От чего зависит прочность бетона: Прочность бетона: от чего она зависит

От чего зависит прочность бетона, увеличение прочности бетона

Как известно, бетон состоит из заполнителя, воды и цемента. Состав бетонной смеси должен обеспечить заданные свойства стройматериала: морозостойкость, прочность и т.д. Казалось бы, использование природных материалов не требует особых технологических ухищрений. Однако каждый из элементов будущей бетонной конструкции требует к себе пристального внимания – иначе получить качественные, прочные и надежные бетоны невозможно. Малейшая ошибка или недосмотр может привести к снижению качества материала и последующему разрушению конструкции.

Выбор заполнителей для производства бетона

Чтобы сделать бетон высокой прочности, важно верно подобрать состав заполнителя. Это значит: смесь должна быть составлена таким образом, чтобы пустот между зернами, заполняемых цементным тестом, было по возможности меньше.

Песок единой фракции содержит в общем объеме порядка 40% пустот, а составленный из зерен различных фракций песок значительно плотнее. Чтобы добиться максимальной плотности, песок рассеивают на мелкий и крупный по размерам, затем по определенной технологии составляют зерновую смесь, в которой частицы прилегают друг к другу очень плотно, и цементному тесту потребуется заполнять лишь незначительные промежутки. Изготовленный на такой сухой смеси бетон будет иметь большую прочность и плотность и потребует небольшого расхода вяжущего средства.

Если же бетон изготавливается на заполнителях произвольного состава, которые берутся из карьеров или получаются методом дробления камней, большой плотности получить невозможно. В этом варианте потребуется очень высокий расход цемента, а бетон высокой прочности из такого состава не получится.

Вода в бетоне

Необходимая для получения высокопрочного бетона вода должна быть чистой. Негативное воздействие способны оказать любые примеси: сульфаты, органические кислоты или жиры. Они негативно повлияют на процесс твердения бетона, поэтому производители предпочитают использовать очищенную питьевую воду для изготовления качественного бетона.

Если приходится использовать торфяную, речную, грунтовую воду, насыщенную органическими примесями, требуется вначале проверить их состав в химической лаборатории. Еще в большей степени это относится к промышленным водам, в которых могут содержаться примеси гипса или серной кислоты. Такие составы способны спровоцировать разрушение бетона, а приготовленные на морской воде состав впоследствии покроется солевыми налетами, которые испортят его вид и самым негативным образом скажутся на прочности изделия.

Цемент для бетона

Очень большое влияние на конечное качество и марочную прочность бетона влияет цемент, который используется при создании смеси. Чем мельче помол клинкера, тем выше его клеящая способность, и соответственно, тем прочнее будет бетон и наоборот. Поэтому предпочтительно использовать цемент сверхтонкого помола. ОТ мелкости помола зависит и такой важный показатель вяжущего, как — активность. Активность напрямую связана с марочной прочностью цементного вяжущего

Для приготовления различных видов бетона используют и разные типы цемента. Его выбор зависит от вида сооружения, для которого готовятся те или иные виды цементного бетона. Конструкции работающие в условиях агрессивных сред требуют спеицальных видов цементного вяжущего. В частности, наибольшей популярностью пользуются различные виды сульфатостойкого цемента. Благодаря своей устойчивости к солям, сульфатостойкое вяжущее позволяет производить бетон, не подвергающийся разрушению при воздействии на него агрессивных сред (например — морской воды).

Как правило такие виды бетонных смесей производят на заводах ориентированных на выпуск мостовых конструкции, железобетонных элементов гидросооружений и т.д. В большинстве же случаев применяются обычные виды бетона товарного, имеющего довольно неплохие характеристики по морозостойкости и водонепроницаемости.

Основные cоставляющие, влияющие на прочность бетона

Прочность бетона — это техническая характеристика, которая показывает способность противостоять разным видам воздействия, по большей части механическому. Этот показатель является основным при выборе марки бетона для строительства.

Для чего нужно знать прочность бетона?

При проектировании объекта нужно учитывать нагрузку, чтобы не было обрушения. Здесь играет роль прочность бетона.

Если взять менее прочный бетон, то это приведет к серьезным последствиям: трещины, быстрое разрушение и досрочный выход объекта из эксплуатации.

Как определяется прочность?

Для этого процесса введены строительные ГОСТы. Также прочность материала проверяют на строительной площадке перед тем, как сдать объект. Существует два основных способа:

• разрушающий;
• неразрушающий.

Первый вариант подразумевает полное разрушение испытательного образца. Чтобы провести исследование, берут небольшой кусок бетона и кладут под пресс. Нагрузка постепенно увеличивается до тех пор, пока контрольный кусок бетона не сломается. Разрушающий вариант определения прочности является наиболее точным, к тому же он является обязательным перед сдачей объекта.

Неразрушающий вариант подразделяется на несколько подвидов:

• частичное разрушение;
• воздействие ударом;
• обследование при помощи ультразвука.

Вариант с частичным разрушением подразумевает воздействие на поверхность бетона, которая в результате немного разрушается. Такой способ делится еще на несколько видов: отрыв, скалывание, отрыв + скалывание. Первый вариант — прикрепление специального диска к бетону с последующим отрыванием от поверхности. В результате эксперимента фиксируется сила, с которой удалось оторвать диск. Метод скалывания сильно похож на отрыв. В этом случае специальным прибором ведут по ребру бетона и регистрируют ту силу, при которой участок бетонной поверхности откалывается.

Ударный метод тоже подразделяется на три дополнительных вида: импульс, отскок, деформация. Ударный импульс — наиболее простой из всех перечисленных. Его смысл состоит в том, чтобы ударить по бетону, а затем зарегистрировать силу удара и энергию, которая в результате возникнет. Метод отскока состоит в том, чтобы ударить отбойником по бетонной поверхности, а затем зарегистрировать величину отскока. Смысл метода деформации заключается в том, чтобы при помощи закрепленных штампов воздействовать на поверхность бетона, а затем по глубине образованных углублений определить прочность бетона.

