Критическая прочность бетона: Критическая прочность бетона — это… Что такое Критическая прочность бетона? — foamin.ru

Содержание

Критическая прочность бетона — это… Что такое Критическая прочность бетона?

Критическая прочность бетона – прочность бетона в процентах от прочности, соответствующей проектному классу бетона после достижения, которой бетон может быть заморожен без снижения его прочности и других показателей в процессе последующего твердения после оттаивания.

[ТСН 12-336-2007]

Критическая прочность бетона – значение прочности бетона, регламентируемое как минимально требуемое для восприятия им внешних воздействий без появления в нем структурных дефектов.

[Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ им. А. А. Гвоздева, Москва, 2007 г. 110 стр.]

Рубрика термина: Общие термины, бетон

Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги, Автотехника, Автотранспорт, Акустические материалы, Акустические свойства, Арки, Арматура, Арматурное оборудование, Архитектура, Асбест, Аспирация, Асфальт, Балки, Без рубрики, Бетон, Бетонные и железобетонные, Блоки, Блоки оконные и дверные, Бревно, Брус, Ванты, Вентиляция, Весовое оборудование, Виброзащита, Вибротехника, Виды арматуры, Виды бетона, Виды вибрации, Виды испарений, Виды испытаний, Виды камней, Виды кирпича, Виды кладки, Виды контроля, Виды коррозии, Виды нагрузок на материалы, Виды полов, Виды стекла, Виды цемента, Водонапорное оборудование, Водоснабжение, вода, Вяжущие вещества, Герметики, Гидроизоляционное оборудование, Гидроизоляционные материалы, Гипс, Горное оборудование, Горные породы, Горючесть материалов, Гравий, Грузоподъемные механизмы, Грунтовки, ДВП, Деревообрабатывающее оборудование, Деревообработка, ДЕФЕКТЫ, Дефекты керамики, Дефекты краски, Дефекты стекла, Дефекты структуры бетона, Дефекты, деревообработка, Деформации материалов, Добавки, Добавки в бетон, Добавки к цементу, Дозаторы, Древесина, ДСП, ЖД транспорт, Заводы, Заводы, производства, цеха, Замазки, Заполнители для бетона, Защита бетона, Защита древесины, Защита от коррозии, Звукопоглащающий материал, Золы, Известь, Изделия деревянные, Изделия из стекла, Инструменты, Инструменты геодезия, Испытания бетона, Испытательное оборудование, Качество цемента, Качество, контроль, Керамика, Керамика и огнеупоры, Клеи, Клинкер, Колодцы, Колонны, Компрессорное оборудование, Конвеера, Конструкции ЖБИ, Конструкции металлические, Конструкции прочие, Коррозия материалов, Крановое оборудование, Краски, Лаки, Легкие бетоны, Легкие наполнители для бетона, Лестницы, Лотки, Мастики, Мельницы, Минералы, Монтажное оборудование, Мосты, Напыления, Обжиговое оборудование, Обои, Оборудование, Оборудование для производства бетона, Оборудование для производства вяжущие, Оборудование для производства керамики, Оборудование для производства стекла, Оборудование для производства цемента, Общие, Общие термины, Общие термины, бетон, Общие термины, деревообработка, Общие термины, оборудование, Общие, заводы, Общие, заполнители, Общие, качество, Общие, коррозия, Общие, краски, Общие, стекло, Огнезащита материалов, Огнеупоры, Опалубка, Освещение, Отделочные материалы, Отклонения при испытаниях, Отходы, Отходы производства, Панели, Паркет, Перемычки, Песок, Пигменты, Пиломатериал, Питатели, Пластификаторы для бетона, Пластифицирующие добавки, Плиты, Покрытия, Полимерное оборудование, Полимеры, Половое покрытие, Полы, Прессовое оборудование, Приборы, Приспособления, Прогоны, Проектирование, Производства, Противоморозные добавки, Противопожарное оборудование, Прочие, Прочие, бетон, Прочие, замазки, Прочие, краски, Прочие, оборудование, Разновидности древесины, Разрушения материалов, Раствор, Ригеля, Сваи, Сваизабивное оборудование, Сварка, Сварочное оборудование, Свойства, Свойства бетона, Свойства вяжущих веществ, Свойства горной породы, Свойства камней, Свойства материалов, Свойства цемента, Сейсмика, Склады, Скобяные изделия, Смеси сухие, Смолы, Стекло, Строительная химия, Строительные материалы, Суперпластификаторы, Сушильное оборудование, Сушка, Сушка, деревообработка, Сырье, Теория и расчет конструкций, Тепловое оборудование, Тепловые свойства материалов, Теплоизоляционные материалы, Теплоизоляционные свойства материалов, Термовлажносная обработка бетона, Техника безопасности, Технологии, Технологии бетонирования, Технологии керамики, Трубы, Фанера, Фермы, Фибра, Фундаменты, Фурнитура, Цемент, Цеха, Шлаки, Шлифовальное оборудование, Шпаклевки, Шпон, Штукатурное оборудование, Шум, Щебень, Экономика, Эмали, Эмульсии, Энергетическое оборудование

Источник: Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов. — Калининград. Под редакцией Ложкина В.П.. 2015-2016.

Критическая прочность бетона — это… Что такое Критическая прочность бетона?

Критическая прочность бетона: 3.7 Критическая прочность бетона: прочность бетона в процентах от прочности, соответствующей проектному классу бетона после достижения, которой бетон может быть заморожен без снижения его прочности и других показателей в процессе последующего твердения после оттаивания.

Критическая прочность
критическая разность

Смотреть что такое «Критическая прочность бетона» в других словарях:

Критическая прочность бетона — – прочность бетона в процентах от прочности, соответствующей проектному классу бетона после достижения, которой бетон может быть заморожен без снижения его прочности и других показателей в процессе последующего твердения после оттаивания.
… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Критическая температура бетона — – температура нагрева бетона, до достижения которой прочность на сжатие принимается постоянной, равной нормативному сопротивлению. [Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ им. А. А. Гвоздева,… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Критическая прочность — 3.3. Критическая прочность : прочность бетона, после достижения которой замораживание уже не вносит необратимых нарушений в структуру бетона, а бетон в нормальных условиях набирает нормируемую прочность. Источник: СТ НП СРО ССК 04 2 … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
СТ-НП СРО ССК-04-2013: Температурно-прочностной контроль бетона при возведении монолитных конструкций в зимний период — Терминология СТ НП СРО ССК 04 2013: Температурно прочностной контроль бетона при возведении монолитных конструкций в зимний период: 3.

1. Класс бетона по прочности в проектном возрасте : значение класса бетона, указанное в паспорте на бетонную… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Свойства бетона — Термины рубрики: Свойства бетона Адгезия к бетону База измерения продольных линейных деформаций образца Вода минерализованная … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Общие термины, бетон — Термины рубрики: Общие термины, бетон Активация Активность поверхностная Активность пуццолановая Активность термодинамическая … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
ТСН 12-336-2007: Производство бетонных работ при отрицательных температурах среды на территории Республики Саха (Якутия)
— Терминология ТСН 12 336 2007: Производство бетонных работ при отрицательных температурах среды на территории Республики Саха (Якутия): 3.2 Бетонные работы: комплекс строительных работ и организационно технических мероприятий по возведению… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Виды арматуры — Термины рубрики: Виды арматуры Анкерная арматура Анкеровка арматуры Арматура Арматура А3, сталь 35гс Арматура … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
скорость — 05. 01.18 скорость (обработки) [rate]: Число радиочастотных меток, обрабатываемых за единицу времени, включая модулированный и постоянный сигнал. Примечание Предполагается возможность обработки как движущегося, так и неподвижного множества… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Ядерный взрыв — … Википедия

Критическая прочность бетона

Влияние различных параметров на прочность и стойкость бетонов

Долговечность бетона можно описать, как его способность сохранять все свои характеристики на протяжении всего периода эксплуатации. Срок эксплуатации любого сооружения, построенного с использованием бетонных растворов или ЖБИ, зависит от таких свойств, как прочность и стойкость бетона.

Чем различаются эти характеристики и можно ли их увеличить, тем самым улучшая эксплуатационные характеристики бетонных изделий?

Прочность бетона

Бетон относится к каменному материалу, поэтому лучше всего оказывает сопротивление напряжению на сжатие, именно это свойство наиболее важно для строительства различного рода фундаментов и опорных элементов.

Поэтому предел прочности бетона на сжатие и принят, как основной критерий прочностных характеристик. По классу бетона по прочности его делят на несколько марок от М35 до М800.

Прочность бетона обуславливается:

объемом воды для затворения бетона: если требуется получить бетон высокой плотности, важно, чтобы в самой смесине было много воды;
возрастом;
прочностью заполнителей: заполнители должны состоять из фракций разного диаметра, объем песчано-цементной смеси должен на 10 — 15% превышать объем воздушных включений в крупном заполнителе;
способом приготовления и уплотнения;
режимом твердения.

При затвердевании бетона на воздухе возникает усадка, что вызвано испарением воды в атмосферу. Снизить усадку можно используя бетоны с небольшим отношением воды к цементу (жесткие бетоны) и обеспечивая правильный уход во время набора прочности бетона.

Какое время твердения бетона или за сколько бетон набирает прочность? Наиболее интенсивно это происходит в первые 5-7 суток после заливки, но проектная прочность достигается не менее чем за 28 дней при температуре созревания равной или выше + 30°С. По каждой марке бетонных смесей имеется свой график набора прочности бетона, где принимается во внимание и температурный режим. Процесс твердения в бетоне проходит не только в первое время, но дальше он оказывает влияние в меньшей мере на прочность, а в большей – на морозостойкость и показатели водопоглощения.

Критическая прочность бетона

Существует и такое понятие, как критическая прочность бетона. Оно определяет минимально необходимую прочность, которую должен набрать бетон до замерзания. Если в зимний период замерзнет бетон, не набравший минимально возможную прочность (критическую) – его структура разрушится и дальнейшее вызревание будет невозможным.

Для раствора марки М100 бетон набирает прочность на протяжении 5-7 суток (температура +15 — +20°С), после чего достигает критической прочности в 4,9 МПа. Марка М500 достигает этой точки (14,7 МПа) при той же температуре за 1,5-2 суток.

Бетон повышенной прочности

Решение некоторых инженерных задач требует применения бетонов повышенной прочности – с показателями 50-100 МПа, а иногда и особо высокопрочных — с прочностью более 100 МПа. Такие характеристики достигаются несколькими способами:

применением высокопрочных цементов и заполнителей с высокой твердостью и не большой пустотностью;
введением комплексных добавок и суперпластификаторов;
тщательным перемешиванием и скрупулезным уплотнением бетонной смеси;
созданием необходимого температурного режима и других условий твердения.

Определение прочности бетона проводится ультразвуковыми и механическими методами неразрушающего контроля с помощью специального оборудования – ультразвуковых дефектоскопов, молотка Кашкарова, пистолета ЦНИИСКа и другого оборудования (ГОСТ 18105-86).

Стойкость бетона

Все бетонные и ЖБ конструкции в процессе эксплуатации испытывают воздействие окружающей среды. Это могут быть погодные условия и факторы, возникающие при запуске производства, находящегося внутри сооружения. Стойкость бетона – это его способность долго сохранять нормальные эксплуатационные свойства под такими видами воздействия. Разрушающий процесс, возникающий в бетоне под действием внешних факторов, называют коррозией.

Причины коррозии

Коррозия бетона вызывается следующими причинами:

Физические: неоднократное промерзание и последующее, частое последовательное увлажнение и высыхание при плюсовых температурах, капиллярный подсос с перемещением влаги в бетоне, постоянное или периодическое воздействие на бетон высоких температур.
Химические: агрессивное действие химически-активной среды (водной или газовой) на бетон.
Биологические: аналогичны химическим.

То есть, бетон должен обладать необходимой морозостойкостью, атмосферостойкостью, огнестойкостью, жаростойкостью и прочими физическими характеристиками, помогающими обеспечить его стойкость в разных условиях, а также химической или коррозийной стойкостью.

Морозостойкость бетона

Морозостойкость – основное свойство бетона, гарантирующее его долговечность. Под ней подразумевается способность бетона противостоять периодическому воздействию отрицательных и положительных температур, сохраняя при этом структурные и механические характеристики.

Главная причина разрушения бетона — многократное поочередное замораживание/оттаивание, которое сопровождается водонасыщением — прибавлением объема воды в порах на 9-10%. Когда вода внутри превращается в лед — это создает давление на стенки пор изнутри и в бетоне появляются внутренние напряжения. Что приводит при многократном повторении замораживания и оттаивания к постепенному расшатыванию его структуры и к последующему растрескиванию.

От чего зависит морозостойкость?

В производстве бетона учитываются необходимость повышенной морозостойкости и выпускается продукция с маркировкой от F25 до F1000 (класс бетона по морозоустойчивости). Морозостойкость оценивается по количеству циклов попеременного замораживания/оттаивания, которое бетону необходимо выдержать без потерь прочности более чем на 25% и веса более чем на 5%. На эту характеристику влияет плотность и пористость бетона. Повышение плотности достигается уменьшением первоначального содержания воды в смеси и отношения воды к цементу. Для того чтобы получить бетонное изделие с высокой морозостойкостью, нужны следующие пропорции бетона: вода — 0,45/цемент — 0,55 .

Огнестойкость и жаростойкость бетона

Огнестойкость – это сопротивляемость бетона временному воздействию огня при пожаре. Жаростойкость — это способность сохранять стойкость и показатели прочности при долгом воздействии высоких температур при использовании огневых, высокотемпературных машин и агрегатов. Бетон — огнестойкий материал.

Кратковременное действие больших температур не может вызвать значительного его нагревания и находящейся под ним арматуры за счет малой теплопроводности бетона. Гораздо опаснее полить горячий бетон холодной водой (во время тушения пожара), это неизбежно вызовет появление трещин, разрушение бетонного слоя и освобождение арматуры, которая деформируется под воздействием большой температуры.

Залив бетона обычной марки на объектах с последующей эксплуатацией в условиях продолжительного действия температуры выше 250°С не допускается. При температуре более +250°С значительно снижается его прочность в результате удаления абсорбционной, кристаллизационной и цеолитной воды. В результате цементный камень дает ощутимую усадку, что приводит к нарушению его структуры и потере монолитности.

Для строительных работ на объектах с повышенной пожароопасностью лучше купить бетон с жаростойкими свойствами класса И13-И18. Технология и состав бетона с жаростойкими свойствами описаны в «Справочном пособии» к СНиП 3.09.01-85 и 3.03.01-87.

Влияние условий доставки бетона на его физико-химические характеристики

Доставка бетона должна осуществляться в специальных автобетоносмесителях. Затворенная бетонная смесь может сохранять параметры пластичности несколько часов только при ее постоянном перемешивании. В противном случае происходит быстрое загустение и расслоение смеси, изменение не только ее механических свойств, но также и химического состава (вследствие неравномерной гидратации).

По причине неправильной транспортировки бетон теряет стойкость и не может набрать проектную прочность. Выбирая, где купить бетон в Нижнем Новгороде, обязательно обращайте внимание на условия доставки, так как это, в конечном итоге, влияет на эксплуатационные характеристики возводимого объекта.

beton-trans.ru

Марки и классы бетона: твердение и набор прочности

Наши цены на бетон всех марок >>>

Главные параметры бетонной смеси

Базовые показатели степени качества бетона – это марка или класс бетонной смеси. При покупке продукции на эти параметры следует обратить особое внимание. К второстепенным факторам относят коэффициенты водонепроницаемости, подвижности и морозостойкости. Самое главное – выбрать товар по типу марки или класса: они неизменны в течение всего периода эксплуатации.

А вот прочность бетонной смеси, например, напротив, параметр достаточно изменчивый. Он может варьироваться в течение всего периода терпения, увеличиваясь и нарастая. Так, при соответствующих климатических и погодных условиях прочность наберет расчетный (проектный) показатель только через 28 суток твердения. Вообще процессы твердения бетонной смеси и набора прочности могут идти несколько лет.

Марка бетона определяется в зависимости от количества цемента в общем составе.

Какие диапазоны классов и марок существуют?

Показатель

Диапазоны и пример

марка бетона

Общий диапазон: от М50 до М1000

(например, М200, М400, М450, М500 и т.д.).

Основной диапазон: чаще всего применяют марки от м100 до м500.

класс

Общий диапазон: от В 3,5 до 80

(например, В 10, В 12,5, В 22,5, В 30 и т.д.).

Основной диапазон: в большинстве случаев используют класс от В 7,5 до В 40.

Методы определения основных показателей и контрольные пробы

Выбор и последующая покупка зависят от указанного в проекте типа марки и класса бетонной смеси. Если такой документ отсутствует, следует обратиться за помощью к строителям. Специалисты выдадут соответствующие рекомендации. Однако можно попробовать разобраться в данном деле самостоятельно.

Итак, что обозначают цифры на маркировке? Значения 200, 400 и т.д. (на маркировках м200, м400 и т.д.) – это соотношение предела прочности на сжатие, выраженное в расчете 1 кгс. на 1 кв.см. Показатель указывает среднее значение. Большинство строительных компаний и организаций подобного профиля чаще всего заказывают бетон именно в марках. Однако класс бетона является также довольно часто встречающимся параметром, используемым в современном строительстве. Цифры класса указывают не средний, как цифры марки, а гарантированный показатель прочности.

