Основные свойства бетона для строительства

Бетон - это смесь нескольких материалов. В отвержденном состоянии этот неоднородный материал становится камнеобразной массой. Широкое использование бетона в области строительства сделало его материалом для инженеров. Чтобы участвовать в обширном использовании бетона инженер должен знать его свойства. Здесь, в этой статье, мы дали представление о свойствах бетона.

бетон
Прочность
Прочность бетона бывают следующих типов:

Прочность на сжатие
Предел прочности
Предел прочности при изгибе
Прочность на сдвиг
Прочность на сжатие
В Бангладеш используются два типа испытательных образцов - (1) куб и (2) цилиндр.

Образцы куба бетона желаемой пропорции отливают в стальных или чугунных формах, обычно 6-дюймовых кубах. Стандартный цилиндрический образец бетона имеет диаметр 6 дюймов и высоту 12 дюймов и отлит в форме, обычно изготовленной из чугуна;

Стандартные кубы и цилиндры тестируются в предписанном возрасте, обычно 28 дней, с дополнительными тестами, часто проводимыми через 1, 3 и 7 дней. Образцы проверяются на прочность на раздавливание под испытательной машиной . Испытания куба дают гораздо большие значения прочности на раздавливание, обычно на 20-30% больше, чем значения, даваемые цилиндрами.

Согласно британскому стандарту прочность образца цилиндра равна трем четвертям прочности образца куба.

образцы куба и цилиндра
Рисунок: Образцы куба и цилиндра для испытания на прочность при сжатии.
(Источник: https: //www.fhwa.dot.gov/publications/research/infrastructure/structures/06103/chapt3.cfm)
Влияние возраста на прочность бетона :

Бетон со временем приобретает прочность. Обычный цементный бетон набирает более 70–75% его конечной прочности в течение 28 дней и около 90–95% в течение одного года. Часто желательно проверить пригодность бетона задолго до того, как станут доступны результаты 28-дневного теста. Если конкретные данные о материалах, использованных при изготовлении бетона, отсутствуют, можно предположить, что 28-дневная прочность в 1,5 раза превышает 7-дневную прочность. Испытания показали, что для бетона, изготовленного из обычного портландцемента, отношение прочности от 28 дней до 7 дней обычно лежит в пределах от 1,3 до 1,7, и большинство результатов падает выше 1,5. Следовательно, экстраполяция силы 28 дней из силы 7 дней является достаточно надежной;

Показатели прироста прочности разных типов цементных бетонов показаны на рисунке ниже.

скорость прироста прочности бетона
Предел прочности
Бетон очень слабый на растяжение. Прочность на растяжение обычного бетона составляет от 7 до 10 процентов от прочности на сжатие.

Предел прочности при изгибе
Прочность на изгиб простого бетона практически полностью зависит от прочности на растяжение. Однако эксперименты показывают, что модуль разрыва значительно превышает прочность при растяжении.

Прочность на сдвиг
Это реальный определяющий фактор прочности на сжатие коротких колонн. Средняя прочность бетона при прямом сдвиге изменяется от примерно половины прочности на сжатие для богатых смесей до примерно 0,8 от прочности на сжатие для бедных смесей.

применимость
На прочность бетона в заданной пропорции смеси очень сильно влияет степень его уплотнения. Поэтому очень важно, чтобы консистенция смеси была такой, чтобы бетон можно было транспортировать, укладывать и обрабатывать достаточно легко и без разделения. Бетон, удовлетворяющий этим условиям, считается работоспособным.

Факторы, влияющие на обрабатываемость бетона:

Содержание воды
Смешайте пропорции
Размер агрегатов
Форма агрегатов
Оценка агрегатов
Поверхностная текстура агрегатов
Использование добавок
Использование дополнительных цементных материалов
Время
температура
Обычно испытание на спад проводится для косвенного определения работоспособности бетонной смеси.

Эластичные свойства
Бетон не является абсолютно эластичным для любого диапазона нагрузки, заметная постоянная схватывание имеет место даже при низких нагрузках. Деформация не пропорциональна напряжению на любой стадии нагрузки. Эластичные свойства бетона варьируются в зависимости от насыщенности смеси и интенсивности напряжений. Они также варьируются в зависимости от возраста бетона.

долговечность
Долговечность - это свойство бетона выдерживать состояние, для которого он был разработан, без ухудшения в течение нескольких лет. Недостаток прочности может быть вызван внешними агентами, возникающими из окружающей среды, или внутренними агентами в бетоне.

Причины могут быть классифицированы как физические, механические и химические.

Физическая причина возникает из-за действия замерзания и из-за различий между термическими свойствами заполнителя и цементного теста, тогда как механические причины связаны главным образом с абортом.

непроницаемость
Проникновение бетона материалами в растворе может отрицательно повлиять на его долговечность, например, когда выщелачивается Ca (OH) 2 или происходит воздействие агрессивных жидкостей (кислот). Проницаемость имеет важное значение для уязвимости бетона к воде и морозу. В случае железобетонного бетона проникновение влаги и воздуха приведет к коррозии стали . Это приводит к увеличению объема стали, что приводит к растрескиванию и отслаиванию бетона. Проницаемость бетона также важна для жидкостных и гидравлических конструкций;

сегрегация
Тенденция отделения крупных зерен заполнителя от бетонной массы называется сегрегацией. Увеличивается, когда бетонная смесь является тощей и слишком влажной. Это также увеличивается, когда используется довольно большой и грубый текстурированный заполнитель. Феномен сегрегации можно избежать следующим образом.

Добавление в смесь небольших воздухововлекающих веществ .
Ограничение количества воды до минимально возможного количества.
Все операции, такие как обработка, размещение и консолидация, должны быть тщательно проведены.
Бетон не должен падать с больших высот.
Кровотечение
Склонность воды подниматься на поверхность свежеуложенного бетона известна как кровотечение . Вода, поднимающаяся на поверхность, несет с собой частицы песка и цемента, которые при отверждении образуют слой накипи, широко известный как молочница . Конкретное кровотечение можно проверить, приняв следующие меры.

Добавляя больше цемента
Используя более тонко измельченный цемент
При правильном проектировании смеси и использовании минимального количества воды
При использовании небольшого количества воздуха, захватывающего воздух
Увеличивая более мелкую часть мелкого заполнителя
Усталость
Обычный бетон при изгибе проявляет усталость. Сопротивление изгибу бетона определенного качества обозначается пределом выносливости, значение которого зависит от количества повторений напряжения. В конструкции бетонного покрытия допустимое рабочее напряжение при изгибе ограничено 55% от модуля разрыва .