При ультразвуковом методе регистрируется скорость, с которой ультразвук проходит сквозь бетон. Главное преимущество этого способа — на прочность проверяется не только поверхность, но и более глубокие слои. Правда, недостаток тоже есть — часто возникают погрешности при расчете.

От чего зависит прочность?

Из-за взаимодействия с водой прочность увеличивается во время застывания и проходящих параллельно химических реакций. А так как реакцию можно замедлять и ускорять, то и прочность бетона будет колебаться в зависимости от нижеуказанных факторов:

• активность цемента;
• температура, влажность и другие характеристики окружающей среды;
• процентное содержание цемента и жидкости в смеси;
• технические характеристики и качество наполнителя раствора;
• качество смешивания бетона;
• степень уплотнения;
• время, за которое смесь застыла.

Например, если увеличить процент воды в составе, то бетон получится не таким прочным. В идеале жидкости должно быть 15–30% от всего состава смеси.

Прочность бетона через 7 суток и 28 дней

Прочность бетонной поверхности меняется со временем. Так, к примеру, через неделю после застывания бетон может дать только 65–80% от своей максимальной прочности, а на 3 сутки этот показатель находится на 30%. До 100% прочность поднимается только к 28 дню после застывания смеси.

Для этого случая была выведена формула зависимости прочности бетона от времени: Rb(n) = Rb(28) lgn / lg28, где Rb — прочность, n — число суток, lg — логарифм возраста бетона в десятичной дроби. Правда, есть два нюанса: формула дает только приблизительный результат, так как не стоит забывать про факторы влияния, к тому же ее можно использовать только после того, как прошло трое суток с момента застывания бетона.

Применение бетонной смеси в зависимости от ее прочности

В большинстве случаев М100 используют в начале строительных работ: подготовка основания, заливка монолитных стен, к тому же часто применяют для укладки бордюра на дороге.

М150 — более прочная, чем предыдущая. Помимо вышеуказанных мест применения, эта марка рекомендуется для стяжки пола, иногда для устройства дорог для пешеходов, еще реже применяют для строительства малоэтажных объектов.

М200 используют чаще, чем все остальные. Она достаточно прочная, поэтому бетоном такой марки можно заливать площадки, дороги для пешеходов и даже фундамент. Нередко на основе такого материала строят лестницы и несущие стены.

М250 гораздо прочнее, поэтому её ещё выбирают для производства плит перекрытий, которые нужны при строительстве малоэтажных домов.

Из бетона марки М300 производят плиты перекрытий, несущие стены, заборы и так далее. Нередко из М300 изготавливают монолитный фундамент.

М350 используют при производстве фундаментных плит для многоэтажек, опорных балок и тому подобного. Эта марка рекомендуется для производства аэродромных плит и бассейнов.

Бетон марки М400 один из самых прочных. Из него отливают железобетонные изделия, строят здания, рассчитанные на высокую нагрузку, чаще всего это торговые центры, аквапарки, жилые дома, находящиеся в сейсмоопасной зоне и так далее.

М450 имеет ограниченную сферу применения. Так, бетон этой марки необходим при возведении плотин, дамб, иногда на его основе строят метро.

М500 — самый прочный и крепкий бетон из всех перечисленных в этой статье. Чаще всего эту марку используют для строительства гидротехнических сооружений и железобетонных объектов.

Какие основные факторы влияют на прочность бетона?

Прочность — способность бетона сопротивляться разрушению под действием внешних нагрузок. Степени прочности предел прочности — максимальное напряжение, при котором имеет место разрушение образцов бетона или элементов конструкций. Прочность бетона зависит от вида напряженного состояния (сжатия, растяжения, изгиба и др., Или совместного действия нескольких воздействий, то есть сложного напряженного состояния). Важное значение имеет также характер нагрузки (кратковременное, длительное, повторное-переменное, ударное и др.).

На прочность бетона влияет очень большое разнообразие факторов. Их можно разделить на группы:

1. Факторы, которые влияют на плотность цементного камня и бетона (активность цемента, его тонкость помола, реакционная способность клинкерных минералов, В/Ц, водосодержание бетонной смеси, температурно-влажностные условия твердения, возраст бетона, химические добавки-ускорители, активные минеральные добавки, степень уплотнения бетонной смеси и др.).

2. Факторы, которые определяют сцепление цементного камня с заполнителем бетона (форма, размеры, рельеф заполнителей, содержание видмулюваних примесей, температурные, влажностные и усадочные напряжения, расхождение коэффициентов поперечных деформаций компонентов бетона и др.).

Экспериментальными исследованиями было показано, что основными факторами, которые определяют прочность бетона является цементно-водное (Ц/В) или водоце-цементных (В/Ц) отношения, а также активность цемента (R_ц).

Влияние этих факторов на предел прочности бетона при сжатии (R_b) можно выразить зависимостью:

R_b = f(Ц/В; R_ц).

Для практических расчетов обычно используют формулу:

R_b = AR_ц (Ц/В — 0,5),

где А — коэффициент, характеризующий качество заполнителей, содержание в них вредных примесей, нормальную густоту цементного теста, температуру затвердевания бетона.

Химико-минералогический состав цемента оказывает существенное влияние на прочность бетона. На рост прочности бетона в раннем возрасте (до 7 суток) основное влияние оказывает содержание трехкальциевого алюмината и трехкальциевого силиката. Двокальциевий силикат мало влияет на прочность бетона в раннем возрасте, но влияет на рост прочности в более позднем возрасте (20…30 суток).

Увеличение в определенных пределах в бетонной смеси количества крупного заполнителя способствует повышению прочности бетона, особенно при высоких В/Ц и низкой прочности раствора. Известно, что прочность плотных заполнителей почти всегда обеспечивает прочность бетона, тогда как прочность и структура заполнителей из слабых горных пород может влиять на прочность.

Вредные примеси, содержащиеся в заполнителях, всегда снижают прочность бетона. Для бетонов высоких марок наличие пылевидных и глинистых частиц может снижать прочность бетона на 20-25%.

Прочность бетона зависит не только от количества и качества исходных компонентов, но и в значительной мере определяется рядом факторов производства, в частности точностью дозирования компонентов, условиями перемешивания и уплотнения бетонной смеси, способами ее транспортировки.

На значении прочностных показателей бетона сказываются особенности испытательных машин, условия испытаний, форма и размеры образцов. Показатели прочности увеличиваются с уменьшением размера образцов и соответственно снижением вероятности появления опасных дефектов. Большое значение имеют скорость и равномерность нагрузки образцов.

От чего зависит прочность бетона?

Застывание бетонного раствора – это сложный химический процесс, основанный на взаимодействии смеси цемента, песка и наполнителя с водой.

Существуют внешние факторы, могущие ускорять или замедлять эту реакцию. Например, при повышенной влажности воздуха реакция будет протекать медленнее, а при сухом и жарком воздухе – быстрее.

Свою роль играет и атмосферное давление, температура окружающей среды. При низких или отрицательных температурах процесс схватывания происходит медленнее из-за малого испарения воды. Реакция гидратации (минерализации вяжущих компонентов) протекает медленнее, увеличиваются сроки застывания.

Не последнюю роль играет объём застывающего бетона. Легкий фундамент или стяжка будет пригодна для дальнейших работ быстрее, чем фундамент многоквартирного дома.

Кстати, плотина Гувера, что в Колорадо, США, застывает до сих пор, хотя построена в 1936 году.

На промышленных предприятиях, специализирующихся на выпуске изделий из бетона застывание ускоряют искусственно, помещая изделия в автоклавы с повышенным давлением. Также используются паровые камеры, где пар не даёт бетону обезвоживаться, а повышенная температура ускоряет реакцию.

Легкий фундамент или стяжка будет пригодна для дальнейших работ быстрее, чем фундамент многоквартирного дома.

Основные факторы, влияющие на прочность бетона, таковы:

• Процентное содержание и активность цемента;
• Качество и характеристики наполняющих компонентов;
• Уплотнение;
• Время высыхания;
• Внешние температурные и влажностные факторы;
• Соотношение твердого и жидкого компонентов. 

СПб и Ленинградская область

Доставка от 60 м3.

Глинистые и органические вещества, присутствующие в растворе, значительно снижают прочность конечного продукта. Мелкофракционный наполнитель гораздо хуже сцепляется с раствором, нежели крупные фракции. Излишки воды также снижают прочность бетона, так как не до конца испарившаяся жидкость образует поры в бетонной массе.

Многие задаются вопросом, что лучше: купить бетон или изготовить самому? Это зависит от объёмов проводимых работ.

Забетонированная дорожка на дачном участке, отмостки вокруг садового домика вряд ли потребуют пригонять бетономешалку. При малых масштабах строительства можно обойтись собственными силами.

Но если ведутся серьёзные работы, пусть это даже загородный коттедж, можно заказать машину бетона, чтобы бригада не вела непрерывную заливку, не разгибая спин.

Многое зависит от типа грунта, где ведутся работы. На хорошем скальнике мощный монолит вряд ли потребуется, тогда как на заболоченной или песчаной местности надо действовать по принципу «чем больше – тем лучше».

Прочность бетона — механические характеристики затвердевшего раствора

Прочность бетона – это характеристика, которая определяет способность данного стройматериала противостоять химическому, атмосферному и механическому воздействию. Знание уровня прочности бетонной смеси предотвращает возникновение нежелательных последствий после завершения строительного процесса. Так, применение бетона, который имеет недостаточные показатели прочности, приводит к понижению эксплуатационных свойств сооружения. В результате на здании могут появиться трещины. В худшем случае возможно преждевременное разрушение постройки. Именно поэтому любой застройщик еще на этапе проектирования сооружения обращает внимание на показатели прочности бетонной смеси.

От чего зависит прочность затвердевшего бетонного раствора

На этот параметр влияет 2 фактора:

• плотность бетона;

• соотношение песка, щебня и цемента относительно друг друга.

Чем меньше плотность этого стройматериала, тем меньше показатели прочности. Учитывая такую зависимость, легкий бетон никогда не используется для строительства несущих конструкций. Что касается соотношения компонентов этого стройматериала, то чем меньше песка и щебня на одну часть цемента, тем выше марка бетона по прочности.

Как оценить прочность бетона

Оценка прочности бетонной смеси обычно осуществляется в специальных лабораториях. Но в условиях строительной площадки воспользоваться услугами лаборатории не представляется возможным. Поэтому для оценки прочности используются специальные инструменты. Примером такого инструмента является молоток Физделя или Кашкарова. Специнструменты для определения прочности могут использовать различные способы оценки:

• Ударный импульс. В этом случае прибор фиксирует энергию удара о поверхность бетонной конструкции.

• Отрыв со скалыванием. Прибор измеряет величину усилия, необходимого для скалывания бетона, находящегося на ребре конструкции.

• Ударный отскок. Данный способ предполагает определение величины отскока инструмента.

• Ультразвук.

Следует заметить, что практически все современные приборы для определения уровня прочности отличаются компактными размерами и наличием дисплея, на котором отображаются результаты измерений.

Данные, полученные при помощи специальных инструментов или приборов, не могут считаться максимально точными. Поэтому для определения точных показателей прочности следует учесть следующие параметры: условия хранения материала, тип наполнителя и дату производства.

Звоните +7 (863) 296-39-51 и наши менеджеры ответят на все Ваши вопросы.

Набор прочности бетона: графики, особенности, факторы

Все жилые здания и хозяйственные постройки выполняются с применением бетона. В зависимости от его класса, вы можете выложить аллейки, создать фундамент, несущие конструкции, дом, фонтан в саду. Чтобы конструкция прослужила долго, важно использовать правильные марки материалов, соответствующей прочности.

Содержание статьи

Какой бывает прочность бетона

Многие считают бетон прочным и долговечным материалом, и это справедливо. Но есть разные способы оценки его прочности, как и разные виды. Знания о прочности конструкций позволят избежать дефектов и ускоренного разрушения постройки, включая появление трещин и досрочный выход здания из строя.

