Acasă → Articole
Proprietățile de bază ale betonului greu
Proprietățile principale ale betonului greu, în plus față de rezistență, includ porozitatea, deformabilitatea (modul de elasticitate, fluaj, contracție), permeabilitatea la apă, rezistența la îngheț, proprietățile termofizice etc.
Deformabilitatea betonului. Betonul sub sarcină nu se comportă ca un corp perfect elastic (de exemplu, sticlă), ci ca un corp elastoviscoplastic. La tensiuni mici (nu mai mult de 0,2 din rezistența maximă), betonul este deformat ca material elastic. Mai mult, modulul său inițial depinde de porozitatea și rezistența și este betoanelor grele (2.2 ... 3.5) * 10 MPa (betoanelor celulare foarte poroase au un modul de elasticitate de aproximativ 1 -10 MPa).
La tensiuni mari, se dezvoltă deformarea plastică (reziduală), care se dezvoltă ca urmare a creșterii microfracturilor și a deformărilor plastice ale componentei gel a pietrei de ciment.
Creepul este tendința de beton la creșterea deformațiilor plastice, sub acțiunea prelungită a unei sarcini statice. Creepul de beton este, de asemenea, asociat cu proprietățile de plastic ale gelului de ciment și formării microcărcilor. Are un caracter degradant în timp (Figura 12.14). Valorile fluajului absolut depind de mulți factori. Creepul este activ în special dacă betonul este încărcat la o vârstă fragedă. Creep poate fi evaluată în două moduri: ca un proces pozitiv pentru a ajuta la reducerea tensiunilor generate de contracția și a proceselor termice, și ca un fenomen negativ, de exemplu, reducerea efectului precomprimate de armare.
Fig. 12.13. Curba de deformare în coordonatele a = e
Contracție - procesul de reducere a dimensiunii elementelor de beton atunci când se întăresc și se lucrează în continuare atunci când sunt situate în condiții de uscare a aerului. Principala cauză a contracției este comprimarea componentei de gel a pietrei de ciment la uscare. Contracția de beton este mai mare cu cât este mai mare volumul de pastă de ciment din beton (Figura 12.15). În medie, contracția betonului greu este de 0,3 ... 0,4 mm / m.
Fig. 12.14. Dezvoltarea deformațiilor concrete în timp: E - deformarea inițială a betonului în momentul încărcării; 6П - deformare în fluaj
Datorită contracției de beton în structurile din beton și beton armat, pot apărea tensiuni mari de contracție, prin urmare elementele cu lungime lungă sunt tăiate cu cusături de contracție pentru a evita apariția fisurilor. Atunci când contracția betonului este de 0,3 mm / m într-o construcție cu lungimea de 30 m, contracția totală va fi de 10 mm. Crăpăturile în beton în contact cu agregatul și în piatra de ciment pot reduce rezistența la îngheț și pot servi ca focuri de coroziune din beton.
Porozitatea. Ciudat cum poate părea, betonul - un material dens - are o porozitate notabilă. Motivul apariției acesteia este în cantități excesive de apă de amestecare. Amestecul de beton după o asezare adecvată este un corp dens compus din ciment, apă și agregate. Când se întărește, o parte din apă este legată chimic de mineralele clinkerului de ciment (pentru cimentul portland, aproximativ 0,2% din masa de ciment), iar restul se evaporă treptat, lăsând porii în spatele acestuia.
Absorbția de apă caracterizează capacitatea betonului de a absorbi umezeala într-o stare picurare-lichid; depinde în principal de natura porilor. Absorbția apei este mai mare, cu atât mai mult în betonul porilor cap la cap. Absorbția maximă de apă a betoanelor grele pe agregatele dense atinge 4 ... 8% în greutate (10 ... 20% în volum). În cazul betonului ușor și celular acest indicator este mult mai mare.
Absorbția mare a apei afectează în mod negativ rezistența la îngheț a betonului. Pentru a reduce absorbția de apă recurge la hidrofobizarea betonului, precum și la dispozitivul de abur și hidroizolarea structurilor de beton.
