Набор прочности бетона: График набора прочности бетона, таблица прочности бетона

Содержание

Набор прочности бетона. Твердение бетона при разных температурах. Сроки набора прочности бетона при устройстве бетонных полов.

Набор прочности бетона значительно зависит от температуры, что ограничивает скорость выполнения бетонных работ, устройство бетонных полов, и, соответственно, сроки сдачи строительных объектов в эксплуатацию.

Твердение бетона — относительная прочность бетона на сжатие при различных температурах твердения % от 28-суточной.

Бетон	Срок твердения, суток	Средняя температура бетона, °С
Бетон	Срок твердения, суток	-3	0	+5	+10	+20	+30
М200 — М300 на портландцементе М-400, М-500	1	3	5	9	12	23	35
	2	6	12	19	25	40	55
	3	8	18	27	37	50	65
	5	12	28	38	50	65	80
	7	15	35	48	58	75	90
	14	20	50	62	72	90	100
	28	25	65	77	85	100	—

Для ускорения набора прочности бетона и уменьшения времени выдержки рекомендуется использовать бетон (пескобетон) с пониженным водоцементным отношением (В/Ц). При В/Ц=0,4 сроки, приведенные в таблице, уменьшаются в 2 раза.

Для этого в бетон добавляются суперпластификаторы (С-3, Лигнопан Б-4 и т.п.)

Таблица «Твердение бетона» показывает, что сроки устройства бетонных полов и бетонных конструкций значительно зависят от температуры. Из таблицы видно, что если устройство бетонных полов производится при низких температурах, то это отразиться на наборе прочности бетона, то есть прочность будет недостаточна для передачи полов в эксплуатацию.

В большинстве случаев устройство бетонных полов выполняется для дальнейшего нанесения финишных покрытий: полимерных полов, полимерных наливных полов и т.п. Медленный набор прочности бетона вынуждает увеличивать перерыв между устройством бетонных полов и началом устройства полимерных покрытий, что приводит к увеличению общих сроков работ.

Можно ли ускорить набор прочности бетона, даже если твердение бетона происходит при низких температурах? — Да можно!
ООО «ТэоХим» производит добавки для бетона, которые позволяют значительно увеличить скорость набора прочности бетона. Например, если «обычный» бетон необходимо выдерживать до нанесения защитной пропитки около месяца (28 дней), то добавка для бетона «Эластобетон-А» позволяет ускорить твердение бетона, и нанести пропитку уже на 7-8день после того, как выполнено устройство бетонных полов. Для укладки окрасочных и кварцевых полимерных полов, наливных полимерных полов необходимые сроки твердения бетона с добавками Эластобетон-А сокращаются в 2 раза — с 28 суток до 12-14 суток.

Таким образом, добавки для бетона Эластобетон значительно ускоряют набор прочности бетона и дают значительный экономический эффект за счет уменьшения сроков ввода объектов в эксплуатацию.

12янв14

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:

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.

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.
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.
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 набора прочности бетона по суткам

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:

Марка бетона	Среднесуточная температура бетона в °C	Срок твердения в сутках
		1	2	3	5	7	14	28
		Прочность бетона на сжатие (процент от марочной)
М200–300, замешанный на портландцементе М 400–500	-3	3	6	8	12	15	20	25
	0	5	12	18	28	35	50	65
	+5	9	19	27	38	48	62	77
	+10	12	25	37	50	58	72	85
	+20	23	40	50	65	75	90	100
	+30	35	55	65	80	90	100	–

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:

Марка бетона (по прочности на сжатие)	Критическая прочность (процент от марочной), минимум
для предварительно напряженных конструкций	70
М15 – 150	50
М200 – 300	40
М400 – 500	30

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.

Один из способов определения прочности бетона

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.

Схема возможного расслоения бетонной смеси: а — в процессе транспортирования и уплотнения, б — после уплотнения; 1 — направление, по которому отжимается вода, 2 — вода, 3, 4 — мелкий и крупный заполнители.

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.

Графики набора прочности бетона при сжатии в сутках и часахНарастание прочности бетона класса В25…В30 на портладцементе марки 500 в % от R₂₈при температуре твердения от 0⁰С до +60⁰С График набора прочности бетона в зависимости от температуры

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.

Комбинированный метод проверки

Виды бетонных смесей и сфера их использования

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

Класс бетона по ГОСТ 26633-91	Класс бетона по СНБ 5.03.01-01	Применение
В0,35-В2,5	—	используется при проведении подготовительных работ, для бетонирования конструкций, не несущих нагрузку
В3,5-В5	—	применяется для монтажа бордюров в дорожном строительстве, для создания подушки или подбетонки под фундаментом
В7,5	—	используется также, как и предыдущая позиция, а также при бетонировании дорожек, для заливки фундамента, для формирования дорожных плит
В10-В12,5	С 8/10	Самая популярная смесь, используемая в домашнем и коммерческом строительстве. Этот бетон обычно используется для неструктурных строительных элементов, таких как плиты патио и дорожки. Также подходит для создания конструктивных элементов, например, перемычек.
В15	С12/15	Идеальная бетонная смесь для заделки дорожек и бордюров.
В20	С16/20	Бетон с такой прочностью часто применяется для внутренних полов и фундаментов, где вес общих конструкций на бетон будет меньше. Он идеально подходит для оснований домашних мастерских и гаражей, а также для подъездных путей и внутренних плит перекрытия.
В25	С20/25	Универсальный бетон, который используется на многих коммерческих и бытовых строительных площадках. Часто используется при заливке фундаментов (опор). Это также идеальный бетон для плитных фундаментов для полов в домах и бунгало.
В30	С25/30	Универсальный бетон, который используется на многих коммерческих и бытовых строительных площадках. Он часто используется при заливке фундаментов (опор). Это также идеальный бетон для плитных фундаментов для полов в домах и бунгало.
В35	С 28/35	Конструктивно прочная смесь для интенсивного использования, которая идеально подходит для коммерческих структур и объектов, которые должны выдерживать интенсивное использование. Он обычно используется для несущей конструкции и создания внешних перекрытий и стен. Другие области применения включают коммерческие плиты, включая металлическую арматуру, а также зоны сдерживания сельскохозяйственной и строительной промышленности, такие как дворы и сараи.
В40	С32/40	Конструктивно прочная смесь для интенсивного использования, которая идеально подходит для коммерческих структур и объектов, которые должны выдерживать интенсивное использование. Он обычно используется для несущей конструкции и создания внешних перекрытий и стен. Другие области применения включают коммерческие плиты, включая металлическую арматуру, а также зоны сдерживания сельскохозяйственной и строительной промышленности, такие как дворы и сараи.

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.

Набор прочности бетоном. Время твердения бетона.Тепловыделение цемента (бетонной смеси).

Набор прочности бетоном. Время твердения бетона. Тепловыделение цемента (бетонной смеси).

В отсутствие воды никакого набора прочности не происходит (нужно поливать). То есть высохший бетон перестает набирать прочность и замерзший бетон перестает набирать прочность (нужно нагревать или использовать присадки-добавки). Если бетон потом нагреть или разморозить он продолжит набирать прочность, но наберет ее тем больше от номинала, чем позже произошла остановка твердения.

Считается, что при температуре 20 °С бетон (при доступе влаги = если не высох) набирает марочную прочность за 28 суток по волшебной формуле:

Прочность бетона на день n = Марочная прочность *(lg(n) / lg(28)) , где n не менее 3 дней

За первые трое суток при нормальных условиях бетон набирает не более 30% марочной прочности.

Через 1-2 недели (7-14 суток) бетон при нормальных условиях набирает 60-80% марочной прочности.

Через 4 недели (28 суток) бетон при нормальных условиях набирает 100% марочной прочности.

Через 3 месяца (90 суток) бетон при нормальных условиях набирает 120% марочной прочности.

В дальнейшем, при доступе влаги, бетон продолжит набирать прочность, но очень медленно.

Снижение температуры сильно замедляет твердение бетона, если не применять специальные добавки. Повышение температуры резко ускоряет твердение бетона, но следут не допускать высыхания бетона. Если бетон греть водяным паром при температуре 80^oС в течение 16 часов, то бетон наберет 60-70% марочной прочности (заводская пропарка — изготовление свай и т.д.)

Нагревать бетон свыше 90 ^oС нельзя.

Теперь последует важное замечание:

Схватывание и твердение цемента это экзотермические процессы, т.е при наборе прочности бетоном выделяется весьма существенное количество тепла, что на практике увеличивает риск высыхания бетона и существенно снижает риск замерзания бетона.

Характерными (оценочными) величинами тепловыделения являются:

200 кДж = 50 ккал на каждый килограмм портландцемента за 7 суток.

200 кДж = 50ккал на каждый килограмм глиноземистого цемента за 1 сутки .

Этапы набора прочности бетона

Важнейшая характеристика бетона — прочность. Чтобы раствор достиг максимальных показателей прочности должно пройти время. Что происходит в первые часы после заливки раствора? Почему продолжать строительство можно только спустя месяц? Какие факторы влияют на срок набирания бетоном прочности?

Первый этап — схватывание бетона

Первый этап набора прочности бетоном — схватывание. Длительность этого процесса меняется в зависимости от температуры.

Рассмотрим несколько вариантов температурного режима, чтобы понять зависимость времени первого этапа от температуры:

0°С. Начало схватывания наступает после 8 часов с момента, как раствор приготовлен. Продолжительность процесса может достигать 15-20 часов.
20°С. Начало процесса наступит через 2 часа после приготовления раствора и завершится спустя еще один час.
При жаркой солнечной погоде этот процесс проходит быстрее, однако в таких случаях важно увлажнять поверхностный слой бетона.

Использование специальных добавок сокращает время схватывания до 20 минут. Такой эффект наблюдается при пропаривании растворов в специальных камерах, однако это применимо только в заводских условиях.

Время схватывания бетона напрямую зависит от марки. Вот несколько примеров:

М200 — схватывание происходит за 2-2,5 часа.
М300 — на схватывание нужно 1,5-2 часа.
М400 — схватывание занимает 1-2 часа.

Чтобы понять, сколько времени нужно на схватывание для каждого конкретного случая необходимо принять во внимание все факторы.

Второй этап — твердение бетона

Следующий этап набирания бетоном прочности — твердение. Этот процесс продолжителен и во время него раствор обретает необходимые характеристики.

Чем выше температура вокруг, тем быстрее протекает твердение раствора. При минусовых температурах этот процесс приостанавливается, ведь вода в бетоне кристаллизуется. Твердение возобновляется, когда температура снова превышает нулевую отметку, и вода в бетоне оттаивает. Замерзание раствора при твердении может пагубно сказаться на прочности бетона. Замерзая, кристаллы льда давят на цементную составляющую массы.

Чтобы ускорить твердение бетона в заводских условиях температуру повышают до 80-90°С. Еще один фактор, ускоряющий данный этап — высокая влажность. Также возможно пропаривание раствора автоклавным способом при помощи пара высокого давления.

На то время, пока раствор обретает необходимую прочность, строительные работы прекращаются. Если речь идет о заливке фундамента, кладка стен начнется спустя месяц после начала работ.

Твердение бетона продолжается и в течение последующих месяцев или даже лет. К примеру, через 3 года прочность будет в два раза выше, чем та, какой характеризовался бетон спустя месяц после заливки. Дальнейший процесс обретения прочности также будет зависеть от получаемой нагрузки.

Чаще всего на твердение бетона при температуре около +20°С отводится около 28 дней. Если на протяжении 14 дней держалась знойная погода (+30°С) в бетоне уже мог относительно закончиться процесс твердения, поэтому дальнейшие работы продолжаются ранее. Эти цифры верны для растворов марок М-200, М-250 и М-300.

Особенно интенсивно твердение протекает в первые несколько дней. За трое суток бетон обретает около 30% марочной прочности. Через две недели этот показатель достигнет 70%.

В процессе набора бетоном необходимой прочности очень важно соблюдать температурно-влажностный режим и избегать резких перепадов температур. Также если возможно оградить бетон от замерзания — это позволит избежать потери качества материала и прочности здания в последующем.

Как происходит набор прочности бетоном?

Дата публикации: 01.08.2019

Прочность бетона определяет надежность и долговечность зданий.

Твердение бетонной смеси происходит в результате процесса гидратации при взаимодействии воды и цемента.

Нормативный срок набора бетоном 100% прочности — 28 дней, при температуре в месте заливки около +20°С.

Этапы набора прочности

Набор прочности проходит в два этапа: схватывание и твердение.

1. Схватывание

Скорость схватывания напрямую зависит от температуры окружающей среды:

при 20-25°С общее время схватывания составляет около трех часов: начинается через два часа после смешивания сухих ингредиентов с водой и длится менее часа;
при температуре около 0°С весь процесс занимает около суток: 8-10 часов до начала реакции, столько же уходит на схватывание.

При минусовых температурах схватывание замедляется, бетон может замерзнуть, не набрав прочности.

2. Твердение

По завершению схватывания начинается твердение бетона в конструкции.

Скорость процесса зависит от марки цемента, температурно-влажностного режима, использования специальных добавок.

Наиболее интенсивно бетон твердеет в первую неделю, достигая прочности 70%.

При пониженных температурах процесс гидратации цемента существенно замедляется, срок твердения увеличивается.

Как ускорить процесс набора прочности

Ускорить набор прочности можно следующими способами:

Использование противоморозных добавок и ускорителей твердения.
Прогрев бетона путем устройства тепляков или с помощью уложенного в массу бетона греющего провода.
В заводских условиях применяют пропаривание железобетонных изделий в автоклавах, при температуре 70-90° и максимальной влажности.