Прочность на сжатие бетона

Это наиболее известное, распространенное и общепринятое измерение прочности, которое применяют для оценки характеристик конкретной смеси. Прочность на сжатие измеряет способность бетона выдерживать расчетные нагрузки, и соответственно, позволяет уменьшить количество задействованного бетона в конструкции.

Прочность на сжатие проверяют путем разрушения цилиндрических образцов бетона в специальной машине, предназначенной для измерения этого показателя.

Единица измерения кгс/кв. см.  Чем выше значение, тем бетонная смесь прочнее и тем больше ее цена. И чем прочнее бетон, тем он долговечнее.

Прочность на сжатие является главным критерием для ответа на вопрос, будет ли конкретно взятая смесь бетона соответствовать потребностям конкретной работы.

Каждая бетонная конструкция имеет свой диапазон прочности на сжатие. Например:

• бетон М100 имеет среднюю прочность (кгс/кв. см.) 98;
• М150 — 131-164;
• М200 — 196;
• М250 — 262;
• М300 — 302;
• М350 — 327;
• М400 — 393.

Прочность на сжатие обычно проверяется через семь дней, а затем снова через 28 суток, чтобы определить диапазон прочности на сжатие.  Семидневный тест проводится для определения раннего усиления конструкции, но в стандартах подразумевается результат 28-ми дневного теста.

Для строительной конструкции используют понятие класса прочности, который соотносится с маркой. Например, класс В3,5 соответствует марке бетона М50.

Прочность на разрыв

Прочностью на разрыв называется способность бетона противостоять разрушению или растрескиванию при растяжении. Этот параметр влияет на размер трещин в бетонных конструкциях и степень их возникновения. Трещины появляются, если растягивающие усилия превышают предел прочности бетона.

Обычно бетон имеет более низкую прочность на разрыв по сравнению с прочностью на сжатие.  Из чего следует, что бетонные конструкции, испытывающие растягивающее напряжение, должны быть усилены материалами с высокой прочностью на разрыв, например, сталью.

Непосредственно проверить прочность бетона на разрыв сложно, поэтому используются косвенные методы. Наиболее распространенными косвенными методами являются прочность на изгиб и разделенная прочность на растяжение. Параметр определяют с помощью испытания на разрыв бетонных цилиндров.

Прочность бетона на изгиб

Такой вид прочности используется как еще один измеритель прочности на разрыв. Он определяется, как мера неармированной бетонной плиты или балки, способная противостоять разрушению при изгибе. Другими словами, это способность бетона сопротивляться изгибу. Прочность на изгиб обычно составляет от 10 до 15 процентов прочности на сжатие, в зависимости от конкретной бетонной смеси.

Измеряют прочность на изгиб для влажного бетона. Поэтому при описании прочности на бетона, чаще используются результаты испытаний прочности на сжатие, поскольку эти числа более надежны.

От чего зависит набор прочности бетона?

Главные причины, которые влияют на прочность бетона дополняются химическими процессами, влиянием атмосферы, взаимодействием с влагой. Все это факторы, которые влияют на прочность. Избежать этого невозможно. Но можно учесть на этапе проектирования.

Дополнительные причины, влияющие на проектную прочность бетона, включают:

1. Соотношение вода / цемент. Чем меньше воды, тем прочнее цемент, но тем труднее работать. Например, бетонная смесь, содержащая 400 кг цемента и 240 литров (= 240 кг) воды, будет иметь отношение вода / цемент 240/400 = 0,6. В смесях, где соотношение выше, можно говорить о наличии пор, заполненных водой или воздухом.
2. Пористость бетона: пустоты в бетоне можно заполнять воздухом или водой. Чем пористее бетон, тем он слабее. Вероятно, наиболее важным источником пористости в бетоне является соотношение воды и цемента в смеси.
3. Дозирование. Традиционный бетон состоит из воды, цемента, воздуха и смеси песка, гравия. Правильное соединение этих ингредиентов является ключевым для достижения более высокой прочности бетона. Например, смесь, в которой много цемента легче заливать, но она легко растрескивается и не выдержит испытания временем. И наоборот, при малом количестве цемента получится грубый и пористый бетон.
4. Смешивание. Прочность имеет тенденцию усиливаться до определенного момента. Чем дольше вы размешиваете, тем больше испарится воды и смесь станет менее прочной.

Дополнительные факторы:

• температуру;
• влажность;
• марку бетона;
• время.

Температура

Чем холоднее на улице, тем медленнее повышается прочность бетона. При отрицательных температурах процесс останавливается, так как замерзает вода, обеспечивающая гидратацию цемента. Как только температура воздуха повысится, набор прочности бетона продолжится. При снижении температуры может опять остановиться.

При наличии в составе различных модификаторов время твердения может уменьшаться, а температура, при которой процесс останавливается, снижаться. Производители предлагают специальные быстротвердеющие составы, способные набрать марочную прочность уже через две недели.

Потепление способствует ускорению твердения бетона. При 40 °C марочное значение может быть достигнуто уже через неделю. Именно поэтому заливку бетона на приусадебном участке для сокращения сроков строительства лучше производить в жаркую погоду.

Зимой может потребоваться прогрев бетона, что выполнить собственными силами крайне проблематично: требуется специальное оборудование и знание технологии выполнения работ. Следует учесть, что нагрев раствора свыше 90 °C недопустим.

Чтобы понять, как температура оказывает влияние на процесс твердения, стоит изучить график набора прочности бетона. Кривые построены на основании информации, собранной для марки М400 при различных температурах. По графику можно определить, какой процент от марочного значения будет достигнут через определенное количество суток. Каждая кривая соответствует конкретной температуре. Первая линия 5°C, последняя – 50° С.

График позволяет определить срок распалубки монолитной конструкции. Опалубку можно снимать, как только прочность превысит 50% от своего марочного значения. Следует обратить внимание, что согласно графику, если температура воздуха ниже 10 °C, марочное значение не будет достигнуто даже через две недели. При таких погодных условиях уже стоит задуматься о подогреве заливаемого раствора.