Permeabilitatea apei la beton este determinată în principal de permeabilitatea pietrei de ciment și a zonei de contact "piatră de ciment - agregat"; În plus, căile de filtrare a lichidului prin beton pot fi microfragurile din piatră de ciment și defectele aderenței armăturii la beton. Permeabilitatea înaltă a apei din beton poate duce la distrugerea rapidă a acesteia datorită coroziunii pietrei de ciment.
Pentru a reduce permeabilitatea la apă, este necesar să se utilizeze materiale de umplere de o calitate corespunzătoare (cu o suprafață curată) Utilizați aditivi speciali de etanșare (sticlă lichidă, clorură ferică) sau cimentări extinse. Acestea din urmă sunt utilizate pentru dispozitivul de impermeabilizare a betonului.
Conform rezistenței la apă, betonul este împărțit în W0.2; W0,4; W0,6; W0.8 și Wl, 2. Mark înseamnă presiunea apei (MPa), la care un cilindru de eșantion de 15 cm înălțime nu trece prin apă în teste standard.
Rezistența la îngheț este principalul indicator care determină durabilitatea structurilor din beton în climatul nostru. Rezistența la îngheț de beton este estimată prin înghețarea alternativă la minus (18 ± 2) ° C și dezghețare în apă la (18 + 2) C pre-saturat cu probe de apă din betonul testat. Durata unui ciclu este de 5 ... 10 ore, în funcție de mărimea probelor.
Pentru marca de rezistență la îngheț sunt luate cel mai mare număr de cicluri de îngheț-dezgheț, pe care eșantioanele le pot rezista fără a reduce rezistența la compresiune cu mai mult de 5% față de rezistența probelor de control la începutul încercărilor. Următoarele clase de beton au fost identificate pentru rezistența la îngheț: F25; F35; F50; F75; F100 ... F1000. Standardul prevede, de asemenea, metode de testare accelerată: în soluție sare sau îngheț adânc până la minus (50 ± 5) ° C.
Motivul distrugerii betonului în condițiile considerate este porozitatea capilară (Figura 12.16). Apa pe capilar se intinde in interiorul betonului si, congeland acolo, isi distruge treptat structura.
Pentru obținerea unui beton cu rezistență ridicată la îngheț este necesar să se atingă o porozitate capilară minimă (nu mai mare de 6%).
Acest lucru este posibil prin reducerea conținutului de apă din amestecul de beton, care, la rândul său, este realizat prin utilizarea: - amestecurilor de beton dură, compactate intens pe parcursul așezării; - aditivi plastifianți care măresc capacitatea de prelucrare a amestecurilor de beton fără adăugarea apei.
Există și un alt mod de creștere a rezistenței la îngheț a betonului - hidrofobizare (volumetrică sau superficială); în acest caz, absorbția de apă a betonului scade și, în consecință, crește rezistența la îngheț.
Proprietăți termofizice. Dintre acestea, cele mai importante sunt conductivitatea termică, capacitatea de căldură și deformarea temperaturii.
Conductivitatea termică a betonului greu, chiar și în starea uscată la aer, este ridicată - circa 1,2 ... 1,5 W / (m * K), adică 1,5 ... 2 ori mai mare decât cea a cărămizilor. Prin urmare, utilizarea betonului greu în structurile de închidere poate fi combinată numai cu o izolare termică eficientă. Betonul ușor (vezi nr. 12.7), în special cele celulare, are o conductivitate termică scăzută de 0,1 ... 0,5 W / (m * K), iar utilizarea lor în structurile de închidere este preferabilă.
Capacitatea de căldură a betonului greu, precum și a altor materiale de piatră, este în intervalul 0,75 ... 0,92 J / (kg * K); în medie - 0,84 J / (kg * K).
Deformări termice. Coeficient de temperatură de expansiune liniară a TKLR de beton greu (10 ... 12) * 10 K1. Aceasta înseamnă că atunci când temperatura betonului este mărită cu 50 ° (de exemplu, de la -20 la +30 ° C), expansiunea va fi de aproximativ 0,5 mm / m. Prin urmare, pentru a evita crăparea, structurile de mari dimensiuni sunt tăiate cu cusături de temperatură.
Fluctuațiile mari ale temperaturii pot cauza crăparea internă a betonului datorită expansiunii termice diferite a agregatelor grosiere și a pietrei de ciment.
Trimiteți-le prietenilor: