранию, ударам и раскалыванию. Фиброволокно позволяет изготавливать бетонные изделия самой различной формы, что делает его незаменимым в архитектурном строительстве.
• Гидрофобизаторные добавки. Гидрофобизатор является смесью на основе акрила или кремнийорганических веществ. Поверхностный способ нанесения добавок этого типа позволяет использовать их для уже готовых бетонных изделий. Глубина пропитки бетона гидрофобизатором составляет вплоть до нескольких сантиметров. Благодаря обработке этим составом, поверхность бетона приобретает водоотталкивающие свойства, механическая прочность и стойкость к растрескиванию.

• Противоморозные добавки. Они позволяют производить качественный бетонный раствор, который имеет высокую стойкость к воздействию отрицательных температур. Благодаря этому появляется возможность эксплуатировать железобетонные изделия во всех климатических районах. Кроме этого противоморозные добавки обеспечивают быстрые темпы набора прочности и снижают содержание влаги в бетоне. Следует отметить, что многие ускорители прочности также оказывают на бетонную смесь противоморозное действие.
• Комплексные добавки. К данной категории веществ относят химические добавки, которые включают комплекс из нескольких составляющих различного предназначения. Добавки этого типа не только увеличивают прочность бетона, но и повышают его влагостойкость, морозостойкость и износостойкость.

Важный момент: бетонная смесь изначально должна быть хорошего качества, в противном случае, никакие добавки не помогут.  Ну и не забываем о тестировании бетона. Его проводят не только на заводе-изготовителе бетонной смеси, но и на строительной площадке (делается пробный замес, заливаются кубики и после затвердевания их испытывают на прессе).

Наше предложение

Группа компаний СМК выполняет комплексное строительство объектов с использованием бетонного раствора, укрепленного с помощью специальных добавок. Наши специалисты знают, как сделать крепкий цементный раствор для обустройства самых сложных и нестандартных конструкций:

При необходимости увеличить стойкость к внешним негативным факторам влияния мы используем полиуретановое защитное покрытие, которое позволяет существенно улучшить защиту бетонных изделий от влаги, мороза и механических ударов. В своей деятельности мы используем только качественные расходные материалы и строго придерживаемся требований к выполнению технологических операций. Благодаря этому все наши объекты характеризуются отменными эксплуатационными параметрами. Для заказа строительных работ, следует позвонить или написать нам, что позволит нашему менеджеру грамотно проконсультировать по всем интересующим вопросам.

На видео устройство упрочненных бетонных полов с топпингом силами нашей компании:

Комментарии (0)

Наводим прочность на бетонный пол. Несколько способов увеличения прочности бетонных полов

Главная / Полезные советы / Наводим прочность на бетонный пол. Несколько способов увеличения прочности бетонных полов

Бетон – один из наиболее широко распространенных материалов в строительстве, высоко ценимый за свою прочность, надежность, долговечность и экономическую выгоду. Однако влажность, температурные скачки, воздействие агрессивных факторов внешней среды, механическое истирание приводят к постепенному нарушению верхнего слоя. Невидимые поначалу трещинки с течением времени делают поверхность менее плотной, бетон начинает терять свои прочностные характеристики. Особенно плохо это для бетонных полов.

Чтобы уменьшить скорость разрушения поверхности бетона, придуманы различные способы. Наиболее дешевый и доступный, даже в домашних условиях, по причине простоты технологии – железнение. Оно делает поверхность пола тверже, не дает проникать воде, надолго продлевает полезный срок бетона.

Для нежелающих углубляться в сложности происходящих химических процессов и физических тонкостей, скажем, что в изначальном виде технологией железнения называлась затирка влажного бетона сухой цементной смесью.

В таком простом виде этот метод применяется уже только в работах по дому. Для более эффективного применения в настоящее время разработано много разных добавок для приготовления смесей с усиливающими свойствами. Можно повысить как водоотталкивание, так и стойкость к различным механическим нагрузкам, как придать определенный цвет, так и способность противостоять агрессивной среде.

Наполнителем могут быть полимерные волокна для влагостойкости, металлическая крупа для повышения прочности, всякие композиты, обеспечивающие различные требуемые свойства, и еще химические реагенты для дизайнерских оттенков.

Железнение делают как сухими смесями, так и жидкими. Вещества из затирки вступают в различные химические реакции с поверхностью бетона, микротрещины затягиваются, бетон выравнивается. Глубина адгезии жидких составов может достигать 8 мм, что намного повышает прочность поверхности.

Виды железнения

Сама технология выполнения процесса достаточно проста, вам вовсе не потребуются какие-то специализированные знания, если вы уже имеете какой-нибудь опыт по работе с цементом.