Время

Для определения нормативно-безопасного срока начала работ часто используется следующая таблица. В ней в зависимости от марки бетона и его среднесуточной температуры приведена информация о наборе прочности через определенное количество суток:

Если нормативно-безопасный срок установлен на уровне приблизительно 50%, то безопасным сроком начала работ можно считать 72 – 80% от марочного значения.

В зависимости от времени выдержки искомое значение можно определить по следующей формуле:

прочность на n-ый день = марочная прочность *(lg (n) / lg (28)). Причем n не может быть меньше 3-х дней.

Состав и характеристики цемента

Если сразу после заливки цемент способен набирать прочность благодаря своему тепловыделению, то после замерзания воды процесс неизменно остановится. Именно поэтому при выполнении работ в зимний и осенне-весенний период предпочтительно использовать смеси с противоморозными добавками.

Глиноземистый цемент после укладки способен выделить в семь раз больше тепла, чем обычный портландцемент. Именно поэтому приготовленный на его основе бетон набирает марочную прочность даже при отрицательной температуре.

Марка также оказывает влияние на скорость процесса. Чем ниже марка, тем выше критическая прочность. Таблица наглядно отражает такую зависимость:

Влажность

Пониженная влажность негативно отражается на процессе. При полном отсутствии влаги гидратация цемента становится невозможной, и твердение бетонов практически останавливается.

При максимальной влажности и высокой температуре (70 – 90 °C) скорость нарастания прочности значительно повышается. В таком режиме осуществляется пропаривание состава в автоклавах паром высокого давления.

Нагрев до столь высоких температур при минимальной влажности неизбежно приведет к высыханию бетона и снижению скорости набора. Чтобы этого не произошло, следует своевременно производить увлажнение. В таком случае в жаркую погоду прочность будет набрана в минимально возможные сроки.

Способы определения прочности бетона на сжатие в лабораторных условиях

Все испытания проводятся в сертифицированной лаборатории и соответствуют требованиям, описанным в ГОСТ 10180-2012. Согласно правилам, описанным в документе, для исследования подходят:

• кусок бетона кубической формы с длиной ребра 100-300 мм и шагом 50 мм;
• бетонный цилиндр с диаметром основания 100-300 мм и шагом 50 мм; высота цилиндра должна быть равна или больше диаметра основания.

Лабораторный образец изготавливается также, как это происходило бы по правилам в реальных условиях. Затем его загружают в испытательную машину-пресс и начинают прилагать равномерное усилие до тех пор, пока испытательный образец не будет разрушен. В испытании используют несколько образцов для того, чтобы определить среднее значение. Метод применяется в заводских или лабораторных условиях.

Неразрушающие методы контроля прочности бетона или способы определения прочности на месте

Оценка прочности бетона на месте является основной проблемой при оценке состояния существующей инфраструктуры или при контроле качества нового строительства. Поэтому кроме лабораторных методов определения прочности строителям важны и те, которые позволяют измерить ее на месте. Это неразрушающие методы, использующие показания приборов.

Регламентируется такой способ измерения другим ГОСТом — 22690-2015 «Бетоны. Определение прочности механическими методами». Для тестирования тоже применяют электронный измеритель прочности бетона, который изучает прочность при помощи ударного импульса.

К неразрушающим методам относится метод отскока. Он состоит в ударе и последующем измерении отскока массы молота с пружинным приводом после его удара о бетон. Благодаря простоте и дешевизне способ используется довольно часто. Существуют эмпирические корреляции между прочностными характеристиками и числом отскока.  Поэтому его считают достаточно надежным.

Достоинства метода:

• его легко можно применить в полевых условиях;
• подходит для изучения однородности бетона.

Минусы:

• наличие подповерхностных пустот, включение в состав стальной арматуры, состояние поверхности могут повлиять на результаты испытаний.

Также существует ультразвуковой метод измерения. Концепция, лежащая в основе данной технологии, состоит в измерении времени, за которое расширятся акустические волны с последующим сравнением с плотностью и упругостью материала. Время прохождения ультразвуковых волн отражает внутреннее состояние испытываемой поверхности. Применяется для измерения колонн, балок, ригелей.

Плюсы:

• УПВ можно использовать для обнаружения других подповерхностных недостатков.

Минусы:

• на способ влияет наличие арматуры, пустот и трещин.

Схватывание бетона

Бетоном пользуются не сразу после затвердения, так как может потребоваться некоторое количество времени, чтобы довезти материал до объекта. Смесь должна оставаться подвижной, чему способствует механическое перемешивание раствора в миксере автосмесителя. Тиксотропия позволяет сохранить основные свойства смеси до ее заливки, откладывая старт начальной стадии созревания. Однако следует знать, что если время затянуть или температура поднимется, развивается необратимый процесс «сваривания» раствора, в результате которого занизятся его характеристики.

Длительность схватывания находится в зависимости от температуры воздуха — от 20 мин. до 20 часов. Наибольшая продолжительность данного процесса зимой при температурных значениях около 0 град. Заливка монолитного фундамента в этот период будет сопровождаться удлинением интервала начала схватывания от 6 до 10 часов, а сама стадия растянется на 15 – 20 ч.

Оптимально заливать бетон в форму при 20 градусах. Тогда при условии, что раствор затворен за час до заливки, схватывание цемента начнется через один час и завершится через 60 мин. Жаркая погода способствует практически моментальному схватыванию раствора за 10 – 20 мин.

Стадия твердения бетона

После схватывания бетон начинает твердеть. Для завершения процесса и окончательного набора прочности может потребоваться несколько лет. Марку бетона можно будет определить через четыре недели.

Стоит учесть, что прочность бетон набирает с различной скоростью. Наиболее интенсивно процесс протекает в первую неделю после заливки бетона. Уже в первые трое суток данный показатель в нормальных условиях составляет около 30% от марочного значения, определяемого через 28 дней после заливки.

В течение первых 7 – 14 суток раствор набирает до 70 % от указанного значения, а через три месяца на 20 % превышает его. После этого процесс замедляется, но не прекращается.

Через три года показатель может вдвое превысить значение, полученное через 28 дней после заливки. Специальная справочная таблица позволяет узнать, какой процент от марочного значения наберет состав при конкретной температуре через определенное количество дней.