По истечении 28 суток после заливки бетона в конструкции необходимо проводить контроль набора прочности статическими испытаниями контрольных образцов и неразрушающим методом бетона в конструкции.

Если показатели прочности соответствуют проектным, разрешается выполнять распалубку конструкций и производить дальнейшие работы.

график скорости твердения, методы определения прочности

Набор прочности бетона в среднем происходит в течение 28 суток, а полный срок твердения может составлять 3 года. Во время застывания цемент, реагируя с водой, образует монолитные соединения, которые по свойствам похожи на искусственный камень.

Скорость и процент набора прочности бетона при нормальной температуре неравномерная. Например, М300 через 3 дня набирает 50% от заявленной прочности , через 2 недели — 90%, а на 28 день застывает полностью.

Таблица времени набора прочности по классу и марке бетона:

График набора прочности бетона В15-В25 на сжатие на портландцементе М400– М500:

Процесс вызревания включает 2 стадии:

Начальная — схватывание, которое зависит от температуры воздуха и протекает от 20 минут до 20 часов. Дольше всего материал схватывается при температуре 0°С, а минусовые значения отрицательно сказываются на его прочности после оттаивания.
Завершающая — твердение, после окончания стадии бетон может нагружаться. Оптимальный температурный коридор —18–20°С, влажность примерно 100%. В первые 3 суток набор бетона по прочности составляет 30%, в первые 7–14 суток — до 70 % от марочной, а через 3 месяца — 90 %. Бетон может набирать прочность еще в течение трех лет.

Добавки в бетон для повышения прочности

Если работы проводятся в условиях слишком высоких или слишком низких температур, необходимо использовать добавки для твердения бетона, уменьшения или увеличения скорости схватывания, повышения пластичности и придания других свойств. Чтобы обеспечить высокое качества бетона в зимнее время, нужно поддерживать оптимальный режима температуры и влажности с помощью электрообогрева, обогрева паром и обустройства «термоса».

Виды добавок:

антифризы — снижают точку замерзания жидкости, увеличивают схватываемость, не вызывают коррозию арматуры, безопасны для людей, употребляются в количестве 1%–2% в зависимости от температуры воздуха;
сульфаты — ускоряют твердение бетона благодаря активному выделению тепла, во время замешивания компоненты равномерно распределяются;
ускорители твердения бетона — помогают лучше растворять силикатные компоненты цемента, которые при гидратации образуют соли, снижающие температуру замерзания воды.

Противоморозные добавки

Данные присадки увеличивают жидкую фазу, во время которой происходит процесс гидратации и созревания материала. Если вода в порах замерзнет, химические реакции соединения цемента с водой не пройдут как положено, а после оттаивания компоненты вместо того, чтобы соединиться в камень, рассыпятся. Нужно учитывать, что набор прочности бетона с противоморозными добавками происходит медленнее по сравнению со скоростью твердения в нормальных условиях. Прочность до замерзания составляет 30% от заявленной, остальные 70% материал набирает после оттаивания.

Выбор противоморозных добавок и количество зависят от вида конструкции, степени армирования, степени агрессивности среды, наличия блуждающих токов, температуры воздуха, так как некоторые виды приводят к коррозии металлических элементов, снижению прочности сцепления бетона с арматурой, появлению высолов на поверхности.

Модификаторы

Модификаторы используют, когда нужно повысить прочность на 1-2 марки, долговечность, устойчивость к низким или высоким температурам, химическим веществам. Они снижают проницаемость бетона, улучшают подвижность раствора на стадии заливки. Благодаря им он ложится равномерно,проникая во все щели и углубления. Для разных сооружений и конструкций используют свои модификаторы — для колодцев, бассейнов одни, а для фасадов или стяжки полов другие.

Пластификаторы

Пластификаторы придают раствору пластичность, увеличивают подвижность, адгезию, разжижают, при этом не снижая скорость схватывания и прочность. Присадки позволяют сократить количество воды, что увеличивает плотность, стойкость к морозам, уменьшает усадочные деформации. Добавки позволяют заполнить бетонной смесью труднодоступные места при заливке сложных конструкций. Их вводят 0,1–1,2% от общего объема смеси. Срок их действия составляет 2–3 часа.

Методы определения прочности бетона

Разрушающие. Испытание прочности бетона на сжатие проводится на контрольных образцах или на образцах из застывшего бетонного монолита. При этом контрольные образцы помещают в в одинаковые с реальной конструкцией условия. Данные методы наиболее точные.

Неразрушающие косвенные. С помощью ультразвукового прибора для измерения, методов упругого отскока и ударного импульса прочность бетона оценивают косвенно, а потом проводят более точные вычисления. Данные методы дают погрешность до 50%, их применяют вместе с прямыми.

Неразрушающие прямые. Включают 2 метода. Первый — когда производят отрыв заделанного в бетон металлического анкера и измеряют нагрузку с помощью создаваемой при помощи измерителя прочности. Второй — когда измеряют усилие для скалывания участка ребра бетонной конструкции.

Набор прочности бетона в зависимости от окружающей температуры

Набор прочности бетона – это очень важная характеристика, от которой зависит долговечность и способность конструкции воспринимать расчетные сжимающие, изгибающие и крутящие нагрузки.

Набор прочности бетона в зависимости от температуры окружающей среды

Схватывание и последующий набор прочности бетона в большей мере зависит от температуры окружающей среды, во время заливки бетонной конструкции. Стандартная температура воздуха, которую можно назвать «идеальной» для бетонных работ – это температура воздуха 20 градусов Цельсия.

Отклонения в меньшую или большую сторону, либо ускоряют, либо замедляют время набора прочности. При температуре окружающего воздуха от нуля градусов Цельсия и ниже, без дополнительного прогрева залитой конструкции, набор прочности бетона практически прекращается, и значительно возрастает риск ее разрушения.

Этапы набора прочности бетонных ЖБИ общего применения:

Схватывание бетона. Этот процесс, при плюсовой температуре происходит в первые 24 часа после заливки. При этом при температуре окружающего воздуха от 20 градусов Цельсия процесс начала схватывания занимает не более 60 минут, а процесс окончания схватывание занимает не более 2-3 часов после заливки. Если температура воздуха понижается, процесс схватывания значительно увеличивается и может достигать до 15-20 часов после заливки бетона. Если температура воздуха составляет от 20 градусов Цельсия и выше, схватывание бетона может составлять период от 10 до 30 минут;
Набор прочности бетона в зависимости от температуры. Данная величина не сильно зависит от температуры и составляет период времени, достигающий нескольких лет. В этот период времени происходят сложные химические реакции, которые усиливают прочность бетона «во времени».

Другими словами, если при процессе схватывания, были соблюдены все необходимые условия заливки, прочность бетона не вызывает каких-либо вопросов. В общем случае условия следующие:

Заливка бетона преимущественно в теплое время года при температуре окружающего воздуха не ниже 20 градусов Цельсия;
Если заливка производится в условиях температуры окружающего воздуха ниже 5 или 0 градусов Цельсия, необходимо обеспечение прогрева свежезалитой конструкции любым доступным способом. В противном случае бетонная конструкция не может набрать марочной прочности и скорей всего разрушится;
При заливке бетона в неблагоприятных условиях необходимо использоваться бетон с соответствующими добавками.

В любом случае соблюдается объективное правило. Чем ниже температура окружающего воздуха, тем медленнее происходит схватывание и набор марочной прочности бетона.

Поэтому совет! Бетонные работы по заливке фундаментов, отмосток, капитальных стен, чаш бассейнов, всевозможных площадок, бетонирования столбиков заборов и другие работы лучше всего, дешевле всего, качественнее всего проводить в теплое время года. Это дешевле, качественнее и зачастую долговечнее.

Роль отверждения бетона

Отверждение играет важную роль в повышении прочности и долговечности бетона. Отверждение происходит сразу после укладки и отделки бетона и включает поддержание желаемых условий влажности и температуры как на глубине, так и у поверхности в течение продолжительных периодов времени. Правильно затвердевший бетон имеет достаточное количество влаги для постоянной гидратации и развития прочности, стабильности объема, устойчивости к замерзанию и оттаиванию, а также устойчивости к истиранию и образованию накипи.

Продолжительность адекватного времени отверждения зависит от следующих факторов:

Пропорции смеси
Указанная прочность
Размер и форма бетонного элемента
Окружающие погодные условия
Условия воздействия в будущем

Плиты на земле ( например, тротуары, тротуары, автостоянки, проезды, полы, облицовка каналов) и конструкционный бетон (например, настилы мостов, опоры, колонны, балки, плиты, небольшие опоры, монолитные стены, подпорные стены) требуют минимального периода отверждения семь дней при температуре окружающей среды выше 40 градусов по Фаренгейту ¹.

Комитет 301 Американского института бетона (ACI) рекомендует минимальный период выдержки, соответствующий достижению бетона 70 процентов указанной прочности на сжатие. ². Часто указываемое семидневное отверждение обычно соответствует примерно 70 процентам указанной прочности на сжатие. 70-процентный уровень прочности может быть достигнут раньше, когда бетон затвердевает при более высоких температурах или при использовании определенных комбинаций цемента и добавок. Точно так же может потребоваться больше времени для различных комбинаций материалов и / или более низких температур отверждения.По этой причине Комитет 308 ACI рекомендует следующие минимальные периоды выдержки ³:

Цемент ASTM C 150 Тип I семь дней
Цемент ASTM C 150 Тип II десять дней
Цемент ASTM C 150 Тип III три дня
Цемент ASTM C 150 типа IV или V 14 дней
Цемент ASTM C 595, C 845, C 1157 переменная

Влияние продолжительности отверждения на развитие прочности на сжатие представлено на рисунке 1.

Рисунок 1.Время отверждения во влажном состоянии и увеличение прочности на сжатие

Более высокие температуры отверждения способствуют раннему увеличению прочности бетона, но могут снизить его 28-дневную прочность. Влияние температуры отверждения на развитие прочности на сжатие представлено на рисунке 2.

Рисунок 2. Влияние температуры отверждения на прочность на сжатие

Существует три основных функции отверждения :

1) Сохранение воды для затворения в бетоне на начальном этапе его затвердевания.

Пондирование и погружение
Пондирование обычно используется для отверждения плоских поверхностей при выполнении небольших работ.Следует соблюдать осторожность, чтобы поддерживать температуру воды для отверждения не более чем на 20 градусов по Фаренгейту ниже, чем у бетона, чтобы предотвратить растрескивание из-за термических напряжений. Погружение в основном используется в лаборатории для отверждения испытательных образцов бетона.

Пропитанные влажные покрытия
Влажные покрытия, пропитанные водой, следует использовать после того, как бетон достаточно затвердеет, чтобы предотвратить повреждение поверхности. Их нужно держать постоянно влажными.

Формы, оставленные на месте
Формы, оставленные на месте, обычно обеспечивают удовлетворительную защиту формованных бетонных поверхностей от потери влаги. Формы обычно оставляют на месте до тех пор, пока это позволяет график строительства. Если формы изготовлены из дерева, их следует поддерживать во влажном состоянии, особенно в жаркую и сухую погоду.

2) Снижение потерь воды при смешивании с поверхности бетона

Покрытие бетона непроницаемой бумагой или пластиковыми листами
Непроницаемые бумажные и пластиковые листы можно наносить на тщательно увлажненный бетон.Бетонная поверхность должна быть достаточно твердой, чтобы предотвратить повреждение поверхности при укладке.

Нанесение мембранообразующих отвердителей
Мембранообразующие отвердители используются для замедления или уменьшения испарения влаги из бетона. Они могут быть прозрачными или полупрозрачными с белой пигментацией. Составы с белыми пигментами рекомендуются для жарких и солнечных погодных условий для отражения солнечного излучения. Отвердители следует наносить сразу после окончательной отделки.Отвердитель должен соответствовать ASTM C309 ⁴ или ASTM C1315 ⁵.

3) Ускорение набора прочности за счет тепла и дополнительной влаги

Острый пар
Острый пар при атмосферном давлении и пар высокого давления в автоклавах — это два метода отверждения паром. Температура пара для острого пара при атмосферном давлении должна поддерживаться на уровне около 140 градусов по Фаренгейту или ниже, пока не будет достигнута желаемая прочность бетона.

Нагревательные змеевики
Нагревательные змеевики обычно используются в качестве закладных элементов вблизи поверхности бетонных элементов. Их назначение — защитить бетон от промерзания при бетонировании в холодную погоду.

Электрообогреваемые формы или опоры
Электрообогреваемые формы или опоры в основном используются производителями сборного железобетона.

Бетонные покрытия
Бетонные изоляционные покрытия используются для покрытия и изоляции бетонных поверхностей, подверженных отрицательным температурам в период отверждения.Бетон должен быть достаточно твердым, чтобы предотвратить повреждение поверхности при покрытии бетонными покрытиями.