Основные способы упрочнения бетона:

Сухой

Мокрый

Пропитка

Наиболее часто на практике применяется сухое железнения. Действительно простой, дешевый и очень удобный для применения, даже неквалифицированными людьми, способ. Тем не менее, эффективность его достаточно высокая и никакого влияния не оказывает на качество бетонирования. Недостатком сухого способа можно назвать его применение только на горизонтальных плитах.

Вначале нужно приготовить сухую смесь. В простейшем виде делается смесь цемента и песка 1/1. Разумнее приобрести готовые смеси, чтобы быть уверенным в хорошем перемешивании. Допускаются эксперименты с наполнителями, если, например, нужно повысить водостойкость, добавьте жидкое стекло, и т.п. Лучше всего использовать топпинг.

Важно: укладка сухой смеси проводится на неуплотненном бетоне. Плита должна быть не мокрой, и не сухой, глубина вдавливания ноги взрослого человека не должна превышать 4 мм.

Приступаем к осуществлению самого процесса. С помощью специального сита с ячейками 3х3 мм посыпаем бетонную плиту ровным слоем смеси высотой до 5 мм. Смесь будет вытягивать воду из бетона и постепенно превратится в вязкую кашу. После этого лопаткой или плоским подручным предметом втираем смесь в бетонную поверхность до окрашивания в серый цвет с темным оттенком.

Когда вы уже сильно устанете, а затираемый слой станет насколько возможно, на ваш взгляд, ровным и сухим, заканчивайте. Дайте ему недельку на полное отвердевание. Что покажется неровно, подчистите шкуркой. Нормальную прочность поверхность наберет уже денька через 4. А ходить по ней, если надо, можно уже и через сутки. Однако, помните, что бетон набирает полную прочность за месяц.

Мокрый

Готовится раствор цемента жидкого из смеси цемент-песок (1/1), для улучшения сцепляемости можно добавить, так называемое, тесто известковое (1 известь /10 цемент). Размешиваем, должно быть жидко, наливаем на бетонную основу, разравниваем тщательно лопаткой. Растворы бывают сложносоставные, туда можно добавить, хотя бы, жидкое стекло, с целью добавления некоторых влагостойких свойств поверхности.

Такое железнение желательно производить спустя 2 недели после бетонирования, этого времени обычно достаточно для нормального отвердевания заливки. Спустя еще 2 недели, когда дождетесь полного высыхания, можно покрывать поверхность бетона полимерными составами для улучшения сцепления. Мокрое железнение создает повышенную прочность, его рекомендуется применять не только для полов, но и для упрочнения стен.

Пропитка

Самый лучший способ, потому что наделяет поверхность бетонной плиты наибольшим количеством дополнительно улучшающих свойств. Слой полимера полностью скрывает бетон своим покрытием. При всех неоспоримых преимуществах такого метода, он предъявляет свои высокие требования к железируемой поверхности.

Среди профессиональных строителей наибольшей популярностью небезосновательно считается полиуретан. Главное отличительное свойство этого материала заключается в способности применяться при очень низкой температуре, до минус 25. И качество совершенно не меняется. Важный фактор: бетон обязательно должен быть не затвердевшим и немного влажным при прикладывании руки.

Технология работ аналогична сухому железнению. Смесь полимеров ровным слоем рассыпается на бетон и аккуратно разравнивается с применением специальной шлиф. машинки. Машина не должна быть тяжелой, чтобы не продавить бетон.
Теперь дожидаемся самого полного высыхания. Должен получиться очень прочный слой полимера с глубоким проникновением в бетон. При применении пропитки жидкой, которая наносится кистью или валиком, полимер может уйти вглубь на 5 мм. На выходе получаем очень прочную бетонную поверхность.

Полимерная пропитка чрезвычайно требовательно к чистоте покрываемой поверхности. Все слабые частицы удалены должны быть, вскрыты все поры, поверхность полностью очищена от всякой пыли. Кстати, полимерный состав прозрачный и не изменит текстурные дефекты вашей поверхности. Поэтому в пропитки добавляют цветные добавки, которые могут стать частью нового дизайна вашего помещения.

При выборе материалов, которые хотите использовать для пропитки бетона, всегда ориентируйтесь на репутацию производителя. Качество требует жесткий контроль. Сухие смеси могут содержать разнообразные наполнители, которые различают по твердости, а также зернистости и стойкости к истиранию. Большое количество в составе мелких частиц плохо скажется на прочности, крупных – плохо для пластичности.

Пропиткой можно укреплять любые, даже старые бетонные полы. Требования просты: пол должен быть ровный и крепкий, желательно с длинным эксплуатационным сроком. Пропитка восстановит свойства старого пола до практически нового, хотя и не с таким большим ресурсом. Новые ровные полы лучше всего покрывать силером, специальным жидким составом, который образует на поверхности прочный пылезащитный слой.

Народные добавки, улучшающие качество бетона

Для улучшения свойств бетона можно использовать народные рецепты, которыми еще пользовались наши предки.