Комбинированные методы контроля

Отбойный молоток и скорость ультразвукового импульса являются наиболее широко используемыми методами неразрушающего контроля для оценки прочности бетона в существующих конструкциях. Если использовать их вместе, то получится комбинированный метод. А комбинированные методы проверки включают в себя сочетание методов неразрушающего контроля. Это позволяет повысить точность полученных значений.

Виды бетонных смесей и сфера их использования

От того, какова степень сжатия бетона зависит сфера применения материала.

Использование бетонных конструкций для частных построек

Использование тех или других бетонных конструкций и смесей в рамках проекта одобряется квалифицированными инженерами, имеющими соответствующий опыт работы. Планы и проекты проходят утверждение в соответствии с требованиями и только после согласования всех технических деталей, можно приступать к началу строительства.

Подъемное оборудование должно иметь маркировку с указанием номинальной грузоподъемности и должно выдерживать, вес, в 2,5 раза превышающий тот, который будет фактически подниматься подъемной установкой.

Прочность бетона — обязательный и важный параметр для проектирования конструкций. Она зависит от ряда факторов, таких как характеристики и свойства конструкции. Ее можно измерить в заводских условиях или в полевых условиях и для этого используют разные методы.

Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет — Сибстрин

Ключевые факторы, влияющие на прочность бетона

Прочность бетона или, другими словами, прочность бетона на сжатие , доминирующий фактор, учитываемый при проектировании конструкции в дополнение к прочности арматуры. Факторы, влияющие на прочность бетона, должны быть известны для достижения требуемой прочности.

Существуют ключевые факторы, описанные в статье Прочность бетона на сжатие и испытание бетона , которые влияют на прочность бетона.

Они заключаются в следующем.

1. Качество материалов, таких как цемент, крупный заполнитель, мелкозернистый заполнитель и вода
2. Вода Цементное соотношение
3. Воздухововлечение
4. Предложение по заполнению (грубое: мелкое )
5. Отношение заполнителя к цементу
6. Период отверждения
7. Использование добавок
8. Уплотнение бетона

   0

9. Время после бетонирования

Каждый фактор, влияющий на прочность бетона, обсуждается следующим образом.

1. Качество материалов

В основном для изготовления бетона используются четыре материала.

• Цемент
• Крупный заполнитель
• Мелкий заполнитель
• и вода

Влияние каждого из материалов можно обсудить отдельно.

Цемент

цемент — это материал, который создает связь между заполнителями после реакции с добавлением воды. Процесс гидратации можно представить следующим уравнением.

Использование качественного цемента улучшает сцепление и прочность. Прочность цемента зависит от даты изготовления.

Точно так же есть несколько аспектов, на которые следует обратить внимание при рассмотрении качества цемента.

• Дата упаковки
• Цвет
• Натирание
• Ручное введение
• Испытание на плавучесть
• Испытание на запах
• Наличие комков
• Испытание формы
• Испытание на прочность

Кроме того, существуют другие испытания цемента для определения качества цемента.

• Тонкость помола
• Прочность на сжатие
• Теплота гидратации
• Время начального и окончательного схватывания
• Прочность
• Нормальная консистенция

В целом, цемент считается одним из факторов, влияющих на прочность бетона.

Заполнители

Заполнители — это материал, связывающийся с цементным тестом после реакции с водой. Следовательно, качество заполнителя влияет на прочность бетона.

Обычно 80% объема бетона заполняется заполнителями.

Есть два типа заполнителей: крупный и мелкий заполнители.

Следующие факторы учитываются для поддержания качества агрегатов.

• Гранулометрический состав / градация
• Форма и текстура
• Содержание влаги
• Удельный вес
• Реакционная способность
• Прочность
• Насыпной вес

Указанные выше характеристики влияют на удобоукладываемость, обрабатываемость, истираемость и расслоение свежий бетон влияет на прочность, усадку, плотность и долговечность затвердевшего бетона.

2. Водоцементное соотношение

Водоцементное соотношение — один из наиболее важных факторов, влияющих на прочность бетона. В зависимости от водоцементного отношения прочность на сжатие определяется в расчете смеси.

Когда нам требуется бетон определенного сорта, сначала мы выбираем соответствующее водоцементное соотношение, чтобы приступить к проектированию смеси.

Как показано на рисунке выше, увеличение водоцементного отношения снижает прочность бетона на сжатие.Соотношение вода / цемент может быть увеличено за счет увеличения содержания воды или уменьшения содержания цемента.

В настоящее время использование добавок , которые снижают содержание воды, которая должна использоваться для сохранения ожидаемой удобоукладываемости, оказало значительное влияние на это соотношение.

Использование новых добавок принесло отрасли больше преимуществ, а также увеличило риски. Обо всем этом мы поговорим в последней части статьи.

3. Воздухововлечение

Как правило, воздухововлечение в бетон снижает его прочность.

Увеличение объема воздушных пустот на 1% снижает прочность на 5%.

Однако внутренние воздушные пустоты улучшают устойчивость бетона к повреждениям в результате циклов замерзания и оттаивания.

Кроме того, улучшает удобоукладываемость бетона.

На следующем рисунке также показано изменение прочности бетона на сжатие в зависимости от водоцементного соотношения, основанного на захвате воздуха.

4.Пропорции в целом

Пропорции в целом сильно влияют на прочность.

Обычно у нас есть мелкий и крупный заполнитель. В качестве мелкого заполнителя используется песок и карьерная пыль.

Все эти агрегаты, их свойства должны быть проверены в соответствии со стандартами, а градация материалов также должна быть в допустимых пределах.

При изменении источника материала должна быть проведена проверка.

Поскольку размер частиц сильно влияет на силу сжатия, их необходимо регулярно проверять.

В бетоне пропорции смеси цемента, воды, крупных и мелких заполнителей определяют прочность бетона. Для разных пропорций смеси можно получить разную концентрацию.

При составлении смесей пропорции заполнителей считаются одним из наиболее важных факторов.

5. Отношение заполнителя к цементу

Большая часть объема бетона представлена ​​заполнителями; мелкие и крупные агрегаты.