Другие формы отверждения включают внутреннее влажное отверждение с использованием легких заполнителей или абсорбирующих полимерных частиц. Для массивных бетонных элементов (обычно толщиной более 3 футов) обычно разрабатывается план терморегулирования, помогающий контролировать термические напряжения. Дополнительную информацию можно найти в отчете комитета 308 ACI «Руководство по отверждению бетона ³». Для специальных бетонов рекомендуется обращаться к другим отчетам ACI следующим образом:

Огнеупорный бетон ACI 547. 1R
Огнеупорный бетон ACI 547.1R
Изоляционный бетон ACI 523.1R
Расширяющийся цементный бетон ACI 223
Валковый бетон ACI 207.5R
Архитектурный бетон ACI 303R
Торкрет-бетон ACI 506.2
Армированный бетон ACI 506.2
Фибробетон ACI R
Вертикальная скользящая форма ACI 313

Отверждение в холодную или жаркую погоду требует дополнительного внимания. В холодную погоду некоторые процедуры включают в себя отапливаемые помещения, средства для уменьшения испарения, отвердители и изолирующие одеяла.Температура свежего бетона должна быть выше 50 градусов по Фаренгейту. Период отверждения бетона для холодной погоды больше стандартного периода из-за снижения скорости набора прочности. Ожидается, что прочность на сжатие бетона, выдержанного и поддерживаемого при температуре 50 градусов по Фаренгейту, будет набирать прочность вдвое быстрее, чем у бетона, выдержанного при температуре 73 градуса по Фаренгейту. В жаркую погоду отверждение и защита имеют решающее значение из-за быстрой потери влаги из свежего бетона. Фактически отверждение начинается до укладки бетона путем смачивания поверхности основания водой.Для укладки бетона в жаркую погоду можно использовать солнцезащитные и ветровые стекла, а также замедлители запотевания и испарения. Поскольку бетон набирает прочность в жаркую погоду быстрее, период отверждения может быть сокращен. Дополнительную информацию можно найти в Стандартных технических условиях ACI 306.1, для бетонирования в холодную погоду , ACI 306R, Бетонирование в холодную погоду , ACI 305.1, Спецификации для бетонирования в жаркую погоду и ACI 305R, Бетонирование в жаркую погоду

Отверждение бетонных образцов для испытаний

Отверждение бетонных образцов для испытаний обычно отличается от отверждения бетона, заложенного во время строительства.Американское общество испытаний и материалов (ASTM) разработало два стандарта для изготовления и выдержки бетонных образцов.

ASTM C192 ⁶ предназначен для лабораторных образцов, а ASTM C31 ⁷ предназначен для полевых образцов. Оба документа содержат стандартизированные требования к изготовлению, отверждению, защите и транспортировке бетонных образцов для испытаний в полевых или лабораторных условиях, соответственно.

ASTM C192 предоставляет процедуры для оценки различных смесей в лабораторных условиях.Обычно его используют на начальном этапе проекта или в исследовательских целях.

ASTM C31 используется для приемочных испытаний, а также может использоваться в качестве инструмента принятия решения при снятии формы или опоры. В зависимости от предполагаемого назначения стандарт определяет два режима отверждения: стандартное отверждение для приемочных испытаний и отверждение в полевых условиях для снятия опалубки / опалубки. Изменение стандартного отверждения образцов для испытаний может существенно повлиять на измеренные свойства бетона. Согласно данным Национальной ассоциации производителей готовых бетонных смесей ⁸ (NRMCA), прочность бетона, отвержденного на воздухе в течение одного дня с последующими 27-дневными влажными отверждениями, будет примерно на 8 процентов ниже, чем для бетона, отвержденного влажным способом в течение всего периода. Снижение прочности составляет 11 процентов и 18 процентов для образцов бетона, первоначально отвержденных на воздухе в течение трех и семи дней, соответственно. Для тех же комбинаций отверждения воздух / влажность, но температура отверждения на воздухе 100 градусов по Фаренгейту, 28-дневная прочность будет примерно на 11%, 22% и 26% соответственно.

Ссылки

Стив Косматка и др., Проектирование и контроль бетонных смесей, 15-е издание, EB001, Технический бюллетень PCA EB 001, Portland Cement Association, Skokie, IL 2002

Спецификации для конструкционного бетона , ACI 301 (www.Concrete.org)

Руководство по отверждению бетона , ACI 308R-01 (www.concrete.org)

ASTM C309, Стандартные технические условия для жидких мембранообразующих смесей для отверждения бетона (www.astm.org )

ASTM C1315, Стандартные технические условия для жидких мембранообразующих смесей, обладающих особыми свойствами для отверждения и герметизации бетона (www. astm.org)

ASTM C192 / C192M, Стандартная практика изготовления и отверждения бетонных образцов для испытаний в Лаборатория (www.astm.org)

ASTM C31 / C31M, Стандартная практика изготовления и отверждения бетонных образцов для испытаний в полевых условиях (www.astm.org)

Повысьте прочность бетона на сжатие с помощью этих методов отверждения

Что такое отверждение бетона?

Отверждение бетона — это процесс поддержания достаточной влажности в бетоне в надлежащем температурном диапазоне, чтобы способствовать гидратации цемента в раннем возрасте. Гидратация — это химическая реакция между цементом и водой, в результате которой образуются различные химические вещества, способствующие схватыванию и затвердеванию.На процесс гидратации влияют начальная температура бетона, температура окружающего воздуха, размеры бетона и конструкция смеси. Следовательно, для того, чтобы этот процесс шел хорошо, монолитный бетон должен иметь достаточную влажность и температуру, которая способствует быстрой и непрерывной химической реакции.

Американский институт бетона (ACI) рекомендует минимальный период выдержки, соответствующий достижению 70% прочности бетона на сжатие. Часто указывается, что этого можно достичь после семи дней отверждения.Тем не менее, 70% прочности можно достичь быстрее, если бетон затвердевает при более высоких температурах или когда в бетонную смесь используются определенные добавки. Точно так же для отверждения может потребоваться больше времени, когда бетон или температура окружающей среды ниже. Обычно идеальной температурой отверждения считается 20 градусов Цельсия (68 ° F).

Почему важно отверждение бетона

Тщательный контроль влажности и температуры монолитного бетона во время отверждения является важной частью контроля качества и обеспечения качества вашей бетонной конструкции.Правильные методы отверждения предотвратят высыхание, усадку и / или растрескивание монолитного бетона и, в конечном итоге, повлияют на характеристики вашей конструкции, особенно в зоне покрытия. Отверждение бетона должно происходить сразу после его укладки. Также важно, чтобы непрерывный мониторинг условий твердения бетона проводился в течение семи дней. Если вода испаряется из бетона до того, как он достигнет максимальной прочности, в бетоне не останется воды, достаточной для полной гидратации цемента и достижения максимальной прочности на сжатие.Это особенно актуально в экстремальных погодных условиях, когда бетонная плита подвергается воздействию различных факторов окружающей среды, и рост прочности вашего бетона может быть затруднен.

Методы отверждения

На скорость испарения воды из свежеуложенного бетона влияет множество факторов. Сюда входят температура воздуха, влажность, температура бетона и скорость ветра. В результате было разработано множество методов, помогающих бетону удерживать влагу в раннем возрасте.Эти методы используются для:

Поддерживать присутствие воды в бетоне в течение раннего периода твердения,
Уменьшает потерю воды с поверхности бетона, а
Ускорение набора прочности бетона за счет подачи тепла и дополнительной влаги.

Выбранный метод (или комбинация методов) зависит от таких факторов, как доступность материалов для отверждения, размер, форма и возраст бетона, производственные мощности (на месте или на заводе), эстетический вид и экономичность.В результате отверждение часто включает в себя серию процедур, используемых в определенное время по мере того, как бетон стареет. Время проведения каждой процедуры зависит от степени затвердевания бетона, необходимой для предотвращения повреждения бетонной поверхности процедурой.

1) Поддержание влажности

Пруд и погружение
Пруд обычно используется для отверждения плоских поверхностей, таких как тротуары и полы, поскольку земля и песок по периметру бетонной поверхности могут удерживать пруд с водой.Пондинг — идеальный метод предотвращения потери влаги из бетона; он также эффективен для поддержания равномерной температуры по всему бетону. Погружение готового бетонного элемента обычно используется для отверждения образца для испытаний.

Подробнее о важности условий отверждения цилиндра читайте в этой статье

Распыление и туманообразование
Распыление и туманообразование используются, когда температура окружающей среды значительно выше точки замерзания, а влажность низкая.Туман распыляется через форсунки или распылители, чтобы повысить относительную влажность воздуха над ровной поверхностью, тем самым замедляя испарение с поверхности. Запотевание используется для минимизации растрескивания при пластической усадке. Если орошение производится через определенные промежутки времени, необходимо предотвратить высыхание бетона между нанесениями воды, используя мешковину или аналогичные материалы; в противном случае чередование циклов смачивания и сушки может вызвать растрескивание поверхности.

Насыщенные влажные покрытия
Влажные покрытия, пропитанные водой, такие как мешковина, хлопчатобумажные маты, коврики или другие влагоудерживающие ткани, обычно используются для отверждения. Материалы следует укладывать, как только бетон достаточно затвердеет, чтобы предотвратить повреждение поверхности. Их следует держать постоянно влажными, чтобы на поверхности бетона оставалась водяная пленка в течение всего периода отверждения.

Несъемные формы
Оставленные формы обычно обеспечивают удовлетворительную защиту формованных бетонных поверхностей от потери влаги. Формы обычно оставляют на месте до тех пор, пока это позволяет график строительства. Если формы изготовлены из дерева, их следует поддерживать во влажном состоянии, особенно в жаркую и сухую погоду.

2) Уменьшение потери воды

Покрытие бетона непроницаемой бумагой или пластиковыми листами
Непроницаемые бумажные и пластиковые листы можно наносить на тщательно влажный бетон, такой как полиэтиленовая пленка. Этот материал является легким и эффективным замедлителем влажности, который легко наносится. Во время укладки бетонная поверхность должна быть достаточно твердой, чтобы предотвратить повреждение поверхности.

Нанесение мембранообразующих отвердителей
Мембранообразующие отвердители используются для замедления или уменьшения испарения влаги из бетона.Они могут быть прозрачными или полупрозрачными с белой пигментацией. Составы с белыми пигментами рекомендуются для жарких и солнечных погодных условий для отражения солнечного излучения. Отвердители следует наносить сразу после окончательной отделки и они должны соответствовать ASTM C3094 или ASTM C13155.

3) Ускорение набора прочности бетона

Острый пар
Острый пар и пар высокого давления — это два метода паровой отверждения. Температура острого пара должна поддерживаться на уровне около 140 градусов по Фаренгейту или ниже, пока не будет достигнута желаемая прочность бетона.

Формы или опоры с электрическим обогревом
Формы или опоры с электрическим обогревом в основном используются производителями сборного железобетона.

Бетонные покрытия
Бетонные изоляционные покрытия используются для покрытия и изоляции бетонных поверхностей, подверженных отрицательным температурам в период отверждения.При использовании бетонных покрытий убедитесь, что бетон достаточно твердый, чтобы предотвратить повреждение поверхности.

Здесь все, что нужно знать о бетонировании в холодную погоду

Отверждение для повышения прочности бетона на сжатие

Свежезамешанный бетон обычно содержит больше воды, чем требуется для гидратации цемента; однако чрезмерная потеря воды за счет испарения может замедлить или предотвратить адекватную гидратацию, особенно на поверхности плиты.Эти методы удержания влаги в монолитном бетоне, следовательно, важны для надлежащей гидратации, чтобы бетон мог получить достаточную прочность на сжатие.

Отверждение напрямую влияет на качество вашей общей структуры. Увеличение силы происходит быстро в раннем возрасте, но продолжается медленнее в течение неопределенного периода времени. Правильное отверждение увеличит долговечность, прочность, водонепроницаемость, сопротивление истиранию, стабильность объема и устойчивость к замерзанию и оттаиванию.

Процесс укладки и выдержки бетона на месте требует точных температур, чтобы не повредить структурную целостность бетона.С SmartRock ™ , беспроводным датчиком температуры и прочности бетона, вам больше не придется беспокоиться о неоднозначном времени ожидания. SmartRock доставляет точные данные в реальном времени на ваше мобильное устройство каждые 15 минут с помощью бесплатного приложения SmartRock.

Этот полностью беспроводной датчик позволяет членам команды работать эффективно, не беспокоясь о торчащих проводах или необходимости искать провода под нагревательными одеялами, полагаясь на внешние регистраторы данных. Датчик полностью встроен в бетон и закреплен на арматуре внутри опалубки.SmartRock постоянно отслеживает влияние температуры окружающей среды и внешней среды на ваш монолитный бетон, облегчая контроль твердения бетона и обеспечивая оптимальные условия для увеличения прочности на сжатие. Кроме того, результаты в реальном времени позволяют подрядчикам оптимизировать процесс нагрева, снизить затраты на электроэнергию и сэкономить время в своем графике проекта, зная, когда бетон наберет достаточную прочность для последующих строительных операций, таких как снятие опалубки или последующее натяжение.

Узнайте, как компания S&F Concrete Contractors использовала SmartRock для мониторинга твердения бетона

Источники
CCANZ
PCA
NRMCA

Примечание редактора: этот пост был первоначально опубликован в январе 2019 года и был обновлен для обеспечения точности и полноты.

Прочность бетона за 7 дней Таблица

Прочность бетона через 7 дней часто измеряется, даже если указанная прочность бетона на сжатие измеряется через 28 дней.Часто бывает необходимо измерить прочность бетона на сжатие через 7 и 28 дней, поэтому во время заливки берут несколько проб бетонных кубов.

Существует ряд методов, которые можно использовать для оценки требуемой прочности бетона на сжатие через 7 дней. Ниже описаны наиболее популярные методы. Электронная таблица CivilWeb Concrete Strength at 7 Days была разработана для выполнения этого анализа с использованием трех методов. Кривая увеличения прочности бетона может быть оценена либо с использованием результатов испытаний двух бетонных кубов, либо рассчитана на основе заданной прочности на сжатие через 28 дней с использованием двух методов.

