Автор Определение подвижности бетонной смеси конусом, что такое осадка конуса
Содержание статьи:
Данный процесс является одним из двух способов определения пластичности (подвижности) бетонной смеси. В отличие от другого способа – метода анализа монолита – этот более быстрый и поэтому чаще применимый в практике. Этот метод также характеризует удобоукладываемость бетона.
Суть метода определения подвижности конусом
В основе метода лежит применение усечённого конуса высотой около 30 см (ёмкость не более 6 л), а также понимание того, что подвижность взаимосвязана с наличием в составе смеси жидкости. Важно учитывать присутствие пластификаторов и их количество на 1 куб.м. Данная процедура проводится в следующем порядке:
- конус заполняют раствором
- бетон прокалывается (штыкуется) для уплотнения и удаления пустот, дополняется смесью
- конус снимают (вертикально поднимают) и располагают рядом с раствором
- производится проверка на пластичность:
- если осадка конуса бетона составит 5 см, то данная смесь жёсткая
- если осадка более 5 см, то смесь является подвижной
Что такое осадка конуса
Исходя из предыдущего пункта, можно определить, что усадка конуса бетона – это цифровое значение в сантиметрах, насколько опустился бетон после снятия формы конуса. Данный показатель даёт возможность классифицировать бетон по пластичности внутри классификационной группы. То есть, при усадке более 5 см, мы уже определяем смесь как высокоподвижную, но зная значение осадки конуса в 10-15 см, можно сделать вывод, что она относится к группе П-3.
Применение в строительстве смесей с разной осадкой конуса
В зависимости от показателя подвижности, назначение бетонных растворов может быть различно. Так, смеси категорий П2 и П3 применяют для монолитной заливки. А вот смеси с повышенной подвижностью с осадкой конуса от 16 до 21 см и показателем П-4 и выше, используют для заливки узких опалубок и колонн, сооружений с частой конструкцией арматуры. Последние растворы именуются ещё как литой бетон, его используют там, где затруднительно применять вибротрамбовки и уплотнители.
Как измерить осадку конуса бетона (видео)
Классификация бетонной смеси по принципу осадки конуса
На основе свойства подвижности бетона с точки зрения степени осадки конуса можно разделить материал на классы S1-S5. Различие классов определяется значением осадки конуса в мм и выявлением типа смеси. Ниже приведена таблица указанного соответствия:
| Класс | Осадка конуса в мм | Консистенция |
|---|---|---|
| S1(П1) | 10-40 | Легко пластичная |
| S2(П2) | 50-90 | очень пластичная |
| S3(П3) | 100-150 | Мягкая |
| S4(П4) | 160-210 | Очень мягкая |
| S5(П5) | >=220 | Текучая |
Данная информация необходима для выбора или анализа уже имеющейся смеси относительно её предназначения и дальнейшего использования: достаточно ли она текучая при заливке конкретной формы определённого размера и конструкции. Эту классификацию можно применить к распределению смесей по типу подвижности, поэтому обозначение классов может быть в виде «П» , поясняя степень эластичности смеси, а не агрегатное состояние, как в таблице.
Подвижность бетона что это — осадка конуса, как измерить?
Подвижность бетона это — способность готовой бетонной смеси растекаться и заполнять собой пустоты и полости конструкции, в которую его заливают.
Данные свойства бетона так же называют «пластичностью». В описаниях бетона производители пишут условное обозначение параметров смеси П1, П2, П3 и так далее. В общей сложности существует пять степеней подвижности бетона.
Осадка конуса как измерить?
Как измерить подвижность бетонной смеси?
- О.К
Чтобы наглядно понять, чем отличаются типы пластичности друг от друга и как выявляется её степень, берем усеченный конус Абрамса.
Усеченный конус АбрамсаЕго размеры:
- Больший диаметр 20 см.
- Меньший диаметр 10 см.
Чтобы определить подвижность того или иного вида бетона, поэтапно заливаем его в нашу ёмкость, слой за слоем протыкая металлическим штырем, для надежного и равномерного распределения по поверхности ведра. Послойная заливка и процесс помешивания смеси предотвращает образование пустот в конечном изделии.
2. Испытания в форме (Лабораторный способ)
- Есть более сложный способ определить подвижность бетона, для этого вам понадобится обратиться аккредитованную лабораторию – залить готовую смесь в кубические формы и ждать полного затвердевания. После готовности изделия изучить полученный монолит. Важно чтобы возраст заготовок перед исследованием был не менее двадцати восьми дней.
- Испытания в форме — Берется стальной куб 20 на 20 см. (подойдет только для бетонных смесей с фракцией не более 7 см.), в куб помещается конус бетона. Устанавливается все на специальный вибростол, измеряется время. Стол начинает вибрировать и под воздействием вибрации конус начинает заполнять стальной куб (квадратную форму). Бетонный конус должен заполнить стальной куб, полностью а поверхность стать горизонтальной. Время за которое конус полностью заполнил стальной куб, умножается на 0,7. После оценивается подвижность бетонной смеси.
Подвижность П1, П2, П3, П4, П5 — характеристики
- Подвижность П1
Сухой бетон, в составе которого нет воды, обладает осадком конуса всего от одного до четырех сантиметров и обозначается П1, где цифра один – самое низкое значение для пластичности бетона.
- Подвижность П2
Полусухой бетон за счет того, что содержит немного влаги, обладает подвижностью П2 (это от пяти до девяти сантиметров осадок конуса).
- Подвижность П3, П4, П5
Далее идут товарные, то есть уже готовые бетонные смеси, где в составе уже достаточное воды, количество которой зависит от вида и назначения конкретного бетона, такая подвижность бетона самая распространенная в строительстве. Таким смесям ставят параметр П3, если осадок конуса от десяти до пятнадцати сантиметров, П4 если от шестнадцати до двадцати сантиметров или П5 при значении от двадцати до двадцати пяти сантиметров.
Минимальная подвижность бетона для работы бетононасоса
Бетонная смесь с высокой подвижностью П4 и П5 легка и удобна в эксплуатации. За счет своих свойств пластичности бетон проникает во все уголки опалубки, максимально заполняя собой всё необходимое пространство. Это исключает образование полостей в готовой конструкции и даёт гарантию качественного результата заливки. Только бетон П4 и П5 возможно заливать с помощью бетононасоса. Помощь спецтехники существенно экономит время, деньги и силы при строительстве, а зачастую, при затрудненном доступе к опалубке это единственно возможный вариант заливки готовой смеси.
Бетон П1 и П2 мы возим до объекта клиента в самосвалах (либо навалом, либо в мешках). Товарный бетон П3-П5 отгружается в бетоносмесителях, а П4-П5 можно взять сразу в Пуме и сократить расходы на отдельный бетононасос.
Метод осадки конуса — определение подвижности
Метод осадки конуса применяется для определения такой важной характеристики бетона, как подвижность. Он применяется для большинства смесей бетона, относящихся к классу тяжёлых или лёгких, крупно или мелкозернистых, а также других видов.
Конструкция для измерения представляет собой усечённый конус. Его нижнее основание составляет 20 сантиметров, а верхнее 10. Чтобы начать укладку бетона следует установить конструкцию на ровную поверхность. Необходимое положение требует опоры на малое основание. Бетон укладывается в три слоя, каждый из штыкуется ровно 30 раз. Одинаковые условия проведения испытания улучшают качество результата, а также позволяют добиться большего показателя точности. После уплотнения требуется срезать весь бетон, который находится за пределами конуса. Переворачивать конструкцию на широкое основание необходимо аккуратно. Специальная ручка позволяет снять конус и оставить смесь без опоры. Под действием собственного веса, она будет постепенно проседать и терять свою форму. Когда процесс прекратится, производится измерение высоты. Изначальный показатель составляет около 35 сантиметров.
Величина усадки позволяет выполнить классификацию бетона в соответствии с его жёсткостью:
-
Литые типы смеси. Осадка превышает 15 сантиметров, что позволяет использовать в местах с высочайшим уровнем плотности армирования.
-
Подвижные. Осадка варьируется в пределах 4-15 сантиметров.
-
Малоподвижные. Уменьшение высоты конуса составляет от 1 до 3 сантиметров. Такие бетоны в современном строительстве встречаются достаточно часто, поскольку обеспечивают экономию вяжущего материала.
-
Жёсткие. Осадка незначительна или отсутствует.
Следует отметить необходимость проведения испытания в оптимальных условиях. Особое внимание необходимо обращать на отсутствие вибраций в процессе, поскольку они приводят к увеличению показателя.
Форма и размеры конструкции могут изменяться, в зависимости от размеров элементов крупного заполнителя. Когда они меньше 70 миллиметров, применяется стандартный вариант (основания 10 и 20, а высота 30 сантиметров). Габариты несколько увеличиваются, когда крупная фракция превышает диаметр 70 мм. Размеры конуса, в таком случае, должны увеличиться в полтора раза.
Метод осадки конуса не позволяет эффективно измерять данную характеристику у жёстких смесей, которые не меняют своей формы. В подобной ситуации рекомендуется использовать специальные методики, которые оптимально подходят для решения поставленной задачи. Данный метод удобен и обладает важным преимуществом – минимальной стоимостью своего проведения. Использование технического визиометра является следующим шагом в технологии измерения.