Как проверить бетонную смесь на соответствие указанным показателям марки и класса?

Для начала во время разгрузки бетона возьмите пробу смеси, отлив два-три кубика размером 15х15х15 см. Чтобы это сделать, достаточно, например, сколотить из дощечек формы такого размера. Кстати, перед взятием пробы полученные ящики следует увлажнить, иначе сухое дерево впитает в себя большое количество влаги (это может негативно повлиять на гидратацию важного компонента – цемента).

Пробу необходимо проверить, прощупав смесь куском арматуры или уплотнив ее ударом молотка по бокам кубиков-ящиков. Отлитую бетонную смесь нужно хранить в течение 28 суток при температуре 20 градусов и влажности 90%.

Затвердевшую смесь по истечению срока необходимо отнести в независимую лабораторию. Специалисты вынесут окончательные вердикт – принадлежит ли данная марка бетона к указанным на маркировке данным. Кстати, 28 дней – срок необязательный. Известно, что основную часть расчетной прочности (70%) бетонная смесь набирает за первые 7 суток.

! Обратите внимание

не стоит разбавлять смесь водой в автобетоносмесителе;
брать пробу необходимо с самого лотка бетоносмесителя;
нужно как можно тщательнее уплотнить бетон штыкованием;
хранить кубики с образцами бетонной смеси следует только в соответствующих условиях: оптимальные варианты – прохладный подвал или любое помещение в тени.

Таблица соотношения класса, прочности и марки бетона

Марка бетона по прочности на сжатие	Соотношение прочности бетона, соответствующих марок и классов бетона по прочности на сжатие
Класс бетона по прочности на сжатие	Условная марка бетона*, соответствующая классу бетона по прочности на сжатие
Бетон всех видов, кроме ячеистого	Отличие от марки бетона, %	Ячеистый бетон	Отличие от марки бетона %
М15	В1	—	—	14,47	-3,5
М25	В1,5	—	—	21,7	-13,2
М25	В2	—	—	28,94	15,7
М35	В2,5	32,74	-6,5	36,17	3,3
М50	В3,5	45,84	-8,1	50,64	1,3
М75	В5	65,48	-12,7	72,34	-3,5
М100	В7,5	98,23	-1,8	108,51	8,5
М150	В10	130,97	-12,7	144,68	-3,55
М150	В12,5	163,71	9,1	180,85	—
М200	В15	196,45	-1,8	217,02	—
М250	В20	261,93	4,8	—	—
М300	В22,5	294,68	-1,8	—	—
М300	В25	327,42	9,1	—	—
М350	В25	327,42	-6,45	—	—
М350	В27,5	360,18	2,9	—	—
М400	В30	392,9	-1,8	—	—
М450	В35	458,39	1,9	—	—
М500	В40	523,87	4,8	—	—
М600	В45	589,35	1,8	—	—
М700	В50	654,84	-6,45	—	—
М700	В55	720,32	2,9	—	—
М800	В60	785,81	-1,8	—	—

Твердение бетона

В результате процесса взаимодействия воды и цемента общая прочность бетонной смеси возрастает. Такой процесс называют гидратацией цемента. Если в непрочном молодом бетоне вода высыхает или вымерзает, гидратация останавливается. Замерзание, безусловно, очень негативно влияет на эксплуатационные характеристики смеси, ухудшает базовые свойства и снижает показатель прочности. Кстати, молодым бетон называют в течение первых двух-трех недель твердения.

Итак, что делать с потерей влаги? Для положенного твердения и нормальной гидратации необходимо поддерживать оптимальную влагу. Только тогда бетонная смесь будет иметь соответствующие эксплуатационные свойства и характеристики (включая показатель прочности) и прослужит исправно в течение несколько десятков лет.

! Обратите внимание

при высоких температурах (в жаркое время года) следует накрыть только что уложенный бетон мокрой мешковиной или пленкой ПВХ;
молодые бетонные конструкции (1-5 дневные) нужно периодически поливать водой.

В холодное время хода наблюдается процесс замораживания бетонной смеси. Замерзает здесь не сам бетон, а находящаяся в смеси вода. В данном случае весь процесс взаимодействия воды и цемента – гидратации – затормаживается и останавливается. Об этом можно прочитать в материалах про зимнее бетонирование.

Любопытно, что если всю построенную конструкцию не размоет к весне, процесс гидратации также может расстроиться, когда снег растает. Безусловно, показатели морозостойкости и общей прочности такой бетонной смеси буду существенно ниже показателей при достаточной норме твердения. Разработаны специальные технологии и методики, позволяющие предотвратить негативные последствия. Такие разработки называют методиками раннего замораживания бетонной смеси. С помощью современных технологий и добавления специальных противоморозных добавок бетон твердеет, замерзая, при низких температурных условиях (от -15 до -30 градусов по Цельсию). А весной запускается процесс гидратации воды и цемента.

Какую роль здесь играют противоморозные добавки? Заполнители служат некими стабилизаторами и регуляторами всего процесса гидратации. Например, при температуре заливания бетона в -25 градусов по Цельсию вводятся добавки с расчетом на -10 градусов. Тогда завершается процесс твердения, и бетон замерзает. С помощью добавок бетонная смесь не реагирует на колебания температуры в диапазоне от -5 до +5 градусов, стойко перенося цикличные изменения погодных условий. Бетон не будет замерзать или оттаивать. Однако существует одно ограничение – монолитные конструкции в этот период эксплуатировать нельзя.

Критическая прочность бетона

Этим термином называют допустимый порог показателей прочности. Такой порог – своеобразная грань и для каждой марки он индивидуален. Так, высокие марки обладают более низким процентом критической прочности (в среднем, треть от проектного показателя прочности), а низкие – высоким процентом. Критичные показатели набираются за первые сутки жизни бетонной смеси.

Как бороться с замораживанием бетона?

Способов существует несколько. Перечислим основные, часто используемые и проверенные меры:

добавление противоморозных смесей в бетон. Их еще называют ПМД – противоморозные добавки. Такие вещества не позволяют воде замерзнуть, а также увеличивают скорость твердения. Когда-то такие препараты заменялись солями. Однако подобные составы разъедали оболочку арматуры со временем, поэтому их сменили на более щадящие ПМД;
электропрогрев бетона. Разработаны специальные электроподогреваемые опалубки, электроды и трансформаторы. Приборы отлично подходят для заливки бетонной смеси в зимнее время года. Однако данный вариант, скорее всего, экономически невыгоден и недоступен частным предприятиям-застройщикам. Оплата услуг монтажа и доставки, аренда, а также оплата электроэнергии (системам необходимо огромное количество кВт в час) формируют конечную стоимость проекта;
укрытие конструкции. Авральная мера – укрытие построенной конструкции пленкой. Метод оптимален при температуре в один-два градуса. Однако положительные результаты при данном способе не гарантированы. Весь период гидратации цемента идет параллельно с выделением тепла. Выделяемое тепло можно и нужно сберегать и сохранять. Возможно поставить дизельную или газовую пушки: они будут способствовать задуванию теплого воздуха под специальное укрытие. Важно помнить, что первые дни жизни бетонной смеси – самые ответственные.

Кстати, на предприятиях ЖБК и ЖБИ рассмотренной проблемы не существуют. Все железобетонные материалы (плиты перекрытия, сваи, дорожные плиты и бетонные фундаментные блоки ФБС) проходят специальную обработку. Изделия в течение нескольких часов пропариваются в камерах. После процедуры любая марка бетона может быстро набрать нужную прочность.

www.betontransstroy.ru

Критическая прочность бетона

Последнее обновление энциклопедии: 17.12.2017 — 19:03

Критическая прочность бетона – прочность бетона в процентах от прочности, соответствующей проектному классу бетона после достижения, которой бетон может быть заморожен без снижения его прочности и других показателей в процессе последующего твердения после оттаивания.

[ТСН 12-336-2007. Производство бетонных работ при отрицательных температурах среды на территории Республики Саха (Якутия) ]

Критическая прочность бетона – значение прочности бетона, регламентируемое как минимально требуемое для восприятия им внешних воздействий без появления в нем структурных дефектов.

Правообладателям! В случае если свободный доступ к данному термину является нарушением авторских прав, составители готовы, по требованию правообладателя, убрать ссылку, либо сам термин (определение) с сайта. Для связи с администрацией воспользуйтесь формой обратной связи.

enciklopediyastroy.ru

Марки бетона по прочности — сжатие и набор прочности бетона

Во время приобретения бетонной смеси специалисты обращают внимание на ее марку или класс. Именно эти критерии являются основными показателями качества бетона. Если говорить о других критериях бетонной смеси: морозостойкость, водонепроницаемость, подвижность, то они являются второстепенными. Прочность бетона представляет собой достаточно изменчивый параметр, так как зависит от времени твердения материла. Если бетонная смесь будет затвердевать трое суток, то получим одну прочность, а если неделю – то совсем другую (в этом случае при одинаковой температуре окружающей среды прочность достигнет 70% от проектной).

Содержание:

Стоит отметить, что прочность бетона достигает проектной за 28 дней твердения. Вообще, чем дольше бетон твердеет, тем выше его прочность. Этот параметр регулярно увеличивается. Бетон твердеет годами. Самые популярные марки бетона по прочности: м 100, м 150, м 200, м 250, м 300, м 350, м 400, м 450, м 500. Все возможные марки бетона варьируются от м 50 до м 1000. Наиболее распространенными в использовании являются марки от м 100 до м 500. На маркировку бетона влияет его процентное соотношение в составе раствора. Наиболее популярными классами бетона являются: В 7.5, В 10, В 12.5, В 15, В 20, В 22.5, В 25, В 30, В 35, В 40. Весь диапазон классов бетона варьируется от В 7.5 до В 40.

Марки бетона по прочности и классу

Класс бетона	Rb , кгс/кв.см	Rb ,МПа	Ближайшая марка бетона
В3,5	46	4,6	М50
В5	65	6,5	М75
В7,5	98	9,8	М100
В10	131	13,1	М150
В12,5	164	16,4	М150
В15	196	19,6	М200
В20	262	26,2	М250
В25	327	32,7	М350
В30	393	39,3	М400
В35	458	45,8	М450
В40	524	52,4	М550
В45	589	58,9	М600
В50	655	65,5	М600
В55	720	72	М700
В60	786	78,6	М800

В зависимости от проекта строительства определяются необходимые класс и марка бетонной смеси. Если предварительного проекта нет, то в таком случае можно довериться мнению специалистов. Бывает такое, что строители не всегда разбираются в данном вопросе. В таком случае можно самостоятельно определить подходящий бетон.

Значения марки материала (м 50, м 100 и т.д) соответствуют среднему значению предельной прочности бетона на сжатие (кгс/см2). Для того чтоб проверить соответствие бетона заданным критериям проводят эксперимент: берут выдержанный проектный бетон и с помощью специально пресса сжимают отлитые пробные кубики из этой бетонной смеси.

Сейчас в строительстве в большинстве случаев используют такой показатель бетонной смеси, как ее класс. В общей сложности этот параметр аналогичен марке бетона, но имеет свои отличительные особенности. При определении марки материала используют среднее значение прочности, а при определении класса – берут этот критерий с гарантированной обеспеченностью. Вообще это не столь важно для обычного человека, поэтому не будем вдаваться в подробности. Главное знать, что во всей проектной документации указывается класс бетона. Согласно СТ СЭВ 1406 сегодня все требования к бетону указывают в классах. Правда не все соблюдают этот требование, поэтому большинство строительных организаций использует в своей деятельности марку бетона.

В первую очередь важно получить именно ту марку бетона, которая нужна именно для данного проекта. Есть возможность проверить заказ, но сразу сделать это не получиться. Для этого необходимо при разгрузке отлить парочку пробных форм размером 15х15х15 см. Для отлива можно использовать обычные доски. Перед заливкой смеси в форму, ящик следует обдать влагой, так как сухое дерево забирает влагу из бетона. Этот процесс оказывает негативное влияние на гидратацию цемента. Когда смесь залили в ящик, ее необходимо потыкать куском арматуры. Этот процесс напоминает толчение картофеля. Такая процедура необходима для того, чтоб исключить образование раковин и попадание воздуха. Для уплотнения смеси следует ударить молотком по бокам формы. Отлитые пробные формы следует хранить при температуре 200С и влажности воздуха 90%. После того, как бетонная смесь в формах твердела 28 дней, ее можно отвезти в лабораторию для проведения эксперимента. Его результаты покажут или соответствует марка бетона на упаковке реальным его свойствам. Стоит отметить, что при твердении бетона существуют и промежуточные даты, по которым можно определить марку бетонной смеси (3,7 и 14 дней).

На какие моменты следует обратить внимание при формировании и хранении пробных форм: • не нужно разбавлять бетонную смесь в автобетоносмесителе; • пробы следует брать прямо с лотка бетоносмесителя; • необходимо тщательно штыковать форму;

• хранить формы желательно в подвале или тени.

Это собственно вся информация о пробных кубиках. Если у Вас нет взятых проб, то специалисты экспериментальных лабораторий могут непосредственно на месте определить марку бетона. С этой целью используется прибор, который называется склерометр. Он работает на основе ударного импульса. Можно использовать и ультразвуковые методы определения прочности бетонной смеси.

Набор прочности бетонной смесью

Набор прочности бетона прямо пропорционален взаимодействию воды и цемента. В научной терминологии этот процесс носит название гидратации цемента. Он прекращается в том случае, если молодой бетон теряет жидкость. Замерзание и высыхание молодого бетона приводит к значительному ухудшению его прочностных характеристик. Молодым называют бетон, которому всего несколько недель. Стоит отметить, что если бетон стоит в нормальных условиях, хотя б неделю, то он уже набирает около 70% проектной прочности. Для того чтоб твердение бетона проходило хорошо, необходимо бороться с потерей влаги. Это приводит к остановке набора прочности бетонной смесью. Молодому бетону, как и ребенку, необходим уход и питание. Только для бетонной смеси нужна не молочная каша, а вода. Правильный уход за процессом гидратации будет способствовать долголетнему служению бетона в процессе эксплуатации.

При солнечной погоде свежеуложенный бетон рекомендуется накрыть мешковиной или пленкой ПВХ.

Если бетон только недавно уложили (1-5 дней), то его можно поливать водой. От этого хуже все равно не будет. При температуре ниже нуля возможно замораживание бетона. Это происходит за счет воды в его составе. Из-за этого процесс гидратации приостанавливается. Стоит отметить, что процесс гидратации может продолжиться весной, когда лед растает. Правда прочностные и морозостойкие свойства такого материала уже будут ниже. Если есть необходимость укладки бетона в зимний период, то лучше детально изучить особенности бетонирования в холодное время года. Существуют отдельные методики раннего замораживания бетона. В нее специально внедряют противоморозные добавки и укладывают при температурах до -300С. В этом виде бетон замерзает и ждет потепления. Именно тогда и начинается процесс гидратации.

Противоморозные добавки в этом случае выполняют функцию своеобразного стабилизатора. Это означает, что если бетон заливают при фактической температуре — 250С, а добавки предназначены с учетом температуры — 100С. За счет добавок повышение температуры до отметки — 50С — +50С не приведет к реакции замороженного бетона. Такие колебания температур характерны для начала весны, но бетонная смесь отлично переносит подобные скачки. Единственным моментом, на который следует обратить внимание, это запрет на использование таких конструкций в период колебаний температур. У бетона, как и у всех материалов, есть критическая прочность. Это показатель, после преодоления которого, на эксплуатационные характеристики бетона уже ничто не влияет. Это значение для разных марок бетона – разное. Низкие марки бетона имеют высокий показатель критической прочности, а высокие – наоборот. При нормальных условиях окружающей среды критическая прочность бетонной смеси достигается за сутки. Это значит, что начальный жизненный цикл бетона очень важен для дальнейшей его эксплуатации.

С таким явлением, как заморозка бетона необходимо бороться. Существуют разнообразные способы борьбы с замораживанием бетона:

Применение противоморозных добавок

Их еще называют ПМД. Их наличие не только не дает воде в бетонной смеси мерзнуть, но и способствует ускорению процесса твердения. Еще не так давно в качестве добавок использовали разнообразные соли, которые со временем разъедали арматуру. Сегодня разработали более щадящие смеси и препараты.

Системы электрического подогрева бетона

Разработаны специальные трансформаторы и электроды для подогрева бетонной смеси. Их использование идеально подходит для заливки бетона в зимний период. Но эти системы очень дорогие и практически недоступны частным застройщикам. Возникают проблемы с доставкой, арендой и монтированием подобных установок. Кроме того, такой трансформатор будет потреблять не один десяток КВт в час, что сразу же отбрасывает идею электрообогрева бетона. Ведь в загородных поселках нет таких подстанций, которые могли бы питать подобную систему;

Если средняя температура на улице не опускается ниже -20С, то бетон можно накрыть обычной пленкой ПВХ. Такой подход не всегда помогает, но если других вариантов нет, то попробовать можно. Но здесь бывает такое, что во время укладки температура одна, а потом резко холодает и пленка уже не спасет. Стоит знать, что гидратация проходит с выделением тепла, которое необходимо беречь. В таком случае можно применить дизельную или газовую пушку для того, чтоб закачивать теплый воздух под пленку. Не стоит забывать о том, насколько важны первые жизненные дни бетона.