Прочность бетона через 7 дней

Прочность бетона на сжатие через 7 дней часто требуется по двум причинам. Во-первых, может потребоваться начать загрузку бетонного элемента примерно через неделю, чтобы выполнить программу строительства. Это обычное явление в многоэтажных зданиях, где необходимо загрузить один этаж, чтобы завершить строительство следующего, или на бетонных дорогах и тротуарах, которые необходимо открыть для движения транспорта как можно скорее, чтобы минимизировать нарушения.

Вторая причина заключается в том, что качество бетона можно проверить, не дожидаясь 28 дней. Благоприятный результат испытания бетонного куба на прочность через 7 дней дает хорошее представление о том, что бетон будет соответствовать указанной прочности бетона на сжатие.

Концепция зрелости бетона

Бетон набирает прочность за счет продолжающегося процесса гидратации цемента. Бетон набирает прочность с момента его укладки и начинает увлажняться.Большая часть этого увеличения прочности произойдет в первые несколько дней после укладки, но более медленные химические реакции будут продолжаться в течение многих лет после укладки, особенно если бетон имеет доступ, например, к влаге из воздуха.

Характеристические значения прочности на сжатие обычно указываются исходя из прочности на сжатие в течение 28 дней. Во многих случаях 28-дневная прочность достигает оптимального уровня, достаточного для того, чтобы бетон набрал большую часть своей прочности, но до того, как ожидается, что он выдержит значительную нагрузку.

Однако в некоторых случаях 28 дней может оказаться слишком долгим ожиданием, прежде чем станет известно качество бетона. Это происходит, например, когда бетонная дорога должна быть открыта через неделю или около того после заливки или когда необходимо использовать прочность бетонной балки, чтобы построить следующий уровень в здании. В этих случаях оценка пригодности бетона должна быть произведена на основе испытаний бетонных кубов в гораздо более раннем возрасте. Это часто происходит через 7 или 14 дней, но может быть и через 3 дня.Для того, чтобы эти результаты были значимыми, необходимо разработать взаимосвязь зрелости с использованием конкретного метода зрелости, такого как описанный ниже, чтобы связать результаты испытаний на прочность при сжатии в раннем возрасте и 7 дней с заданной 28-дневной прочностью.

Тестирование бетонной зрелости

Испытание на зрелость бетона может быть выполнено с использованием тех же испытаний бетонного куба, которые используются для общих испытаний прочности на сжатие и испытаний на соответствие. Тестирование зрелости обычно включает в себя 3 дня, 7 дней на прочность куба и 28 дней.При необходимости проверка зрелости может включать более длительные периоды от 60 до 90 дней. Дополнительная информация об измерении прочности бетона через 7 дней включена в нашу публикацию «Испытание бетонного куба».

Кривые увеличения прочности бетона

Результаты испытаний бетона на зрелость затем преобразуются в кривую увеличения прочности бетона для данной конкретной бетонной смеси. Эта кривая увеличения прочности бетона может затем использоваться для оценки долговременной прочности бетона на сжатие по результатам 7-дневной прочности на сжатие.Прочность бетона на сжатие за 7 дней также можно определить из кривых увеличения прочности бетона, где это считается более подходящим, чем графическое решение.

Скорость увеличения прочности бетона будет зависеть от используемых вяжущих материалов. Обычный портландцемент набирает прочность аналогично приведенному ниже графику, при этом через 7 дней прочность бетона составляет около 60% от 28-дневной прочности. Доступны быстро схватывающиеся цементы, которые могут получить значительную прочность на сжатие за несколько часов.Эти высокопрочные бетоны часто используются для быстрого открытия ремонтных работ бетонных дорог после укладки. И наоборот, низкотемпературные цементы и цементы, смешанные с GGBS или летучей золой, потребуют больше времени, чтобы достичь своей проектной прочности, иногда 6 месяцев или более. Это нужно будет учесть в спецификации.

Темпы прироста прочности различны для каждой смеси, и по этой причине поставщик бетона должен предоставить кривую или формулу прироста прочности бетона или определить в результате долгосрочных испытаний этой конкретной бетонной смеси.Затем это можно использовать для оценки результатов ранних испытаний прочности на соответствие требуемой прочности через 28 дней. Типичная кривая увеличения прочности бетона (построенная в логарифмической шкале) представлена ниже.

Влияние историй температуры отверждения на развитие прочности на сжатие высокопрочного бетона

В этом исследовании изучалась зависимость относительной прочности и зрелости высокопрочного бетона (HSC), специально разработанного для конструкций ядерных установок, с учетом экономической эффективности и долговечности конкретный.Два типа пропорций смеси с соотношением воды к связующему 0,4 и 0,28 были испытаны при различных температурах, включая (1) изотермические условия отверждения 5 ° C, 20 ° C и 40 ° C и (2) ступенчатые температурные режимы 20 ° C для начального возраста человека 1, 3 или 7 дней и постоянная температура 5 ° C для последующих возрастов. На основе результатов испытаний традиционная функция зрелости эквивалентного возраста была изменена с учетом смещения зрелости и незначительности последующей температуры отверждения после возраста 3 дней для более поздней прочности бетона.Для определения ключевых параметров функции зрелости также были измерены параметры схватывания, кажущаяся энергия активации и константа скорости приготовленных смесей. Это исследование показывает, что на развитие прочности на сжатие HSC, отвержденных при эталонной температуре в раннем возрасте 3 дней, незначительно влияет последующая история температур отверждения. Предлагаемый подход к зрелости с модифицированным эквивалентным возрастом точно предсказывает развитие силы HSC.

1.Введение

Возрастает интерес к практическому применению высокопрочного бетона (HSC) для быстрого строительства конструкций ядерных установок с системой предварительного напряжения. Как показали несколько исследований [1, 2], ускоренные графики строительства конструкций могут быть достигнуты с помощью HSC из-за его естественного высокого прироста прочности в раннем возрасте по сравнению с бетоном нормальной прочности (NSC). Таким образом, точная оценка начальных свойств HSC важна для определения следующих этапов строительства [2]: минимальное время снятия бетонной опалубки и опалубки; минимальный возраст бетона для приложения усилия предварительного напряжения к элементу конструкции; и температура и продолжительность ускоренных процессов отверждения на месте, особенно в холодную погоду.Кроме того, необходимо тщательно изучить влияние начальной температуры отверждения на развитие прочности бетона в долгосрочной перспективе, поскольку длительная прочность влияет на реконструкцию и долговечность бетонных конструкций. Прирост прочности бетона на месте при различных температурных условиях обычно отслеживается с помощью соотношения зрелости и прочности [3, 4]. Однако большая часть существующих взаимосвязей [3–11] между функцией зрелости и развитием силы была получена на основе данных НСК и проверена с использованием таких данных.Более того, данных о зрелости для HSC [2, 12] доступно гораздо меньше, чем для NSC.

Понятие зрелости используется для описания комбинированного воздействия температуры и возраста на повышение прочности бетона. Однако точность и возможность соотношения зрелости и прочности остаются спорными из-за отсутствия научного консенсуса относительно совместимости между зрелостью и кинетикой гидратации цемента [12]. Концепция эквивалентного возраста, полученная из функции Аррениуса [13], в основном использовалась как функция зрелости для описания температурной чувствительности реакции вяжущих материалов.В последние годы для объяснения эффекта кроссовера и точного прогнозирования долговременной прочности монолитного бетона в функцию Аррениуса была введена конкретная взаимосвязь между степенью гидратации и относительной прочностью [3–7]. Традиционно кажущаяся энергия активации и / или константа скорости для данного бетона считаются ключевыми параметрами в функции зрелости, основанной на эквивалентном возрасте. Несколько исследователей [4, 5] предложили простые уравнения для определения кажущейся энергии активации, используя регрессионный анализ экспериментальных данных для NSC.Однако необходима дальнейшая экспериментальная проверка, чтобы распространить эти уравнения на HSC, потому что энергия активации существенно зависит от степени гидратации, на которую влияет соотношение вода / вяжущее и дозировка дополнительных вяжущих материалов (SCM).

Целью настоящего исследования было оценить взаимосвязь зрелости и силы в HSC. Пропорции смеси HSC были специально определены для его использования в конструкциях ядерных установок с учетом экономической эффективности и долговечности бетона.Два типа пропорций смеси с расчетной прочностью 42 МПа и 65 МПа были испытаны при различных температурах, а именно: в условиях изотермического отверждения 5 ° C, 20 ° C и 40 ° C и ступенчатых температурных режимах 20 ° C для начальной возраст особи 1, 3 или 7 дней и постоянная температура 5 ° C для последующих возрастов. Характеристики схватывания, кажущаяся энергия активации и константа скорости обеих приготовленных смесей также были измерены в соответствии с процедурами ASTM [14]. Подход к зрелости, предложенный Карино и Танком [3], был изменен с учетом влияния температуры отверждения в раннем возрасте на более поздний прирост прочности бетона.Модифицированная версия принимает соотношение прочности относительно 28-дневной прочности, температуры до 3-дневного возраста и зависящую от степени гидратации кажущуюся энергию активации на этапе отверждения. Для оценки прочности на сжатие в разном возрасте на основе предложенного отношения относительной прочности к зрелости с использованием результатов испытаний было сформулировано простое уравнение для прямого прогнозирования 28-дневной прочности.

2. Подход к зрелости

На основе обзора ранее описанных взаимосвязей [3, 8, 14, 15] между функцией зрелости и силой, основная формула, предложенная Карино и Танком [3], была изменена для достижения настоящего зрелый подход.При одинаковом значении индекса зрелости большинство бетонных смесей демонстрируют переходное поведение, то есть более высокие температуры в раннем возрасте приводят к более высокой начальной прочности и более низкой долгосрочной прочности, как показано на Рисунке 1. Данная бетонная смесь не обладает уникальные отношения силы и зрелости. Это указывает на то, что функция зрелости связана с отношением относительной прочности, а не с абсолютной прочностью, и что энергию активации для данного бетона необходимо оценивать в соответствии со зрелостью.Время смещения для введения индукционного периода перед быстрым ростом прочности также чувствительно к температуре. Настоящий подход к зрелости принимает соотношение прочности относительно 28-дневной прочности и зависящую от степени гидратации кажущуюся энергию активации на стадии отверждения. Функция зрелости определяется с использованием эквивалентного возраста, включая фазы смещения и упрочнения.