Базовая характеристика раствора, содержащего цемент, заключается в прочности на сжатие готовых изделий.

Схватывание и прочность залитого раствора зависит от его гидратации.

Минералы, которые входят в состав цемента, вступают в реакцию с водой и воздухом, что приводит к связыванию наполнителя в виде песка, гравия, шлака, керамзита и других.

Рассмотрим основные народные добавки в бетон, которые модифицируют его свойства и удобны тем, что их можно сделать самим в домашних условиях.

Изготовление пластификатора для бетона своими руками

Пластификатором называется вещество, повышающее показатели эластичности и пластичности бетона.

Он частично заменяет воду в составе раствора и препятствует процессу растрескивания смеси при высыхании.

Если бетон развести, но не использовать, то со временем он начинает расслаиваться. Пластификатор от этого уберегает и удлиняет жизнь раствора.

Он способствует:

• улучшению сцепки с поверхностью, на которую наносится раствор;
• дополнительной защите бетона от воды;
• более легкой укладки смеси.

В общем, свойства бетона улучшаются, и такой пластификатор можно сделать самим.

К народным способам улучшения качества бетона относятся:

Добавление куриных яиц и глины.

Уже доказано, что яйца имеют хорошие сцепляющие свойства, водонепроницаемость и способны уплотнить раствор.

Другим старинным материалом является глина, ее добавляли в сложный состав строительной смеси, когда еще не было бетона.

Готовили такую смесь долго, зато постройки стоят веками.

На сегодняшний день с помощью глины удешевляют бетон, заменяя ею часть цемента.

Такой бетон не подходит для фундаментов, так как возможны разрушения.

На большую прочность таких составов не стоит надеяться, но они могут применяться в небольшой дачной стройке.

Использование мыла.

И мыло, и цемент имеют щелочную среду, поэтому хорошо совместимы друг с другом. Когда оно попадает в строительную смесь, то происходит обволакивание каждой частички, уменьшая силу трения между ними и придавая пластичность раствору. Удобнее делать введение жидкого мыла или моющего средства не более 5% от общей массы раствора вместе с водой.

Как можно самим сделать противоморозные добавки для бетона

Если вам известно, что состав будет подвержен воздействию экстремально низких температур, то необходимо приготовить морозоустойчивый раствор.

Увеличить этот показатель помогает техническая соль, но ее нельзя добавлять более 2%. Если бетон будет взаимодействовать с арматурой, то возможна коррозия, тогда в раствор необходимо вводить ингибиторы коррозии.

Также при разведении бетона можно использовать меньше воды, но в разумных пределах, иначе произойдет нарушение других свойств бетона.

Выбрать готовые строительные смеси, имеющие гарантированные характеристики и предсказуемый результат, можно в компании РегионСтройБетон.

Мы занимаемся продажей качественного бетона разных марок и доставляем его на объект в строго оговоренные сроки.

Наша компания обладает собственным производством, поэтому цены на бетон выгодные и не включают дополнительных наценок посредников.

Для того, чтобы узнать все подробности и сделать заказ свяжитесь с нашими специалистами по указанным на сайте контактам.

Стандартное отклонение

для прочности бетона на сжатие на примере [PDF]

Стандартное отклонение для бетона — это метод определения надежности между результатами прочности на сжатие бетонной партии. Стандартное отклонение служит основой для контроля изменчивости результатов испытаний бетона для одной и той же партии бетона.

Это статистический метод, основанный на корреляционном анализе, проверке гипотез, дисперсионном анализе и регрессионном анализе для сравнения двух или более серий прочности бетона на сжатие в отношении их изменчивости.

Простыми словами, стандартное отклонение показывает диапазон разброса или вариации результата, который существует от среднего, среднего или ожидаемого значения.

Расчет стандартного отклонения для бетона

Расчет стандартного отклонения прочности бетона на сжатие можно выполнить двумя способами:

1. Предполагаемое стандартное отклонение

Минимальное количество испытательных образцов куба, необходимое для получения стандартного отклонения, составляет 30. В случае, когда достаточные результаты испытаний для конкретной марки бетона недоступны, значение стандартного отклонения принимается в соответствии с таблицей 8 IS-456. (статьи 3.2.1.2), как показано ниже:

Таблица 1: Предполагаемое стандартное отклонение

Однако, как только будет доступно минимальное количество результатов испытаний, следует рассчитать и использовать производное стандартное отклонение.

Примечание — Приведенные выше значения зависят от контроля на месте — наличия надлежащего хранения цемента, взвешивания всех материалов, контролируемого добавления воды, регулярной проверки всех элементов, таких как классификация заполнителя и содержание влаги, а также регулярная проверка удобоукладываемости и сила.