Цемент после реакции с водой создает связь с заполнителями для создания бетона.

Содержание цемента и объемное соотношение заполнителя зависит от прочности, как показано на следующем рисунке, взятом из технического документа.

6. Период отверждения

Период отверждения бетона напрямую влияет на рост прочности бетона. В статье, опубликованной на этом сайте Факторы, влияющие на время отверждения бетона , представлена ​​подробная информация о периоде отверждения бетона.

Следующий рисунок, взятый с веб-сайта, ясно показывает влияние периода отверждения на развитие прочности.

Как показано на рисунке, и из-за важности отверждения бетона для обретения его прочности, отверждения нельзя избегать.

Помимо увеличения прочности, отверждение бетона улучшает его прочность, образование трещин при затвердевании и т. Д.

7. Применение добавок

В настоящее время почти все время добавки используются для всех работ по бетонированию. Это добавляет больше преимуществ.

В соответствии с текущими разработками в этой отрасли существуют добавки, которые могут выполнять множество функций, таких как замедление и уменьшение воды.

Как известно, суперпластификаторы широко используются в качестве добавки из-за своих преимуществ. Эти добавки относятся к категории химических примесей.

Суперпластификаторы снижают потребность в воде на 15-20%, не влияя на удобоукладываемость, что приводит к получению высокопрочного и плотного бетона . Это увеличение прочности будет при том же содержании цемента при уменьшении количества воды.

Кроме того, мы можем снизить содержание цемента, добавив суперпластификатор для сохранения необходимой прочности.Тем самым мы можем сэкономить деньги.

Однако дозировка добавок должна соответствовать указанным производителем.

Передозировка также может снизить прочность на сжатие.

8. Уплотнение бетона

Совершенно очевидно, что уплотнение напрямую влияет на прочность.

Плохо уплотненный бетон имеет меньшую прочность, как показано на следующем рисунке.

Плохо уплотненный бетон имеет больше пустот и, как следствие, уменьшает связь между заполнителями.

Поэтому очень важно правильно уплотнять бетон.

9. Время после бетонирования

Возраст бетона является показателем роста прочности бетона.

Со временем прочность бетона увеличивается, но не увеличивается пропорционально.

Время является основным фактором, отражающим прочность бетона. Когда бетон стареет, его прочность увеличивается. Однако по истечении определенного периода прирост силы минимален.

11 факторов, которые могут повлиять на прочность бетона

Хемали Патель, автор контента в GharPedia. Она имеет степень бакалавра гражданского строительства в Технологическом институте Пателя, Бхопал, Мадхья-Прадеш. Она страстно любит делиться знаниями. Имеет 3-летний опыт преподавания в инженерном колледже. Любит читать и путешествовать. Вы можете связаться с ней в LinkedIn, Facebook, Twitter и Quora.

Бетон — широко используемый строительный материал в мире строительства.Бетон состоит из разных ингредиентов, и, конечно же, все они играют разную роль. Свойства бетона обычно зависят от смешивания компонентов бетона, то есть цемента, крупных заполнителей, мелких заполнителей (песок) и воды.

Весь мир хочет, чтобы их конструкция была прочной и долговечной, и для этого они всегда проектируют свою конструкцию с учетом желаемой прочности и обслуживания. Прочность дает общее представление о качестве бетона; поскольку это напрямую связано с долговечностью бетонной конструкции.Прочность бетона показывает способность конструкции выдерживать различные нагрузки (т. Е. Постоянная нагрузка, динамическая нагрузка, землетрясение, ветровая нагрузка и т. Д.). Прочность бетона можно измерить с помощью различных испытаний, которые проводятся с ним, таких как прочность на сжатие, прочность на разрыв и прочность на изгиб.

Помимо вышеуказанных испытаний, существуют различные факторы, которые также могут влиять на прочность бетона, основные из этих факторов описаны ниже:

 corr = data.corr () sns.heatmap (corr, annot = True, cmap = 'Blues') 

 sns.pairplot (data) 

 sns.scatterplot (y = "CC_Strength", x = "Cement", hue = "Water", size = "Age", data = data, ax = ax, sizes = (50, 300)) 

 sns.scatterplot (y = "CC_Strength", x = "FineAggregate", hue = "FlyAsh", 
 size = "Superplasticizer", data = data , ax = ax, sizes = (50, 300)) 

 X = data.iloc [:,: - 1] # Функции 
 y = data.iloc [:, - 1] # Целевой X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split (X, y, test_size = 0.2, random_state = 2) sc = StandardScaler () X_train = sc.fit_transform (X_train) 
 X_test = sc.transform (X_test) 

 # Импорт моделей 
 из sklearn.linear_model import LinearRegression, Lasso, Ridge # Linear Regression 
 lr = LinearRegression () # Lasso Regression 
 lasso = Lasso () # Ridge Regression 
 ridge = Ridge () # Подгонка моделей к данным обучения 
 lr.fit (X_train, y_train) 
 lasso.fit (X_train, y_train) 
 ridge.fit (X_train, y_train) # Создание прогнозов по тестовым данным y_pred_lr = lr.predict (X_test) 
 y_pred_lasso = lasso.predict (X_test) 
 y_predict = 
 y_predict_ridge13 from sklearn.metrics import mean_squared_error, mean_absolute_error, r2_score print ("Модель \ t \ t \ t RMSE \ t \ t R2") 
 print ("" "LinearRegression \ t {:.2f} \ t \ t {:. 2f} "" ". Format (np.sqrt (mean_squared_error (y_test, y_pred_lr)), r2_score (y_test, y_pred_lr))) print (" "" LassoRegression \ t {: .2f} \ t \ t {:. 2f} "" ". format (np.sqrt (mean_squared_error (y_test, y_pred_lasso)), r2_score (y_test, y_pred_lasso))) print (" "" RidgeRegression \ t {: .2f} \ t \ t {:. 2f} "" ". format (np.sqrt (mean_squared_error (y_test, y_pred_ridge)), r2_score (y_test, y_pred_ridge))) 