Применение различных марок бетона

Бетон М-100 (В 7.5)

Главное назначение этой марки бетона состоит в подготовительных работах перед началом заливки цельных плит и фундаментов. В этом случае идет речь о бетонной подготовке. На подушку из песка укладывают тонкий слой бетонной смеси марки м 100 (В 7.5). После того, как бетон засыхает, проводят работы с арматурой.

Бетон М-150 (В 12.5)

Эту марку бетона также используют в подготовительных работах перед заливкой цельных плит и фундаментов. Кроме того, его используют для изготовления полов фундаментов, стяжек, бетонировании дорожек.

Бетон М-200 (В 15)

Эта марка чаще всего используется при изготовлении стяжек полов, отмосток, фундаментов, дорожек. Бетон М-200 (В 15) — один из самых востребованных в строительстве. У этой марки прочность дает возможность решать многие строительные задачи: изготовление плит и свайных фундаментов, лент, бетонных лестниц, площадок, дорожек, подпорных лестниц. Заводы, которые специализируются на изготовлении ЖБИ и ЖБК используют эту марку бетона для производства фундаментных блоков и дорожных плит.

Бетон М-250 (В 20)

Из этой марки бетона изготавливают монолитные фундаменты (плитные, ленточные, свайно-ростверковые), площадки, бетонные отмостки, дорожки, заборы, подпорные стены, лестницы, малонагруженные плиты.

Бетон М-300 (В 22.5)

Бетон М-350 (В 25)

Главное предназначение этой марки бетона заключается в изготовлении монолитных фундаментов, свайно-ростверковых ЖБК, ригелей, плит перекрытий, балок, колонн, чаш бассейнов, монолитных стен и других конструкций повышенной ответственности. Эту марку бетона чаще других используют при изготовлении ЖБИ. Из бетона М-350 (В 25) делают аэродромные плиты ПАГ, которые предназначены для эксплуатации при экстремальных нагрузках. Из этой марки бетона также делают многопустотные плиты для перекрытий.

Бетон М-400 (В 30)

Из этой марки бетона чаще всего изготавливают несущие конструкции для мостов, банковские хранилища, гидротехнические сооружения, специализированные ЖБИ и ЖБК, ригелей, колонны, балки, чаши для бассейнов и конструкции со специальными требованиями. Эту марку бетона используют очень редко. Использование бетона М-400 (В 30) строго регламентировано. Это связано с тем, что дальнейшая эксплуатация конструкций из него имеет повышенное значение.

Бетон М-450 (В 35)

Бетон М-500 (В 40)

Эту марку бетона чаще всего применяют при изготовлении несущих конструкций для мостов, банковских хранилищ, гидротехнических сооружений, специализированных ЖБИ и ЖБК, ригелей, колонн, балок, чаш бассейнов, конструкций метрополитена, дамб, плотин и других ответственных конструкций. Если посмотреть на все сертификаты и техническую документацию, то он будет обозначен, как м 550. Но по неизвестным причинам за этой маркой укрепилось простонародное название м 500.

remontidei.ru

Бетонные работы в зимних условиях

В связи с огромным размером современного строительства укладка бетона в сооружения осуществляется круглогодично. Для выполнения бетонных и железобетонных работ в зимнее время советские специалисты разработали способы бетонирования при отрицательных температурах, позволяющие получать бетон удовлетворительного качества.

При замерзании бетона содержащаяся в нем свободная вода обращается в лед и твердение бетона прекращается. Если до замерзания твердение не началось, то не начнется и после него, если же началось, то практически приостанавливается до тех пор, пока свободная вода в бетоне будет находиться в замерзшем состоянии. Замерзшая в бетоне вода увеличивается в объеме приблизительно на 9% и разрывает слабые связи в неокрепшем бетоне.

Вода, скапливающаяся на поверхности зерен крупного заполнителя, при замерзании образует тонкую ледяную пленку, нарушающую сцепление между заполнителем и раствором и снижающую прочность бетона. На арматуре образуется пленка льда, нарушающая сцепление арматуры с бетоном.

При оттаивании бетона находящийся в нем лед тает и твердение бетона возобновляется, но конечная прочность бетона, его плотность и сцепление с арматурой снижаются. Эти потери тем больше, чем в более раннем возрасте замерз бетон.

Наиболее опасно замерзание бетона в период схватывания цемента. Также вредно и многократное замораживание и оттаивание бетона в начале твердения, что бывает, когда оттепели сменяются заморозками. Прочность бетона или так называемая критическая прочность, при которой он может быть заморожен без снижения конечной прочности или с потерей незначительной ее части, должна указываться в проекте конструкции или проекте производства работ. Для бетонных и железобетонных конструкций с ненапряженной арматурой эта прочность составляет 50% проектной прочности при проектной марке бетона до 150 включительно, 40% — для бетонов марок 200 и 300 и 30% — для бетонов марок 400 и 500.

Значение прочности бетона к моменту его замерзания определяют по минимальной прочности образца из контрольной серии. Для конструкций с предварительно напряженной арматурой, для пролетных строений мостов и других особо ответственных железобетонных конструкций эта прочность составляет 70% проектной прочности; для конструкций, подвергающихся сразу после затвердения бетона многократному попеременному замораживанию и оттаиванию или действию расчетного давления воды, а также для всех конструкций, к которым предъявляются специальные требования по морозостойкости, газо- и водонепроницаемости, — 100% проектной прочности.

Указанные требования не распространяются на конструкции из бетонов с противоморозными добавками.

Условия и срок, к которому допускается замерзание бетона блоков массивных гидротехнических сооружений, указываются в проекте.

В тех случаях, когда конструкции, забетонированные зимой (в том числе бетон сборных элементов с обычной и предварительно напряженной арматурой, входящих в состав сборно-монолитных конструкций), подлежат полному нагружению еще до наступления весны, требуется выдержать бетон при положительной температуре до тех пор, пока не будет достигнута проектная прочность.

В зимних условиях при среднесуточной температуре наружного воздуха ниже + 5° С и минимальной суточной температуре ниже 0°С бетонные работы производят по специальным правилам.

Для получения необходимой прочности бетона проводят специальные мероприятия по подготовке составляющих бетона и приготовлению бетонной смеси. Особое внимание уделяют защите забетонированных конструкций от непосредственного воздействия отрицательной температуры и ветра.

Необходимо, чтобы бетонная смесь, укладываемая в опалубку, имела положительную температуру. Для этого при приготовлении бетонной смеси нагревают заполнители (песок, щебень) и воду.

Для защиты забетонированных конструкций от воздействия отрицательной температуры, создания искусственной тепловлажностной среды для бетона, приготовленного на подогретых материалах, и выдерживания его в таких условиях до приобретения необходимой (критической) прочности применяют различные способы.

Бетон, уложенный в массивные конструкции зимой, наиболее часто выдерживают способом термоса, основанным на использовании утепленной опалубки, тепла подогретых составляющих бетонной смеси и тепла, выделяемого при схватывании и твердении цемента. Хорошо укрытый бетон остывает настолько медленно, что к моменту замерзания успевает набрать критическую прочность.

Для расширения области применения способа термоса используют предварительный электроразогрев бетонной смеси перед укладкой в опалубку, химические добавки — ускорители, цементы с повышенным тепловыделением и быстротвердеющие цементы, а также сочетают способ термоса с различными методами обогрева бетона, например с периферийным электропрогревом или обогревом конструкций.

При применении предварительного электроразогрева бетонной смеси температуру разогрева для бетонов на портландцементах не поднимают выше 60°С, а для бетонов на шлакопортландцементах — выше 70°С. Разогрев бетонной смеси осуществляют в специально оборудованных бункерах и бадьях, обеспечивающих ее равномерный прогрев. Допускается производить разогрев смеси в оборудованных для этой цели кузовах автомобилей.

Часто при зимнем бетонировании фундаментов, расположенных в отдельных котлованах, способ термоса сочетают с использованием теплоотдачи талого грунта. В этом случае котлованы хорошо утепляют сверху, благодаря чему в них устанавливается небольшая положительная температура.

Бетон в тонких конструкциях остывает быстро, поэтому их приходится обогревать паром, электрическим током или теплым воздухом. Иногда в целях экономии пара и электроэнергии сочетают способ термоса с обогревом.

Легкие бетоны на пористых заполнителях в зимних условиях выдерживают по способу термоса с предварительным электроразогревом бетонной смеси.

Кроме изложенных способов зимнего бетонирования, основанных на твердении бетона при положительной температуре, существует способ твердения бетона при отрицательной температуре. При этом бетонную смесь приготовляют с введением противоморозных добавок. Противоморозные добавки настолько понижают температуру замерзания воды, что обеспечивают твердение бетона при отрицательных температурах.

Тот или иной способ производства бетонных и железобетонных работ в зимних условиях принимают на основе сравнительных технико-экономических расчетов. Распалубливание и загружение конструкций производят лишь после получения результатов испытания контрольных образцов, подтверждающих достижение бетоном требуемой прочности.

Бетоноведение
Технология изготовления сборных железобетонных конструкций и деталей
Бетонные работы в зимних условиях
Производство сборных конструкций и деталей из легких бетонов
Производство сборных изделий из плотных силикатных бетонов и бетонов на бесклинкерном вяжущем
Производство бетонных и железобетонных изделий на полигонах
Общие правила техники безопасности и противопожарные мероприятия на строительной площадке

Зимнее бетонирование. Сущность метода предварительного электроразогрева бетона (горячий термос). Сущность метода электроподогрева. Зимнее бетонирование с использованием химических добавок. Устройство кровли из асбестоцементных волокнистых листов. Устройство кровли из металлических листов

19.Зимнее бетонирование. Сущность метода предварительного электроразогрева бетона (горячий термос). График температурного режима. Критическая прочность бетона.

Набор прочности в бетоне происходит в течении 28 суток.

Зимой при замораживании бетонной смеси гидратация бетонной смеси прекращаетсю, а при оттаивании вновь возобновляется.

При замерзании бетона вода, которая находится в бетонной смеси замерзает и увеличивается в объеме примерно до 9%. Происходит разрушение цементного камня, образуются микротрещины, которые в дальнейшем не устраняются и приводят к снижению прочности бетона. Замораживание свежеуложенного бетона сопровождается образованием вокруг арматуры и зерен заполнителя ледяных пленок, которые благодаря притоку воды, из менее охлажденных участков бетона, увеличиваются в объеме и отжимают цементное тесто и заполнитель от арматуры.

В результате снижается сцепление между арматурой и бетоном.

Все указанные причины могут снизить прочнось бетона на 15-20%. Особенно вредны попеременные замораживания и оттаивания.

Главное при производстве бетоннох работ в зимных условиях- это создать условия, ри которых бетон да замерзания наберет критическую прочность.

Критическая прочность- это та прочность после набора которой замораживание бетона не влияет на конечный результат.

Мероприятии для бетонных работ в зимних условиях выполныются если t° наружнего воздуха ниже чем +5°с и средняя t° ниже 0°с.

Эффективность метода «горячий термос» в значительной степени зависит от температуры бетона в момент его укладки в опалубку, при этом температура не должна превышать 35ºс в противном случае снижается подвижность бетонной смеси и качества бетонирования.Метод заключается в кратковременном разогреве бетонной смеси до температуры 60…80ºс, уплотнении ее в горячем состоянии и термосном выдерживании или с дополнительным обогревом.

В случае если при транспортировки t бетонной смеси значительно снижается то рекомендуется принять горячий термос.

Смесь перед укладкой в опалубку в течении 5-15 минут разогревают до t 70-90º в специальных бадьях оснащенных электродами укладываемыми в утепленную или малоутепленную опалубку.

Разогрев можно вести и непосредственно в кузове автомобиля.

Рис.

Разновидностью этого метода является форсированный электроразогрев бетонной смеси непосредственно в опалубке после укладки бетонной смеси.

В этом случае рекомендуется повторно вибрировать бетон- это сводит к минимуму структурное разрушение бетона.

График.

Минимальную прочность, при которой замораживание для бетона не опасно, называют критической.

Величина нормируемой критической прочности зависит от класса бетона, вида и условий эксплуатации конструкции и составляет: для бетонных и ж/б конструкций с ненапрягаемой арматурой-50% проектной прочности для В7,5…В10, 40% для В12,5…В25 и 30% для В30 и выше; для конструкций с предварительно напрягаемой арматурой-80% проектной прочности; для конструкций, подвергающихся попеременному замораживанию и оттаиванию или расположенных в зоне сезонного оттаивания вечномерзлых грунтов,-70% проектной прочности; для конструкций, нагружаемых расчетной нагрузкой,-100% проектной прочности.

20. Зимнее бетонирование. Сущность метода электроподогрева. Виды применяемых электродов. График температурного режима. Критическая прочность бетона.

Набор прочности в бетоне происходит в течении 28 суток.

В результате снижается сцепление между арматурой и бетоном.

Если конструкция имеет большой модуль поверхности (10,15,20), в этом случае конструкция быстро остывает. Рекомендуется производить дополнительный прогрев конструкции. Прогрев осуществляется при помощи электродов. Используется теплота, выделяемая в уложенном бетоне при пропуске через него электрического тока.

График

Прогрев конструкции выполняют до набора 50% прочности. Прогрев далее не экономичен.

Для поддержания определенной температуры применяют поверхностные электроды, нашивные, плавающие и внутренние электроды-стержневые и структурные.

Нашивные электроды бывают пластинчатыеРис

Свойства бетонов, влияющие на их характеристики.

К основным свойствам бетонов, которые влияют на длительность срока их эксплуатации без изменения структуры, относятся: прочность бетона на сжатие и стойкость к замораживанию и оттаиванию, стойкость к воздействию высоких температур, влагостойкость.

● Различные виды бетонов в зависимости от их свойств дают возможность подбирать материал с нужными параметрами и необходимым уровнем стойкости к физическим и химическим воздействиям. Классификация бетона на марки и классы призвана наглядно показывать все его характеристики: прочность, морозоустойчивость, термостойкость, водонепроницаемость.

Классы прочности и марочная прочность бетона

Соотношение прочности бетона, соответствующих марок и классов по прочности на сжатие

Условная марка бетона*, соответствующая классу бетона на сжатие

Марка бетона по прочности на сжатие	Класс бетона по прочности на сжатие	Бетон всех видов, кроме ячеистого	Отличие от марки бетона в %	Ячеистый бетон	Отличие от марки бетона в %
М 15	В 1	—	—	14,47	-3,5
М 25	В 1,5	—	—	21,7	-13,2
М 25	В 2	—	—	28,94	15,7
М 35	В 2,5	32,74	-6,5	36,17	3,3
М 50	В 3,5	45,84	-8,1	50,64	1,3
М 75	В 5	65,48	-12,7	72,34	-3,5
М 100	В 7,5	98,23	-1,8	108,51	8,5
М 150	В 10	130,97	-12,7	144,68	-3,55
М 150	В 12,5	163,71	9,1	180,85	—
М 200	В 15	196,45	-1,8	217,02	—
М 250	В 20	261,93	4,8	—	—
М 300	В 22,5	294,68	-1,8	—	—
М 300	В 25	327,42	9,1	—	—
М 350	В 25	327,42	-6,45	—	—
М 350	В 27,5	360,18	2,9	—	—
М 400	В 30	392,9	-1,8	—	—
М 450	В 35	459,39	1,9	—	—
М 500	В 40	523,87	4,8	—	—
М 600	В 45	589,35	1,8	—	—
М 700	В 50	654,84	-6,45	—	—
М 700	В 55	720,32	2,9	—	—
М 800	В 60	785,81	-1,8	—	—

* Условная марка бетона — среднее значение прочности бетона серии образцов (кгс/см³), приведенной к прочности образца базового размера куба с ребром 15 см, при номинальном значении коэффициента вариации прочности бетона.

Набор прочности бетона

● Проектная прочность бетона при условии соблюдения технологии твердения и соблюдении необходимого температурного режима не ниже +30 ºС появляется лишь на 28-й день вызревания. Если температурный режим ниже отметки в +30 ºС, то и срок твердения увеличивается, а при отрицательных температурах оно вообще прекращается. Поэтому очень важным при заливке бетона является показатель критической прочности в условиях низких температур.

● При отрицательных температурах набор прочности прекращается по причине того, что не происходит процесс гидратации — связывания молекул воды и клинкерных составляющих цемента, которые образуют цементный камень. При понижении температуры до -3 ºС и ниже начинают происходить фазовые превращения воды и потеря прочности вследствие разрушение структуры невызревшего бетона. Практические опыты показали, что те образцы, которые набрали критическую прочность до определённого состояния, продолжают набирать прочность и не разрушаются после процедуры замерзания/оттаивания. А вот те образцы, которые были подвергнуты опыту замерзания на раннем сроке твердения, имеют 50 %-ю потерю прочности.