2. Производное стандартное отклонение

Когда количество доступных результатов тестирования превышает 30, стандартное отклонение результатов теста определяется следующим методом —

Где,
phi = стандартное отклонение
µ = средняя прочность бетона
n = количество образцов
x = величина раздавливания бетона в Н / мм ²

Значение стандартного отклонения будет меньше, если контроль качества на месте будет отличным, и большинство результатов испытаний будут примерно равны среднему значению.Если контроль качества неудовлетворителен, то результаты теста будут сильно отличаться от среднего значения, и, следовательно, стандартное отклонение будет выше.

Рис. 1. Кривая вариации стандартного отклонения.

Допустимое отклонение средней прочности бетона на сжатие соответствует приведенной ниже таблице, предписанной IS-456 Таблица №-11.

Таблица 2: Требование соответствия характеристической прочности на сжатие

Пример расчета стандартного отклонения для бетона марки M60 с 33 кубами.

Залили бетонную плиту из 400Cum, для которой отлили 33 куба в течение 28 дней испытания на сжатие. Стандартное отклонение для 33 тестов количества кубиков рассчитано ниже —

.

Таблица 3: Результаты испытаний бетонных кубиков

Таблица 4: Расчет стандартного отклонения

Сумма (x-µ) ² = 1132.55
SD = SqRt (1132,55 / (33-1))

Стандартное отклонение = 5,94 Н / мм ²

По ИС-456 для бетона марки выше М-20,

1. f _ck + 0,825 x производное стандартное отклонение
   = 60 + 0,825 * 5,94
   = 64,90 Н / мм ²
2. f _ck + 4 Н / мм ²
   = 60 + 4
   = 64 Н / мм ²

Наивысшее значение, если рассматривать два выше, что составляет
Стандартное отклонение = 64.90 Н / мм ²

Из таблицы 3 у нас есть среднее / среднее значение прочности на сжатие, которое составляет 65,12 Н / мм ² , что выше стандартного отклонения 64,90 Н / мм ²

Заключение

Из Таблицы-3 можно заметить, что результаты испытаний пяти кубиков ниже 60 Н / мм ² , что означает, что кубики вышли из строя. Но из расчета стандартного отклонения бетонный элемент может быть одобрен, и неразрушающие испытания не предписываются.

1. Что такое стандартное отклонение прочности бетона на сжатие?

Стандартное отклонение бетона — это надежность между различными показателями прочности на сжатие бетонной партии. Он также определяется как диапазон разброса или вариации результата прочности на сжатие, который существует от среднего, среднего или ожидаемого значения.

2. Какое значение имеет стандартное отклонение для бетона?

Стандартное отклонение бетона учитывает отклонения в результатах прочности на сжатие из-за плохого обращения с бетоном, используемым при хранении, смешивании, транспортировке и испытании бетона.

Подробнее:
1. Прочность на сжатие бетона — испытание куба [PDF], процедура, результаты
2. Что такое ультразвуковой контроль бетона на прочность на сжатие?
3. Изменение прочности бетона на сжатие во времени

.

Как оценить прочность бетона на месте

Бетон должен набрать достаточную прочность, чтобы выдерживать свой вес и строительные нагрузки, прежде чем снимать опалубку, перекладывать шоры или задвигать. Инженеры часто определяют минимальную прочность бетона на месте, прежде чем подрядчики смогут выполнить последующее натяжение, засыпать стены, открыть тротуары для движения или прекратить защиту в холодную погоду. По этим причинам подрядчики должны знать, как правильно оценить прочность бетона на месте для недавно уложенного бетона, особенно в холодную погоду.В противном случае безопасность рабочих и качество конструкции могут быть поставлены под угрозу.

Испытательные цилиндры для испытаний в полевых условиях и коэффициенты зрелости часто используются для оценки прочности бетона на месте. Однако испытание цилиндров, отвержденных в полевых условиях, является стандартной процедурой, определенной строительными нормами. Другие методы — включая факторы зрелости и монолитные цилиндры для плит, сопротивление проникновению и прочность на вырыв — требуют одобрения архитектора / инженера и могут потребовать одобрения строительного чиновника.

Температура и время

Прирост прочности бетона зависит от комбинации температуры и времени выдержки. Скорость гидратации или химической реакции между цементом и водой зависит от температуры бетона. По мере повышения температуры бетона скорость гидратации и, как следствие, увеличение прочности увеличивается. И наоборот, скорость набора прочности снижается с понижением температуры бетона. По этой причине замедленная прочность бетона является обычным явлением в холодную погоду, если подрядчики не соблюдают меры предосторожности.Конечно, прочность бетона со временем увеличивается, если есть соответствующие условия отверждения, способствующие гидратации.