Осадка конуса бетона
Осадка конуса бетона позволяет сделать оценку пластичности бетона с применением для этих целей устройства в виде усеченного конуса. Иными словами, определяется удобоукладываемость бетона (подвижность). Подвижность бетонных смесей прямо связана с количеством воды, которая в них добавляется. Еще очень важным здесь является и объем пластификаторов на 1 куб. м. Малоподвижным считают стройматериал, в составе которого перечисленных выше компонентов меньше всего.
Схема осадки конуса бетона.
Для выполнения обычных работ с растворами из бетона применяют материалы, у которых осадка конуса равна П1-П3. Но нежелательно забывать о том, что жесткие смеси, в которых очень мало жидкости, не смогут наполнить форму целиком. По этой причине нужно применить вибрацию или уплотнение. Если нужно будет заливать раствором из бетона армированные конструкции или мелкие полости, используется материал с показателем осадки П4. Стоимость бетона, который обладает большим показателем подвижности, будет выше остальных. У этих растворов осадка конуса равняется 160-210 мм.
Определение осадки конуса
Для испытания используется усеченный конус из металла, у которого высота 300 мм, нижний диаметр 200 мм и верхний диаметр 100 мм. Определение образца смеси из бетона выполняется так:
- вначале проверяют внутреннюю поверхность конуса, ей необходимо быть чистой, сухой и свободной от излишков схватившегося цементного раствора;
- потом конус помещают на ровную плоскость, которая не пропускает влагу, желательно на лист из стали.
Конус для определения подвижности бетонной смеси.
При заполнении бетоном рабочему необходимо держать конус. Форму наполняют раствором, затем выполняется его штыкование с помощью металлического прута длиной и диаметром 15 мм, который заострен в нижней области. Всего выполняется 25 штыкований. Затем укладывать со штыкованием следующие слои бетона, конус должен наполниться. Далее пока убирают лишний раствор около конуса, последний нужно придерживать. Форму снимают моментально после заполнения. Поднимать ее необходимо исключительно вертикально.
Бетон без формы начнет оседать. После завершения осадки выполняется измерение высоты бетона. Чтобы провести измерение осадки, используют специальное приспособление, у которого горизонтальное плечо находится на промежутке 300 мм по вертикали от опорной плиты. Можно еще выполнять измерение от верхнего края формы конуса.
По условиям необходимо, чтобы измерение высоты бетона, который осел, выполнялось не позже чем через 2 мин. после поднятия формы.
О вязкости и пластичности можно судить и по результатам измерений расстояния, на которое данная масса осела. Если оно достигает размера от 0 до 1 см, то раствор считается жестким, усадка от 5 до 16 см говорит о пластичности, если материал осел на 16-17 см, то он литой.
Вернуться к оглавлению
Изменение подвижности
Классы величины осадки конуса.
При отсутствии на строительном объекте вибраторов большинство прорабов часто увеличивают подвижность, разбавляя смесь, которая находится в бетоносмесителе, водой. Это в корне неправильный подход. Водоцементное отношение считают самой важной характеристикой, от которой в большинстве зависит окончательная прочность материала.
Добавление воды в бетоносмеситель с целью увеличить подвижность может очень сильно уменьшить его прочность, вплоть до нескольких марок. Бетон М-400 из-за добавления воды может приобрести характеристики, которые соответствуют маркам М-200 или М-300. Поэтому увеличивать его подвижность можно только при помощи пластификаторов.
Если в названии марки бетона имеются буквы СЗ, то это означает, что при его изготовлении использовался пластификатор, обеспечивающий ему прочность и эластичность.
При выполнении стандартных монолитных работ должен использоваться материал, подвижностью от П-1 до П-3.
Осадка в см стандартного бетонного конуса (ОК.)
Бетонная смесь должна обеспечивать получение бетона с заданными техническими требованиями и обладать такими свойствами, чтобы ее можно было при принятой технологии транспортировать, укладывать и обрабатывать с минимальными затратами работы и без расслаивания. К бетонным смесям предъявляют требования до удобоукладываемости (подвижности, жесткости), воздухосодержанию (воздухововлечению), водоотделению, объемной массе и отсутствию расслоения.
Прямых методов измерения удобоукладываемости, т. е. способности смеси легко укладываться в форму и уплотняться под действием различных методов уплотнения, нет. Удобоукладываемость оценивают по показателям подвижности и жесткости бетонной смеси. Пробу бетонной смеси отбирают в трех различных местах, перемешивают и не позднее чем через 10 мин после отбора определяют подвижность или жесткость. Объем пробы должен обеспечивать проведение не менее двух измерений.
Подвижность. Это свойство бетонной смеси характеризуется величиной осадки в см стандартного бетонного конуса (ОК.), отформованного из данной бетонной смеси. Для смеси с заполнителем DMaKC ≤70 мм размеры металлического конуса, мм: высота — 300, диаметры — нижний 200 и верхний 100. Конус устанавливают на металлический лист и после смачивания внутренней поверхности водой заполняют через насадку бетонной смесью в три слоя. Каждый слой штыкуют 25 раз металлическим стержнем d=16 и L = 650 мм. Поверхность бетонной смеси заглаживают. После этого металлический конус осторожно снимают в вертикальном направлении за 3—7 с и устанавливают рядом с отформованной в виде конуса бетонной смесью. Затем с помощью двух линеек от верха металлического конуса до верха бетонной смеси измеряют расстояние, которое является осадкой конуса. Осадку измеряют с точностью до 1 см и вычисляют из двух определений, отличающихся между собой не более чем на 2 см при ОК≤8 см и на 3 см при ОК≥ 9 см.
Жесткость Ж. Этот показатель бетонной смеси характеризуется временем вибрирования, с, в течение которого бетонная смесь, отформованная в виде конуса, заполняет цилиндрическое кольцо прибора для определения жесткости.
Стандартный прибор представляет собой цилиндрическое кольцо с фланцем в основании, кольцом-держателем конуса, поворотным штативом, на котором с помощью штанги и направляющей втулки может свободно перемещаться в вертикальном направлении диск с шестью отверстиями. Внутренний диаметр кольца 240, высота 200 мм. Перед проведением испытания в цилиндрическое кольцо вставляют стандартный конус и закрепляют его, заводя ручки в пазы кольца-держателя.
Для проведения испытания прибор устанавливают и крепят на виброплощадке (частота колебаний 2800—3000 в 1 мин, амплитуда 0,5 мм). Конус заполняют через воронку бетонной смесью так же, как и при измерении подвижности, и затем снимают. Затем, поворачивая штатив, опускают диск на поверхность бетонного конуса. После этого включают виброплощадку и измеряют время, с, до появления цементного теста из всех отверстий диска. Испытания выполняют два раза из одной пробы и, если результаты отличаются между собой не более чем на 20%, жесткость бетонной смеси Ж вычисляют с точностью до 1 с как среднее арифметическое.
Объемная масса бетонной смеси. Для определения объемной массы смеси используют металлический цилиндрический сосуд вместимостью 5 (DНаиб ≤40 мм) или 15 л (Dнаиб ≤80 мм). Бетонную смесь укладывают в сосуд с помощью вибрирования до появления на поверхности цементного молока, но не более 90 с. Затем поверхность бетона выравнивают и сосуд взвешивают. Объемную массу mv, кг/м3, определяют по формуле
где m — масса сосуда с бетонной смесью, г; m1—то же, пустого сосуда, г; V — вместимость сосуда, см3.
По данным двух измерений, если они различаются не более чем на 3%, вычисляют среднее значение mv.
Водоотделение. Этот показатель смеси характеризует ее водоудерживающую способность и связность. Для определения водоотделения бетонную смесь укладывают в сосуд, как и при определении mv но вместо вибрирования применяют штыкование трех слоев — по 16 штыкований для малого сосуда и 36 для большого на каждый слой. Через 90 мин измеряют высоту отделившегося от поверхности слоя воды H. Относительное водоотделение В для цилиндра высотой Н (для малого сосуда Н равно 186, а для большого — 267 мм) вычисляют по формуле:
Воздухосодержание (воздухововлечение). При определении объема вовлеченного воздуха VB %. к объему бетонной смеси, весовым методом, расчет ведут по формуле:
Маркировка бетона
Производители, при указании цены на бетон или бетонные смеси, в своих прайс-листах обычно описывают марку бетона, класс прочности и материал наполнителя. А иногда можно встретить и такую маркировку: M350 В25 П4 F200 W8. О том, как разобраться в марках бетона и маркировке бетонных смесей, пойдет речь в этой статье.
Бетон и бетонная смесь – это, по сути, одинаковые понятия. Разница лишь в том, что бетонная смесь – перемешанная однородная смесь вяжущего вещества (цемента и пр.), заполнителей (щебня, песка и пр.), воды и добавок. А бетон – это уже отвердевшая бетонная смесь.
Новые ГОСТы (25192-2012, 7473-2010) обязывают производителей бетона указывать маркировку своих бетонных месей (БСГ – бетонная смесь готовая, БСС – бетонная смесь сухая). Маркируются основные важнейшие свойства бетона – это марка (M), класс (B), подвижность (П), морозостойкость (F) и водонепроницаемость (W).