2.1. Развитие относительной прочности
При изотермическом отверждении прочность на сжатие () бетона в возрасте (в днях) обычно определяется по следующей гиперболической функции: где — константа скорости (в единицах дня ^-1) для развития прочности при температура отверждения — это время смещения (в днях), указывающее возраст, в котором предполагается, что начинается развитие прочности, и является предельной прочностью.При оценке предельной силы в бесконечном возрасте пренебрежимо мало. Таким образом, (1) можно переписать в терминах 28-дневной прочности на сжатие () следующим образом:
Зрелость представляет собой срок отверждения при фиксированной эталонной температуре, необходимый для достижения того же уровня зрелости при отверждении при другой температурной предыстории. Следовательно, в терминах эквивалентного возраста (), (2) можно переписать, чтобы описать соотношение относительной прочности и зрелости [3, 15]: где и — константа скорости и время смещения, соответственно, при эталонной температуре.
2.2. Эквивалентный возраст и время смещения
Поскольку константа скорости связана со скоростью набора прочности в данном возрасте, изменение константы скорости в зависимости от температуры отверждения должно быть определено для надежной функции зрелости данной бетонной смеси. Функция константы скорости обычно выражается с помощью функции Аррениуса [13] следующим образом: где — экспериментальная константа (в день ^-1), — кажущаяся энергия активации (в Дж / моль), (= 8,314 Дж / моль · моль · K) — универсальная газовая постоянная и температура отверждения (в ° C).Согласно принципу зрелости, эквивалентный возраст в фазе затвердевания () можно записать следующим образом [3]: где — эталонная температура (в ° C). Обратите внимание, что в (6) обозначается коэффициент преобразования возраста, который определяется как коэффициент сродства () констант скорости на этапе упрочнения. Из (6) коэффициент, используемый для расчета значения, может быть выражен в следующей форме:
Время смещения () при эталонной температуре связано с характером схватывания данного бетона.В то время как эквивалентный возраст на этапе затвердевания для достижения той же доли предельной прочности при разных температурах пропорционален коэффициенту сродства, время смещения на этапе отверждения обратно пропорционально коэффициенту сродства, поскольку чем выше температура, тем быстрее время схватывания. По этой причине Пинто и Ховер [16] указали, что кажущуюся энергию активации для периода до начальной и конечной установки можно оценить по графику Аррениуса, используя вместо, где — время схватывания.Точная точка времени смещения () при заданной температуре остается неопределенной из-за различных факторов, включая содержание связующего, соотношение воды и связующего (), а также типы и количества добавленных SCM и химических агентов. Однако в нескольких исследованиях [3, 15, 16] делается вывод, что время схватывания близко к окончательному времени схватывания () бетона при данной температуре. Пинто и Шиндлер [15] также указали, что выбор для существенно не влияет на прогноз прочности бетона на месте.На основании имеющихся выводов настоящее исследование предполагает, что равно. Следовательно, из функции Аррениуса можно просто выразить следующее: где — время окончательного схватывания бетона при эталонной температуре, — константы скорости развития схватывания при эталонной температуре и другой температуре, соответственно, — кажущаяся энергия активации до окончательного времени схватывания. В целом, принимая во внимание фазы схватывания и затвердевания, эквивалентный возраст () в (4) может быть получен из
2.3. Энергия активации в фазе затвердевания
Общеизвестно [17], что цемент с обычной крупностью не может полностью гидратироваться при нормальных условиях, даже при возрасте более 100 лет. Ча [17] продемонстрировал, что степень гидратации в зависимости от возраста в целом можно охарактеризовать как параболу, сходящуюся к конечному значению. Это указывает на то, что температура отверждения играет важную роль в степени гидратации в раннем возрасте, тогда как ее эффект становится минимальным в долгосрочном возрасте, поскольку реакция гидратации постепенно достигает стабильного состояния с возрастом.Эта зависящая от температуры реакция гидратации также влияет на значение энергии активации () в фазе затвердевания. Byfors [18] показал, что после определенного возраста, который зависит от температуры отверждения, он резко уменьшается. Следовательно, ожидается, что это в некоторой степени зависит от температуры отверждения и возраста. В настоящем исследовании используется следующая простая модель, эмпирически подобранная Kim et al. [19] для оценки в зависимости от возраста и температуры: где — начальная кажущаяся энергия активации в фазе твердения.
2.4. Определение ключевых параметров
В вышеупомянутом подходе к зрелости для прогнозирования развития прочности бетона, смешанного в заданных пропорциях, необходимо предоставить несколько ключевых параметров, таких как,, и. Чтобы свести к минимуму погрешность в прогнозировании прочности бетона на месте, желательно, чтобы эти параметры для данного бетона определялись на основе соответствующей экспериментальной программы. Значение может быть определено по наклону наиболее подходящей линии данных, представленных в виде натурального логарифма значений в зависимости от температуры, в соответствии с ASTM [14].Значение можно определить из графика Аррениуса, используя обратное время окончательной схватывания вместо константы скорости [16]. Значения и могут быть получены непосредственно из образцов бетона, отвержденных при эталонной температуре. При прогнозировании прочности на месте с использованием отношения относительной прочности к зрелости иногда нецелесообразно использовать результаты лабораторных испытаний для представления фактического значения на месте. Стандартные образцы бетона обычно отверждаются и испытываются в идеальных условиях с постоянной комнатной температурой.Однако в процессе эксплуатации бетонные конструкции подвергаются воздействию внешней среды. Вот почему нелегко подогнать лабораторную температуру отверждения к условиям in situ в широких пределах [20–22]. Следовательно, для практического и простого применения подхода к зрелости для прогнозирования прочности бетона на месте в разном возрасте, в идеале должна быть установлена взаимосвязь между и для данного бетона, где 28-дневная прочность на сжатие бетона, затвердевшего в эталонном состоянии. температура.
3. Детали эксперимента
3.1. Образцы бетона
Были приготовлены два типа пропорций бетонной смеси, как указано в таблице 1. При обычных условиях твердения при постоянной температуре и относительной влажности 20 ° C и 60%, соответственно, расчетная прочность бетона на сжатие составляла 42 МПа. и 65 МПа для смесей типа I и II соответственно. Пропорции для обеих бетонных смесей были определены в ходе многочисленных лабораторных испытаний для практического применения в конструкциях ядерных установок.Для смесей типа I и типа II было выбрано 0,4 и 0,28 соответственно.
53 Цемент
Тип Расчетная прочность (МПа) W / B Вес агрегата (кг / м ³)
Вода Песок Гравий (%)
I 42 0,4 155 368 19.4 763 973 0,9
II 65 0,28 155 526 27,7 701 895 904 9038 9038 9038 895 904 904 9039 9038 9038 = высокое массовое соотношение водовосстанавливающего агента и связующего.
В качестве основного вяжущего был выбран цемент, который обычно используется для конструкций атомных станций в Южной Корее.Химический состав цемента был специально изменен для уменьшения теплоты гидратации. В результате химический состав цемента был близок к химическому составу цемента умеренной температуры, как указано в таблице 2. По сравнению с обычным химическим составом обычного портландцемента (OPC) оксид алюминия (Al ₂ O ₃) в модифицированном цементе было ниже примерно на 2%, тогда как содержание оксида кремния (SiO ₂) было на 1% выше. Расчет минерального состава на основе химического состава показал, что содержание C ₃ S и C ₃ A в модифицированном цементе было на 16% и 54% ниже, чем у OPC, соответственно, тогда как C ₂ S содержание первого было 37.На 6% выше, чем у последнего. Основным компонентом микрокремнезема (SF) был SiO ₂. Удельный вес и удельная поверхность использованных вяжущих материалов составляли 3,15 и 3466 см ² / г для цемента и 2,32 и 200000 см ² / г для SF, соответственно.
Материалы SiO ₂ Al ₂ O ₃ Fe ₂ O _{3 9045 9045 Ca 9045} O Na ₂ O TiO ₂ SO ₃
OPC 23.30 3,85 3,83 63,4 1,24 1,47 0,15 0,33 2,01 0,42
SF 9038 9038 9038 9045 9038 9038 9038 9038 9045 9038 9045 0,13 0,05 — 0,28 0,06
Потери при возгорании.
Смешивание и подготовку образцов проводили при комнатной температуре ° C.Мелкие и крупные агрегаты вместе с предварительно смешанным связующим были смешаны в сухом виде в смесительном поддоне вместимостью 0,35 м ³ в течение 1 мин, а затем смешаны во влажном состоянии в течение еще 1 мин. Сразу после литья все образцы были покрыты пластиковым листом для предотвращения испарения гидратной воды и перенесены в камеру с регулируемой температурой.
3.2. Процесс отверждения
Средние температуры отверждения в каждой камере были предварительно установлены на 5 ° C, 20 ° C и 40 ° C для имитации зимних (холодных), контролируемых лабораторных (эталонных) и летних (жарких) условий, соответственно.Для каждого типа бетонной смеси история температур отверждения была разделена на два режима: изотермический и террасный с переменными условиями. Таким образом, обозначения образцов были идентифицированы в соответствии с типом смеси и температурным режимом, как указано в таблице 3. Образцы в изотермических условиях непрерывно отверждались в ранее установленной камере до момента испытания. Образцы для террасных температурных историй были разработаны для оценки возраста, при котором 28-дневная прочность на сжатие будет увеличиваться на 80%, что соответствует времени удаления бетонной формы для конструкций ядерных установок в холодную погоду.В террасных историях температуры начальные периоды при эталонной температуре были выбраны как 1, 3 и 7 дней, а последующая температура поддерживалась на уровне 5 ° C. Таким образом, образцы с террасными историями температуры сначала выдерживались в эталонной камере до указанного возраста для испытаний, а затем переносились в холодную камеру.
Я4
9038 9038 9038 — 3 4438 904 II 9045 9045 9038 9038 9045 9045
Образец Тип смеси Температурная история (° C) (ч) (ч) (Дж / моль) (день ^-1) (Дж / моль) Прочность на сжатие (в МПа) при различных возраст (дни)
1 3 7 13 22 28 56 91
IC
17.2 25,2 23204 0,13 43332 — 12,4 29,5 42,0 46,8 48,2 53,3 55,6
IR 55,6
IR 11,5 4 11,5 45,5 47,5 48,7 51,9 52.0
IH 5,0 9,0 0,88 22,0 44,7 48,0 52,0 56,0 58,0 5,3 17,1 30,4 39,7 46,9 48,1 51,3 53,6
5.3 25,6 39,8 45,6 48,0 49,4 50,6 50,9
ИК (7) C 48,6 50,3 52,3 52,8
II-C II 13.5 23,2 20304 0,22 41777 0,5 22,1 41,1 53,5 58,9 61,5 63,9 66,3
II-R 9,6 14,73 9045 9045 9,6 14,73 9045 9045 50,0 57,0 63,9 64,4 65,4 65.4
II-H 7,0 9,4 1,41 32,2 61,2 65,7 65,9 66,3 66,5 663 904 66,5 664 9045 9045 1) C 11,5 29,9 49,1 54,8 59,3 61,8 64,8 69,3
— — 11.5 40,4 48,6 56,4 60,8 62,1 63,5 63,8
II-R (7) C 9038 58,8 62,4 63,5 65,3 65,7
Примечание: = время начального схватывания, = время окончательного схватывания, = кажущаяся энергия активации при окончательном времени схватывания при данной температуре, и = начальная кажущаяся энергия активации в фазе затвердевания.
Для обозначения образца в изотермических условиях первая и вторая части относятся к типу смеси и температуре отверждения, соответственно. Обозначение образца в террасной истории включает следующие обозначения: первая часть указывает тип смеси, вторая буква и третья цифра относятся к начальной температуре отверждения и соответствующему периоду, соответственно, а четвертая часть обозначает последующую температуру отверждения. Температура отверждения обозначается сокращениями C, R и H, которые обозначают холодный (5 ° C), эталонный (20 ° C) и горячий (40 ° C) условия соответственно.
3.3. Тестирование
Температуры отверждения в реальном времени отслеживались в центре образцов и в климатической камере с помощью термопар и автоматически сохранялись в регистраторе данных. Чтобы определить термочувствительный фактор и кажущуюся энергию активации бетона на этапе схватывания, свежий раствор был извлечен из бетона с помощью сита сита 4,75 мм. Испытания на сопротивление проникновению для проверки схватывания бетона проводились в соответствии с ASTM [14].Испытания, необходимые для экспериментального определения кажущейся энергии активации на этапе отверждения, были выполнены с использованием 18 кубиков с размерами 50 мм на изотермическую историю отверждения в соответствии с ASTM [14]. Измерение прочности бетона на сжатие было запланировано в возрасте 1, 3, 7, 13, 22, 28, 56 и 91 дней с использованием цилиндра 100 × 200 мм. Однако испытание прочности на сжатие образца I-C в возрасте одного дня не удалось, поскольку образцы находились в пластическом состоянии.
4. Результаты тестирования и обсуждение
В таблице 3 перечислены значения ключевых параметров, требуемых для предлагаемого подхода к зрелости.В таблицу также включены результаты испытаний средней прочности на сжатие, полученные для трех цилиндров в каждом возрасте испытаний. Настоящее обсуждение фокусируется на влиянии на кажущуюся энергию активации на этапах схватывания и твердения, а также на развитие прочности бетона на сжатие при различных температурах, чтобы исследовать тенденцию функции зрелости в HSC.
4.1. Энергия активации до времени окончательного схватывания
Общие характеристики схватывания двух испытанных смесей показаны на Рисунке 2.Кривые наилучшего соответствия, определенные из каждого набора данных, также показаны на рисунке. ASTM C 403 [14] определяет начальную и конечную схватывание при сопротивлении пробиванию 3,4 и 27,6 МПа соответственно. Фактическое начальное и конечное время схватывания значительно варьировалось в зависимости от температуры, показывая, что окончательное время схватывания для смеси типа I составляло 25,2, 15,6 и 9,0 часов при температуре отверждения 5, 20 и 40 ° C, соответственно. Начальная и конечная настройки произошли раньше с увеличением начальной температуры отверждения. Подобное поведение схватывания в обеих смесях наблюдалось в условиях высоких температур, тогда как время схватывания при стандартных и холодных температурных условиях было меньше в смеси типа II, чем в смеси типа I.Разница между временем схватывания в соответствии с уменьшением с увеличением температуры отверждения. Более низкий уменьшает заполненные водой пространства в свежей пасте, что приводит к быстрому установлению гидратированной цементной пасты [23]. Таким образом, концентрация Ca (OH) ₂ увеличивается быстрее с уменьшением. Ускоренные химические реакции гидратации из-за повышения температуры отверждения происходят быстрее с уменьшением заполненных водой пространств в пасте.

Значения, рассчитанные по графику Аррениуса с использованием обратной величины времени окончательного схватывания, составили 23200 Дж / моль для бетона с 0.4 и 20300 Дж / моль для бетона с 0,28. Тесты, проведенные Wade et al. [24] обнаружили, что значения OPC-бетона составляют 33400 Дж / моль для 0,48 и 27100 Дж / моль для 0,41. В целом имеет тенденцию к уменьшению с уменьшением. Для температуры отверждения 5, 20 и 40 ° C эквивалентные возрасты до окончательного времени схватывания, рассчитанные с использованием (8), составили приблизительно 15,1, 15,6 и 16,5 часов, соответственно, для смеси типа I и 13,9, 14,7 и 17,3 часа. ч, соответственно, для смеси типа II. Эквивалентный возраст до последнего установленного времени был более однородным, чем фактическое время.
4.2. Начальная энергия активации на этапе отверждения
При одинаковой температуре отверждения константа скорости, определенная на этапе отверждения, была ниже в смеси типа I, чем в смеси типа II, и эти различия в обеих бетонных смесях уменьшались с понижением температуры твердения, поскольку показано на рисунке 3. Для условий низких температур значения константы скорости были близки в обеих бетонных смесях. Это указывает на то, что влияние на константу скорости постепенно уменьшается с понижением температуры отверждения.С другой стороны, характер температурной зависимости константы скорости был аналогичным в обеих бетонных смесях, показывая нелинейное изменение в зависимости от температуры отверждения. Следовательно, константа скорости HSC может быть подобрана с использованием экспоненциальной функции температуры отверждения, как определено функцией Аррениуса.