Полевые испытательные цилиндры

Стандартное и полевое отверждение — это разные процедуры, определенные ASTM C31 для отверждения бетонных испытательных цилиндров. Испытательные цилиндры стандартного отверждения, иногда называемые цилиндрами лабораторного отверждения, представляют идеальную или номинальную прочность бетона. Диапазон температур для стандартного отверждения составляет от 60 ° F до 80 ° F в течение периода до 48 часов (начальное отверждение) и 73.5 ± 3,5 ° F для баланса 28-дневного периода отверждения (окончательное отверждение) для бетонов с указанной прочностью до 6000 фунтов на квадратный дюйм. Бетон с указанной прочностью 6000 фунтов на квадратный дюйм или выше должен соответствовать более жесткому температурному диапазону от 68 ° F до 78 ° F для начального отверждения. Для стандартного отверждения температура и время стандартизированы для обеспечения однородных условий отверждения. Вот почему значения прочности, полученные из стандартных испытательных цилиндров, используются для определения прочности бетона.

Полевое отверждение отличается от стандартного.Он заключается в хранении испытательных цилиндров как можно ближе к бетону на месте и защите цилиндров от элементов таким же образом, как и бетон на месте. Условия отверждения испытательных цилиндров должны быть такими же, как условия отверждения монолитного бетона. Подвергая испытательные цилиндры той же зависимости температуры от времени, что и бетон на месте, предполагается, что прочность испытательных цилиндров представляет собой прочность бетона на месте.

Испытательные цилиндры, отверждаемые в полевых условиях, как правило, недооценивают истинную прочность бетона на месте из-за тепловой массы испытательного цилиндра (4 дюйма.x 8 дюймов или 6 дюймов x 12 дюймов) по сравнению со значительно большей тепловой массой представленного бетонного элемента. Обычно температуры отверждения для испытательных цилиндров ниже, чем фактические температуры бетона на месте, даже когда испытательные цилиндры заправлены под отверждаемое одеяло и хранятся рядом с представленным бетоном.

Значения прочности, полученные на испытательных цилиндрах, отвержденных в полевых условиях, обычно консервативны. Однако полевые цилиндры могут сильно завышать прочность бетона на месте, если полевые и вулканизированные цилиндры хранятся и отверждаются в рабочем прицепе.

За некоторыми исключениями, прочность цилиндров стандартного отверждения выше, чем прочность цилиндров, отвержденных в полевых условиях, потому что стандартные температуры отверждения создают более высокие скорости гидратации и увеличения прочности, чем стандартные температуры отверждения в полевых условиях. По этой причине всегда используйте цилиндры стандартной твердости для определения прочности бетона. Что еще более важно, используйте только прочность цилиндров, отверждаемых в полевых условиях, для принятия конструктивных решений, таких как определение того, когда снимать опалубку и опоры, начинать последующее натяжение или определять, когда вводить конструкцию в эксплуатацию.Никогда не используйте испытательные цилиндры стандартного отверждения вместо испытательных цилиндров, отвержденных в полевых условиях. Неспособность правильно оценить прочность бетона на месте может поставить под угрозу безопасность рабочих и повредить конструкцию.

Метод погашения

Метод зрелости (ASTM C1074) более точен, надежен и экономичен для оценки прочности бетона на месте, чем испытательные цилиндры, отверждаемые в полевых условиях. Он основан на концепции, согласно которой температура и время отверждения бетона напрямую связаны с прочностью бетона.В частности, этот метод использует предварительно установленную зависимость прочности от температуры и времени для данной бетонной смеси для оценки прочности бетона на месте.

Шаги по оценке прочности бетона на месте с использованием метода зрелости включают:

1. Подготовьте не менее 15 цилиндров для лабораторных испытаний и вставьте датчики температуры, по крайней мере, в два цилиндра для данной бетонной смеси, отвердите при комнатной температуре и вычислите коэффициенты зрелости M (t) для различного прошедшего времени, соответствующего испытаниям на прочность с использованием следующее уравнение:

M (t) = СУММ (Ta минус To) Δt

где:

M (t) = коэффициент зрелости в возрасте (t), градусы – часы, ° F – ч

Δt = временной интервал, час

Ta = средняя температура бетона за интервал времени (Δt), ° F

To = температура, ниже которой не происходит увеличения прочности, ° F (14 ° F до 32 ° F)

Затем создайте гладкую кривую зависимости прочности от зрелости, построив рассчитанные коэффициенты зрелости M (t) в зависимости от соответствующей прочности бетона.

2. Измерьте зависимость температуры и времени бетона на месте путем встраивания датчиков температуры в критические места, в зависимости от степени воздействия бетона и условий нагрузки.

3. Считайте данные температура-время и рассчитайте коэффициент зрелости для прошедшего времени бетона на месте, используя уравнение для коэффициента зрелости M (t). Современное оборудование для погашения автоматически рассчитывает и записывает коэффициенты погашения.

4. Оцените прочность бетона на месте, введя предварительно установленную кривую зависимости прочности от зрелости с вычисленным M (t) для бетона на месте и считайте расчетную прочность, как показано на рисунке 1.Опять же, этот шаг обычно выполняется автоматически с помощью современного современного оборудования и программного обеспечения.