Марка (M) и класс бетона (B)
При покупке бетона основное внимание обычно акцентируется на марке и классе бетона.
Цифры марки бетона (M200, M350 и т.д) обозначают (усреднённо) предел прочности на сжатие в кгс/см3. Соответствие необходимым параметрам проверяют сжатием (специальным прессом) кубиков отлитых из пробы бетонной смеси, и выдержанных в течение 28 суток. Условно говоря, чем выше в бетоне содержание цемента, тем бетон прочнее – поэтому принято также считать, что число после буквы M (от50 до 1000) показывает содержание цемента: бетонные смеси марок M50 – M100 относятся к сортам бетона с низким содержанием цемента, а M500-M600 – с высоким.
Соответствие марки бетона классу прочности:
| Марка бетона | Класс по прочности |
| M100 | B7,5 |
| M150 | B10 |
| M200 | B15 |
| M250 | B20 |
| M300 | B22,5 |
| M350 | B25 |
| M400 | B30 |
| M450 | B35 |
| M550 | B40 |
| M600 | B45 |
Подвижность (П)
Подвижность – это маркировка удобоукладываемости бетонной смеси, рассчитываемая по осадке конуса (ГОСТ 7473-2010)
Грубо говоря, подвижность бетона – это способность смеси заполнять форму, в которую она помещена, способность расплываться и занимать предоставленный объем.
Подвижность определяют опытным путем. Бетонная смесь заливается в конус высотой 30см. После снятия конуса производится измерение величины осадка. Если форма сохранилась практически без изменений (осела на 1-5см) то такой бетон называется жестким. Он почти не изменяет форму, но отлично формуется при помощи вибрационных уплотнителей. Подвижность такого бетона мала, и его использование ограничено: такая бетонная смесь тяжело устанавливается в опалубку определенной формы. Смеси с осадкой от 6см до 12см, относятся к пластичным типам.
Категории подвижности бетонной смеси:
| Подвижность бетонной смеси | Осадка конуса |
| Малоподвижная (П1) | 1 – 5 см |
| Подвижная (П2) | 5 – 10 см |
| Сильноподвижная (П3) | 10 – 15 см |
| Литая (П4) | 15 – 20 см |
| Текучая (П5) | 21 и более |
На практике подвижность бетона часто именуют также пластичностью или удобоукладываемостью – т.е. насколько удобно смесь будет укладываться в форму и насколько быстро ее принимать, а также, каким транспортом целесообразней производить доставку бетона.
Для обычных монолитных работ используют бетон с подвижностью П3. При заливке сложных конструкций лучше заказывать П4-П5. Смеси с повышенной пластичностью быстрее и легче принимать и укладывать в опалубку, без применения вибратора. Кроме того, пластичные бетонные смеси удобно прокачивать бетононасосом.
Важно знать: увеличение подвижности бетона достигается добавлением на заводе пластификаторов, а не воды. Вода способна значительно ухудшить качество бетона.
Морозостойкость (F)
Показатели морозостойкости бетона отражают количество количество циклов замерзания-оттаивания, выдерживаемые бетоном (от 25 до 1000). Низкая морозостойкость приводит к постепенному снижению несущей способности и к быстрому поверхностному износу бетонной конструкции.
Основная причина разрушения бетона под воздействием низких температур — расширение воды в порах материала при замерзании. Т.е. морозостойкость, в основном, зависит от структуры: чем выше объём пор, доступных для воды, тем ниже морозостойкость.
Сегодня благодаря применению специальных химических добавок (уплотняющих, воздухововлекающих и т.д.) удаётся создавать смеси, выдерживающие сверхнизкие температуры. Строительные бетоны М100, М150 обычно имеют маркировку F50, а бетоны М300, M350 — от F200.
Водонепроницаемость (W)
Водонепроницаемость – это способность бетона не пропускать воду под давлением. При этом давление постепенно повышают до достижения определенной величины, пока не начнется просачиваться вода.
Водонепроницаемость бетона маркируют буквой W и условными единицами (чем выше значение, тем больше водонепроницаемость). Промышленные бетонные смеси имеют параметры от 2 до 20. Водонепроницаемость – одна из важных характеристик бетона, раскрывающая возможность использования смеси под открытым небом, в подземных сооружениях с высоким уровнем грунтовых вод и пр. Для повышения значения W при производстве бетона используют определенные химические добавки или специальный цемент (пластифицированный и др.). В строительной среде бетон с высокой водонепроницаемостью называют также гидротехническим.
Подвижность бетона — методы определения и характеристики.
Подвижность (бетона) – способность массы заполнять форму, в которую она помещена. При этом бетон не образовывает пустот.
Все, кто имел дело с бетоном, знают, что его физические характеристики изменчивы с течением времени. Подвижность стройматериала – не одна из четко определяемых величин, поэтому нормы предусматривают некое отклонение в одну или другую сторону.
Чтобы определить класс подвижности бетона, применяют усеченный конус с высотой равной диаметру основания (30 см) и поперечником верхнего отверстия – 10см. К тому же такой конус должен иметь ручки. В него забивают цементный раствор, протыкая несколько раз во избежание образования пустот. В исследовании не допускается заполнения конуса «с горкой». После этого переворачивают конус и дожидаются результатов исследования. Так, лабораторные испытания дают понять, какой бетон находится в руках строителей: жесткий или подвижный.
Характеристики бетона по показателям жёсткости и подвижности:
| п/п | Вид бетонной смеси | Жесткость, с | Осадка конуса, h (см) |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1 | Особо жёсткая | Более 200 | 0 |
| 2 | Жёсткая | 50-150 | 0 |
| 3 | Малоподвижная | 45-15 | 0-2 |
| 4 | Подвижная | 10 и менее | 3-8 |
| 5 | Литая | – | 15-18 |
Подвижность бетона: таблица соответствия классов подвижности определенным маркам бетона по прочности.
На данный момент в строительной сфере используются не все нынесуществующие марки бетона. Высокие марки (больше М500) отличаются дорогой стоимостью, а низкие (например, М100) используются для подготовительных работ. Чтобы получить надежный материал используются, как правило, бетон М350 В25 и М400 В30. Они обладают высокой прочностью, а второй из них нередко применяется в возведении мостов, балок. Менее часто применяются бетоны М450 (для строительства метрополитенов) и М500 (для конструкций со сложными характеристиками).
Чтобы быстрее понять принадлежность определенной марки бетона к классу подвижности, были разработаны таблицы в соответствии с лабораторными исследованиями. Благодаря им удается узнавать марку бетона по подвижности исходя всего лишь из ближайшей марки бетона по прочности. Это дает право не тратить время на исследования в лабораториях.
Для измерений используем конус для определения подвижности бетона. Необходимый инструмент, если вы работаете в монолитном бизнесе.
В зависимости от марки подвижности бетон используют в различных работах. Так, классы бетона по подвижности П-2 и П-3 применяются для возведения монолитных конструкций. Для заливки узких опалубок, конструкций, собранных из арматуры, используется бетон марки П-4. Эта же подвижность подходит также для покупки бетона для фундамента.
Подвижность бетона П-4 и П-5 дает право перекачивать такую смесь с помощью бетононасоса. Другие же классы подвижности вызовут засорение системы транспортировки бетона. П-5 используют при большой длине бетоноводов, применяя авто- и стационарный бетононасос.
Заказывайте доставку бетона только у проверенных поставщиков, что быть уверенным в поставляемом материале.
Усадочный конус — Тестер усадки и расширения
Усадочный конус — Тестер усадки и расширения цемента и бетона
Термоусадочный конус сконструирован с двухстенным металлическим сосудом для легкого нагрева и охлаждения с помощью внешнего блока контроля температуры жидкости. Лазерный луч измеряет очень раннюю усадку и расширение строительных материалов, цемента и бетона: бесконтактно и с разрешением 1 микрон.
Запатентованная инновация термоусадочного конуса deltaEL позволяет измерять усадку или расширение жидких строительных материалов в первые минуты и часы после начала смешивания.Расширение строительного материала регистрируется бесконтактным и очень точным лазерным лучом. Между жидкостью и датчиком нет механической связи.
Чтобы гарантировать, что измеренное расстояние коррелирует с относительным изменением длины материала, мы используем специально разработанный контейнер для образцов.
Изменение длины регистрируется с разрешением 1/10 микрона, а измеренные значения оцифровываются и сохраняются с помощью программного обеспечения, поставляемого вместе с системой. Синхронно с изменением длины, температуры, отн.влажность может сохраняться программным обеспечением.
Процедура измерения
- Заполните жидким строительным материалом (2) контейнер для образца конической формы (1)
- Контейнер устанавливается под лазерным блоком (3), который установлен на высокопроизводительной стойке стрелы.
- Для зубчатой рейки предварительно установлено расстояние примерно. 0 мкм.
- Автоматическая регулировка смещения выполняется щелчком мыши на вашем ПК (5).