● Для вызревания бетона разных марок до критической прочности требуется различное время. Но следует помнить, что недопустимо замораживание на первой фазе твердения раствора — во время схватывания, а также в первую неделю твердения, когда бетон достигает 60-70 % своей марочной прочности. Если после первой недели твердения бетона начинается процесс замораживания, то это лишь остановит вызревания, которое возобновится после оттаивания. В таблице указано, какую прочность (от проектной) должен набрать бетон до замораживания.

Таблица критической прочности для различных марок бетона

Марки бетона по прочности на сжатие	Критическая прочность (в % от марочной)
М 15 — М 150	не менее 50 %
М 200 — М 300	не менее 40 %
М 400 — М 500	не менее 30 %
для предварительно напряженных конструкций	не менее 70 %

● Созреванию бетона способствует повышение температуры, но не стоит забывать, что недопустимо повышать её свыше 90 ºС. Если температурный режим созревания бетонного раствора составляет порядка 75-85 ºС, то за 12 часов бетон набирает 60-70 % своей марочной прочности — это при условии, что весь процесс происходит в атмосфере насыщенного пара. Отсутствие необходимой влажности в атмосфере срывает вызревание бетона и приводит к высыханию. Для набора прочности просто необходимо наличие молекул воды, а сам процесс твердения сопровождается постоянным увлажнением. Для уменьшения времени созревания бетона в раствор добавляются модификаторы — специальные добавки.

Стойкость бетона к внешним воздействиям

● Разрушение цементного камня (коррозия бетона) может произойти по причине различных механических воздействий, проникновения воды, резкого изменения температур, негативного влияния окружающей среды. Коррозия идёт одновременно с понижением сцепления бетона с армирующими элементами, увеличением водопроницаемости и существенным уменьшением прочностных характеристик.

● Для повышения стойкости бетона к коррозии применяются следующие меры:

• Добавление в бетонные смеси гидрофобизирующих, морозостойких или жаростойких добавок.
• Использование специальных пуццолановых, кислотостойких или глинозёмистых цементов.
• Увеличение плотности бетонной смеси.
• Значительное влияние на стойкость бетона оказывает технология приготовления смеси, способы доставки и регулярность ухода.
• Виброперемешивание смеси повышает активность цементных составляющих, благодаря чему достигается макрооднородная структура теста. Технология доставки в специальных миксерах позволяет избежать расслоения бетонной смеси во время доставки на строительный объект. Виброуплотнение призвано вытеснять вездесущие пузырьки воздуха.

Стойкость бетона к воздействию высоких температур

● Обычный бетон под воздействием высоких температурных режимов не только теряет свою прочность, но и даёт усадку — в результате бетон сначала растрескивается и в последствии разрушается. В условиях эксплуатации сооружений из бетона в зоне постоянных высоких температурных режимов используется жаростойкий бетон, который обозначается BR и в соответствии с предельно допустимой температурой подразделяется на классы: от U3 (температура до +300 С) до U18 (+1800 С). Также, в зависимости от степени термостойкости существуют следующие марки:
— для водных теплосмен Т(1)5, Т(1)10, Т(1)15, Т(1)20, Т(1)30, Т(1)40;
— для воздушных теплосмен Т(2) 10, Т(2)15, Т(2)20, Т(2)25.
— где последняя цифра означает способность выдерживать изменение температур без снижения прочности и без деформации.

Марка бетона для фундамента дома, калькулятор, таблицы

Длительность эксплуатации фундамента определяет время жизни жилья, и находится в зависимости от заданной прочности бетона, который присутствует в составе фундаментной конструкции, а прочность определяет марка бетона для фундамента частного дома. Такие параметры бетона, как морозоустойчивость и водопроницаемость, тоже оказывают достаточно большое влияние на прочность бетонной основы. Но, так как эти показатели входят в эксплуатационные свойства бетона, заложенные в его марке, то при строительстве фундамента основополагающим фактором надежности является именно марочная прочность бетона.

Строительство бетонного фундамента

Компоненты бетонного раствора для фундамента

Бетонный раствор замешивают из пропорционально добавляемых сыпучих веществ и воды. Состоит смесь из вяжущего (портландцемент), гравия или щебня (наполнители), очищенного или речного песка. Сухая смесь затворяется водой. При изменении соотношений компонентов меняется и марка бетона для фундамента. На определение марки влияют и условия схватывания раствора, например, уличная температура, которая должна быть равна ≈ +20⁰С. При отклонении температуры в ту или иную сторону марочная прочность уменьшается.

Расчетную прочность бетон набирает за 28 суток, причем до половины своей прочности бетон набирает в первые 5-7 дней. Таким образом, можно, не дожидаясь полного набора прочности, приступать к дальнейшим строительным работам уже через неделю. При правильно подобранном составе бетона прочность увеличивается в течение всего срока эксплуатации бетонной конструкции. Но за основу марочной прочности устанавливается ее значение за первые четыре недели.

График прочности бетона

Марка бетона по прочности на сжатие	Критическая прочность бетона (% от марочной прочности)
M 15-M 150	≥ 50%
M 200-M 300	≥ 40%
M 400-M 400	≥ 30%
Для предварительно напряженных конструкций	≥ 70%

Расчет бетона калькулятор

Марка бетона

М100М200М250М300

Понижение уличной температуры до +15⁰C время схватывания до 50% прочности увеличивается с 5 до 14 суток. Если температура на улице опускается до +5⁰C, раствор прекращает затвердевать. Поэтому для таких температур разработаны марки зимнего бетона, в который добавляют специальные пластификаторы, отвердители и противоморозные добавки. Также при зимнем строительстве бетонную конструкцию подогревают, и для этого существуют разные методы – от шатров до укладки греющего кабеля.

Песок для замешивания раствора

Бетон приготавливается на основе разных марок портландцемента. В индивидуальном строительстве популярны следующие типы цементов марок M 400-M 500:

Портландцемент. Его особенность заключается в быстром схватывании и затвердевании: время схватывания – от 45 до 180 минут после замешивания раствора. Окончательное схватывание раствора наступает через 6-10 часов;
Шлакопортландцемент. Начало и конец схватывания раствора – 2-6 и 8-12 часов соответственно;
Пуццоланопортландцемент. Начало и конец схватывания раствора 1-5 часов и 5-12 часов;
Цемент с добавками глинозема схватывается через 50-60 минут, окончание затвердевания – через 6-8 часов.

Любой из перечисленных типов цементов подходит под фундамент на основе бетона.

Мелкие и крупные заполнители для бетонного раствора

Типы заполнителей бетонного раствора

На прочность бетона влияют заполнители и их пропорции в растворе, а также фракции гранул и влажность сыпучего материала. Песок по крупности подразделяется на:

Крупнозернистый с размером фракций 3,5-2,4 мм;
Среднезернистый с размером фракций 2,5-1,9 мм;
Мелкозернистый с размером фракций 2,0-1,5 мм;
Очень мелкий песок с размером фракций 1,6-1,1 мм;
Тонкий песок с размером фракций ≤ 1,2 мм.

Для обустройства подушки и обратной засыпки нужно использовать песок крупной и средней фракций, очищенный и без примесей в виде камней, глины и грязи. Присутствие пыли и ила не должно превышать 5% от общего объема песка.

Макроструктура бетона

Рациональные марка бетона для заливки фундамента различных классов (марки цемента по ГОСТ 10178)

Проектный класс бетона	Марки цемента
Проектный класс бетона	Рекомендуемые	Допускаемые
B 3,5-B 7,5	400	300
B 12,5-B 15	400	300; 500
B 20	400	500; 550
B 22,5	500	400; 550; 600
B 25	500	550; 600
B З0	550	500; 600
B 35	550	500; 600
B 40	600	550

Чтобы проверить степень загрязненности песка в домашних условиях, нужно взять 200 см³ песка, и высыпать его в емкость объемом 500 мл, после чего залить чистой водой. Через несколько минут воду нужно слить, залить новую порцию, емкость взболтать. Операция по смене воды повторяется до тех пор, пока вода не станет чистой и прозрачной. После этого замеряют оставшийся объем песка: если осталось 185-190 см³, то песок имеет 5% запыленность, а значит, пригоден для приготовления прочного бетона.

Набор прочности во времени

Песок для замешивания раствора батона должен быть максимально сухим. Для определения влажности существуют определенные стандарты: если влажность не превышает 1%, то песок считается сухим и его можно применять в растворе. При влажности ≈ 5% песок можно не просушивать, но добавлять в раствор меньше воды. Если влажность песка превышает 10%, песок необходимо просушить.

Объемное соотношение заполнителей в бетоне

Гравий и щебень – это результат дробления горных минералов. Дробленые фракции этих горных пород бывают следующими:

Щебень особо мелкого размера с зернами ≈ 3-10 мм;
Щебень мелкофракционный – размер зерен ≈ 10-12 мм;
Щебень средней фракции – размер зерен ≈ 20-40 мм;
Крупнофракционный щебень имеет размер зерен ≈ 40-70 мм.

Чтобы приготовить прочный бетон, рекомендуется добавлять в смесь разные фракции, чтоб зерна разных размеров максимально плотно заполняли воздушные поры в растворе, делая его плотнее, а значит, прочнее. Самая крупная фракция гранул щебня не должна превышать 30% от размера зерен самой мелкой фракции. При этом объем щебня самой мелкой фракции не должен быть больше, чем 30% от всего объема раствора.

Щебень разных фракций

Если бетонный раствор приготавливается с добавлением гравия, то параметр ВЦ (соотношение в растворе воды и цемента) нужно увеличить на 0,05, что на практике означает: воды необходимо добавлять на 5% больше, чем в раствор с щебнем. Чтобы приготовить прочный бетон для фундамента забора или дома, в раствор нужно добавлять только питьевую воду. Морская или техническая вода испортят прочностные характеристики бетона.

Бетон подразделяется на марки и классы в соответствии с его характеристиками, и в таблице отражено, бетон какой марки нужен, чтобы получить прочное сооружение:

Класс бетона по прочности	Прочность бетона кг/см2	Ближайшая марка бетона
B 5	65,5	M 75
B 7,5	98,2	M 100
B 10	131	M 150
B 12,5	163,7	M 150
B 15	196,5	M 200
B 20	261,9	M 250
B 22,5	294,4	M 300
B 25	327,4	M 350
B 30	392,9	M 400
B 35	458,4	M 450

Прочность рассчитывается на испытательных стендах, результаты исследований показывают нагрузку, которую выдержит проверяемый бетон без деформации или разрушения в долговременном периоде.

Соотношение классов и марок

Зависимость марок бетона от грунта и стройматериалов

В частном строительстве застройщики редко делают затратные расчеты на прочность, используя практический опыт и применяя три самые распространенные марки бетона:

Бетон марки M 200 оптимально подходит для обустройства фундамента легкого деревянного или пенобетонного дома;
Такие марки бетона для фундамента дома, как M 250 и M 300, хорошо зарекомендовали себя при заливке фундаментов малоэтажных бетонных или кирпичных домов;
Бетон марки M 400 и M 500 используется для фундаментов с подвалов, а также для заливки опалубки под стены в более высотных домах.

Основные параметры бетонного раствора

Чтобы точно определиться, какую марку бетона выбирать для обустройства ленточного фундамента, нужно провести исследование участка, и, если грунтовые воды залегают глубже 2 метров, то рекомендуются такие марки:

Деревянный или пенобетонный дом – фундамент из бетона марки M 200;
Одноэтажное здание из кирпича – бетон M 250;
Бетонное двух- или трехэтажное строение – бетон M 300.

Плитный фундамент нужно укладывать бетонными плитами марки M 350. Буронабивные сваи заливаются бетоном M 200 – M 250.

Дополнительные характеристики и параметры бетона

Морозоустойчивость обозначается латинской буквой «F» и означает число полных циклов заморозки и разморозки бетона без признаков разрушения и утраты заданной прочности. Показатели морозостойкости бетона при обустройстве основания необходимо использовать при возведении неотапливаемых зданий и построек. Это такие постройки, как гараж, баня, мастерская, сезонный дачный домик, и т.д. Если строится капитальный дом для постоянного проживания в нем, то морозостойкость бетона особой роли не играет, так как по большей части и стены, и фундамент, и перекрытия дома утепляются и гидороизолируются, плюс оборудуется отмостка;
Водопроницаемость. обозначается латинской буквой «W» и означает объем впитываемой бетоном влаги. После символа «W» пишутся цифры в диапазоне 2-10. Большие цифровые значения, например, W 15, применяются в промышленном строительстве, а бетон с водопроницаемостью W2-W4 чаще приходится использовать в строительстве частных объектов. Если водопроницаемость марки бетона равна W6, то бетонный раствор можно применять для плотных грунтов;
Удобоукадываемость бетонного раствора обозначается кириллическим чсимволом «П» и последующими цифрами в диапазоне 1-5. Расшифровка обозначений следующая;

Удобоукадываемость П 1 – при испытаниях бетона на прочность осадка конуса происходит на глубину 1-4 см. Такой раствор считается малопластичным или полужестким. В работе почти твердый, не сползает с лезвия лопаты;
Удобоукадываемость П 2 – осадка конуса на глубину 5-9 см. Раствор обозначается как среднепластичный;
Полулитой раствор с удобоукладываемостью П 3 означает, что осадка конуса происходит на глубину 10-15 см. Раствор легко сползает с лопаты, но остается сформованной массой;
Удобоукадываемость П 4 – это осадка конуса на глубину 16-20 см и больше. Раствор литой и почти текучий;

Удобоукладываемость бетонного раствора влияет на скорость и удобство работы с материалом. В заливке фундамента рекомендуется применять марки П 1 и П 2. С учетом приведенных данных, для фундаментов частных домов рекомендуются такие марки бетона:

Тип малоэтажного здания	Слабо пучнистые почвы	Пучнистые почвы
Каркасно-щитовое здание	M 200 (П 3 F 100 W 4)	M 250 (П 3 F 150 W 4)
Брусовое или бревенчатое	M 250 (П 3 F 150 W 4)	M 300 (П 3 F 150 W 6)
Газобетонное, пенобетонное, керамзитобетонное здание	M 300 (П 3 F 150 W 6)	M 350 (П 3 F 200 W 8)
Кирпичный или бетонный дом	M 350 (П 3 F 200 W 8)	M 400 (П 3 F 200 W 8)

При наращивании этажности здания марку бетона тоже нужно повышать, что и приведено в таблице выше.

Какое значение имеет критическое напряжение по отношению к структуре бетона? — Mvorganizing.org

Какое значение имеет критическое напряжение по отношению к структуре бетона?

Макроскопически критическое напряжение, по-видимому, связано с прочностью бетона при кратковременных, повторяющихся и длительных нагрузках, а также с вязкостью разрушения, в то время как микроскопически критическое напряжение, по-видимому, указывает на начало значительного медленного роста трещин.

Что такое ЖБИ?

fc.= сжимающее напряжение. = бетонное расчетное сжимающее напряжение. fpu. = предел прочности при предварительном напряжении.

Какова прочность на разрыв железобетона?

415 МПа

Что такое FY в бетоне?

конструкция бетонной балки. фу. = предел текучести или прочность. фит. = предел текучести или прочность поперечного.

Что такое fy и FCK?

термин fy обозначает предел текучести стали, а термин fu обозначает предел прочности стали на растяжение. Свойство пластичности стали, то есть пластичность, имеет свойство стали растягиваться до определенной точки удлинения, когда к ней прилагается сила напряжения.

Что такое полная форма FCK?

FCK	Fat Chunky Kings Разное »Еда и питание	Оцените:
FCK	Сообщество моды Kitterick Сообщество	Оцените:
FCK	Медицинская помощь при полностью ограниченном колене »Реабилитация	Оцените:
FCK	FC København Разное »Без категории	Оцените:
FCK	Комплект для смены поля Разное »Без классификации	Оцените:

Что такое сталь FYK?

В соответствии с Еврокодом 2 (EN 1992–1–1: 2004) характеристический предел текучести стальной арматуры (fyk) должен находиться в диапазоне от 400 МПа до 600 МПа, а расчетный предел текучести (fyd) должен определяться на основе фик.

Что такое бетон М20?

M20 обозначает смесь цемента, песка и заполнителя, приготовленную таким образом, что куб цементобетона размером 15 см x 15 см x 15 см формируется с характеристической прочностью (fck) 20 МПа при его осмотре после отверждения в течение 28 дней. …

Что представляют собой М и 20 в бетонной смеси М20?

Бетон марки

М20 представляет собой расшифровку бетонной смеси М, а числовое число 20 — их характеристики прироста прочности на сжатие через 28 суток после заливки и надлежащего отверждения.Их величина fck или характеристика прочности на сжатие составляет 20 Н / мм2.

Как рассчитать материалы для бетона М20?

Совокупный объем = (3 / 5,5) x 1,57 = 0,856 м3, так что это расчет для определения количества материала в бетоне марки М 20 на один кубический метр.

Что такое коэффициент качества M20?

Различные смеси (M) бывают разных пропорций смеси различных ингредиентов цемента, песка и крупных заполнителей. Например, соотношение M20 составляет 1: 1: 5: 3.

Сколько мешков с цементом в 1 м3?

Таким образом, количество цемента, необходимое на 1 кубометр бетона = 0,98 / 0,1345 = 7,29 мешка цемента. Количество материалов для производства 1 м3 бетона можно рассчитать следующим образом: Требуемый вес цемента = 7,29 x 50 = 364,5 кг. Вес мелкого заполнителя (песка) = 1,5 х 364,5 = 546,75 кг.