Пример

Из-за приближения холодного фронта подрядчик установил датчики температуры в стене, размещенные в 9:00 1 сентября. Поставщик бетона предоставил кривую зависимости зрелости от прочности для используемого бетона, как показано на Рисунке 1. Технические характеристики для проект требовал минимальной прочности бетона 3000 фунтов на квадратный дюйм перед укладкой и уплотнением обратной засыпки у стены.

Как показано в Таблице 1, прошедшее время и температура бетона на месте были записаны в столбцах 2 и 3 для дат, указанных в столбце 1. Используя столбец 3, средние температуры бетона на месте были вычислены и записаны в столбец 4. Затем, подрядчик вычел 23 ° F, или температуру, при которой рост прочности практически прекращается, из средних температур, показанных в столбце 4, и ввел скорректированные температуры в столбец 5. Истекшее время в часах из столбца 2 было вычислено и введено в столбец 6.Затем подрядчик умножил температуры в столбце 5 на истекшее время в столбце 6 и ввел значения (° F-ч) в столбец 7. Для столбца 8 были вычислены совокупные коэффициенты зрелости и введены для разных прошедших периодов времени.

Наконец, подрядчик ввел предварительно установленную кривую зависимости прочности от зрелости (рис. 1), предоставленную поставщиком бетона с учетом совокупных коэффициентов зрелости на месте из столбца 8, и прочитал соответствующие значения прочности бетона на месте.Расчетная прочность бетона на месте была введена в столбец 9 (например, для коэффициента зрелости 5 070 ° F в час соответствующая прочность бетона составила 3100 фунтов на квадратный дюйм из Рисунка 1).

Так как спецификации требовали прочности бетона не менее 3000 фунтов на квадратный дюйм для обеспечения достаточной прочности стены для установки обратной засыпки, подрядчик должен подождать, пока бетон достигнет коэффициента зрелости не менее 5000 ° F в час. Чтобы сократить период отверждения, подрядчик может использовать горячую воду для замеса, добавить химически ускоряющую добавку в бетон или добавить дополнительные теплоизоляционные покрытия, чтобы можно было генерировать и поддерживать больше тепла.

Ограничения

Ошибочные оценки прочности могут произойти, если бетон на месте значительно отличается от бетона, используемого для построения предварительно установленной кривой зависимости температуры от времени и прочности. Изменения в материалах, содержании воды и воздуха и точности дозирования могут привести к ошибкам при оценке прочности. ASTM C1074 рекомендует проводить дополнительные испытания для периодической проверки кривой зависимости температуры от времени и прочности, особенно когда опасные для жизни строительные работы основаны на расчетной прочности бетона на месте.

Ссылки

ACI306R-10 Руководство по бетонированию в холодную погоду, Американский институт бетона, www.concrete.org, Mindness, S., Young, J.F, and Darwin, D., Concrete, 2nd Edition, Prentice Hall, 2003.

Ким Башам, PhD, P.E. FACI является президентом компании KB Engineering LLC, которая предоставляет инженерные и научные услуги для бетонной промышленности. Бэшем также проводит семинары и тренинги, посвященные всем аспектам бетонных технологий, строительства и устранения неисправностей.С ним можно связаться по электронной почте [email protected].

Вот несколько альтернатив полевым испытательным цилиндрам для оценки прочности бетона на месте.

ASTM C31 / C31M-12 Стандартная практика изготовления и отверждения бетонных образцов для испытаний в полевых условиях — Описано в этой статье.

ASTM C873 / C873M-10a Стандартный метод испытаний прочности на сжатие бетонных цилиндров, отлитых на месте в цилиндрических формах. — Включает в себя заливку на месте испытательных цилиндров в плиты только с глубиной от 5 до 12 дюймов.

ASTM C803 / C803M-03 (2010) Стандартный метод испытаний на сопротивление проникновению затвердевшего бетона — Включает в себя выстреливание штифтов в бетон с помощью инструмента с механическим приводом и проникновение измерительного штифта.

ASTM C900-06 Стандартный метод испытания прочности на вырыв затвердевшего бетона — требует установки болтов в опалубку перед укладкой бетона.

ASTM C1074-11 Стандартная практика для оценки прочности бетона по методу зрелости — Описано в этой статье.

.

Факторы, влияющие на прочность сцепления перекрывающего бетона на настилах моста

Характеристики перекрывающего бетона зависят от прочности сцепления. На прочность сцепления перекрывающего бетона влияет ряд факторов. Эти факторы обсуждаются в следующих разделах.