Начальная энергия активации (), рассчитанная по графику Аррениуса натурального логарифма значений в зависимости от температуры, составила 43332 Дж / моль для смеси типа I и 41777 Дж / моль для смеси типа II.В целом, значения для бетона OPC без SCM [14] составляют от 40000 до 45000 Дж / моль. Значение измеряемой для текущих бетонных смесей соответствовало общему диапазону, указывая на уменьшение с уменьшением.
4.3. Прочность на сжатие в течение 28 дней
Бетон, изготовленный с использованием смеси типа I, достиг проектной прочности 42 МПа в возрасте 28 дней независимо от истории отверждения, в то время как прочность на сжатие в течение 28 дней бетона смеси типа II, за исключением бетона отвержденная в условиях высоких температур, была немного ниже проектной прочности 65 МПа, как указано в Таблице 3.В целом, более высокая 28-дневная прочность на сжатие была получена у бетона, отвержденного в условиях высоких температур, чем у других образцов бетона при других температурных условиях, как показано на Рисунке 4. По сравнению с бетоном, отвержденным при эталонной температуре, бетон затвердел в горячем состоянии. температура развила прочность, которая была в 1,19 раза выше для типа I и в 1,03 раза выше для типа II, тогда как бетон, отвержденный при низкой температуре, показал прочность на 1–4,5% ниже. В целом, пороговый возраст для эффекта кроссовера наблюдается в OPC-бетоне от 7 до 14 дней [3, 4, 7, 8].Однако настоящие смеси допускают отсроченный пороговый возраст после 91 дня, демонстрируя более низкую 28-дневную прочность при низких температурах. Химический состав цемента, использованного для данной смеси, был близок к химическому составу цемента средней жары, давая более низкие содержания C ₃ S и C ₃ A, чем OPC. Пониженное содержание C ₃ S и C ₃ A в модифицированном цементе было неблагоприятным для развития прочности в раннем возрасте и при температуре холодного отверждения.

Также интересно, что близкие значения 28-дневной прочности наблюдались между образцами бетона, отвержденными в условиях низких температур, и образцами, отвержденными при 20 ° C в течение 1 дня и последующей низкой температуре.Эти близкие значения наблюдались также между образцами бетона, отвержденными при эталонной температуре, и образцами, отвержденными при 20 ° C в течение 3 или 7 дней и последующих низких температурах. В целом, уменьшение позволяет увеличить скорость гидратации цементного теста, что приводит к более высокому развитию прочности и большей чувствительности к температуре отверждения в раннем возрасте. Таким образом, ранний возраст, равный 3 дням, можно рассматривать как критический период с точки зрения влияния истории температуры отверждения на 28-дневный прирост прочности на сжатие HSC.
4.4. Относительное развитие прочности на сжатие
Отношение развития прочности на сжатие для различных возрастов по сравнению с 28-дневной прочностью показано на рисунке 5. Образцы бетона, отвержденные в изотермических холодных условиях, развили более низкую начальную прочность, чем образцы в горячих и эталонных температурных условиях. , тогда как самая высокая скорость набора прочности наблюдалась у бетона, отвержденного в изотермических условиях холода при длительном возрасте через 28 дней. Таким образом, перекрестный эффект может быть обнаружен в образцах бетона, отвержденных в изотермических условиях, хотя абсолютная прочность бетона, отвержденного при высокой температуре, обычно была выше, чем у бетона при низкой температуре из-за более низких значений C ₃ S и C ₃ A содержание в модифицированном цементе.Для смеси типа I скорость набора прочности в возрасте 3 дней при горячей температуре была примерно вдвое выше, чем у сопутствующего бетона при холодной температуре. Эти различия в зависимости от температуры отверждения постепенно уменьшались до возраста 28 дней, после которого скорость набора прочности бетона при низкой температуре была в 1,1 раза выше, чем у сопутствующего бетона при горячей температуре. При высоких температурах раннее развитие прочности у бетона типа I было выше, чем у бетона типа II, показывая постоянный прирост прочности после 7-дневного возраста.Прирост долговременной прочности при высоких температурах был только в 1,04 раза выше у бетона типа I, чем у бетона типа II. В целом кроссоверный эффект смягчался с уменьшением.
Бетон, отвержденный на террасах с различными температурами, показал одинаковую скорость набора прочности независимо от эталонного температурного периода в раннем возрасте, хотя несколько более очевидный перекрестный эффект наблюдался в бетоне при эталонной температуре в течение первого дня и последующих. холодная температура, чем в конкретных образцах в других историях.Во всех образцах бетона, отвержденных при различных температурах, за исключением образца IRC, увеличение прочности примерно на 80% было достигнуто в течение первых 7 дней. При строительстве конструкций ядерных установок в условиях сильного замораживания-оттаивания опалубку для нормально твердеющего бетона необходимо сохранять до тех пор, пока не будет достигнуто 80% расчетной прочности бетона. Принимая во внимание это требование, бетон, произведенный с использованием данной пропорции смеси, в идеале должен выдерживаться при 20 ° C как минимум в течение первых 3 дней, чтобы облегчить снятие опалубки и опалубки в течение 7 дней.Кроме того, переменные температурные режимы отверждения указывают на то, что скорость набора прочности бетона не зависит от последующего изменения температуры отверждения в холодном состоянии после того, как бетон выдерживается при стандартной температуре в течение первых 3 дней.
5. Проверка предлагаемого подхода к зрелости
Развитие прочности бетона на сжатие при использовании нынешних пропорций смеси было спрогнозировано на основе предложенного подхода к зрелости. Для применения отношения относительной прочности зрелости, значения ключевых параметров (,,, и), перечисленные в таблице 1, были использованы для каждого конкретного образца, независимо от истории температуры отверждения.Чтобы рассчитать прочность на сжатие в заданном возрасте из отношения относительной прочности, соотношение между и также было эмпирически сформулировано с использованием текущих данных испытаний. На соотношение между и существенно повлияла история температуры отверждения. В частности, температура до 3-х дневного возраста может рассматриваться как критический фактор для представления всей температурной истории, как показано на рисунках 4 и 5. На основе регрессионного анализа с использованием этих двух влияющих параметров можно определить следующую взаимосвязь между и (Рисунок 6): где — средняя температура до 3-х дневного возраста.