- Автономный регистратор данных будет регистрировать ваши данные в течение нескольких недель на встроенной памяти CF-карты
- Регистратор данных имеет сетевой интерфейс.Вы можете легко считывать данные с помощью любого программного обеспечения браузера, такого как Internet-Explorer или Firefox .
| Технические данные | |
|---|---|
| Диапазон измерения | 5 мм |
| Базовое расстояние | 25 мм |
| Разрешение | 0,1 мкм |
| Диаметр лазерного пятна | 0,8 мм |
| Объемный конус | 349 см³ |
| Мощность лазера | 1 мВт при 675 нм Класс 2 |
(PDF) Предложение по измерению и оценке ранней усадки цементных композитов с использованием усадочного конуса
2
1234567890 ‘’ «»
Международная конференция по строительным материалам, продуктам и технологиям IOP Publishing
IOP Conf.Серия: Материаловедение и инженерия 379 (2018) 012038 doi: 10.1088 / 1757-899X / 379/1/012038
конусообразный образец [10]. Другими преимуществами являются, например, достаточный измеряемый объем, процедура заполнения
и обращение с оборудованием.
Основной целью проведенных экспериментов была проверка применимости метода испытаний для мелкозернистых материалов
различной консистенции и предложение другого подхода к оценке измерения
с использованием оборудования Shrinkage-Cone.К сожалению, в настоящее время доступно лишь небольшое количество экспериментальных данных
, которые можно было бы сравнить друг с другом. Не было обнаружено никаких данных для измерений
, выполненных на цементном тесте, а также не было обнаружено никаких результатов для измерений
, выполненных на цементных пастах с различными в / к, связанными вместе с измерениями на цементных растворах
.
2. Экспериментальный анализ
2.1. Материалы
Измерения проводились для цементных паст и эквивалентных цементных растворов с другим соотношением
в / ц.Для изготовления обоих композитов использовался портландцемент CEM I 52,5 R. Для эксперимента были выбраны три
различных соотношения вод / цемент для паст со значениями 0,33, 0,40, 0,50 и два различных для растворов со значениями
0,40 и 0,50 (невозможно приготовить строительный раствор с в / ц = 0,33.
без добавления пластификатора). Для изготовления строительных растворов использовался стандартизированный кварцитовый песок с гранулометрическим составом
0–2 мм (CEN 196-1 [11]).Соотношение заполнитель-цемент в строительных смесях
всегда составляло 3: 1. Процедура смешивания приготовленных свежих смесей была основана на стандарте
стандарта EN 196-1 [11]. Для каждой пасты и строительного раствора было выполнено три измерения, чтобы получить
средней кривой развития деформации.
2.2. Усадочный конус
Усадочный конус — это измерительное оборудование, которое позволяет измерять усадку и расширение
строительных материалов, приготовленных путем смешивания твердых и жидких [10] компонентов для приготовления
свежей смеси, которая затвердевает из-за химические процессы.Бесконтактная система измерения позволяет
начать измерение сразу после заливки свежего материала в форму. Важно указать
, что геометрическая форма конусообразной формы гарантирует, что изменение зарегистрированного расстояния
(изменение высоты конусообразного образца) соответствует изменению длины испытуемых
образцов. потому что соотношение радиуса и высоты постоянно для любого объема (затем можно вычислить относительное изменение длины
).Исходя из этого факта, изменение объема измеряемого материала можно рассчитать как
как третью степень отношения соответствующих высот. Для получения дополнительной информации об усадочном конусе
и подробностей о процедуре измерения см. Технический лист оборудования
, доступный в [10].
Для эксперимента использовался усадочный конус номинальной высотой 125 мм и объемом
682 см3.Чтобы минимизировать трение, коническая тефлоновая фольга (ПТФЭ) помещалась в конус
перед его заполнением. Во время заливки применялся соответствующий метод уплотнения (с учетом обрабатываемости
) для удаления захваченного воздуха и обеспечения требуемой жесткости и сглаживания
верхней поверхности свежей смеси. Чтобы избежать испарения воды, верхнюю поверхность покрыли маслом
(согласно рекомендации производителя).Наконец, отражатель из полипропилена, покрытый алюминиевым листом
, был помещен в середину верхней поверхности, а термочувствительный датчик
был вставлен в свежую смесь. Процесс производства показан на рисунках 1–6 ниже.
Данные измерений автоматически сохранялись в регистраторах данных с периодом 10 секунд и 1 минута
в случае измерения расстояния и температуры, соответственно.
Кривые деформации, представленные здесь, представляют относительные изменения длины, рассчитанные из отношения
Δh / h
в [], где Δh — измеренное изменение высоты (изменение высоты образца) и h
— номинальная высота конической формы.Представленные кривые деформации представляют собой среднее значение
, полученное в результате трех измерений, выполненных для каждого цементного теста и раствора.
Усадка при высыхании
Усадка при высыхании Усадка при сушкеВведение
Усадка при высыхании определяется как сжатие затвердевшего бетона. смесь из-за потери капиллярной воды. Эта усадка вызывает увеличение в растягивающем напряжении, которое может привести к растрескивание, внутреннее коробление, и внешний прогиб, прежде чем бетон подвергнется любому виду загрузка.Весь портландцементный бетон подвергается усадке при высыхании или гидратации. объем изменяется по мере старения бетона. Гидраль изменение объема бетона очень важно для инженера при проектировании конструкции. Усадка при высыхании может происходить в плитах, балках, колоннах, подшипниках. стены, предварительно напряженные элементы, резервуары и фундаменты.
Усадка при высыхании зависит от нескольких факторов. Эти факторы включают свойства компонентов, пропорции компонентов, смешивание способ, количество влаги при отверждении, сухая среда и размер элемента.Бетон, затвердевший при нормальных условиях, претерпит некоторое изменение объема. Усадка при высыхании происходит в основном из-за уменьшения капиллярной воды. путем испарения и воды в цементном тесте. Большее количество воды в свежем бетоне, тем больше влияет усадка при высыхании. На потенциал усадки конкретного бетона влияет количество перемешивания, время, прошедшее после добавления воды, колебания температуры, оседание, размещение и лечение.Состав бетона также очень важен. Каждый заполнитель и цемент Тип имеет отличительные характеристики, каждая из которых способствует усадке бетона. Количество воды и добавок, используемых во время смешивания, также напрямую зависит от и косвенное влияние на усадку бетона при высыхании. Усадка бетона происходит в основном за счет испарения капиллярной воды при перемешивании. В степень усадки зависит от физических свойств бетона. включая размер конструкции, расположение конструкции и окружение температура.
Свойства и пропорции компонентов
Композиционный состав бетона непосредственно способствует высыханию усадка бетона. В результате происходит потеря влаги в гидратированном цементном тесте в усадке. Различный состав и крупность цементов различаются. влияние на усадку цементного теста. Уменьшается разница в усадке значительно за счет корректировки количества гипса, добавляемого в разные цементные составы.Размер агрегата не так важен, но косвенно влияет на влажность бетона. Усадка уменьшается с объемным увеличением концентрации заполнителя, вызывая линейная связь между свободными усадка и ширина трещин. Заполнители с высокой плотностью и высоким модулем упругости эластичности заполнителей снизит сжимаемость и увеличит усадка бетона. Использование добавок может изменить реакцию гидратации, что непосредственно приводит к значительному увеличению усадки при высыхании.
Влажность
Влияние свойств бетона на усадку при высыхании зависит от соотношение содержания воды к вяжущим материалам, совокупное содержание и общее содержание воды. Общее содержание воды составляет самые важные из них. Связь между количеством воды содержание свежего бетона и усадка при высыхании линейна. Увеличение содержания воды на один процент примерно увеличит усадка при высыхании на три процента.Постоянная вода для цементных материалов соотношение совпадает с изменением количества используемого заполнителя.
Сухая среда
Степень усадки при высыхании зависит от условий окружающей среды; относительная влажность, температура и циркуляция воздуха. Бетон подвергнутый в сухой атмосфере, в большинстве случаев, будет иметь большую усадку при высыхании чем при альтернативном увлажнении и сушке. Более низкие температуры обычно уменьшают усадку при высыхании из-за более высокой влажности и более медленное испарение.