Как рассчитывается класс M20?

Рекомендуемое соотношение бетонной смеси для бетона марки M20 составляет 1: 1,5: 3 согласно кодовой книге.

Цемент = 1 ч.
Песок = 1,5 ч.
Агрегат = 3 части.
Общий сухой объем необходимого материала = 1,57 куб. М.

Что такое M в M20?

M20-M означает Design Mix And 20 означает прочность бетона на сжатие после 28 дней выдержки. соотношение смеси 1: 1,5: 2 M25-M означает Design Mix. А 25 обеспечивает прочность бетона на сжатие после 28 дней отверждения. Коэффициент смешивания 1: 1: 2.

Что лучше M20 или M25?

Бетон M25 жестче, чем M20.Может потребоваться больше нагрузок. Прогиб меньше по сравнению с бетоном M20, как показано на рис. 1.

Что такое бетон марки М40?

Марка

M40 — это бетонная смесь с характеристической прочностью на сжатие 40 Н / мм2. Обсуждается методика расчета смеси для бетона марки М40 по Методике ACI. Содержание: [показать] Методика расчета бетонной смеси класса M40.

Что такое M15 M20 M25?

В классификации бетонной смеси буква M обозначает смесь, а числа 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 представляют собой предварительно определенную прочность кубов 15 см после отверждения в течение 28 дней в Н / мм2, Смеси марок М10, М15, М20 и М25 примерно соответствуют пропорциям смеси (1: 3: 6), (1: 2: 4), (1:…

Что такое коэффициент M25?

Это марка бетона, прочность на сжатие которой составляет 25 Н / мм2 после 28 дней выдержки.Его получают путем смешивания цемента, мелких и крупных заполнителей в соотношении 1: 1: 2, поддерживая соотношение воды и цемента между 0,4 и 0,6.

Какая марка бетона используется для колонны?

Как правило, бетон марок М10 и М15 используется для выравнивания слоя и подстилки для фундаментов. Стандартный бетон и бетон марки М20 применим для железобетонных работ (RCC) для плит, балок, колонн и т. Д. Высокопрочный бетон находит применение в высотных зданиях.

Какая марка цемента?

Обычный портландцемент (OPC) — широко используемый цемент во всем мире в качестве основного ингредиента для бетона, строительного раствора, штукатурки и неспециальных растворов. Обычный портландцемент в основном делится на три типа: цемент 33-го сорта, цемент 43-го сорта и цемент 53-го сорта.

Какой марки цемент Ultratech?

Ultratech PPC Cement, размер упаковки: 50 кг, сорт: 53, сорт

Тип упаковки	Мешок-мешок
Марка	53 сорт
Тип	OPC (Обычный портландцемент), RHC (Быстротвердеющий цемент), QSC (Быстроотверждающийся цемент)
Размер упаковки	50 кг
Размер упаковки	50 кг

Что представляет собой полная форма цемента PPC?

Портлендский пуццолановый цемент (PPC)

Где используется цемент PPC?

Portland Pozzolana Cement (PPC) Его можно уверенно применять при строительстве гидротехнических сооружений, морских работах, при массовом бетонировании, например, плотин, дамб, фундаментов подпорных стен и канализационных труб.Он также подходит для обычных применений, таких как кладочные растворы и штукатурка.

Критические свойства бетона: Часть I

Полную версию статьи можно найти здесь.

Понимание важнейших свойств бетона обеспечивает успех при смешивании, транспортировке, укладке, отделке и обслуживании высококачественного покрытия. Требования могут меняться в зависимости от предполагаемого использования дорожного покрытия и необходимых функций участка. Таким образом, важно, чтобы подрядчик, поставщик бетона и владелец собственности поддерживали открытую коммуникацию о решениях и о том, как эти детали повлияют на результат работы с бетоном.

Однородность смеси: что нужно знать

Когда дело доходит до однородности, общая цель состоит в том, чтобы поддерживать однородную поверхность, даже если вы будете использовать различные материалы. Экологические и материальные факторы всегда меняются в зависимости от проекта. Несмотря на то, что эти изменения ожидаются, определенные свойства могут быть сохранены для каждой партии. Эти усилия помогают избежать предотвратимых проблем в конечном продукте.

Свойства материалов необходимо контролировать на каждом этапе, при необходимости корректируя пропорции.Вместо дозирования по объему всегда лучше дозировать по массе.

Вот некоторые из факторов, которые могут повлиять на однородность:

Сырье: Наилучшие результаты достигаются, когда весь цемент поступает из одной партии.
Дозирование: Измерение ингредиентов и добавление их в миксер по возможности следует производить по массе.
Операции смешивания: Этот шаг необходим для обеспечения равномерного распределения ингредиентов смеси.

Для измерения однородности бетона можно использовать различные тесты. Эти испытания могут включать в себя удельный вес, осадку, содержание крупного заполнителя, содержание воздуха, прочность на сжатие и многое другое. Для оценки однородности важно оценить репрезентативные образцы.

Обрабатываемость бетона

Термин «удобоукладываемость» означает легкость укладки и уплотнения бетона. Хорошая удобоукладываемость не только улучшает способность подрядчика укладывать свежий бетон.Но удобоукладываемость также влияет на плотность после затвердевания бетона. Многие отраслевые эксперты сходятся во мнении, что удобство использования — важный показатель единообразия.

На удобоукладываемость свежего бетона влияют несколько характеристик:

Содержание воды
Агрегаты
Цемент
Дополнительные вяжущие материалы
Вовлеченный воздух
Добавки
Температура
Время

Не только правильная работоспособность необходима для факторов окружающей среды и конечных целей, но также важно оценить, как на работоспособность будут влиять используемые инструменты.Если вы испытываете изменения в удобоукладываемости бетона, это свидетельствует об изменении других факторов, таких как окружающая среда, пропорции или сырье.

Общие испытания для измерения удобоукладываемости бетона включают испытание на осадку, испытание на коэффициент уплотнения, испытания на проникновение и испытание Вебе.

Проблемы, связанные с сегрегацией бетонных материалов

Если крупный заполнитель в бетоне отделяется от раствора, могут возникнуть общие проблемы.Обычно эта сегрегация приводит к снижению прочности и прочности бетона. Вполне вероятно, что бетон потрескается и усадится, или его текстура может быть слишком жесткой при укладке бетона.

К счастью, сегрегацию легко предотвратить с помощью правильных профилактических мер. Самое главное — использовать хорошо отсортированный заполнитель. Также следите за текстурой бетона при его укладке. Вы видите, что крупные агрегаты движутся с другой скоростью, чем более мелкие частицы и строительный раствор? Этот видимый сигнал легко идентифицировать.Если эта проблема обнаружена, важно как можно скорее связаться с заводом по производству смесей, чтобы можно было отрегулировать пропорции смеси.

Кровотечение на недавно уложенном бетоне

При новой укладке бетона вы можете увидеть появление воды на поверхности бетона. Более тяжелые частицы оседают, вынося воду на поверхность. Небольшое кровотечение помогает избежать растрескивания поверхности из-за быстрого испарения воды, что приводит к быстрому высыханию бетона.

Когда происходит чрезмерное кровотечение, под крупными частицами заполнителя часто остаются пустоты. Кроме того, поверхность может размягчиться из-за изменения соотношения водоцементных материалов.

В идеальных условиях отверждение и окончательная обработка будут происходить после окончания кровотечения. Эту реакцию вытекания можно уменьшить, увеличивая количество мелких частиц, а также используя водоредуцирующие добавки и воздухововлекающие частицы.

Укладка бетона

В конце концов, бетон затвердеет, а это означает, что удобоукладываемость теряется из-за затвердевания бетона.Химический состав смеси влияет на скорость схватывания. Например, если вам нужно замедлить схватывание, вы можете выбрать гранулированный доменный шлак или летучую золу класса F. С другой стороны, также возможно ускорение настройки в зависимости от повышения температуры.

Эти факторы имеют решающее значение для успешного размещения материалов. Установленная временная шкала влияет на график, когда материалы могут быть размещены и закончены. График совместной распиловки также необходимо скорректировать в зависимости от времени схватывания бетона.

Прочность бетона при ожидаемых нагрузках

Одно из неверных предположений в промышленности состоит в том, что прочность бетона является хорошим показателем качества бетона. Но прочность — не единственный фактор, влияющий на долговечность и характеристики дорожного покрытия.

Прочность — это измерение, определяющее способность бетона противостоять силам или напряжениям и выдерживать ожидаемые нагрузки. Если нужна повышенная прочность, то нужно скорректировать соотношение воды и цемента.Кроме того, более высокие температуры ускоряют набор прочности. Увеличение содержания воздуха также может иметь значение, поскольку более высокое содержание воздуха приводит к снижению прочности.

При испытании на прочность важно смотреть на изгиб (изгиб) и сжатие бетона. В большинстве случаев прочность на сжатие у бетона намного выше, чем на изгиб.

Можно определить раннюю прочность на стройплощадке, оценив как температуру, так и измерения времени.Тестирование необходимо проводить на этапе проектирования смеси, а также на месте с полевыми испытаниями. В зависимости от используемой смеси прочность бетона может быть достигнута от нескольких часов до нескольких дней.

Коэффициент Пуассона и модуль упругости

Как правило, модуль упругости часто коррелирует с количеством и типом заполнителя, а также прочностью бетона. Измерение модуля упругости (также известного как жесткость) бетона определит, как материалы будут выдерживать нагрузку.Эти тесты помогают определить риск появления трещин.

Коэффициент Пуассона

— это инструмент, который часто используется для измерения прогиба. На эластичность могут влиять различные факторы, которые являются теми же факторами, которые перечислены выше, которые влияют на прочность бетона.

Важные факторы, которые следует учитывать при определении прочности и рабочих характеристик бетона

Вот важные детали, которые необходимо оценить при укладке бетона:

Усадка: Когда объем или длина бетона уменьшается, это называется усадкой.Эта проблема обычно возникает из-за механизмов во время смешивания и укладки, которые влияют на потерю влаги в бетоне. Часто усадка увеличивается, когда в бетоне больше воды.
Влияние температуры: При гидратации бетона выделяется тепло, что увеличивает риск растрескивания. При повышении температуры бетон расширяется. Затем бетон снова дает усадку после охлаждения. Расширение и сжатие различаются в зависимости от типа используемых заполнителей.Если температура повысится, это ускорит скорость гидратации и время схватывания. Задача укладки бетона в условиях холодного климата — предотвратить замерзание, чтобы можно было набрать прочность.
Проницаемость: Если вы хотите повысить долговечность, важно контролировать проникновение жидкостей. Необходимо уменьшить проницаемость бетона, чтобы снизить риск растрескивания и других распространенных проблем. Лучшие стратегии снижения проницаемости — это регулировка соотношения водоцементных материалов, увеличение гидратации, применение надлежащей практики отверждения и использование дополнительных вяжущих материалов.
Морозостойкость: В холодном климате морозостойкость является важным фактором, который следует учитывать. Если дорожное покрытие имеет проблемы с морозостойкостью, то существуют риски из-за повреждений от замерзания-оттаивания, образования D-трещин, образования солей и выскакивания. Несколько шагов могут помочь улучшить морозостойкость, например, поддержание системы воздушных пустот для обеспечения пространства для движения расширяющейся воды, достижение соответствующей прочности, использование качественных материалов, использование передовых методов на каждом этапе смешивания и укладки, а также защита бетон, чтобы обеспечить достаточный набор прочности перед воздействием отрицательных температур и солей.
Сульфатостойкость: Когда сульфаты вступают в контакт с бетоном, может происходить реакция с гидратированным трехкальциевым алюминатом. В результате расширяющиеся кристаллы проникающих солей могут повредить цементное тесто и вызвать растрескивание. Эти проблемы становятся более серьезными, когда дорожное покрытие подвергается циклам влажной и сухой уборки. Чтобы снизить риск сульфатной атаки, стремитесь к низкой проницаемости и используйте смесь с низким содержанием водоцементных материалов.
Щелочно-кремнеземная реакция (ASR): Разрушение бетона не всегда совпадает с присутствием геля ASR.Чтобы контролировать растрескивание и расширение из-за ASR, можно сделать несколько вещей, таких как использование инертных заполнителей, получение правильной смеси, использование надлежащих пропорций дополнительных вяжущих материалов и использование смешанных цементов или соединений лития.
Сопротивление истиранию: Бетон должен противостоять поверхностному износу, который известен как сопротивление истиранию. Этот фактор важен для обеспечения правильного сопротивления скольжению и текстуры поверхности бетона. Чтобы улучшить сопротивление истиранию, выбирайте твердые и прочные заполнители, используйте бетон с высокой прочностью на сжатие и следите за правильными методами отделки и отверждения.

Обзор раннего возраста растрескивания

Изменения влажности и температуры влияют на расширение и усадку бетона, что может привести к растрескиванию, когда усадка превышает прочность бетона. Одна из стратегий управления местоположением и количеством усадочных трещин — своевременное размещение стыков с использованием оптимальной глубины и расстояния.

При правильных методах работы можно снизить риск растрескивания, включая все распространенные типы трещин: продольные трещины, случайные поперечные трещины, трещины пластической усадки, трещины карты, краевые и угловые трещины и т. Д.

Вот некоторые из стратегий, используемых на этапах планирования и размещения для уменьшения растрескивания в раннем возрасте:

Размещение стыков: Большинство бетонных покрытий имеют стыки, что помогает контролировать образование трещин. Необходимо предпринять стратегические шаги для планирования расположения, количества и размера сужающихся суставов. Размещение стыков создает естественную плоскость ослабления, если стыки пропиливаются с правильной глубиной, шагом и синхронизацией.
Методы отверждения: Необходимо выполнить определенные действия, основанные на контроле температуры и влажности, которые могут повлиять на место и степень растрескивания.Эти факторы различаются в зависимости от материалов и факторов окружающей среды. Отверждение помогает бетону набрать прочность до появления напряжений из-за усадки.
Выбор материалов: Усадку можно контролировать с помощью тщательного управления составом смеси и используемыми материалами. Оптимизируйте количество и размер крупного заполнителя и избегайте чрезмерного использования вяжущих материалов. Кроме того, рассмотрите возможность использования водоредуцирующих добавок для предотвращения усадки при высыхании.
Контроль влажности: Растрескивание пластической усадки можно предотвратить с помощью контроля влажности. Раннее высыхание увеличивает риск коробления, что может привести к усталостному растрескиванию. Контроль влажности всегда является важным шагом для предотвращения растрескивания, и лучшая стратегия — использовать правильные методы отверждения. После того, как бетон будет готов, как можно скорее нанесите отвердитель. Кроме того, замедлитель испарения можно нанести на поверхность бетона до завершения отделки, если вы заметите высокую скорость испарения.
Контроль температуры: Изменения температуры бетона будут влиять на скручивание или усадку, что приводит к случайному поперечному или продольному растрескиванию. Температурой можно управлять, выбирая вяжущие материалы, снижающие скорость гидратации и нагревания. Избегайте использования тонких вяжущих материалов. Рассмотрите возможность использования охлажденной воды или льда, чтобы снизить температуру используемого свежего бетона. Кроме того, избегайте укладки бетона в самое жаркое время дня.Когда бетон застывает, также важно защитить бетон от значительных изменений температуры окружающей среды. Бетон можно изолировать с помощью полиэтиленовых листов или одеял, чтобы уменьшить потери тепла с поверхности бетона.
Равномерная опора: Не упускайте из виду важность единообразной опоры для предотвращения трещин. Перед укладкой бетона необходимо тщательно подготовить основание и земляное полотно.

Полный текст статьи можно найти здесь.

% PDF-1.3 % 23 0 объект > эндобдж xref 23 76 0000000016 00000 н. 0000001884 00000 н. 0000001981 00000 н. 0000002491 00000 н. 0000002698 00000 н. 0000002779 00000 н. 0000002877 00000 н. 0000002991 00000 н. 0000003114 00000 п. 0000003173 00000 п. 0000003292 00000 н. 0000003339 00000 н. 0000003397 00000 н. 0000003515 00000 н. 0000003562 00000 н. 0000003621 00000 н. 0000003747 00000 н. 0000003794 00000 н. 0000003853 00000 н. 0000003974 00000 н. 0000004021 00000 н. 0000004079 00000 п. 0000004220 00000 н. 0000004267 00000 н. 0000004325 00000 н. 0000004445 00000 н. 0000004492 00000 н. 0000004551 00000 н. 0000004667 00000 н. 0000004714 00000 н. 0000004772 00000 н. 0000004876 00000 н. 0000004923 00000 н. 0000004981 00000 н. 0000005087 00000 н. 0000005134 00000 н. 0000005192 00000 н. 0000005310 00000 п. 0000005357 00000 н. 0000005415 00000 н. 0000005521 00000 н. 0000005568 00000 н. 0000005626 00000 н. 0000005673 00000 п. 0000005732 00000 н. 0000005779 00000 н. 0000005838 00000 н. 0000006008 00000 н. 0000006573 00000 н. 0000007053 00000 п. 0000007247 00000 н. 0000007434 00000 п. 0000007614 00000 н. 0000007635 00000 п. 0000008241 00000 н. 0000008262 00000 н. 0000008909 00000 н. 0000008930 00000 н. 0000009560 00000 н. 0000009581 00000 п. 0000010209 00000 п. 0000010230 00000 п. 0000010340 00000 п. 0000010644 00000 п. 0000010730 00000 п. 0000010909 00000 п. 0000011353 00000 п. 0000011895 00000 п. 0000011916 00000 п. 0000012530 00000 п. 0000012551 00000 п. 0000013153 00000 п. 0000013174 00000 п. 0000013252 00000 п. 0000002122 00000 н. 0000002470 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 24 0 объект > эндобдж 25 0 объект IGg; \\ i / 21jKd3s $ C9) / U (e [VI

BAM использует AI для прогнозирования критической прочности бетона

Первый в мире механизм прогнозирования прочности бетона с искусственным интеллектом (AI) был использован в проекте BAM Nuttall по расширению аэропорта Лондон-Сити

Финансирование гранта Innovate UK было использовано для разработки механизма прогнозирования прочности в сотрудничестве с Converge.Движок использует набор конкретных данных о производительности Converge.