5.1. Отношение относительной прочности к зрелости
Отношение относительной прочности к зрелости, измеренное для бетона типа I, сравнивается с прогнозами, полученными с использованием (4) (см. Рисунок 7). На соотношение относительной прочности и зрелости незначительно повлиял период отверждения при исходной температуре. Для условий изотермического отверждения предлагаемый подход к зрелости обеспечивает сравнительно высокую точность в прогнозировании относительной прочности HSC, хотя этот подход имеет тенденцию немного недооценивать начальную прочность бетона при низкой температуре.Напротив, прогнозы относительного развития прочности бетона при различных температурах обычно ниже, чем прогнозы, полученные при испытаниях в раннем возрасте, но выше, чем прогнозы, полученные в результате испытаний после возраста 28 дней (эквивалентный возраст приблизительно 13 лет. дней). Различия между измеренными и прогнозируемыми значениями после возраста 28 дней постепенно увеличиваются с возрастом. Остаток заполненных водой пространств в свежей пасте, называемый капиллярными порами, зависит от степени гидратации.Свободная вода, содержащаяся в капиллярах, задерживает процесс гидратации пасты. Таким образом, меньшее значение способствует получению раствора, перенасыщенного Ca (OH) ₂ и содержащего концентрации гидрата силиката кальция в метастабильном состоянии [23]. Последующее отверждение происходит из-за удаления воды из гидратированного материала. Этот процесс гидратации цементного теста происходит быстрее с повышением температуры отверждения из-за ускоренного испарения свободной воды. В целом, HSC становится более чувствительным к температуре раннего отверждения, чем NSC.
Развитие прочности HSC не зависит от температуры отверждения после раннего критического возраста. Принимая во внимание этот эффект температуры отверждения в раннем возрасте и то, что первые 3 дня являются критическим периодом, эквивалентный возраст (9) может быть изменен для HSC следующим образом:
Относительная прочность образцов бетона, отвержденных при переменной температуре предыстории, сравнивается с подход к зрелости с использованием модифицированного эквивалента возраста, приведенного выше (см. рисунок 8). По сравнению с рисунком 7 (b), прогнозы с использованием модифицированного эквивалентного возраста лучше согласуются с результатами испытаний, даже в отдаленном возрасте.Различия между прогнозами и измеренными значениями относительной прочности одинаковы для обоих типов бетона. Следует отметить, что (12) необходимо дополнительно изучить для бетона, отвержденного при переменной истории с высокой или низкой температурой в раннем возрасте.
5.2. Развитие прочности при разном возрасте
Сравнение измеренной прочности бетона на сжатие в разном возрасте и прогнозы показаны на рисунке 9. В прогнозах с использованием предлагаемого подхода к зрелости 28-дневная прочность и эквивалентный возраст каждого образца бетона определяются из ( 11) и (12) соответственно.Для объективной статистической оценки для каждого возраста было рассчитано следующее стандартное отклонение () абсолютной ошибки (см. Таблицу 4): где — количество точек данных, и — измеренные и прогнозируемые значения прочности на сжатие, соответственно, в возрасте каждого возраста. образец. В целом, предлагаемый подход к зрелости имел тенденцию занижать раннюю прочность до 7-дневного возраста для бетона типа I независимо от температурных режимов отверждения. Для бетона типа II наибольший разброс наблюдался в возрасте 3 суток.Следовательно, максимальное значение было оценено в 4,78 МПа в возрасте 3 дней для бетона типа I и 4,77 МПа в возрасте 7 дней для бетона типа II. После возраста 22 дней полоса рассеяния уменьшилась, дав значения ниже 2,17 МПа для смеси типа I и 1,41 МПа для смеси типа II. В целом, определенная для всех испытанных возрастов и температурных режимов отверждения составила 2,81 МПа для бетона типа I и 2,32 МПа для бетона типа II. По сравнению с расчетной прочностью бетона эти значения соответствуют примерно 6.7% для смеси типа I и 3,6% для смеси типа II. Кроме того, коэффициент вариации соотношений между измеренной и прогнозируемой силой в разном возрасте находился в диапазоне от 0,015 до 0,090. Таким образом, предлагаемый подход к зрелости с модифицированным эквивалентным возрастом представляется полезным в качестве альтернативного инструмента для практической оценки развития прочности HSC на месте при различных температурах отверждения.
I
Тип бетона Возраст (дни) Всего
1 3 7 13 22 28 56 91
93
(0,041) 4,09
(0,040) 4,78
(0,090) 4,34
(0,077) 2,17
(0,037) 1,01
(0,015) 1,59
(0,015)
(0,018) 2,81
(0,084)
II 0,80
(0,057) 4,77
(0,027) 3,91
(0,027) 3,91
(0,076) 909 0,06 1,41
(0,019) 0.89
(0,014) 1,45
(0,024) 1,97
(0,018) 2,33
(0,052)
Примечание: значения в скобках относятся к соотношение между измеренной и прогнозируемой сильными сторонами.
6. Выводы
На основе результатов испытаний традиционная функция зрелости эквивалентного возраста была изменена, чтобы учесть офсетную зрелость и незначительность последующей температуры отверждения после возраста 3 дней для более поздней прочности конкретный.Однако предлагаемые уравнения, особенно модифицированный эквивалентный возраст, необходимо дополнительно исследовать для различных пропорций смеси с SCM и различных температурных режимов с начальной горячей или холодной температурой и другой последующей температурой. Из исследования развития прочности HSC, основанного на предлагаемом подходе к зрелости, можно сделать следующие выводы: (1) При уменьшении отношения воды к связующему () кажущаяся энергия активации на этапах схватывания и твердения имеет тенденцию к снижению. .(2) По сравнению с бетоном, отвержденным при эталонной температуре (20 ° C), бетон при горячей температуре (40 ° C) развил прочность, которая была в 1,19 раза выше для смеси типа I и в 0,4 и 1,03 раза выше для смеси типа. II с 0,28, тогда как бетон при холодной температуре (5 ° C) показал снижение прочности на 1,0–4,5%. (3) Подобное развитие прочности было достигнуто для образцов бетона при изотермической эталонной температуре и образцов, отвержденных при переменной истории эталонная температура для начального возраста 3 или 7 дней и последующая низкая температура.(4) Перекрестный эффект на развитие относительной прочности был немного уменьшен при уменьшении. (5) Время схватывания и развитие прочности были более чувствительны к температуре раннего отверждения при понижении. (6) Предлагаемый подход к зрелости с модифицированным эквивалентным возрастом точно предсказывает развитие прочности HSC в зависимости от возраста с указанием значения стандартного отклонения абсолютной погрешности 2,81 МПа для бетона типа I и 2,32 МПа для бетона типа II.
Обозначения
:33 Время сдвига (дни)38 :
: Экспериментальная постоянная (дни ^-1)
: Кажущаяся энергия активации (Дж / моль)
: Кажущаяся энергия активации до времени окончательного схватывания (Дж / моль)
: Начальная кажущаяся энергия активации в фазе отверждения (Дж / моль)
: Константа скорости (день ^-1) для развития прочности при температуре отверждения
: Константы скорости (^-1 сутки) для развития схватывания при эталонной температуре
: Константы скорости (^-1 сутки) для развития схватывания при температуре отверждения
: Константа скорости (день ^-1) при эталонной температуре
: Универсальная газовая постоянная (= 8.314 Дж / моль · К)
: Прочность на сжатие (МПа)
: Предельная прочность (МПа)
: 28-дневная прочность на сжатие (МПа)
Прочность на сжатие в течение 28 дней бетона, отвержденного при эталонной температуре (МПа)
: Температура отверждения (° C)
: Эталонная температура (= 20 ° C)
: Возраст (дни)
: Эквивалентный возраст (дни)
: Эквивалентный возраст в фазе затвердевания (дни)
:
Время смещения (дни) при эталонной температуре
: Время окончательного схватывания (дни) бетона при эталонной температуре
: Окончательное схватывание Время г (дни)
: Отношение воды к связующему по массе
: Предельное отношение прочности к 28-дневной прочности
: Отношение сродства констант скорости на этапе затвердевания.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.
Благодарность
Эта работа была поддержана Программой исследований и разработок в области ядерной энергетики Корейского института оценки и планирования энергетических технологий (KETEP), грант, финансируемый Министерством экономики знаний правительства Кореи (№ 2011T100200161).
Глава 3 — Летучая зола в портландцементном бетоне. Факты о летучей золе для дорожных инженеров — Вторичная переработка — Экологичность — Тротуары
Факты о летучей золе для дорожных инженеров
Глава 3. Летучая зола в портландцементном бетоне
Введение
Использование летучей золы в портландцементном бетоне (PCC) имеет много преимуществ и улучшает характеристики бетона как в свежем, так и в затвердевшем состоянии.Использование летучей золы в бетоне улучшает обрабатываемость пластичного бетона, а также прочность и долговечность затвердевшего бетона. Использование летучей золы также экономично. Когда в бетон добавляют летучую золу, количество портландцемента может быть уменьшено.
Преимущества свежего бетона. Как правило, летучая зола полезна для свежего бетона, поскольку снижает потребность в воде для смешивания и улучшает текучесть пасты. В результате выгоды следующие:
Улучшенная обрабатываемость. Частицы летучей золы сферической формы действуют как миниатюрные шарикоподшипники в бетонной смеси, обеспечивая таким образом смазывающий эффект. Этот же эффект также улучшает прокачиваемость бетона за счет снижения потерь на трение во время процесса перекачивания и обработки плоских поверхностей.
Рисунок 3-1: Летучая зола улучшает удобоукладываемость бетона дорожного покрытия.
Снижение потребности в воде. Замена цемента летучей золой снижает потребность в воде при данной осадке.Когда летучая зола используется в количестве около 20 процентов от общего количества вяжущего, потребность в воде снижается примерно на 10 процентов. Более высокое содержание летучей золы приведет к большему сокращению воды. Снижение потребности в воде практически не влияет на усадку / растрескивание при высыхании. Известно, что некоторая летучая зола снижает усадку при высыхании в определенных ситуациях.
Пониженная теплота гидратации. Замена цемента таким же количеством летучей золы может снизить теплоту гидратации бетона.Это снижение теплоты гидратации не вредит долгосрочному приросту силы или долговечности. Пониженная теплота гидратации уменьшает проблемы нагрева при укладке массивного бетона.
Преимущества затвердевшего бетона. Одним из основных преимуществ летучей золы является ее реакция с имеющейся в бетоне известью и щелочью, в результате чего образуются дополнительные вяжущие соединения. Следующие уравнения иллюстрируют пуццолановую реакцию летучей золы с известью с образованием дополнительного связующего на основе гидрата силиката кальция (C-S-H):
(гидратация)
Цементная реакция: C ₃ S + H → CSH + CaOH
Пуццолановая реакция: CaOH S32 CaOH S32 кремнезем из золы
Повышенный предел прочности. Дополнительное связующее, получаемое в результате реакции летучей золы с доступной известью, позволяет бетону из летучей золы со временем набирать прочность. Смеси, предназначенные для обеспечения эквивалентной прочности в раннем возрасте (менее 90 дней), в конечном итоге будут превосходить по прочности прямые цементно-бетонные смеси (см. Рисунок 3-2).
Рис. 3-2: Типичное увеличение прочности бетона из летучей золы.
Пониженная проницаемость. Уменьшение содержания воды в сочетании с производством дополнительных вяжущих смесей снижает взаимосвязь пор бетона, тем самым уменьшая проницаемость.Уменьшение проницаемости приводит к повышению долговечности и устойчивости к различным формам износа (см. Рисунок 3-3).
Рисунок 3-3: Проницаемость бетона из летучей золы.
Требования к конструкции и техническим характеристикам смеси
Процедуры дозирования бетонных смесей с зольной пылью (ЗБУ) обязательно немного отличаются от таковых для обычных ЗПК. Основные рекомендации по выбору пропорций бетона содержатся в Руководстве по бетонной практике Американского института бетона (ACI), раздел 211.1. Дорожные агентства обычно используют вариации этой процедуры, но основные концепции, рекомендованные ACI, широко признаны и приняты. В ACI 232.2 очень мало информации о дозировании.
Летучая зола используется для снижения стоимости и повышения производительности PCC. Обычно от 15 до 30 процентов портландцемента заменяется летучей золой, а еще более высокие проценты используются для укладки массового бетона. Удаляемый цемент заменяется летучей золой эквивалентной или большей по весу.Соотношение замещения летучей золы и портландцемента обычно составляет от 1: 1 до 1,5: 1.
Дизайн смеси следует оценивать с различным процентным содержанием летучей золы. Для каждого условия можно построить кривые зависимости времени от прочности. Чтобы соответствовать требованиям спецификации, разработаны кривые для различных коэффициентов замещения и выбран оптимальный коэффициент замещения. Расчет смеси следует выполнять с использованием предлагаемых строительных материалов. Рекомендуется, чтобы тестируемый бетон из летучей золы включал местные материалы при оценке характеристик.
Факторы цемента. Поскольку добавление летучей золы способствует общему количеству цементирующего материала, доступного в смеси, минимальный коэффициент цементации (портландцемент), используемый в PCC, может быть эффективно снижен для FAC. ACI признает этот вклад и рекомендует использовать соотношение вода / (цемент плюс пуццолан) для FAC вместо обычного отношения вода / цемент, используемого в PCC.
Частицы летучей золы вступают в реакцию со свободной известью в цементной матрице с образованием дополнительного вяжущего материала и, таким образом, увеличения долговременной прочности.
Свойства летучей золы
Тонкость. Тонкость зольной пыли важна, потому что она влияет на уровень пуццолановой активности и удобоукладываемость бетона. Согласно техническим условиям, через сито 0,044 мм (№ 325) должно пройти не менее 66 процентов.
Удельный вес. Хотя удельный вес не влияет напрямую на качество бетона, он имеет значение для выявления изменений в других характеристиках летучей золы. Его следует регулярно проверять в качестве меры контроля качества и соотносить с другими характеристиками летучей золы, которые могут колебаться.
Химический состав. Реактивные алюмосиликатные и кальциевые алюмосиликатные компоненты летучей золы обычно представлены в их номенклатуре оксидов, таких как диоксид кремния, оксид алюминия и оксид кальция. Изменчивость химического состава регулярно проверяется в качестве меры контроля качества. Алюмосиликатные компоненты реагируют с гидроксидом кальция с образованием дополнительных вяжущих материалов. Летучая зола имеет тенденцию повышать прочность бетона, когда эти компоненты присутствуют в более мелких фракциях летучей золы.
Содержание триоксида серы ограничено пятью процентами, поскольку было показано, что большие количества увеличивают расширение строительного бруса.
Содержание щелочей в большинстве зол меньше указанного в спецификации предела в 1,5 процента. Содержание, превышающее указанное, может способствовать проблемам расширения щелочных агрегатов.
Содержание углерода. LOI — это измерение количества несгоревшего углерода, остающегося в золе. Он может составлять до пяти процентов по AASHTO и шести процентов по ASTM. Несгоревший уголь может поглощать воздухововлекающие примеси (AEA) и увеличивать потребность в воде.Кроме того, часть углерода в золе-уносе может быть инкапсулирована в стекло или иным образом быть менее активна и, следовательно, не влиять на смесь. И наоборот, некоторая летучая зола с низкими значениями LOI может иметь тип углерода с очень большой площадью поверхности, что приведет к увеличению дозировки AEA. Вариации LOI могут способствовать колебаниям содержания воздуха и требовать более тщательного полевого мониторинга увлеченного воздуха в бетоне. Кроме того, если летучая зола имеет очень высокое содержание углерода, частицы углерода могут всплывать вверх во время процесса отделки бетона и могут образовывать темные полосы на поверхности.
Прочие компоненты
Агрегаты. Как и в случае с любой бетонной смесью, необходимы соответствующие отборы проб и испытания, чтобы убедиться, что заполнители, используемые в конструкции смеси, имеют хорошее качество и являются репрезентативными для материалов, которые будут использоваться в проекте. Агрегаты, содержащие реактивный диоксид кремния, могут использоваться в FAC.
Цемент. Летучая зола может эффективно использоваться в сочетании со всеми типами цементов: портландцементом, цементом с высокими эксплуатационными характеристиками и цементными смесями.Однако следует соблюдать особую осторожность при использовании золы-уноса с высокопрочными или пуццолановыми цементами. Соответствующий состав смеси и испытания должны быть проведены для оценки влияния добавления летучей золы на характеристики высокопрочного бетона. Смешанные или пуццолановые цементы уже содержат летучую золу или другой пуццолан. Дополнительная замена цемента повлияет на раннее развитие прочности. У цемента разные характеристики, как и у летучей золы, и не из всех комбинаций получается хороший бетон. Выбранный портландцемент должен быть испытан и одобрен как таковой, а также оценен в сочетании с конкретной используемой летучей золой.
Воздухововлекающие добавки (AEA). Чем выше содержание углерода в летучей золе, тем труднее контролировать содержание воздуха. Кроме того, если содержание углерода изменяется, необходимо тщательно контролировать содержание воздуха и изменять дозировки примесей, чтобы обеспечить надлежащие уровни вовлечения воздуха.
Замедлители. Добавление летучей золы не должно существенно влиять на эффективность химического замедлителя схватывания. Некоторые виды летучей золы могут замедлить время схватывания и снизить потребность в замедлителе схватывания.
Редукторы воды. Бетон из летучей золы обычно требует меньше воды, но его можно улучшить с помощью водоредуцирующих добавок. Эффективность этих добавок может изменяться в зависимости от добавления летучей золы.
Строительные практики
Бетонные смеси с летучей золой могут быть разработаны так, чтобы по своим характеристикам практически не отличаться от смесей PCC с небольшими отличиями. При смешивании и размещении любого FAC могут потребоваться небольшие изменения в полевых условиях. Будут полезны следующие общие практические правила:
Заводские операции. Летучая зола требует отдельного водонепроницаемого, герметичного бункера или бункера для хранения. Будьте осторожны и четко обозначьте загрузочную трубу для летучей золы, чтобы предотвратить перекрестное загрязнение при доставке. Если отдельный бункер для хранения не может быть предоставлен, можно разделить бункер для цемента. Если возможно, используйте разделитель с двойными стенками для предотвращения перекрестного загрязнения. Благодаря сферической форме частиц сухая летучая зола более текучая, чем сухой портландцемент. Угол естественного откоса летучей золы обычно меньше, чем у цемента.
Как и в случае с любой другой бетонной смесью, время и условия перемешивания имеют решающее значение для получения качественного бетона. Увеличение объема пасты и удобоукладываемости бетона (эффект шарикоподшипников), связанное с использованием летучей золы, обычно повышает эффективность перемешивания.
Практика на местах. Начиная с первой доставки бетона на строительную площадку, каждую загрузку следует проверять на наличие увлеченного воздуха до тех пор, пока персонал проекта не убедится в достижении постоянного содержания воздуха. После этого следует продолжить периодические испытания для обеспечения согласованности.Бетон следует укладывать как можно быстрее, чтобы свести к минимуму потерю увлеченного воздуха при продолжительном перемешивании. Следует придерживаться обычных методов консолидации. Следует избегать чрезмерной вибрации, чтобы свести к минимуму потерю содержания воздуха на месте.
Характеристики удобоукладываемости смеси
FAC позволяют легко укладывать ее. Многие подрядчики сообщают об улучшении гладкости покрытий FAC по сравнению с покрытиями, построенными с использованием обычных PCC. FAC содержит больше пасты, чем обычный PCC, что благоприятно сказывается на отделке.Более медленное раннее развитие прочности FAC может также привести к более длительному удержанию влаги.
Рисунок 3-5: Отделка бетона золой-уносом
Устранение неисправностей. Начинающие пользователи золы-уноса в бетоне должны оценить характеристики предлагаемых смесей до начала строительства. Все ингредиенты бетона должны быть протестированы и оценены для разработки желаемого дизайна смеси.
Содержание воздуха. Крупность летучей золы и улучшенная обрабатываемость FAC естественно затрудняют образование и удержание увлеченного воздуха.Кроме того, остаточный несгоревший углерод в золе адсорбирует часть воздухововлекающего агента и затрудняет достижение желаемого содержания воздуха. Зола с более высоким содержанием углерода, естественно, требует более высокого содержания AEA. Проверка качества и контроля качества золы в источнике должна гарантировать, что используемая летучая зола поддерживает однородное содержание углерода (LOI), чтобы предотвратить неприемлемые колебания в увлеченном воздухе. Новые технологии и процедуры по устранению несгоревшего углерода в летучей золе описаны в главе 10.
Более низкая ранняя прочность. Бетонные смеси с летучей золой обычно приводят к снижению прочности в раннем возрасте. Более медленный набор прочности может потребовать усиления форм для смягчения гидравлических нагрузок. Следует отметить, что удаление формы и открытие для трафика может быть отложено из-за более медленного набора силы. Более низкие ранние сильные стороны можно преодолеть с помощью ускорителей.
Сезонные ограничения. График строительства должен предусматривать время, чтобы FAC набрал достаточную плотность и прочность, чтобы противостоять антиобледенительным процессам и циклам замораживания-оттаивания до наступления зимних месяцев.Прирост силы FAC минимален в холодные месяцы. Хотя пуццолановые реакции значительно уменьшаются при температуре ниже 4,4 ° C (40 ° F), увеличение прочности может продолжаться более медленными темпами в результате продолжающейся гидратации цемента. Химические добавки могут использоваться для компенсации сезонных ограничений.
Ссылки на проектирование и изготовление
См. Приложение C.
Сравнительный анализ неразрушающей прочности бетона, вулканизированного в воде и на воздухе :: Science Publishing Group
Сравнительный анализ неразрушающей прочности бетона, вулканизированного в воде и на воздухе
Онунгве Ишмаэль, Сарогоро Самуэль, Джордж Абденего, Акпан Пол
Департамент гражданского строительства, Политехнический институт штата Риверс, Бори-Огони, штат Риверс, Нигерия, Западная Африка
Адрес электронной почты:
(О.Ishmael) (S. Samuel) (G. Abednego) (A. Paul)
Для цитирования этой статьи:
Onungwe Ishmael, Sarogoro Samuel, George Abednego, Akpan Paul. Сравнительный анализ неразрушающей прочности бетона, вулканизируемого водой и воздухом. Американский журнал гражданского строительства. Vol. 3, № 6, 2015, стр. 194–198. doi: 10.11648 / j.ajce.20150305.17
Резюме: Был проведен сравнительный анализ неразрушающей прочности на образцах кубиков бетона, вулканизованных водой и воздухом.Следствие длилось 7, 14, 21 и 28 дней. Образцы бетонных кубов были спроектированы с использованием соотношения смеси 1: 2: 4 и водоцементного отношения 0,55 с дозированием по весу. Результаты показывают существенное увеличение прочности образцов, отвержденных в воде, по сравнению с образцами, отвержденными на воздухе, при взятии средних результатов в четыре кубика для каждой группы образцов, испытанных с использованием отбойного молотка Шмидта. Бетонный куб возрастом 28 дней дал разницу прочности 5,1 Н / мм ² между образцами, отвержденными в воде, и образцами, отвержденными на воздухе, в пользу увеличения прочности кубиков, отвержденных водой, тем самым указывая на значимость отверждения с точки зрения повышения прочности бетона. .
Ключевые слова: бетон, отверждение, гидратация, неразрушающая способность, прочность