Информация составлена Давидом Коратичем
Список литературы
Волокна | Бесплатный полнотекстовый | Сдерживаемое растрескивание при усадке армированного волокном высокопрочного бетона
1. Введение Бетон
известен как один из наиболее применимых строительных материалов во всем мире. Его экономичность, доступность компонентов, подходящая прочность в различных условиях окружающей среды и высокая прочность на сжатие являются одними из основных факторов, которые необходимы для бетона как строительного материала [1,2,3].За последние несколько лет бетонная промышленность пережила рост и развитие, что привело к созданию и развитию бетонов высокого качества и применимости, таких как высокопрочный бетон (HPC) и высокопрочный бетон (HSC) [4 ]. Тем не менее, бетон является слабым по отношению к пределу прочности на растяжение и высоким деформациям, которые можно в определенной степени компенсировать с помощью арматуры или фибры [5,6,7]. В последние годы фибробетон (FRC) получил значительное внимание в гражданском строительстве. инфраструктуры, такие как тротуары, мосты, туннели, плиты, аэропорты, убежища и склады взрывчатых веществ.В связи с этим в последние десятилетия принимались во внимание низкая прочность и хрупкость бетона, высокое отношение длины волокон к диаметру, а также распределенный и диспергированный объем бетона. Следует отметить, что смеси, содержащие волокна (сталь) или железобетон (ЖБИ), корродируют и разрушаются (снижается несущая способность) из-за воздействия агрессивных сред (хлоридные или сульфатные условия) [8]. Эта проблема приводит к росту и развитию микро- или макротрещин, что приводит к снижению срока службы и / или долговечности из-за увеличения проникновения воды, ионов хлора или карбонизации.В настоящее время разрушение железобетонных конструкций вызвало разработку новых и инновационных материалов и методов для восстановления и укрепления конструкций, поскольку замена конструкций была бы очень дорогостоящей и, следовательно, непомерно высокой [9,10]. Использование волокон в бетоне и цементе композиты на основе композитов, предназначенные для повышения ударной вязкости и пластичности в местах после образования трещин, значительно выросли. Разрушение и разрушение бетона во многом зависит от образования макро- или микротрещин под нагрузкой или воздействием окружающей среды [11,12,13,14,15].Изменения температуры и влажности цементного теста приводят к образованию микротрещин, которые концентрируются на поверхности крупного заполнителя. Кроме того, большие нагрузки и экологические проблемы приводят к большему количеству микротрещин в бетоне. Применение различных волокон является влиятельным фактором в развитии трещин, а также в улучшении поглощения энергии и прочности бетона, что может снизить вероятность разрушения бетонной конструкции, особенно в регионах, подверженных циклическим или сейсмическим нагрузкам [16]. Использование волокон играет ключевую роль в уменьшении растрескивания, усадки или термических трещин в качестве замены термического армирования.Кроме того, наличие дополнительного вяжущего материала (SCM), такого как микрокремнезем и летучая зола, а также форма, размер, тип, объем и характер распределения волокон являются важными факторами технической и экономической эффективности бетона. Для армирования цементной матрицы используется широкий спектр волокон с различными физическими, механическими и химическими свойствами. Среди доступных и применимых волокон в цементных композитах учитывались стальные, полипропиленовые (ПП), стеклоуглеродные и базальтовые волокна [17,18,19].На рисунке 1 схематически показано влияние волокна на процесс разрушения бетона при растягивающей нагрузке. В целом, усадка делится на четыре категории: усадка в раннем возрасте (полиолефиновая или капиллярная усадка), автогенная усадка, усадка при карбонизации и усадка при высыхании. Усадка в свежем бетоне в раннем возрасте происходит из-за обмена влаги с поверхности на окружающую среду (за счет испарения) и массообмена через бетон на его поверхность. Усадку полиолефина в первые часы измеряют после литья, что можно предотвратить путем оптимизации конструкции смеси и подходящего отверждения.Взаимодействие затвердевшего цементного теста и углекислого газа приводит к карбонизационной усадке [20,21]. Уменьшение объема из-за этого явления происходит медленно в окружающей области, так что оно не заметно по сравнению с усадкой при сушке. Усадка при высыхании происходит из-за обмена влаги в результате изменения относительной влажности между окружающей средой и бетоном. Последний случай включает в себя большинство изменений объема из-за усадки в бетонах высокой и средней прочности. По этой причине этот тип усадки специально изучается в данном исследовании [22,23,24].Были проведены обширные исследования влияния различных типов волокон, таких как натуральные (органические) и искусственные (неорганические) волокна на бетон. Первое испытание армирования бетона стальной фиброй было проведено Бастоном и Рамуальдином в 1960 году в США [25]. После этого было проведено множество исследований и промышленных применений на бетоне, армированном стальным волокном (SFRCP) и других волокнах, для улучшения механических свойств и долговечности. Основываясь на предыдущих результатах, на несущую способность и прочность волокнистых вяжущих композитов влияют четыре основных фактора: качество матрицы, соотношение размеров, объемная доля и прочность связи (поверхность раздела матрица-волокно).Vandewalle [26] изучал гибридные армированные волокном композиты с различной длиной и концентрацией волокон. Результаты измерения смещения раскрытия трещин показали, что короткие волокна более эффективны в областях с небольшими раскрытиями трещин, в то время как длинные волокна обеспечивают хорошую пластичность в широких трещинах. Короткие и длинные волокна приводят к перекрытию микро- или макротрещин, соответственно, что приводит к увеличению предельной деформации и несущей способности после трещин. Разрыв волокна в цементной матрице вызывается удлинением (разрывом) или вырыванием [27].В последние годы полиолефиновые волокна нового поколения на основе полипропилена демонстрируют улучшенные характеристики. Их диаметр и длина открывают новые возможности применения. Было проведено несколько исследований для оценки этих волокон и их влияния на бетон. В некоторых исследованиях оценивалась усадка цементных матриц, содержащих натуральные волокна, такие как измельченные волокна кокоса и сизаля. Кроме того, было исследовано влияние условий отверждения, соотношения материалов и различных добавок, включая химические или неорганические материалы (микрокремнезем, летучая зола и шлак) на усадку FRC.Сообщается, что добавление 0,2% объемной доли волокон сизаля в цементный раствор приводит к уменьшению усадки полиолефина. Кроме того, наличие волокон может увеличить начальное время растрескивания при сдерживаемой усадке и эффективно контролировать рост трещин в раннем возрасте цементных композитов [28]. Несколько исследований касаются влияния полипропиленовой фибры на усадку бетона при высыхании [29,30,31]. Результаты показали, что полипропиленовая фибра может значительно снизить автогенную и общую усадку бетона.Мостофинеджад и Хатами [32] изучали влияние использования полипропиленовых волокон на растрескивание, вызванное усадкой и удобоукладываемостью бетона. Результаты показали, что увеличенное содержание и длина волокна значительно снижает поверхность усадочных трещин полиолефина до 86% по сравнению с образцами без волокон. Tassew и Lubell [33] оценили механические свойства бетона, содержащего стекловолокно. Результаты показали, что добавление волокон не оказало значительного влияния на прочность на сжатие или модуль упругости, но значительно увеличило прочность на изгиб или прямой сдвиг.Саги и Делбари [34] сообщили о влиянии полиолефиновых волокон и прочности бетона на объем трещин, вызванных усадкой полиолефина в бетонных плитах. Результаты показали, что увеличение содержания волокна с 2 до 3% снижает поверхность трещин при усадке полиолефина до 98%. Более высокое содержание волокна не только уменьшает ширину трещины, но также увеличивает время, необходимое для образования трещин на поверхности бетона, соответственно. В одной статье, озаглавленной «Метод прогнозирования усадочной трещины при высыхании в железобетонных стенах», Ли и Сео [35] показали, что «ширина трещины сильно зависит от прочности бетона на сжатие, диаметра стержней и его соотношения, но почти не зависит от усадки при высыхании. , коэффициент удержания, длину стенки или коэффициент ползучести.«Количество трещин и их расчетная ширина усадки были близки к результатам экспериментальных работ.Обзор существующей литературы по высокопрочному бетону, армированному фиброй (FRHSC), показывает тот факт, что ограниченные исследования сосредоточены на риске растрескивания в стесненных условиях для такого бетона в раннем возрасте. Учитывая растущий интерес к использованию FRHSC в качестве замены бетона нормальной прочности в конструкциях и строительстве транспортной инфраструктуры, существует необходимость изучения характеристик бетона, изготовленного из различных волокон.Целью настоящего исследования было изучить влияние различных волокон на усадку в раннем возрасте, прочность на сжатие и прочность на изгиб высокопрочного бетона (HSC). Изучаемыми параметрами являются ширина и тип трещин, а также возраст образования трещин в результате сдержанной усадки. Использовались бетонные смеси, содержащие 0,1% волокон с объемной долей при соотношении воды и вяжущего материала 0,38.
Усадочный конус
Усадочный конусТермоусадочный конус позволяет измерять усадку или расширение жидких строительных материалов в первые минуты и часы после начала смешивания.С помощью бесконтактного лазерного луча регистрируется изменение длины строительного материала.
С помощью термоусадочного конуса можно измерить пластическую усадку строительных материалов.
Аппарат для усадочного конуса имеет базовую комплектацию, состоящую из лазерного блока, установленного на стойке, и цилиндрической чаши с конической формой внутри. Номинальная высота конуса — 100 мм, диаметр отверстия — около 115 мм. Объем конуса составляет 349 см³, как указано в техническом паспорте продукта.
Кроме того, производитель предлагает защитные листы конической формы, позволяющие минимизировать трение (эти листы конической формы можно использовать несколько раз), а также некоторые отражатели из полипропилена, покрытого матовым алюминиевым листом (20 x 20 x 3 мм). Данные записываются в регистратор данных, который можно подключить и контролировать с помощью обычного персонального компьютера.
Чтобы проверить пластическую усадку строительного материала, его сначала заливают в конус. Затем отражатель помещается поверх материала, а конус помещается под лазерный блок так, чтобы сфокусированный лазерный луч отражался отражателем.Рассеивающая часть отраженного света принимается оптическим датчиком.
Изменение длины регистрируется с разрешением 1/10 мкм.
Регистратор данных, поставляемый с системой, записывает данные в виде стандартных файлов ASCII. С помощью стандартного программного обеспечения веб-браузера можно считывать данные и отображать их в графическом и числовом виде в режиме онлайн.