В течение нескольких часов после заливки бетона компания Converge заявила, что может предсказать время достижения критической прочности с точностью +/- 5% на несколько дней вперед, применяя методы машинного обучения.

Прогнозы двигателя объединяют местные погодные данные, исторические данные о твердении бетона и измерения, полученные платформой для мониторинга бетона в реальном времени по результатам заливки.

Converge и BAM Nuttall заявили, что система может повысить производительность и обеспечить выполнение проектов, сэкономив миллионы фунтов, если бетон окажется на критическом пути.

Глава отдела инноваций BAM Nuttall Колин Эвисон сказал: «Этот прогресс в строительных технологиях меняет правила игры. Механизм прогнозирования Converge дает нам представление о характеристиках материала, которые мы не считали возможными. Мы рады, что являемся отраслевым партнером Converge и выводим на рынок этот захватывающий новый инструмент ».

Руководитель продукта

Converge, Сэм Элленби, добавил: «Наши пользователи ждали, пока бетон наберет критическую прочность, прежде чем планировать следующие действия, но это часто означало, что командам на стройплощадке, которые должны были взломать опалубку или натянуть плиту, были развернуты другие участки, когда пришло время действовать.Таким образом, критические действия часто откладывались ».

Converge и BAM Nuttall говорят, что они довольны результатами в аэропорту Лондон-Сити и ищут другие возможности для использования этой технологии в реальных проектах.

Машинное обучение в строительстве

Машинное обучение может помочь строительной отрасли автоматизировать рабочие процессы, дополнительно повышая эффективность и помогая вносить предложения, основанные на тенденциях исторических данных, для повышения качества работы.

Использование машинного обучения может помочь предотвратить перерасход средств, помочь в разработке, предлагая генеративный дизайн, помочь обучить сотрудников созданию более безопасных рабочих условий, помочь снизить затраты за счет максимальной эффективности и многое другое.

Высокопрочный бетон — Что, почему и как? — Готовая смесь Nevada

Информация Национальной ассоциации товарных бетонных смесей

ЧТО такое высокопрочный бетон?

Это тип бетона с высокими эксплуатационными характеристиками, как правило, с указанной прочностью на сжатие 6000 фунтов на квадратный дюйм (40 МПа) или выше. Прочность на сжатие измеряется на испытательных цилиндрах 6 × 12 дюймов (150 × 300 мм) или 4 × 8 дюймов (100 × 200 мм), как правило, при 56- или 90-дневном возрасте или некотором другом заданном возрасте в зависимости от области применения.Производство высокопрочного бетона требует дополнительных исследований и большего внимания к контролю качества, чем производство обычного бетона.

ЗАЧЕМ нам нужен высокопрочный бетон?

Для ввода бетона в эксплуатацию в более раннем возрасте, например, вскрытие тротуара через 3 дня.
Для строительства высотных зданий за счет уменьшения размеров колонн и увеличения доступного пространства.
Для возведения надстроек большепролетных мостов и повышения прочности мостовых настилов.
Для удовлетворения особых потребностей в специальных областях применения, таких как долговечность, модуль упругости и прочность на изгиб. Некоторые из этих приложений включают плотины, крыши трибун, морские фундаменты, гаражи и промышленные полы для тяжелых условий эксплуатации. (Обратите внимание, что высокопрочный бетон не гарантирует долговечность бетона.)

КАК разработать высокопрочную бетонную смесь?

Оптимальный дизайн бетонной смеси является результатом выбора доступных на месте материалов, которые делают свежий бетон пригодным для укладки и отделки, а также обеспечивают повышение прочности и другие желаемые свойства затвердевшего бетона, как указано проектировщиком.Вот некоторые из основных понятий, которые необходимо понимать для высокопрочного бетона:

Заполнители должны быть прочными и долговечными. Они не обязательно должны быть твердыми и иметь высокую прочность, но должны быть совместимы по жесткости и прочности с цементным тестом. Обычно для более прочного бетона используется крупный заполнитель меньшего и максимального размера. Песок может быть крупнее, чем разрешено ASTM C 33 (модуль крупности выше 3,2) из-за высокого содержания мелких частиц в цементных материалах.
Высокопрочные бетонные смеси будут иметь высокое содержание вяжущих материалов, которые увеличивают теплоту гидратации и, возможно, более высокую усадку, что может привести к растрескиванию. Большинство смесей содержат один или несколько дополнительных вяжущих материалов, таких как летучая зола (класс C или F), измельченный гранулированный доменный шлак, микрокремнезем, метакаолин или природные пуццолановые материалы.
Высокопрочные бетонные смеси, как правило, должны иметь низкое соотношение воды и цемента (Вт / см).Отношение Вт / см может находиться в диапазоне от 0,23 до 0,35. Эти низкие отношения масс. / См достижимы только при достаточно больших дозах высокодисперсных водоредуцирующих добавок (или суперпластификаторов), соответствующих типу F или G по ASTM C 494. Водоредуктор типа A можно использовать в комбинации.
Общее содержание вяжущего материала обычно составляет около 700 фунтов / ярд3 (415 кг / м3), но не более примерно 1100 фунтов / ярд3 (650 кг / м3).
Использование воздухововлекающего материала в высокопрочном бетоне значительно снизит потенциал прочности.

Потребуется больше внимания и оценки, если технические условия устанавливают ограничения для других свойств бетона, таких как ползучесть, усадка и модуль упругости. Инженер может установить ограничения на эти свойства при проектировании конструкции. Текущие исследования могут не предоставить необходимого руководства для эмпирических соотношений этих свойств из традиционных тестов, и некоторые из этих тестов являются довольно специализированными и дорогостоящими в проведении для оценки смеси. По теоретическим соображениям, более низкая ползучесть и усадка, а также высокий модуль упругости могут быть достигнуты при более высоком уровне заполнителя и меньшем объеме пасты в бетоне.Этого можно добиться, используя заполнитель самого крупного возможного размера и мелкий заполнитель среднего и крупного размера. Заполнитель меньшего максимального размера, такой как 3/8 дюйма (9,5 мм), может использоваться для получения очень высокой прочности на сжатие, но при этом могут быть нарушены требуемые свойства, такие как ползучесть, усадка и модуль упругости. Если возникают трудности с достижением высокой прочности, простое добавление большего количества вяжущего материала может не повысить прочность. Такие факторы, как вредные материалы в заполнителях, покрытия из заполнителя, грани излома крупного заполнителя, форма и текстура, а также ограничения испытаний могут помешать достижению более высокой прочности.Окончательные пропорции бетонной смеси определяются опытными партиями в лаборатории или небольшими партиями полевого производства. Производство, транспортировка, укладка и отделка высокопрочного бетона могут значительно отличаться от процедур, используемых для обычного бетона. Для критических проектов настоятельно рекомендуется провести пробную заливку и оценку и включить их в контракт в качестве статьи оплаты. Предварительные встречи и встречи перед строительством очень важны для обеспечения успеха проектов с использованием высокопрочного бетона.Во время строительства следует принять дополнительные меры для защиты от пластической усадки и термического растрескивания в более толстых секциях. Перед снятием опалубки для высокопрочного бетона может потребоваться больше времени.

Цилиндры для испытаний из высокопрочного бетона должны быть тщательно отформованы, выдержаны, закрыты крышками и испытаны. Необходимы особая осторожность и внимание при обращении с образцами испытательных цилиндров в очень раннем возрасте. Может наблюдаться более медленное время схватывания высокопрочных бетонов. Стандарты ASTM постоянно пересматриваются с учетом дополнительных специальных мер предосторожности, необходимых при испытании высокопрочного бетона.Особое внимание следует уделять типу формы, отверждению, типу закрывающего материала цилиндра, а также характеристикам и нагрузочной способности испытательной машины.

Список литературы

Отчет о современном состоянии высокопрочного бетона, ACI 363R, ACI International, Фармингтон-Хиллз, Мичиган, www.aciint. орг.
Руководство по контролю качества и испытаниям высокопрочного бетона, ACI 363.2R, ACI International Farmington Hills, MI.
Создание сбалансированной смеси для высокопрочного бетона, Брайс Саймонс, Производитель бетона, октябрь 1995 г., www.worldofconcrete.com.
Начало работы с высокопрочным бетоном, Рон Бург, производитель бетона, ноябрь 1993 г.
Влияние параметров испытаний на измеренную прочность на сжатие высокопрочного (90 МПа) бетона, Ник Дж. Карино и др., NISTIR 5405, октябрь 1994 г., Национальный институт стандартов и технологий, Гейтсбург, Мэриленд, www.nist.gov .
Бетон, 10 000 фунтов на квадратный дюйм, Джеймс Э. Кук, ACI Concrete International, октябрь 1989 г., ACI International, Фармингтон-Хиллз, Мичиган.

Назад к конкретным советам

ИСПОЛЬЗУЕТСЯ С РАЗРЕШЕНИЯ NRMCA

Критический обзор экспериментальных исследований прочностных и долговечных свойств бетона, включающего минеральные добавки и волокна, автор Пуввада Вирендра, доктор Б. Сарат Чандра Кумар :: SSRN

International Journal of Advanced Research in Engineering and Technology, 11 (6), 2020, pp. 674-704.

31 стр. Размещено: 28 авг.2020 г.