Рис.1: Клееный бетон на настилах мостов

Факторы, влияющие на прочность сцепления перекрывающего бетона

Ниже приведены различные факторы, влияющие на прочность сцепления перекрывающего бетона на настилах мостов:

• Состояние бетона настила
• Степень повреждения от удаления рыхлого бетона
• Подготовка бетонной поверхности к укладке верхнего слоя бетона
• Укладка и уплотнение перекрытия из бетона
• Отверждение уложенного облицовочного бетона
• Наложение швов бетона
• Минимальные трещины на всю глубину

Состояние бетона настила Влияние на прочность сцепления перекрывающего бетона

Состояние бетона, для которого применяется перекрывающий бетон, существенно влияет на прочность сцепления.Чем лучше состояние выхода бетона, тем лучше будет соединение.

Состояние существующего бетона может быть оценено по ряду признаков, например, если количество трещин невелико, встроенная арматура не подверглась коррозии, а бетон не поврежден и не разрушен из-за щелочной реакции кремнезема, замерзания и оттаивания. Тогда эти знаки означают, что бетон в хорошем состоянии и имеет разумную прочность.

Напротив, если бетон имеет сильные трещины, как показано на Рисунке 4, он не сможет обеспечить хорошую прочность сцепления, и трещины в настиле, вероятно, будут распространяться на перекрывающий бетон, что, следовательно, снижает прочность сцепления.

Размер стальной арматуры увеличивается при ее коррозии, что приводит к образованию трещин и, в конечном итоге, к снижению прочности сцепления.

Сообщается, что если прочность на сжатие бетонной поверхности составляет не менее 27,57 МПа, она может обеспечить адекватную прочность сцепления при растяжении. На рисунке 2 показан бетонный настил моста Оклахома, который находится в хорошем состоянии.

Рис. 2: Бетон настила моста Оклахома в хорошем состоянии

Фиг.3: Палуба моста Татами сильно изношена

Рис.4: Настил моста с трещинами

Рис.5: Обветшалый настил моста

Степень повреждения, влияющего на прочность сцепления перекрывающего бетона

Устранение и удаление рыхлого или поврежденного бетона является первым шагом в укладке верхнего слоя бетона. Бетон настила мог быть поврежден из-за попадания хлоридов или других вредных элементов.

Количество бетона, которое необходимо удалить, зависит от высоты разрушенного бетона, а глубина рыхлого бетона не одинакова по длине настила.На рисунке 6 показана поврежденная поверхность настила моста.

Возможно, что вся глубина существующего бетона ухудшилась и ее необходимо удалить, но есть места, где бетон слегка поврежден, и достаточно царапин.

В первом случае участок удаленного бетона довольно велик и, следовательно, должен быть залатан перед заливкой перекрытия, но участки меньшей глубины можно обработать перекрытием бетона. На Рисунке 7 показано удаление разрушенного бетонного настила моста.

Бывают ситуации, когда бетон не повреждается, но требуется удаление бетона значительной глубины, например, для создания помещений для перекрытия большой толщины бетона, а также для обеспечения и улучшения качества.

Рис.6: Обветшалый настил моста

Рис.7: Изношенный бетон с настила моста снят, и поверхность подготовлена ​​для укладки перекрывающего бетона

Существуют различные способы удаления поврежденного бетона.Каждый метод обладает определенной способностью в зависимости от глубины удаления бетона.

Различные методы удаления бетона, а также их применение и предельная глубина удаления бетона, которую можно удалить определенным методом, представлены в Таблице-1.

Таблица 1: Метод удаления бетона, максимальная глубина удаления и их применение

Бывают случаи, когда для выполнения работы комбинируются две техники. Например, для удаления половинной глубины настила моста применение скарификации после гидроразрушения существенно эффективно.

Каждый метод или их сочетание следует выбирать таким образом, чтобы ущерб от удаления бетона был минимальным.

Рис.8: Пескоструйная очистка

Рис.9: Палуба моста для дробеструйной обработки для очистки и текстурирования и, следовательно, получения надлежащей прочности сцепления

Рис.10: Алмазное шлифование бетона для укладки верхнего слоя бетона

Фиг.11: Рыхление мостового настила

Рис. 12: Гидравлический снос мостового настила

Рис.13: Пневматический молот для удаления поврежденного бетона

Подготовка бетонной поверхности к укладке перекрывающего бетона

Поверхность настила моста, на которую укладывается перекрывающий бетон, должна быть прочной, текстурированной, чистой и влажной. Эти требования могут быть выполнены с помощью подходящих средств и процедур на этапе подготовки поверхности.

Чтобы провести подготовку поверхности наилучшим образом, требуемые спецификации должны быть четко указаны, и это обычно предусмотрено применимыми Кодексами.

Методы, используемые для подготовки бетонной поверхности, включают дробеструйную очистку, дробеструйную очистку, гидроразрыв, механическую мойку и воздушную струю.

Эффективность техники дробеструйной обработки зависит не только от опыта и навыков труда, но и от времени, отведенного на вок.