Важно указать, что геометрическая форма конуса гарантирует, что изменение зарегистрированного расстояния до поверхности соответствует относительному изменению длины, фактически соотношение радиуса и высоты (r / h) является постоянным для любого объема.Следовательно, соотношение двух объемов V1 и V2 (где V2 — объем после сжатия или расширения) равно третьей степени отношения соответствующих высот h2 и h3. В случае цилиндра или призмы это невозможно, потому что соотношение радиуса и высоты является переменным, пока материал жидкий. Очевидно, что цилиндр не подходит для одномерного измерения изменений объема перед установкой.
ПРИМЕЧАНИЕ! Этот сайт использует файлы cookie и аналогичные технологии.
Если вы не меняете настройки браузера, вы соглашаетесь с этим. я понимаю Учить больше
Влияние добавки, уменьшающей усадку, и расширяющейся добавки на объемную деформацию бетона со сверхвысокими характеристиками
В этой статье исследовалось влияние агента, уменьшающего усадку, и расширяющей добавки на самогенную усадку и усадку при высыхании бетона со сверхвысокими характеристиками (UHPC), содержащего противовспенивающую добавку. Агент, уменьшающий усадку, использовали в дозировке 0.5%, 1% и 2% и расширяющую добавку использовали в дозировке от 2% до 4% по массе вяжущего материала. Результаты показывают, что содержание воздуха в UHPC увеличивается с увеличением количества добавок, снижающих усадку, и расширяющих добавок. Однако текучесть, прочность на сжатие и усадка UHPC имеют тенденцию к снижению. Использование расширяющего агента в дозировке 4% значительно снижает усадку UHPC. 7-дневная автогенная усадка уменьшилась на 16,0%, а 28-дневная усадка при сушке — на 29.5% соответственно. Снижающий усадку агент в дозировке 2% уменьшал 7-дневную автогенную усадку на 44,3% и 28-дневную усадку при сушке на 50,2%. По сравнению с расширяющейся добавкой, агент, снижающий усадку, проявляет более эффективный эффект уменьшения усадки на сверхвысоком давлении.
1. Введение
Будучи новым поколением бетона, бетон со сверхвысокими характеристиками (UHPC) обладает многочисленными преимуществами, такими как высокая прочность, долговечность, высокая надежность и высокие характеристики [1]. Однако единого стандарта технических требований к UHPC не существует.Во Франции в руководстве «Промежуточные рекомендации по бетону, армированному сверхвысокими характеристиками» описан бетон, армированный волокном, со сверхвысокими характеристиками (UHPFRC) как высоковязкий композитный материал на основе цемента с 28-дневной прочностью на сжатие более 150 МПа, смешанный со стальной фиброй для увеличения вязкость и смешанный с мелким кварцевым песком в качестве заполнителя [2]. В апреле 2016 года были опубликованы два французских стандарта, относящиеся к UHPFRC. Японское общество гражданского строительства определило UHPC как материал на основе цемента, армированный стальной фиброй с 28-дневной прочностью на сжатие более 150 МПа и смешанный с цементом и высокоактивным вулканическим пеплом в качестве цементирующих материалов. [3].Диаметр заполнителя был менее 2,5 мм, а отношение воды к связующему было менее 0,24. Содержание стальной фибры было менее 2% от объема бетона. Диаметр стальной фибры составлял от 0,10 мм до 0,25 мм, а длина стальной фибры находилась в диапазоне от 10 мм до 20 мм. В настоящее время исследования и применение UHPC в Китае все еще находятся на экспериментальной стадии, и очень необходимо накопление экспериментальных данных и инженерного опыта.
Низкое отношение воды к связующему, высокоэффективный водоредуцирующий агент и высокоактивный вулканический пепел были применены для достижения превосходных характеристик UHPC [4].Тем не менее, автогенная усадка и усадка при высыхании UHPC также увеличилась из-за применения упомянутых методов. Усадка бетона приведет к образованию и распространению внутренних микротрещин, которые могут значительно снизить долговечность бетона, сократить срок его службы и даже вызвать серьезные инженерные аварии [5]. Следовательно, контроль усадки имеет решающее значение для текущих исследований и применения UHPC [6].
Cwirzen et al. систематически изучали механические свойства, объемную стабильность и долговечность UHPC [7].Экспериментальные результаты показали, что высокая температура отверждения имеет тенденцию улучшать прочность на сжатие реактивного порошкового бетона (RPC). Прочность образцов, отвержденных при высокой температуре, могла достигать 200 МПа, в то время как максимальная прочность на сжатие образцов, отвержденных при комнатной температуре, составляла всего 150 МПа. Усадка UHPC была высокой; кроме того, усадка сверхвысокопрочного строительного раствора (UHSM) была примерно вдвое выше, чем у UHPC. Однако UHPC и UHSM обладают отличной прочностью.Лю и др. исследовали влияние минеральных порошков на объемную стабильность RPC. Результаты исследования показали, что высокое содержание минеральных порошков может снизить значение усадки RPC на ранней стадии до 300 × 10 –6 , а развитие усадки в более позднем возрасте было незначительным [8]. Tam et al. исследовали влияние пропорций смешивания и условий отверждения на усадку RPC [9]. Результаты показали, что усадка увеличивалась с уменьшением водоцементного отношения и увеличением дозировки высокоэффективных водоредукторов.Однако стальная фибра и отверждение в высокотемпературном автоклаве могут эффективно уменьшить усадку RPC. Wong et al. исследовали усадку RPC, отвержденного при комнатной температуре [10]. Результаты показали, что усадка за 1 день составляет 77% от общей усадки за 7 дней при температуре отверждения 20 ° C и относительной влажности 50%. Кроме того, определенное влияние на величину усадки оказал размер образца. Усадка большого образца была меньше, чем у маленького. Хан пришел к выводу, что летучая зола и другие минеральные порошки оказывают значительное влияние на усадку RPC в раннем возрасте.Добавка, уменьшающая усадку, и расширительный агент могут эффективно уменьшить усадку RPC в раннем возрасте, в то время как чрезмерный расширительный агент может значительно увеличить пластическую усадку [11].
Усадка отрицательно сказывалась на долговечности UHPC, которую необходимо было контролировать [12]. Введение добавки, уменьшающей усадку, и расширительного агента было эффективным методом улучшения стабильности объема UHPC. Введение противовспенивающей добавки может эффективно уменьшить внутренние пузыри UHPC и сделать микроструктуру более плотной [13].Более того, добавление противовспенивающей добавки может значительно улучшить механические свойства и долговечность UHPC. Что касается UHPC с добавлением противовспенивающей добавки, мало исследований было сосредоточено на влиянии добавки, уменьшающей усадку, и расширяющего агента на стабильность объема. В этой статье исследовалось влияние агента, снижающего усадку, и агента расширения на усадку UHPC, смешанного с добавкой против вспенивания, и предлагались некоторые предложения для будущих исследований.
2.Сырье и методы испытаний
2.1. Сырье
В качестве цемента использовался обычный портландцемент с классом прочности 52,5, соответствующий китайскому национальному стандарту GB175-2007. Гранулометрический состав цемента показан на рисунке 1. Удельная поверхность микрокремнезема (SF) составляла 21000 м 2 кг -1 , а индекс пуццолановой активности составлял 104%. Были использованы два типа кварцевого песка (SS) с насыпной плотностью 1,405 г / м 3 и 1,329 г / м 3 соответственно.Согласно теории высокой упаковки массовое соотношение крупнозернистого и мелкодисперсного кварцевого песка составляло 3,9: 4,9. Использовали суперпластификатор (SP) на основе поликарбоксилата от Harbin Qiang Shi Company. Его эффективность по уменьшению количества воды превышает 30%, а содержание твердых веществ составляет около 40%. Применяемая противовспенивающая добавка (AF) была произведена японской компанией Toho Chemical Industry Company. Используемый агент, снижающий усадку (SRA), был произведен немецкой компанией Evonik Industries. Используемый расширительный агент (EA) представлял собой расширительный агент на основе соединения кальция и магния, производимый Jiangsu Heitman Company Limited.
2.2. Методы испытаний
Пропорции смешивания UHPC показаны в таблице 1. Отношение воды к связующему составляло 0,2 для всех смесей.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Текучесть UHPC была протестирована в соответствии с китайским стандартом GB / T 2419-2005.Смесь равномерно отливали в миниконусную форму. Конус мини-осадки имеет диаметр основания 60 мм, верхний диаметр 36 мм и высоту 60 мм. Затем форму поднимали вертикально и измеряли два диаметра, перпендикулярных друг другу. Среднее значение было записано как осадочный поток для оценки текучести. Содержание воздуха проверялось согласно китайскому стандарту GB / T 50080-2002. Смесь равномерно заливали в цилиндрический контейнер и измеряли содержание захваченного воздуха с помощью манометра.Прочность на сжатие была проверена в соответствии с китайским стандартом GB / T 50081-2002.
Автогенная усадка UHPC была проверена с помощью измерительного устройства собственной разработки, показанного на рис. 2. UHPC был смешан и отлит в пластиковую гофрированную трубу. Через 6 часов была измерена его первоначальная длина. Затем показания стрелочного индикатора регистрировались каждые 24 часа до возраста 7 дней.