См. Все статьи Пуввады Вирендра Ученый-исследователь, Образовательный фонд Конеру Лакшамаиа, Зеленые поля, Ваддесварам, округ Гунтур, Андхра-Прадеш, Индия
Технологический институт Каллама Харанадхаредди; Профессор Департамента гражданского строительства Образовательного фонда Конеру Лакшамаиа, Зеленые поля, Ваддесварам, округ Гунтур, Андхра-Прадеш, Индия.
Дата написания: 2020
Абстрактные
Огромное производство цементобетона вызывает проблемы с окружающей средой, с одной стороны, и неконтролируемое использование природных ресурсов, с другой стороны. Из-за опасности для экологии было проведено множество исследований по использованию промышленных побочных продуктов в качестве дополнительного вяжущего материала (SCM) при производстве бетона. Обычный бетон имеет очень низкую прочность на разрыв, низкую пластичность и устойчивость к растрескиванию.Внутренние микротрещины в бетоне и его низкая прочность на растяжение связаны с распространением таких микротрещин. Включение в некоторый процент волокон улучшает деформационные свойства, а также трещиностойкость, пластичность, прочность на изгиб и вязкость бетона. За последние годы мы стали свидетелями обширных исследований в области бетона, где его заменяли различными материалами, чтобы уменьшить углеродный след, а также сделать его экономичным. Настоящий обзорный документ в первую очередь посвящен исследованиям, проводимым в области фибробетона, включающего различные минеральные добавки и волокна, которые включают экспериментальные исследования свойств прочности и долговечности, воздействия на волокна и т. Д.Последние достижения в области фибробетона подтверждены в данной статье. Рассмотрены различные минеральные добавки в виде бинарных, тройных или четверных смесей с цементом, добавленным к моноволоконному и гибридному фибробетону. Настоящий обзор в основном посвящен бетонам, армированным базальтовыми волокнами (BF) и стекловолокном (GF), и их гибридизации с различными органическими и неорганическими волокнами. Чтобы получить четкую картину настоящего исследования, сначала рассматривается и обсуждается влияние включения моноволокон, гибридных волокон в обычный бетон и влияние минеральных добавок (бинарных, тройных, четырехкомпонентных смесей) на моноволоконный и композитный фибробетон на прочностные свойства. с последующим их долгосрочным сроком службы.Этот обзор показал, что гибридизация BFRC и GFRC со смесями приведет к повышению прочности и долговечности бетона. Однако долговечность бетона, армированного фиброй, с двойным, тройным и четверным смешиванием, является проблемой, которая еще не была тщательно исследована.
Ключевые слова: Бетон, Минеральная добавка, Волокно, Гибридное волокно, Бинарное, Тройное, Четверное, Прочность, Долговечность, GFRC, BFRC, Армированный волокном бетон (FRC)
Рекомендуемое цитирование: Предлагаемая ссылка
Вирендра, Пуввада и Чандра Кумар, д-р.Б. Сарат и Чандра Кумар, доктор Б. Сарат, Критический обзор экспериментальных исследований свойств прочности и долговечности бетона, включающего минеральные добавки и волокна (2020). International Journal of Advanced Research in Engineering and Technology, 11 (6), 2020, pp. 674-704., Доступно в SSRN: https://ssrn.com/abstract=3657181 Методы машинного обучения для прогнозирования прочности бетона на сжатие — Сильва и др. 2020a
Реферат
Обычный бетон является наиболее распространенным материалом, используемым в гражданском строительстве, и его поведение сильно нелинейно, в основном из-за его неоднородных характеристик.Прочность на сжатие является одним из важнейших параметров при проектировании бетонных конструкций и широко используется инженерами. Этот параметр обычно определяется с помощью дорогостоящих лабораторных тестов, что приводит к потере ресурсов, материалов и времени. Однако искусственный интеллект и его многочисленные приложения являются примерами новых технологий, которые успешно используются в научных приложениях. Модели искусственной нейронной сети (ИНС) и машины опорных векторов (SVM) обычно используются для решения инженерных проблем.В этой работе спроектированы, реализованы и испытаны три модели для определения прочности бетона на сжатие: Random Forest, SVM и ANN. Предварительная обработка данных, статистические методы и методы визуализации данных также используются для лучшего понимания базы данных. Наконец, полученные результаты показывают высокую эффективность и сравниваются с другими работами, в которых также учитывается прочность бетона на сжатие.
Ключевые слова : Прочность бетона на сжатие, искусственная нейронная сеть, машина опорных векторов, случайный лес
1.Введение
Обычный бетон — наиболее распространенный материал, используемый в гражданском строительстве, представляющий собой смесь воды, цемента и различных заполнителей. Его стойкость в основном зависит от таких факторов, как расход цемента, водоцементный фактор, степень конденсации и характер заполнителей. Прочность бетона на сжатие довольно велика, но прочность на разрыв намного ниже. Благодаря этому бетон можно отнести к хрупким материалам, имеющим совершенно разные прочностные характеристики при испытаниях на растяжение и сжатие [1].
Прочность бетона на сжатие по-прежнему является одним из наиболее широко используемых параметров в строительной инженерии при проектировании железобетонных конструкций. Характеристики бетона, если они определены эмпирически, могут зависеть от нелинейных факторов при использовании испытания бетона на сжатие в качестве разрушающей процедуры на конкретных образцах. Однако эта деятельность требует времени, планирования и финансовых ресурсов, поскольку обычно используемый коэффициент прочности на сжатие получается на 28-й день [2].
Технологический прогресс позволяет решать инженерные проблемы с помощью методов машинного обучения, а их приложения могут служить хорошими примерами исследуемых областей с разными ожиданиями и реалистичными результатами. В целом системы искусственного интеллекта показали свою способность решать реальные проблемы, особенно в нелинейных задачах [3]. Структурная инженерия стала областью значительного развития благодаря внедрению и тестированию новых вычислительных моделей, которые способны предсказывать различные свойства бетонных смесей.В случае поведенческих моделей распознавание образов является конструктивным, и могут использоваться методы вычислительного интеллекта. Био-модели также могут быть отличным помощником при проектировании конструкций для гражданского строительства [4–8]. С развитием искусственного интеллекта стало легче прогнозировать прочность бетона на сжатие. По сравнению с другими традиционными методами регрессии машинное обучение использует определенные алгоритмы, которые могут учиться на входных данных и давать очень точные результаты.
В настоящее время для прогнозирования прочности бетона на сжатие используется несколько алгоритмов машинного обучения, среди которых модели случайного леса, искусственной нейронной сети и опорных векторных машин. Ниже приводится краткий обзор по этой теме.
Недавно Feng et al. [9] использовали новую технику под названием XGBoosting для прогнозирования прочности бетона на сжатие с хорошими результатами. Они также использовали ИНС и SVM для сравнения полученных результатов с превосходными прогнозами. Модели ANN и Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS) были использованы для прогнозирования прочности на сжатие цементного раствора [10].В статье демонстрируется способность моделей ИНС и ANFIS приближать прочность строительных растворов на сжатие надежно и надежно. Кроме того, ИНС применялись для прогнозирования прочности бетона, содержащего строительные отходы, бетона из вторичного заполнителя [11] и самоуплотняющегося бетона, содержащего зольный остаток [12]. ИНС были снова использованы для прогнозирования прочности экологически чистого бетона [13]. Они показали, что модели ИНС могут обеспечить высокопроизводительный прогноз прочности бетона на сжатие.Применение ИНС для прогнозирования прочности на сжатие бетона, содержащего нанокремнезем и медный шлак, также рассматривалось Читра и др. [14], показав многообещающие результаты. Были использованы такие методы машинного обучения, как ИНС и SVM [15], а SVM методом наименьших квадратов была улучшена с использованием метаэвристической оптимизации для прогнозирования прочности на сжатие высокопроизводительного бетона [16]. Сравниваемая точность различных методов интеллектуального анализа данных была применена для прогнозирования прочности на сжатие экологически чистого бетона [17], а подходы машинного обучения были использованы для анализа прочности на сжатие геополимерного бетона на основе золы зеленой мухи [18].Наконец, Chou et al. [19,20] и Young et al. [21] также рассматривал набор данных для тестирования методов SVM и ANN и других методов машинного обучения, таких как градиентное усиление и случайный лес.
В этой статье основное внимание уделяется использованию методов вычислительного интеллекта, особенно случайного леса, искусственной нейронной сети (ИНС) и машины опорных векторов (SVM), для анализа прогноза прочности бетона на сжатие, с упором на точность и эффективность, а также их потенциал для решения проблем. с экспериментальными данными.Это исследование также направлено на то, чтобы внести свой вклад в знания о применении вычислительных моделей в прогнозировании прочности бетона на сжатие с использованием методов машинного обучения и предварительной обработки, таких как GridsearchCV и перекрестная проверка, сравнивая полученные результаты с другими исследованиями в доступных литература.
2. Вычислительные эксперименты — База данных материалов и методы
Прочность бетона на сжатие требовала определения, чтобы получить надежные данные в литературе.Выбранная база данных была опубликована в статье Йе [22]. Языком программирования, используемым для реализации этих моделей, был Python, и в этой работе также использовались Sci-kit-learn и библиотека Keras. Первоначально были протестированы несколько нейронных сетей, чтобы получить предварительный результат прочности бетона на сжатие. Чтобы улучшить эти результаты, были также реализованы другие вычислительные модели и методы предварительной обработки данных.
2.1. Предварительная обработка и визуализация данных
Визуализация и предварительная обработка базы данных направлены на получение лучшего понимания набора данных, который необходимо изучить.Первый предназначен для визуализации корреляций между входами и выходами для достижения этой цели.
Гистограммы могут помочь лучше понять данные, показывая информацию о каждой записи. Цель использования гистограмм — оценить, имеет ли база данных нормальное распределение или смещено влево или вправо. Полученные цифры помогают пользователю более эффективно визуализировать и анализировать ресурсы и облегчают выбор наиболее подходящих вычислительных моделей [23].Более того, графики плотности — это переменные, которые дают представление о распределении каждого объекта в наборе данных. На этих графиках можно увидеть плавную кривую распределения, проведенную поверх каждой гистограммы. Ящичные диаграммы — еще один эффективный способ суммировать распределение каждого доступного ресурса в наборе данных. Эти поля полезны, потому что они дают лучшее представление о медианном значении, а также о первом и последнем квартилях используемых данных.
Наконец, корреляционная матрица — это фактор, который указывает, как две переменные связаны в наборе данных.Эта матрица описывает отношения между любой парой переменных. В этой матрице можно увидеть, коррелированы ли переменные положительно или отрицательно. Полученное значение показывает, насколько тесно связаны эти данные. Корреляционная матрица может дать лучшее представление о том, как можно использовать регрессионную модель. Сильно коррелированные входные переменные могут влиять на производительность конкретных алгоритмов [24].
Перед применением набор данных необходимо предварительно обработать. Методы предварительной обработки доказали свою эффективность и могут улучшить производительность вычислительных моделей [25].В этом проекте база данных была предварительно обработана с использованием метода масштабирования объектов. Этот метод предполагает преобразование всех характеристик в стандартную шкалу [26,27]. Обычно ресурсы преобразуются в диапазоне от 0 до 1. Масштаб необходим для построения модели машинного обучения, потому что евклидово расстояние между точками может привести к точке доминирования, оказывая более значительное влияние на переменную цель.
Для получения лучших результатов база данных обычно разделяется на данные для обучения и тестирования.Таким образом, алгоритм обучается с объемом данных, который проверяется на тестовом наборе. Это сделано для того, чтобы гарантировать, что полученный результат не будет предвзятым и будет учиться только на аналогичных данных, используемых для обучения. Набор данных реорганизуется с повторной выборкой. В этой работе используются перекрестная проверка и GridsearchCV. Существует несколько типов перекрестной проверки. Однако наиболее распространенным является метод k -кратности. В этом методе создается несколько образцов k , причем каждый образец откладывается, пока модель тренируется с остатком.Процесс повторяется до тех пор, пока не удастся определить «качество» каждого наблюдения. Наиболее распространенные значения количества выборок — от 5 до 10. Этот метод чаще всего используется, когда объем данных меньше или недостаточен для получения хорошего результата с более простым делением [24–26].
GridsearchCV используется как процесс настройки, который использует гиперпараметрию для определения оптимальных значений для данной модели. Это означает, что производительность всей модели основана на значениях указанного гиперпараметра.GridsearchCV выполняет исчерпывающий поиск по указанным параметрам. Этот метод требует больших вычислительных ресурсов, но дает отличные результаты [28,29].
2.2. Методы
2.2.1. Случайный лес
Модели случайного леса построены из набора деревьев решений [30,31]. Их легко использовать без множества стратегий предварительной обработки. Идея состоит в том, чтобы построить коллекцию деревьев с контролируемым изменением. Случайный лес — это метод кластеризации, который может выполнять задачи регрессии и классификации с использованием нескольких деревьев решений и начальной агрегации, обычно известной как бэггинг.Бэггинг в методе случайного леса включает обучение каждого дерева решений с помощью другой выборки данных, где выборка выполняется с заменой. Самая большая проблема с деревьями решений заключается в том, что они имеют тенденцию чрезмерно соответствовать обучающим данным. Сокращение ошибок — наиболее распространенный способ избежать проблем такого типа [32]. В этом проекте модель случайного леса определяется с помощью GridsearchCV.
2.2.2. Машина опорных векторов
SVM — это популярные алгоритмы обучения, которые работают с задачами классификации и регрессии.Помимо выполнения линейной регрессии и классификации, SVM также хорошо работает с нелинейными данными [33,34]. Для сортировки линейно разделяемых данных могут быть разные гиперплоскости, которые могут разделять данные. Проблема здесь заключалась бы в том, чтобы найти гиперплоскость (маржу), которая могла бы максимизировать разделение между двумя классами [35]. Следовательно, SVM можно определить как метод машинного обучения, который можно использовать для задач регрессии и классификации. Этот метод создает многомерное гиперплоскостное пространство для разделения набора данных на разные классы.
В этой статье регрессор опорных векторов использовался как метод непараметрической регрессии, основанный исключительно на функциях ядра. Цель состоит в том, чтобы найти функцию f (x) {\ displaystyle f (x)}, которая отклоняется от yn {\ displaystyle y_ {n}} на значение, не превышающее ε {\ displaystyle \ varepsilon} для каждой точки обучения. в нашем наборе данных и остается максимально плоским [34–36].
Поскольку набор данных является многомерным контролируемым набором данных, некоторые из ядер, используемых для сравнения регрессии, могут быть линейными, полиномиальными или RBF [37].{2}}. Таким образом, можно оценить наилучшую производительность реализованной модели, используя различные ядра, значения ε {\ displaystyle \ varepsilon} и параметры γ {\ displaystyle \ gamma}.
2.2.3. Искусственная нейронная сеть
ИНС — типичный пример современного метода, который решает различные инженерные задачи, которые невозможно объяснить традиционными методами. Нейронная сеть может собирать, запоминать, анализировать и обрабатывать большой объем данных, полученных с помощью экспериментальных тестов [38,39].Данные обучения имеют решающее значение для сети, поскольку они передают информацию, необходимую для поиска оптимальной рабочей точки. ИНС — одна из наиболее полезных вычислительных моделей, используемых в задачах контролируемой регрессии и классификации обучения, и работает в основном с тремя уровнями: входным слоем, скрытыми слоями и выходным слоем. Однако производительность ИНС в основном зависит от производительности скрытых слоев.
Количество нейронов во входном слое — это шаблон, обычно представляемый нейронной сети.Каждый нейрон на входном слое должен представлять независимую переменную, которая влияет на результат работы сети. Следовательно, количество узлов во входном слое равно количеству входов.
Проблемы, требующие двух или более промежуточных слоев, являются необычными. Нейронная сеть с двумя промежуточными слоями может представлять функции любой формы. Следовательно, теоретических причин для использования более двух средних слоев нет. Однако чем больше количество слоев нейронов, тем лучше производительность нейронной сети.Это потому, что это увеличивает способность к обучению [40]. Кроме того, входной слой может иметь определенный нейрон, называемый смещением, который увеличивает степени свободы, позволяя нейронной сети лучше адаптироваться к знаниям.
Количество нейронов в выходном слое напрямую связано с задачей, которую выполняет нейронная сеть. В общем, количество нейронов, которые должен иметь классификатор, равно количеству отдельных групп.
При построении ИНС важно учитывать подходящую архитектуру модели.{T} X + b)} (2)

Однако ему необходимо обучить нейронную сеть и оценить результаты, используя некоторую функциональную ошибку, и распространить ее по нейронной сети путем обновления весов (w {\ displaystyle w}) и смещения (b {\ displaystyle b}). {\ textstyle {\ hat {y}}} — это прогнозируемое значение y {\ textstyle y}, а y {\ textstyle y} — среднее значение y {\ textstyle y}, y. ¯ {\ textstyle {\ overline {y}}} — среднее значение всех измеренных значений, а N {\ textstyle N} — общее количество выборок в наборе данных.
3. Результаты моделирования и анализ
3.1. База данных
Как уже было сказано, эта работа потребовала сбора экспериментальных данных для определения прочности бетона на сжатие с помощью вычислительных средств. Выбранная база данных была получена из исследований Йе [22]. В этой базе данных представлено 1030 экспериментальных испытаний на сжатие и напряжение. Были использованы восемь входных переменных, как показано ниже:
* цемент;
* доменный шлак;
* летучая зола;
* вода;
* суперпластификатор;
* крупный заполнитель;
* мелкий заполнитель;
* возраст.
Выходная переменная — прочность бетона на сжатие (Fc {\ displaystyle F_ {c}}).
На рисунке 1 показаны статические параметры, такие как максимумы и минимумы входных и выходных компонентов. На рисунке представлена тепловая карта, которая графически представляет измеренное значение числовых данных с использованием цветовой схемы, с теплыми цветами, представляющими высокое значение точек данных, и холодными цветами, представляющими точки данных с низким значением набора данных.
Рисунок 1 .Статистические параметры данных

Видно, что представленная база данных, предоставленная Йе [22], является достаточно консолидированной и имеет правильное распределение для входных и выходных переменных. Этот факт облегчает применение вычислительных методов, подобных представленным в данной работе. В литературе также есть несколько исследований, в которых используется одна и та же база данных, так что можно провести справедливое сравнение их результатов с результатами, полученными здесь.
Визуализация гистограмм, прямоугольников плотности и прямоугольных диаграмм, полученных из используемой базы данных, представлена на рисунке 2.Как указывалось ранее, эта визуализация призвана дать лучшее представление о том, какой метод более подходит для получения лучшего соответствия моделям машинного обучения. Переменные имеют почти нормальное распределение. Таким образом, можно увидеть, что эффективность алгоритмов обучения может быть повышена.
Рисунок 2 . Гистограммы и графики плотности

На рисунке 3 показаны прямоугольные диаграммы для используемых переменных.Также был проведен анализ значений выбросов для каждой входной и выходной переменной, и результаты приведены в таблице 1. Можно увидеть правильное распределение с не более чем 10% выбросов в любом атрибуте.
Рисунок 3 . Коробчатый сюжет
Таблица 1 . Анализ выбросов
Атрибуты модели Ценности
Количество выбросов Процент выбросов
Цемент (кг / м³) 0 0.00
Доменный шлак (кг / м³) 2 0,19
Летучая зола (кг / м³) 0 0,00
Вода (кг / м³) 9 0,87
Суперпластификатор (кг / м³) 10 0,97
Крупный заполнитель (кг / м³) 0 0,00
Мелкий заполнитель (кг / м³) 5 0.49
Возраст (дни) 59 5,73
Прочность бетона на сжатие (МПа) 4 0,39

На рисунке 4 представлена корреляционная матрица данных, используемых в модели. Матрица корреляции не показывает корреляции между переменными, используемыми в вычислительной модели. Таким образом, можно сказать, что компоненты в основном независимы друг от друга.
Рисунок 4 .Корреляционная матрица

Для построения используемых прогнозных моделей собранные экспериментальные данные были разделены на две части: обучающий набор и набор для тестирования. Обучающий набор используется для получения окончательного сильного ученика, а набор для тестирования используется для демонстрации точности модели при прогнозировании прочности на сжатие. Результаты, представленные в этой статье, использовали 85% данных (875 выборок) для обучения компьютерных моделей; оставшиеся 15% данных (155 образцов) были использованы для тестирования.Стоит подчеркнуть, что перекрестная проверка использовалась для выбора лучших параметров для каждого метода, поэтому не было необходимости использовать набор проверки данных.
3.2. Случайный лес
Для модели машинного обучения случайного леса лучшие параметры для использования в ядре были определены после нескольких тестов. GridsearchCV и перекрестная проверка использовались, чтобы найти лучшую корреляцию с базой данных и моделью и предотвратить переоснащение моделей. В таблице 2 представлен диапазон параметров, используемых в GridsearchCV, и лучшие параметры, использованные в экспериментах для алгоритма случайного леса.
Таблица 2 . Диапазон параметров и лучшие параметры, использованные в экспериментах случайного леса
Параметр Диапазон Настройка
Максимальная глубина 4-10 10
Максимум конечных узлов 100-120 120
Минимальное количество образцов, необходимое для разделения 7-9 7
Количество деревьев в лесу 400-500 500

На рисунке 5 показано графическое представление результатов тестового набора данных.{2}}.
Рисунок 5 . Сравнение исходных и ожидаемых результатов для случайного леса
Рисунок 6 . Связь между испытанной и прогнозируемой прочностью на сжатие для случайного леса

Модель Random Forest показывает отличные характеристики при прогнозировании значений прочности бетона на сжатие. Для набора обучающих данных показатели производительности R2 = 0.{2} = 0,902} и RMSE = 5,614 {\ displaystyle RMSE = 5,614} МПа. Коэффициент ошибок очень низкий и указывает на то, что модель случайного леса хорошо подходит для инженерной практики.
3.3. Машина опорных векторов
Для модели обучения SVM были определены лучшие параметры, которые будут использоваться в ядре. Поскольку GridsearchCV использовался в этой работе для оценки возможных ядер, можно было применять линейные, полиномиальные и RBF. {2}}.Таким образом, можно оценить лучшую производительность модели для разных ядер, значений ε {\ displaystyle \ varepsilon} и параметров γ {\ displaystyle \ gamma}. В таблице 3 представлен диапазон параметров, используемых в GridsearchCV, и лучшие параметры, использованные в экспериментах для алгоритма SVM.
Таблица 3 . Диапазон используемых параметров и наилучшие параметры для экспериментов SVM
Параметр Диапазон Настройка
С 10-500 100
градусов 3-5 3
Эпсилон 0.1-1 0,1
Ядро RBF-линейно-сигмовидный RBF

На рисунке 7 показано графическое представление результатов тестового набора данных. На рисунке 8 представлена взаимосвязь между прогнозируемыми значениями прочности на сжатие и испытанными значениями прочности на сжатие для тренировочного и испытательного наборов. {2} = 0.{2} = 0,829} и RMSE = 7,456 {\ displaystyle RMSE = 7,456}. Коэффициент ошибок низкий и, несмотря на то, что он больше, чем тот, который был обнаружен методом случайного леса, также указывает на то, что модель SVM подходит для инженерной практики. Однако этот метод не кажется лучшим подходом для этой базы данных.
3.4. ИНН
Текущая модель использует Keras, библиотеку нейронной сети с открытым исходным кодом, доступную на Python. Keras использовался на сервере TensorFlow [41,42]. Нейронная сеть обучалась с помощью оптимизатора SGD.Определенная архитектура с наилучшим результатом представлена, как показано на рисунке 9.
Рисунок 9 . Схематическое изображение ИНС