Что касается дробеструйной обработки, то при ее трении части бетона удаляются, а трещины в бетоне вакуумируются.Бетонную поверхность можно соответствующим образом подготовить с помощью дробеструйной обработки, контролируя скорость и количество проходов дробеструйной машины.

Бетонную поверхность можно подготовить методом гидроразрушения, и если поверхность предназначена для очистки от мусора, струйная очистка под низким давлением воды является подходящим вариантом.

Комитет ACI 1993 рекомендует различные тесты для определения текстурирования и очистки. Процедура очистки и текстурирования, полученная в ходе этих испытаний, обеспечит поверхность, прочность сцепления которой превышает минимально требуемую прочность сцепления.

Укладка и уплотнение перекрывающего бетона

Очень важно разместить и уплотнить перекрывающий бетон для получения высокой прочности сцепления в связанном перекрывающем бетоне. В процедуру укладки накладок входит заливка накладываемого бетона на заранее подготовленную поверхность. После этого наносится подходящее средство для уплотнения верхнего слоя бетона и отделки поверхности.

Необходимо учитывать вибрацию перекрывающего бетона, потому что это один из важных факторов, обеспечивающих высокую прочность сцепления при растяжении.

При выборе метода вибрации следует учитывать толщину перекрывающего бетона, поскольку вибрация бетона от его поверхности эффективна до 6,35 см, в противном случае применение внутренней вибрации является обязательным.

Отверждение уложенного перекрывающего бетона для обеспечения хорошей прочности сцепления

Отверждение верхнего слоя бетона оказывает огромное влияние на прочность сцепления, поскольку прочность сцепления при растяжении в лучшем случае равна прочности верхнего слоя бетона, а прочность верхнего слоя бетона зависит от качества и адекватности твердения.

Из этого становится совершенно ясно, что неправильное отверждение может поставить под угрозу функциональность всей работы. Таким образом, об отверждении нужно позаботиться тщательно и полностью.

Соответствующий кусок ткани, например, мешковину, следует смочить и положить на уложенный бетон, чтобы предотвратить испарение и образование трещин из-за пластической усадки. Ткань должна оставаться влажной, и этого можно добиться, поместив полиэтилен на ткань.

Бетон, модифицированный латексом, необходимо выдерживать в течение двух дней, а цементное покрытие из гибридного бетона должно выдерживаться минимум три дня и максимум семь дней.

Другие типы бетона должны быть карризованы, так как это требуется, например, как бетон, модифицированный латексом очень ранней прочности, для которого требуется всего три часа отверждения, прежде чем его можно будет использовать.

Если выясняется, что скорость испарения после укладки бетона до начала отверждения превышает нормальную скорость испарения, следует рассмотреть такие меры, как дозирование бетона при низкой температуре, затуманивание воздуха над бетоном и создание препятствий для попадания воздуха. предотвратить пагубное влияние чрезмерной потери содержания воды.

Наложение бетонных швов, влияющих на прочность связи

Как правило, большинство мостов имеют управляющие стыки, чтобы освободить место для перемещения пролетов мостов. Когда перекрывающий бетон применяется для такого настила моста, стыки перекрытия должны находиться в том же месте, что и стыки в настиле, и если поверх компенсационных стыков настила наложить чрезмерный бетон, перекрытие будет расслаиваться вдоль стыка.

Строительные швы, продольные строительные швы вдоль настила моста между перекрытием двух соседних полос движения обычно образуются, когда перекрывающий бетон укладывается в одну полосу, а движение транспорта разрешается в соседней полосе.

Строительная полоса может стать слабым местом перекрывающего бетона и привести к его отслоению и разрушению. Поэтому при возведении перекрытий настоятельно рекомендуется не допускать образования продольных стыков конструкции.

Рис.14: Расширительные швы мостового настила

Минимальные трещины на всю глубину, влияющие на прочность сцепления перекрывающего бетона

После укладки перекрывающего бетона очень вероятно возникновение пластической усадки в перекрывающем бетоне, как следствие испарения воды.

Трещины пластической усадки могут развиваться по всей глубине излишка бетона из-за усадки при высыхании. Это окажет давление на соединение между бетонным настилом моста и перекрывающим бетоном.

Эти напряжения неоднородны по настилу моста и являются наибольшими по всей глубине излишка бетона, по периметру перекрытия и вдоль строительных швов.

Напряжения, возникающие в перекрывающем бетоне из-за трещин, приводят к расслоению бетона, а образование отслоений может увеличиваться и увеличиваться по мере старения перекрывающего бетона.

Рис.15: Пластмассовые усадочные трещины

Проблемы этого типа, которые влияют на прочность сцепления перекрытия, невозможно решить, если бетон для перекрытия не будет должным образом выдержан во избежание трещин на всю глубину. На рисунке 15 показаны трещины пластической усадки.

Подробнее:

Наложение гибридного бетонного цемента на настил моста — причины отказа

Бетонные покрытия для ремонта трещин в бетонных конструкциях

.