Усадка при высыхании UHPC была проверена с помощью измерительного устройства собственной разработки, показанного на рисунке 3.UHPC был смешан и отлит в форму размером 25 мм × 25 мм × 285 мм. После отверждения при температуре ° C и относительной влажности выше 90% в течение 2 дней образцы UHPC извлекали из формы и измеряли первоначальную длину образца. Затем показания стрелочного индикатора регистрировались каждые 24 часа до достижения возраста 28 дней.
Усадку UHPC рассчитывали по следующему уравнению: где была усадка UHPC, была исходная длина образца, измеренное значение, это измеренное значение, была стандартная длина образца.
3. Результаты и обсуждение
3.1. Текучесть и содержание воздуха
На рисунке 4 показано влияние агента, снижающего усадку, на содержание воздуха и текучесть UHPC. Было обнаружено, что текучесть UHPC снижалась с увеличением дозировки агента, уменьшающего усадку. Он показал, что максимальное значение текучести достигло 256 мм, когда UHPC был приготовлен без смешивания агента, снижающего усадку. Но текучесть UHPC снизилась на 15,8% до 221 мм и на 24,2% до 201 мм при использовании уменьшающего усадку агента в дозировке 0.5% и 2,0% соответственно.
Добавление агента, уменьшающего усадку, также оказало значительное влияние на содержание воздуха в строительном растворе UHPC. Содержание воздуха в UHPC без добавки, уменьшающей усадку, составляло 1,5%. С увеличением дозировки средства, уменьшающего усадку, содержание воздуха в UHPC резко увеличивалось. Содержание воздуха в UHPC увеличилось на 106,7% до 3,1% и на 180% до 4,2%, когда агент, уменьшающий усадку, использовался в дозировке 0,5% и 2,0%, соответственно.Как упоминалось выше, текучесть UHPC проявляла тенденцию к снижению с введением агента, уменьшающего усадку, что могло препятствовать выпуску воздуха в UHPC во время процедуры вибрации и приводило к увеличению содержания воздуха в UHPC.
На рисунке 5 показано влияние расширительного агента на содержание воздуха и текучесть UHPC. Результаты показали, что текучесть уменьшилась, а содержание воздуха, очевидно, увеличилось с добавлением расширительного агента. Поскольку основными химическими составами расширительного агента были MgO, CaO и сульфоалюминат, большая часть воды для смешивания потреблялась из-за физического поглощения и химической реакции для UHPC с введением расширительного агента.Потребление свободной воды уменьшало текучесть и затрудняло выпуск воздуха, что приводило к увеличению содержания воздуха. Некоторые опубликованные исследования также показали, что добавление расширительного агента снижает текучесть бетона [14, 15].
3.2. Прочность на сжатие
На рисунке 6 показано влияние агента, снижающего усадку, на прочность на сжатие UHPC. Результаты показали, что прочность на сжатие UHPC снижается с увеличением дозировки агента, уменьшающего усадку.Некоторые опубликованные исследования также пришли к такому же выводу, что добавление агента, уменьшающего усадку, снижает прочность на сжатие образца раствора [16–18]. Для образцов без смешивания с уменьшающим усадку агентом прочность на сжатие через 7 и 28 дней составила 114,7 МПа и 133,1 МПа. Однако, когда агент, снижающий усадку, был введен в дозировке 2%, прочность на сжатие через 7 и 28 дней снизилась на 24,4% до 86,7 МПа и на 17,8% до 109,4 МПа, соответственно. Уменьшение, вызванное агентом, уменьшающим усадку, было более значительным для 7-дневной прочности UHPC, что указывает на то, что агент, уменьшающий усадку, имел более очевидное влияние на прочность UHPC в раннем возрасте.
На рисунке 7 показано влияние расширительного агента на прочность на сжатие UHPC. Результаты показали, что прочность на сжатие UHPC снижается с увеличением дозировки расширительного агента. В опубликованных исследованиях был сделан аналогичный вывод о том, что прочность бетона на сжатие снижается, когда дозировка расширительного агента превышает 40 кг · м −3 [19].
Для образцов без смешивания с расширителем прочность на сжатие через 7 и 28 дней достигала 114.7 МПа и 133,1 МПа. Однако, когда расширительный агент был введен в дозировке 2%, прочность на сжатие через 7 и 28 дней снизилась на 12,7% до 100,1 МПа и на 7,0% до 123,8 МПа соответственно. Снижение, вызванное расширяющим агентом, было более значительным для 7-дневной силы UHPC, что указывает на то, что экспансивный агент имел более очевидный эффект на раннюю силу UHPC.
3.3. Аутогенная усадка
На фиг. 8 показано влияние агента, снижающего усадку, на аутогенную усадку UHPC.Результаты показали, что автогенная усадка UHPC уменьшилась при введении агента, уменьшающего усадку. В опубликованном исследовании был получен аналогичный результат, согласно которому использование агента, снижающего усадку, было благоприятным для улучшения поведения сдерживаемой аутогенной усадки UHPFRC [20]. Автогенная усадка, развившаяся в первые 3 дня, была доминирующей, а затем скорость роста усадки имела тенденцию быть медленной. Для образца без смешивания с агентом, уменьшающим усадку, 7-дневная автогенная усадка достигла 1080 × 10 −6 .Однако 7-дневная автогенная усадка снизилась до 718 × 10 −6 , 649 × 10 −6 и 602 × 10 −6 , когда агент, уменьшающий усадку, использовался в дозировке 0,5%, 1,0% и 2,0% соответственно. Другими словами, 7-дневная автогенная усадка образцов с добавлением агента, уменьшающего усадку, при дозировке 0,5%, 1,0% и 2,0% уменьшилась на 33,5%, 39,9% и 44,3% соответственно.
На фиг.9 показано влияние расширительного агента на аутогенную усадку UHPC.Результаты показали, что аутогенная усадка UHPC уменьшилась при введении расширительного агента. Для образца без смешивания с расширительным агентом 7-дневная автогенная усадка достигла 1080 × 10 −6 . Однако 7-дневная аутогенная усадка уменьшилась до 907 × 10 −6 , 920 × 10 −6 и 937 × 10 −6 , когда расширительный агент вводился в дозировке 4,0%, 3,0% и 2,0%. %, соответственно. Иными словами, 7-дневная автогенная усадка образцов с помощью расширяющего агента в дозировке 4.0%, 3,0% и 2,0% снизились на 16,0%, 15,2% и 13,2% соответственно. По сравнению с результатами на Фигуре 8 агент, уменьшающий усадку, имел более значительный эффект уменьшения усадки, чем расширяющий агент, для аутогенной усадки UHPC.
3.4. Усадка при высыхании
На рис. 10 показано влияние агента, снижающего усадку, на усадку при высыхании UHPC. Результаты показали, что усадка при высыхании, возникшая в первые пять дней, была доминирующей, а затем скорость роста усадки была медленной.Результаты также показали, что изменение усадки при высыхании через 10 дней было относительно низким. Усадка при сушке образцов JP0, J1, J2 и J3 за 10 дней составила 719 × 10 −6 , 442 × 10 −6 , 404 × 10 −6 и 371 × 10 −6 , что составляет 87,2%, 96,9%, 92,9% и 90,3% 28-дневной усадки при сушке, соответственно.
Также было обнаружено, что усадка при высыхании UHPC заметно уменьшилась, когда был введен агент, уменьшающий усадку.Аналогичный вывод был сделан в опубликованной исследовательской работе [21]. Снижающий усадку агент рассматривался как одна из важных мер по предотвращению усадочного растрескивания бетона [22]. Усадка при сушке за 28 дней уменьшилась до 411 × 10 −6 , 435 × 10 −6 и 456 × 10 −6 , когда агент, уменьшающий усадку, был введен в дозировке 2,0%, 1,0% и 0,5%. , соответственно. Иными словами, усадка образцов при сушке за 28 дней с добавлением агента, уменьшающего усадку, при дозировке 2,0%, 1,0% и 0%.5% снизилось на 50,2%, 47,3% и 44,7% соответственно. При увеличении дозировки агент, уменьшающий усадку, проявлял более значительный эффект уменьшения усадки при высыхании.
На Фигуре 11 показано влияние расширительного агента на усадку при высыхании UHPC. Результаты показали, что усадка при высыхании UHPC уменьшилась с введением расширительного агента. Также сообщалось, что расширительный агент уменьшал усадку при высыхании UHPC [15]. Основными химическими составами расширительного агента были MgO, CaO и сульфоалюминат; Механизм реакции этих кристаллов следующий:
Образование и рост этих кристаллов заполнили поры и увеличили плотность UHPC, что могло способствовать расширению цементного теста и уменьшению усадки бетона.Для образца без смешивания с расширительным агентом усадка при сушке за 28 дней достигла 825 × 10 -6 . Однако усадка при высыхании за 28 дней снизилась до 582 × 10 −6 , 740 × 10 −6 и 800 × 10 −6 , когда расширительный агент вводили в дозировке 4,0%, 3,0% и 2,0. %, соответственно. То есть усадка при сушке за 28 дней образцов с расширительным агентом при дозировке 4,0%, 3,0% и 2,0% уменьшилась на 29,5%, 10,3% и 3,0% соответственно. По сравнению с результатами на Фигуре 10 агент, уменьшающий усадку, имел более значительный эффект уменьшения усадки, чем расширяющий агент, для усадки при сушке UHPC.