Восемь нейронов использовались для входного слоя. Далее использовали 2 промежуточных слоя по 10 нейронов в каждом. Один нейрон использовался в выходном слое (прочность бетона на сжатие). Функции активации для начального и промежуточного уровней — ReLU.Это решение было принято на основе его хорошо известной производительности для задач регрессии [43,44]. В последнем слое было необходимо использовать линейную функцию активации, поскольку это регрессионный метод [45]. Униформа Glorot использовалась для инициализации весов с небольшими числами, близкими к 0 [46].
На рисунке 10 показано графическое представление результатов набора тестовых данных, где сравниваются исходные и прогнозируемые значения. На рисунке 11 представлена взаимосвязь между прогнозируемыми значениями прочности на сжатие и испытанными значениями прочности на сжатие для тренировочного и тестового наборов.{2}} для обоих комплектов.
Рисунок 10 . Сравнение исходных и ожидаемых результатов ИНС
Рисунок 11 . Связь между испытанной и прогнозируемой прочностью на сжатие для ИНС

Модель ИНС показывает хорошие результаты при прогнозировании значений прочности бетона на сжатие. Для набора данных обучения R2 = 0.{2}} RMSE (МПа) Время выполнения (секунды) Случайный лес 0,902 5,614 5,506 SVM 0,829 7,456 0,247 ANN 0,893 5,881 86,46

Лучшей моделью по выбранным параметрам производительности стал Random Forest. Это может быть связано с тем, что алгоритмы случайного леса, как известно, проще в использовании и имеют высокую скорость обучения.Алгоритмы ИНС по-прежнему показывают хорошие результаты и занимают второе место по производительности, выбранной в этой работе. Однако, как видно, у них значительно больше процессорного времени.
Результаты для результатов параметров набора тестов также сравниваются с некоторыми предыдущими исследованиями с использованием алгоритмов случайного леса, SVM и ANN с тем же набором данных Yeh, как показано в таблице 5. {2}} RMSE (МПа) Chou et al.[19] ANN 0,88 — SVM 0,91 — Chou et al. [20] ANN — 7,9 SVM — 5,5 Young et al. [21] Случайный лес 0,86 5,7 ANN 0,82 6,3 SVM 0.83 6,4 Эта статья Случайный лес 0,90 5,6 SVM 0,83 7,5 ANN 0,89 5,9

Результаты RMSE, полученные в этом исследовании, немного лучше, чем результаты, полученные в предыдущих исследованиях. Полученные общие результаты производительности значительно лучше для ИНС и случайного леса.Однако такое поведение не происходит с SVM. Тем не менее, результаты производительности, полученные для этого типа алгоритма, по-прежнему согласуются с результатами, полученными в существующей литературе.
4. Выводы
Эта работа направлена на представление исследования вычислительного интеллекта, применяемого для определения прочности бетона на сжатие из базы данных, полученной в исследованиях Йе [22]. Были использованы три вычислительных метода машинного обучения и искусственного интеллекта: случайный лес, машины опорных векторов и искусственные нейронные сети.{2} = 0.902} и RMSE = 5.614 {\ displaystyle RMSE = 5.614}) и среднее время выполнения. Можно отметить, что метод SVM имел худшую производительность из трех используемых методов, но имел самое короткое время выполнения. С другой стороны, ИНС показала второй лучший результат и самое продолжительное время выполнения. Общий коэффициент ошибок можно считать низким, и эти методы можно адекватно использовать для прогнозирования прочности бетона на сжатие, оставаясь в пределах допустимого диапазона безопасности для инженерных практик.
Используемые модели вычислительного интеллекта надежны для решения различных сложных задач, таких как задачи прогнозирования. Эти модели могут использоваться для решения конкретной проблемы, когда отклонение в имеющихся данных ожидается и принято, и когда определенная методология недоступна. Следовательно, для прогнозирования свойств бетона с высокой надежностью вместо дорогостоящих экспериментальных исследований традиционные и инновационные модели могут быть заменены моделями вычислительного интеллекта.
Модели вычислительного интеллекта можно использовать для прогнозирования прочности на сжатие бетонных образцов, как показано в этом исследовании. Прогноз средних значений процентной ошибки для этих симуляций показывает высокую степень соответствия прочности на сжатие и экспериментально оценивается на основе использованных образцов бетона. Таким образом, настоящее исследование предлагает альтернативный подход к оценке прочности на сжатие в сравнении с методами разрушающего контроля.
Благодарности
CAPES и CEFET-MG поддержали работу, описанную в этом документе.
Список литературы
[1] Hibbeler R.C.C. Resistência dos materiais. 7-е изд., Пирсон, Сан-Паулу, СП, 2010.
[2] Бабанаджад С.К. Применение генетического программирования для одноосного и многоосного моделирования бетона. Шпрингер, Швейцария, 2015 г.
[3] Hoang N.D., Tran X.L., Le C.H., Nguyen D.T. Программа искусственной нейронной сети обратного распространения для классификации данных в гражданском строительстве, разработанная в .NET Framework, DTU J. Sci. Technol. 03, 51–56, 2019.
[4] Рейтер У., Султан А., Райшл Д.С. Сравнительное исследование подходов машинного обучения к моделированию бетонных поверхностей разрушения. Adv. Англ. Softw., 116: 67–79, 2018.
[5] Торки А.А., Абуравваш А.А. Подход с глубоким обучением к автоматизированному проектированию конструкций из предварительно напряженных элементов. Int. J. Struct. Civ. Eng., 7: 347–352, 2018.
[6] Сунь З., Ли К., Ли З. Прогнозирование прочности бетона на сжатие на основе анализа главных компонентов и прогнозирования нейронной сетью радиальной базисной функции прочности бетона на сжатие на основе анализа главных компонентов и нейронной сети радиальной базисной функции.IOP Conf. Сер. Матер. Sci. Eng., 2019.
[7] Астерис П.Г., Макошь В.Г. Прочность бетона на сжатие с использованием искусственных нейронных сетей. Neural Comput. Appl., 32: 11807–11826, 2020.
[8] Раджешвари Р., Мандал С. Прогнозирование прочности на сжатие бетона с большим объемом летучей золы с использованием искусственной нейронной сети. Лект. Notes Civ. Eng., 25: 471–483, 2019.
[9] Фэн Д.К., Лю Ц.Т., Ван X.D., Чен Ю., Чанг Дж.К., Вэй Д.Ф., Цзян Ц.М. Прогнозирование прочности на сжатие для бетона на основе машинного обучения: адаптивный подход к усилению.Констр. Строить. Матер., 230: 117000, 2020.
[10] Армагани Д.Дж., Астерис П.Г. Сравнительное исследование моделей ANN и ANFIS для прогнозирования прочности на сжатие цементных растворов. Springer London, 2020.
[11] Дуан З.Х., Коу С.С., Пун К.С. Прогнозирование прочности на сжатие повторно используемого заполнителя бетона с использованием искусственных нейронных сетей. Констр. Строить. Матер., 40: 1200-1206, 2013.
[12] Сиддик Р., Аггарвал П., Аггарвал Ю. Прогнозирование прочности на сжатие самоуплотняющегося бетона, содержащего зольный остаток, с использованием искусственных нейронных сетей.Adv. Англ. Софтв., 42: 780–786, 2011.
[13] Надерпур Х., Рафиян А.Х., Фахарян П. Прогнозирование прочности на сжатие экологически чистого бетона с использованием искусственных нейронных сетей. J. Build. Eng., 16: 213–219, 2018.
[14] Читра С., Кумар С.Р.Р.С., Чиннараджу К., Альфин Ашмита Ф. Сравнительное исследование моделей прогнозирования прочности на сжатие для высокопроизводительного бетона, содержащего нанокремнезем и медный шлак, с использованием регрессионного анализа и искусственных нейронных сетей.Констр. Строить. Матер., 114: 528-535, 2016.
[15] Chou J.-S.S., Tsai C.-F.F. Анализ прочности бетона на сжатие с использованием комбинированной методики классификации и регрессии. Автомат. Констр., 24: 52–60, 2012.
[16] Pham, A.D., Hoang N.D., Nguyen Q.T. Прогнозирование прочности на сжатие высокопрочного бетона с использованием оптимизированных для метаэвристики методов наименьших квадратов поддерживает векторную регрессию. J. Comput. Civ. Eng., 30: 28–31, 2016.
[17] Омран Б.А., Чен К., Эсс А.М., Джин Р. Сравнение методов интеллектуального анализа данных для прогнозирования прочности на сжатие экологически чистого бетона.J. Comput. Civ. Eng., 30 (6), 2016.
[18] Нгуен К.Т., Нгуен К.Д., Ле Т.А., Шин Дж., Ли К. Анализ прочности на сжатие геополимерного бетона на основе зеленой летучей золы с использованием экспериментальных подходов и подходов машинного обучения. Констр. Строить. Матер. 247: 118581, 2020.
[19] Чоу Дж., Чиу К., Фарфура М., Ат-Тахарва И. Оптимизация точности прогноза прочности бетона на сжатие на основе сравнения методов интеллектуального анализа данных. J. Comput. Civ. Eng., 25 (3). 2011 г.
[20] Чжоу Дж.С., Цай К.Ф., Фам А.Д., Лу Й.Х. Машинное обучение в моделировании прочности бетона: анализ данных в разных странах. Констр. Строить. Матер., 73: 771–780, 2014.
[21] Янг Б.А., Холл А., Пилон Л., Гупта П., Сант Г. Можно ли оценить прочность бетона на сжатие, зная пропорции смеси ?: Новые выводы из статистического анализа и методов машинного обучения. Джем. Concr. Res., 115: 379–388, 2019.
[22] Yeh I.-C. Моделирование прочности бетона с помощью нейронных сетей.J. Mater. Civ. Eng., 10 (4), 1998.
[23] Скотт Д.У. Об оптимальных и основанных на данных гистограммах. Биометрика, 66: 605–610, 1979.
[24] Steiger J.H. Тесты для сравнения элементов корреляционной матрицы. Psychol. Бюл., 87: 245, 1980.
[25] Ван Л., Ван Г., Александр С.А. Большие данные и визуализация: методы, вызовы и технологический прогресс. Цифра. Технологии, 1: 33–38, 2015.
[26] Форман Г. Масштабирование функций BNS: улучшенное представление по сравнению с tf-idf для классификации текста svm.В: Proc. 17-я конференция ACM. Инф. Знай. Manag., ACM, 2008, с. 263–270.
[27] Чжан М.-Л., Чжоу З.-Х. Улучшение многоэкземплярных нейронных сетей за счет выбора функций. Нейронный процесс. Lett., 19: 1–10, 2004.
[28] Буйтинк Л., Луппе Г., Блондель М., Педрегоса Ф., Мюллер А., Гризель О., Никулае В., Преттенхофер П., Грамфорт А., Гроблер Дж., Лейтон Р., Вандерплас Дж., Джоли А., Холт Б., Варокво Г. Дизайн API для программного обеспечения машинного обучения: опыт проекта scikit-learn.ArXiv Prepr. ArXiv1309.0238, 1–15, 2013.
[29] Педрегоса Ф., Вароко Г., Грамфорт А., Мишель В., Тирион Б., Гризель О., Блондель М., Преттенхофер П., Вайс Р., Дубург В. Scikit-learn: машинное обучение в питоне. J. Mach. Учиться. Res., 12: 2825–2830, 2011.
[30] Барандиаран И., Хо Т.К. Метод случайных подпространств для построения леса решений. IEEE Trans. Pattern Anal. Мах. Интеллект., 20: 832–844, 1998.
[31] Пал М. Классификатор случайных лесов для классификации с помощью дистанционного зондирования.Int. J. Remote Sens., 26: 217–222, 2005.
[32] Брейман Л. Случайные леса. Мах. ЖЖ., 45: 5–32, 2001.
[33] Лин Ч.-Ф., Ван С.-Д. Машины нечетких опорных векторов. IEEE Trans. Нейронные сети., 13: 464–471, 2002.
[34] Scholkopf B., Smola A.J. Обучение с помощью ядер: поддержка векторных машин, регуляризация, оптимизация и многое другое. IEEE Trans. Нейронные сети, 16: 781–781, 2001.
[35] Суйкенс Дж. А. К., Вандевалле Дж. Метод наименьших квадратов поддерживает векторные машинные классификаторы.Нейронный процесс. Lett., 9: 293–300, 1999.
[36] Друкер Х., Берджес К.Дж.К., Кауфман Л., Смола А.Дж., Вапник В. Машины опорной векторной регрессии. В: Adv. Neural Inf. Процесс. Syst., 1997, с. 155–161.
[37] Басак Д., Пал С., Патранабис, округ Колумбия. Поддержка векторной регрессии. Neural Inf. Процесс. Ред., 11: 203–224, 2007.
[38] Хопфилд Дж. Дж. Искусственные нейронные сети. IEEE Circuits Devices Mag., 4: 3–10, 1988.
[39] Sarle W.S. Нейронные сети и статистические модели.Proc. Ninet. Анну. Пользователи SAS Gr. Int. Конф., 1994.
[40] Арруда В.Ф., Мойта Г.Ф., Сильва П.Ф.С. Определение оптимальной архитектуры искусственной нейронной сети, способной прогнозировать прочность бетона на сжатие. Proc. XL Иберо-латиноамериканский конгресс. Comput. Методики Eng., 2019.
[41] Голдсборо П. Обзор тензорного потока. ArXiv Prepr. ArXiv1610.01178, 2016.
[42] Косаифи Дж., Панагакис Ю., Анандкумар А., Пантик М. Тензорли: обучение тензорному механизму в питоне. J. Mach.Учиться. Res., 20: 925–930, 2019.
[43] Клеверт Д.А., Унтертинер Т., Хохрайтер С. Быстрое и точное глубокое обучение сети с помощью экспоненциальных линейных единиц (ELU). 4-й Int. Конф. Учиться. Представлять. ICLR 2016 — Conf. Track Proc., 1–14, 2016.
[44] Кламбауэр Г., Унтертинер Т., Майр А., Хохрайтер С. Самонормирующиеся нейронные сети. Adv. Neural Inf. Процесс. Систем., 972–981, 2017.
[45] Агарап А.Ф. Глубокое обучение с использованием выпрямленных линейных единиц (relu).

Критическая прочность бетона — это… Что такое Критическая прочность бетона?

Критическая прочность бетона — это… Что такое Критическая прочность бетона?

Смотреть что такое «Критическая прочность бетона» в других словарях:

Критическая прочность бетона

Влияние различных параметров на прочность и стойкость бетонов

Прочность бетона

Прочность бетона обуславливается:

Критическая прочность бетона

Бетон повышенной прочности

Стойкость бетона

Причины коррозии

Морозостойкость бетона

От чего зависит морозостойкость?

Огнестойкость и жаростойкость бетона

Влияние условий доставки бетона на его физико-химические характеристики

Марки и классы бетона: твердение и набор прочности

Главные параметры бетонной смеси

Какие диапазоны классов и марок существуют?

Методы определения основных показателей и контрольные пробы

Как проверить бетонную смесь на соответствие указанным показателям марки и класса?

Таблица соотношения класса, прочности и марки бетона

Критическая прочность бетона

Как бороться с замораживанием бетона?

Критическая прочность бетона

Марки бетона по прочности — сжатие и набор прочности бетона

Содержание:

Марки бетона по прочности и классу

Набор прочности бетонной смесью

Применение противоморозных добавок

Системы электрического подогрева бетона

Применение различных марок бетона

Бетон М-100 (В 7.5)

Бетон М-150 (В 12.5)

Бетон М-200 (В 15)

Бетон М-250 (В 20)

Бетон М-300 (В 22.5)

Бетон М-350 (В 25)

Бетон М-400 (В 30)

Бетон М-450 (В 35)

Бетон М-500 (В 40)

Бетонные работы в зимних условиях

Свойства бетонов, влияющие на их характеристики.

Марка бетона для фундамента дома, калькулятор, таблицы

Компоненты бетонного раствора для фундамента

Расчет бетона калькулятор

Типы заполнителей бетонного раствора

Зависимость марок бетона от грунта и стройматериалов

Дополнительные характеристики и параметры бетона

Какое значение имеет критическое напряжение по отношению к структуре бетона? — Mvorganizing.org

Какое значение имеет критическое напряжение по отношению к структуре бетона?

Что такое ЖБИ?

Какова прочность на разрыв железобетона?

Что такое FY в бетоне?

Что такое fy и FCK?

Что такое полная форма FCK?

Что такое сталь FYK?

Что такое бетон М20?

Что представляют собой М и 20 в бетонной смеси М20?

Как рассчитать материалы для бетона М20?

Что такое коэффициент качества M20?

Сколько мешков с цементом в 1 м3?

Как рассчитывается класс M20?

Что такое M в M20?

Что лучше M20 или M25?

Что такое бетон марки М40?

Что такое M15 M20 M25?

Что такое коэффициент M25?

Какая марка бетона используется для колонны?

Какая марка цемента?

Какой марки цемент Ultratech?

Что представляет собой полная форма цемента PPC?

Где используется цемент PPC?

Критические свойства бетона: Часть I

BAM использует AI для прогнозирования критической прочности бетона

Первый в мире механизм прогнозирования прочности бетона с искусственным интеллектом (AI) был использован в проекте BAM Nuttall по расширению аэропорта Лондон-Сити

Машинное обучение в строительстве

Рекомендуемые статьи по теме

Высокопрочный бетон — Что, почему и как? — Готовая смесь Nevada

ЧТО такое высокопрочный бетон?

ЗАЧЕМ нам нужен высокопрочный бетон?