 coeff_lr = lr.coef_ 
 coeff_lasso = lasso.coef_ 
 coeff_ridge = ridge.coef_ labels = req_col_names [: - 1] 
 x = np.arange (len (labels)) 
 width = 0.3 fig, ax = plt.subplots (figsize = (10,6)) 
 rects1 = ax.bar (x - 2 * (width / 2), coeff_lr, width, label = 'LR') 
 rects2 = ax.bar (x, coeff_lasso, width, label = 'Лассо') 
 rects3 = ax.bar (x + 2 * (ширина / 2), coeff_ridge, width, label = 'Ridge') ax.set_ylabel ('Coefficient') 
 ax.set_xlabel ('Features') 
 ax.set_title ('Коэффициенты признаков') 
 ax.set_xticks (x) 
 ax.set_xticklabels (labels, rotation = 45) 
 ax.legend () def autolabel (rects): 
 "" "Прикрепите текстовую метку над каждой полосой в * rects *, отображающую ее высоту." "" 
 для прямоугольника в прямоугольниках: 
 height = rect.get_height () 
 ax.annotate ('{:. 2f}'. Format (height), xy = (rect.get_x () + rect.get_width () / 2, height ), xytext = (0, 3), textcoords = "смещение точек", ha = 'center', va = 'bottom') autolabel (rects1) 
 autolabel (rects2) 
 autolabel (rects3) 
 fig.tight_layout () 
 plt.show () 

 fig, (ax1, ax2, ax3) = plt.subplots (1,3, figsize = (12,4)) ax1.scatter (y_pred_lr, y_test, s = 20) 
 ax1.plot ([y_test.min (), y_test.max ()], [y_test.min (), y_test.max ()], 'k--', lw = 2) 
 ax1.set_ylabel ("True") 
 ax1.set_xlabel ("Predicted") 
 ax1.set_title ("Linear Regression") 
 ax2.scatter (y_pred_lasso, y_test, s = 20) ax2.plot ([y_test.min (), y_test .max ()], [y_test.min (), y_test.max ()], 'k--', lw = 2) ax2.set_ylabel ("True") 
 ax2.set_xlabel ("Predicted") 
 ax2. set_title ("Регрессия лассо") 
 ax3.scatter (y_pred_ridge, y_test, s = 20) ax3.plot ([y_test.min (), y_test.max ()], [y_test.min (), y_test.max () ], 'k--', lw = 2) 
 ax3.set_ylabel ("True") 
 ax3.set_xlabel ("Predicted") 
 ax3.set_title («Регрессия гребня») 
 fig.suptitle («Истина или прогноз») 
 fig.tight_layout (rect = [0, 0,03, 1, 0,95]) 

 из sklearn.tree import DecisionTreeRegressor 
 dtr = DecisionTreeRegressor () 
 dtr.fit (X_train, y_train) 
 y_pred_dtr = dtr.predict (X_test) print ("Модель \ t \ t \ t \ t RMSE \ t ") 
 print (" "" Регрессор дерева решений \ t {:.2f} \ t \ t {:. 2f} "" ". Format (np.sqrt (mean_squared_error (y_test, y_pred_dtr)), r2_score (y_test, y_pred_dtr))) plt.scatter (y_test, y_pred_dtr) 
 plt.plot ( [y_test.min (), y_test.max ()], [y_test.min (), y_test.max ()], 'k--', lw = 2) 
 plt.xlabel ("Прогнозируемый") 
 plt. ylabel ("True") 
 plt.title ("Decision Tree Regressor") plt.show () 

 из sklearn.ensemble import RandomForestRegressor rfr = RandomForestRegressor (n_estimators = 100) 
 rfr.fit (X_train, y_train) y_pred_rfr = rfr.predict (X_test) print ("Модель \ t \ t \ t \ t RMSE \ t \ t R2") print ("" "Регрессор случайного леса \ t {: .2f} \ t \ t {:. 2f} "" ". format (np.sqrt (mean_squared_error (y_test, y_pred_rfr)), r2_score (y_test, y_pred_rfr))) plt.scatter (y_test, y_pred_rfr) 
 plt_plot. ([y_pred_rfr) min (), y_test.max ()], [y_test.min (), y_test.max ()], 'k--', lw = 2) 
 plt.xlabel ("Прогнозируемый") 
 plt.ylabel (" Истина ») 
 plt.title (« Регрессор случайного леса ») 
 plt.show () 

 feature_dtr = dtr.feature_importances_ 
 feature_rfr = rfr.feature_importances_ labels = req_col_names [: - 1] 
 x = np.arange (len (labels)) 
 width = 0.3 
 fig, ax = plt.subplots (figsize (figsize) , 6)) 
 rects1 = ax.bar (x- (width / 2), feature_dtr, width, label = 'Decision Tree') 
 rects2 = ax.bar (x + (width / 2), feature_rfr, width, label = 'Случайный лес') 
 топор.set_ylabel ('Importance') 
 ax.set_xlabel ('Features') 
 ax.set_title ('Feature Importance') 
 ax.set_xticks (x) 
 ax.set_xticklabels (labels, вращение = 45) 
 ax.legend (loc = "верхний левый", bbox_to_anchor = (1,1)) 
 autolabel (rects1) 
 autolabel (rects2) 
 fig.tight_layout () 
 plt.show () 

 models = [lr, lasso, ridge, dtr, rfr] 
 names = [«Линейная регрессия», «Регрессия лассо», «Регрессия гребня», «Регрессор дерева решений», «Регрессор случайного леса»] rmses = [] для модели в моделях: 
 rmses.append (np.sqrt (mean_squared_error (y_test, model.predict (X_test)))) x = np.arange (len (names)) 
 width = 0.3 
 fig, ax = plt.subplots (figsize = (10,7)) 
 rects = ax.bar (x, rmses, width) 
 ax.set_ylabel ('RMSE') 
 ax.set_xlabel ('Models') 
 ax.set_title ('RMSE with Different Algorithms') 
 ax.set_xticks (x) 
 ax.set_xticklabels (names, вращение = 45) 
 autolabel (прямоугольники) 
 fig.tight_layout () 
 plt.show ()