4. Заключение
Из приведенных выше экспериментальных результатов можно сделать следующие выводы. (1) Содержание воздуха в UHPC увеличивается с увеличением дозировки уменьшающего усадку агента и расширяющей добавки, а текучесть свежего UHPC имеет тенденцию к снижению. . (2) Более высокое добавление агента, снижающего усадку, и расширяющей добавки приводит к более низкой прочности на сжатие UHPC. Этот отрицательный эффект на прочность на сжатие более очевиден в раннем возрасте. (3) Как автогенная усадка, так и усадка при высыхании UHPC уменьшаются, очевидно, с более высокой дозировкой агента, уменьшающего усадку, и расширяющей добавки.Агент, уменьшающий усадку, оказывает более значительный эффект уменьшения усадки UHPC, чем расширяющий агент.
Конфликты интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.
Благодарности
Выражается признательность за поддержку крупного научно-технического проекта провинции Хэйлунцзян по плану исследований и разработок прикладных технологий (GA14A501).
Бетон — поиск оборудования ASTM
C29
Насыпная плотность («Удельный вес») и пустоты в заполнителе
C31
Изготовление и отверждение бетонных образцов для испытаний в полевых условиях
C39
Прочность на сжатие цилиндрических образцов бетона
C40
Органические примеси в мелкозернистых заполнителях для бетона
C70
Поверхностная влажность в мелком заполнителе
C78
Прочность бетона на изгиб
C87
Влияние органических примесей в мелкозернистом заполнителе на прочность раствора
C88
Прочность агрегатов при использовании сульфата натрия или магния
C91
Стандартные спецификации для кладочного цемента
C109
Прочность на сжатие гидравлических цементных растворов
C110
Физические испытания негашеной извести, гидратированной извести и известняка
C117
Материалы мельче 75 мкм (№200) Сито в минеральных агрегатах путем промывки
C127
Удельный вес и абсорбция грубого заполнителя
C128
Удельный вес и абсорбция мелкозернистого заполнителя
C131
Устойчивость к разрушению мелкозернистого грубого заполнителя в результате истирания и ударов в машине Лос-Анджелеса
C136
Ситовый анализ мелких и крупных агрегатов
C138
Удельный вес, текучесть и содержание воздуха (гравиметрические) в бетоне
C140
Отбор проб и испытание бетонной кладки и относящихся к ней объектов
C141
Стандартные технические условия на гидратированную известь для строительных целей
C143
Осадка гидроцементного бетона
C151
Расширение автоклава портландцемента
C157
Изменение длины затвердевшего гидроцементного раствора и бетона
C172
Отбор проб свежесмешанного бетона
C173
Содержание воздуха в свежезамешенном бетоне объемным методом
C174
Измерение толщины бетонных элементов с использованием просверленных бетонных стержней
C183
Отбор проб и объем испытаний гидравлического цемента
C185
Содержание воздуха в гидравлическом цементном растворе
C186
Теплота гидратации гидравлического цемента
C187
Гидравлический цемент нормальной консистенции
C188
Плотность гидравлического цемента
C191
Время схватывания гидравлического цемента иглой Вика
C192
Изготовление и отверждение образцов для испытаний в лаборатории
C204
Тонкость помола гидравлического цемента с помощью прибора для определения воздухопроницаемости
C207
Известь гидратированная для кирпичной кладки
C215
Основные поперечные, продольные и крутильные резонансные частоты бетонных образцов
C227
Потенциальная щелочная реакционная способность комбинаций цемент-заполнитель (метод строительного раствора)
C230
Таблица расхода для испытаний гидравлического цемента
C231
Содержание воздуха в свежезамешенном бетоне методом давления
C232
Вытекание бетона (метод A)
C233
Воздухововлекающие добавки для бетона
C243
ОНЗАНО Стандарт — Обескровливание цементных паст и строительных растворов
C266
Время схватывания гидроцементной пасты иглами Гиллмора
C267
Химическая стойкость мартаров, растворов, монолитных покрытий и полимерных бетонов
C289
СНЯТО Стандарт — потенциальная щелочно-кремнеземная реакционная способность заполнителя (химический метод)
C293
Прочность бетона на изгиб (с использованием простой балки с нагрузкой в центральной точке)
C305
Механическое смешение гидравлических цементных паст и строительных растворов пластичной консистенции
C307
Прочность на разрыв химически стойких строительных растворов, растворов и монолитных покрытий
C308
Рабочие, первоначальное схватывание и время схватывания химически стойких строительных смесей на основе смол
C311
Отбор и испытание летучей золы или природных пуццоланов для использования в портландцементном бетоне
C321
Прочность сцепления химически стойких строительных смесей
C341
Изменение длины литых, просверленных или распиленных образцов гидравлического цементного раствора и бетона
C342
Стандарт изъятия — возможное изменение объема комбинаций цемент-заполнитель
C348
Прочность на изгиб гидроцементных растворов
C359
Раннее затвердевание портландцемента (метод строительного раствора)
C360
СНЯТО Стандарт — Метод испытания на проникновение шариков в свежезамешенный гидравлический цементный бетон
C386
Использование химически стойкого серного раствора
C403
Время схватывания бетонных смесей по сопротивлению проникновению
C426
Линейная усадка при высыхании бетонных блоков
C441
Эффективность минеральных добавок или измельченного доменного шлака в предотвращении чрезмерного расширения бетона из-за щелочно-кремнеземной реакции
C451
Раннее повышение жесткости гидравлического цемента (метод пасты)
C452
Возможное расширение портландцементных растворов, подверженных воздействию сульфатов
C469
Статический модуль упругости и коэффициент Пуассона бетона при сжатии
C470
Формы для вертикального формования бетонных испытательных цилиндров
C472
Физические испытания гипса, гипсокартона и гипсобетона
C490
Применение аппарата для определения изменения длины затвердевшей цементной пасты, строительного раствора и бетона
C496
Предел прочности на разрыв цилиндрических образцов бетона
C511
Смесительные камеры, влажные камеры, влажные камеры и резервуары для хранения воды, используемые при испытании гидравлических цементов и бетонов
C535
Устойчивость к разложению крупнозернистого заполнителя в результате истирания и ударов в машине Лос-Анджелеса
C579
Прочность на сжатие химически стойких строительных растворов, растворов, монолитных покрытий и полимерных бетонов
C586
Потенциальная щелочная реакционная способность карбонатных пород как бетонных заполнителей (метод горных цилиндров)
C593
Зола-унос и другие пуццоланы для использования с известью
C596
Сухая усадка раствора, содержащего гидравлический цемент
C597
Скорость импульса через бетон
C617
Заглушка цилиндрических образцов бетона (цилиндры 6 x 12 дюймов)
C618
Стандартные технические условия на угольную золу-унос и необработанный или кальцинированный природный пуццолан для использования в бетоне
C666
Устойчивость бетона к быстрому замерзанию и оттаиванию (процедура А)
C702
Уменьшение образцов агрегата до размера для испытаний
C778
Стандартные спецификации для стандартного песка
C780
Оценка перед строительством и строительством строительных растворов для простой и усиленной блочной кладки
C803
Сопротивление проникновению затвердевшего бетона
C805
Число отскока затвердевшего бетона
C806
Ограниченное расширение расширяющегося цементного раствора
C807
Время схватывания гидравлического цементного раствора модифицированной иглой Вика
C851
СНЯТО Стандарт — Рекомендуемая практика для оценки стойкости к царапинам агрегатных частиц
C876
Половинные потенциалы арматурной стали без покрытия в бетоне
C878
Ограниченное расширение бетона с компенсацией усадки
C939
Поток раствора для бетона с предварительно заполненным заполнителем (метод проточного конуса)
C1073
Гидравлическая активность измельченного шлака при реакции со щелочью
C1074
Оценка прочности бетона по методу зрелости
C1090
Измерение изменения высоты цилиндрических образцов гидроцементного раствора
C1231
Использование крышек без склеивания при определении прочности на сжатие укрепленных бетонных цилиндров
C1260
Потенциальная щелочная реакционная способность заполнителей (метод строительного раствора)
C1362
ВЫНУЖДЕННЫЙ Стандарт — Поток свежесмешанного гидроцементного бетона
C1383
Измерение скорости продольных волн и толщины бетонных плит методом ударного эхо-сигнала
C1506
Удержание воды в гидравлических растворах и штукатурках на цементной основе
C1610
Стандартный метод испытаний для статической сегрегации самоуплотняющегося бетона с использованием метода колонн
C1611
Падение оседания самоуплотняющегося бетона
C1621
Стандартный метод проверки проходимости самоуплотняющегося бетона с помощью J-образного кольца
C1712
Стандартный метод испытаний для быстрой оценки сопротивления статической сегрегации самоуплотняющегося бетона с использованием испытания на проникновение
E1907
ОСТАНОВЛЕНО Стандартно-стандартное руководство по методам оценки влажностного состояния бетонных полов для получения упругих напольных покрытий
F1869
Измерение уровня выделения паров влаги из бетонного основания с использованием безводного карбида кальция
F2170
Определение относительной влажности в бетонных перекрытиях с помощью датчиков на месте
.