1. Введение
Отверждение бетона играет важную роль в развитии микроструктуры и пористой структуры бетона. Хорошая практика отверждения заключается в том, чтобы бетон оставался влажным до тех пор, пока бетон не станет достаточно прочным, чтобы выполнять желаемую работу или выдерживать предполагаемую приложенную нагрузку. Однако в большинстве случаев на стройплощадке не всегда соблюдаются надлежащие методы отверждения, что, в свою очередь, приводит к слабым бетонным конструкциям.Отверждение бетона просто означает поддержание влаги внутри бетона в раннем возрасте и в последующий период для развития желаемых свойств с точки зрения прочности и долговечности. Отверждение бетона — необходимое условие гидратации цемента. Для данного бетона количество и скорость гидратации и, кроме того, физический состав продуктов гидратации зависят от динамики температуры, влажности и времени. Вообще говоря, чем дольше бетон находится в воде, тем выше его конечная прочность.Обычно считается, что бетон, изготовленный с использованием OPC и хранящийся в нормальных условиях отверждения, наберет около 75 процентов своей окончательной прочности в течение первых 28 дней [1]. Процесс отверждения начинается сразу после укладки и отделки, так что бетон может образовывать предполагаемая прочность и долговечность [2]. Отверждение может быть достигнуто заливкой или погружением, распылением или затуманиванием и влажным покрытием [3]. Считается, что гидратация цемента представляет собой комбинацию всех химических и физических процессов, которые происходят после контакта безводного твердого вещества с водой [4].Чтобы процесс гидратации был эффективным, важно насыщать гели гидрата силиката кальция водой [5]. В аналогичной работе, выполненной [6], он указал на свои наблюдения, что гидратация цемента не просто улучшается при отверждении при относительной влажности ниже 80% давления паров бетона. Следовательно, важность пропитки бетона путем непрерывного смачивания водой для поддержания насыщения пор увеличивает гидратацию цемента. Правильное отверждение способствует снижению скорости потери влаги, а также обеспечивает постоянный источник воды, необходимой для процесса гидратации, что, в свою очередь, снижает пористость, обеспечивая твердое распределение пор по размеру в бетоне [7].Результат [8] показал, что образцы, которые были отверждены, показали большее отклонение от скручивания, и эти эффекты увеличивались с увеличением продолжительности отверждения для исследованных условий сушки. Эти результаты могут больше повлиять на методы строительства чувствительных к изменению объема конструкций, таких как плиты на земле в условиях сушки. [9] рекомендовал, чтобы испытания бетона, образцов раствора и других материалов, связанных с исследованиями, были отверждены в воде, насыщенной известью. Недавнее исследование прочности бетона, проведенное [10], сообщает о потере прочности на сжатие на 10-20% у бетонных кубов, отвержденных на воздухе, по сравнению с кубиками, отвержденными влажным способом.Потери прочности на сжатие были зарегистрированы в этом исследовании в возрасте 28, 90 и 180 дней для кубических образцов, отвержденных на воздухе, по сравнению с образцами, отвержденными во влажном состоянии. Результаты показывают, что образцы влажного отверждения были более эффективны в улучшении прочности на сжатие в более позднем возрасте для более высокого водоцементного отношения, чем образцы с более низким водоцементным соотношением. Аналогичным образом, [11] представляет отчет, показывающий увеличение прочности на сжатие бетонных кубиков, вулканизованных в воде, по сравнению с кубиками, вулканизованными на воздухе, через 7 и 28 дней с использованием портландцемента при содержании цемента 400 кг / м.ACI 308 дает стандартную процедуру для отверждения бетона, однако эксперимент показывает, что средняя прочность бетона может быть значительно увеличена в течение 28 дней. Это не отменяет того факта, что бетон с возрастом набирает прочность, но стоит отметить, что после прекращения отверждения бетон высыхает и прирост прочности прекращается. [12] поясняет, что если бетон не затвердевает и ему дают высохнуть на воздухе, он набирает только около 50% прочности от непрерывно затвердевающего бетона, если он затвердевает всего три дня, он достигает примерно 60%, если затвердевать в течение через семь дней он достигнет 80% прочности бетона непрерывного отверждения, и если отверждение остановится на некоторое время, а затем возобновится, увеличение прочности также остановится и возобновится.Однако это поощряется при температуре от 20 ^O C до 21 ^O C, поскольку температура ниже 10 ^O C (50 ^O F) неблагоприятна для гидратации, следовательно, правильное отверждение увеличивает эффективную гидратацию, что, в свою очередь, увеличивает прочность. и другие желательные свойства бетонных конструкций, такие как долговечность, водонепроницаемость, стойкость к истиранию, объемная стабильность, устойчивость к замерзанию и оттаиванию и устойчивость к химикатам для борьбы с обледенением [3]. Исследования показали, что увеличение размера бетона приводит к уменьшению влияния температуры на прочность бетона на сжатие [13].Этот документ нацелен на то, чтобы показать важность твердения бетона, которая может оказаться ценным подспорьем при внедрении передовых методов строительства на стройплощадке.
2. Материалы и метод
Цемент, использованный в этом исследовании, является одним из доступных коммерческих брендов обычного портландцемента (OPC). Использовался портландцемент типа I (нормальный портландцемент), соответствующий требованиям [14], и чистая вода из близлежащего ручья. [15]. Также использовались крупнозернистый гранитный щебень размером 12 мм с плотностью 1600 кг / м ³ и мелкий заполнитель из речного руслового песка белого цвета с плотностью 1460 кг / м ³.Форма для бетонных кубов, шпатель, поддон, весы, вода, резервуар для отверждения, термометр, штанга (трамбовщик), отбойный молоток Шмидта, отбойный конус и его аксессуары также являются полезными материалами, используемыми для выполнения необходимых практических задач.
Смесь дозировали по весу, используя соотношение компонентов смеси 1: 2: 4, и перемешивали в чистом сухом ручном наклоняемом бетоносмесительном барабане. Дозирование по весу было принято путем измерения таких составляющих материалов, как цемент, песок, гранитный камень и вода. Дозирование по массе осуществлялось с помощью весов.Это было сделано для всех пропорций смеси. Воду для смешивания также взвешивали в зависимости от веса цемента, используемого для каждой пропорции смеси.
Подготовка и заполнение форм, ручное уплотнение бетона, выравнивание поверхности и отверждение выполнялись в соответствии с требованиями [16]. Смешанный бетон выгребали в металлическую форму размером 150 мм x 150 мм x 150 мм, а затем подвергали трехслойной обработке в соответствии с [17], выполнив испытание на осадку для различного водоцементного отношения.Испытание на осадку проводилось в соответствии с [18] и со ссылкой на работу [19]. Удобоукладываемость бетонной смеси удовлетворительная при водоцементном отношении 0,55. Проведенное испытание на коэффициент уплотнения дало такое же значение водоцементного отношения, полученное при испытании на осадку. Бетон тщательно перемешивали, транспортировали и укладывали вручную. Полученные бетонные кубики были должным образом выдержаны в пруду при комнатной температуре. Прочность полученных кубиков определяли с помощью неразрушающего устройства (отбойный молоток Шмидта).Сила определялась на 7, 14, 21 и 28 день.
3. Представление результатов
Таблица 1. Состав портландцемента.
Соединение Химическая формула Общая формула * Обычный диапазон по массе (%)
Силикат трикальция 3 CaO.SiO ₂ 905 C 905 60
Силикат дикальция 2 CaO.SiO ₂ C ₂ S 15-30
Алюминат трикальция 3 CaO. Al ₂ O ₃ C ₃ A 6-12
Тетракальций Алюмиинаферрит 4 CaO. Al ₂ O ₃ .Fe O ₃ C ₄ AF 6-8
* В цементной промышленности обычно используются сокращенные обозначения химических формул: C = оксид кальция, S = диоксид кремния, A = оксид алюминия и F = оксид железа.Источник: [3].
Таблица 2. Пропорция бетонной смеси .
Таблица 3. Результаты испытаний на оседание .
Цемент (кг) Мелкозернистый заполнитель (кг) Крупный заполнитель (кг) 0,55 WCR
54 105 216 216
904 904
Соотношение W / C Осадка (мм) Интерпретация осадки Технологичность
0.45 0 мм Нет просадки Очень низкая
0,55 25 мм Истинная просадка Низкая
0,65 150 мм Обрушение Высокая
Таблица 4. Средняя сила кубиков 7-го дня.
Идентичность Cube1 Cube2 Cube3 Cube4 Средняя прочность (Н / мм ²)
Водоподготовка 4 9033 9033 4 9033 905 23,2 23,15
Воздушное отверждение 16.1 15,5 16,0 15,7 15,8
Таблица 5. Средняя сила кубов 14-го дня.
Identity Cube1 Cube2 Cube3 Cube4 Средняя прочность (Н / мм ²)
Водоподготовка 33 25,1 4 26,1 909 25,3 25,9 25,8
Воздушное отверждение 18,4 18,7 18,9 18,3 18,6
9000 Дневной куб.
Identity Cube1 Cube2 Cube3 Cube4 Средняя прочность (Н / мм ²)
Водоподготовка 27.4 28,1 28,3 27,7 27,87
Воздушное отверждение 19,8 20,2 20,6 20,1 20,2
905 9 Суточная прочность 9 Суточный куб .
Identity Cube1 Cube2 Cube3 Cube4 Средняя прочность (Н / мм ²)
Водоподготовка 30.7 32,1 33,0 30,9 31,67
Воздухоотверждаемый 21,9 22,1 21,8 22,4 22,1
905 916 9 916 9 910 910 Кубики, затвердевшие в воде и воздухе.
—%
Возраст День 7 День 14 День 21 День 28
Водоподготовка 21.4% 23,8 25,7% 29,2
Воздушное отверждение 20,6% 24,3% 26,3% 28,8%
%
-0,885% Разница % -0,6% 0,4%
4. Обсуждения
В таблице 1 показаны пропорции силиката трикальция, силиката дикальция, алюмината трикальция, феррита тетракальция оксида алюминия, которые требуются для нормального нормального портландцемента.Алюминат трикальция отвечает за начальное время схватывания бетона, силикат трикальция отвечает за прочность бетона с первого по двадцать восьмой день, после чего оставшаяся прочность, которая, как ожидается, будет развиваться в течение всего срока службы бетона. приходится на силикат дикальция. Феррит оксида алюминия тетракальция определяет прочность и цвет. Результаты, полученные в результате проведенных экспериментов, согласуются с этими свойствами цемента.
В таблице 2 приведены результаты весовой доли бетонной смеси, использованной для проведения экспериментов.Дозирование производилось по весу, а соотношение цемента, мелкого заполнителя, крупного заполнителя и воды к цементу составило 54,105,216 и 0,55 соответственно.
Рис. 1. Прочность кубиков в зависимости от возраста бетона, отвержденного водой и воздухом.

В таблице 3 показаны различные соотношения водоцемента и соответствующие им значения осадки, интерпретация осадки и удобоукладываемость. Результат проведенных испытаний на оседание показал истинное оседание на 25 мм.Удобоукладываемость была низкой, этот результат является удовлетворительным, учитывая тот факт, что уплотнение бетона производилось вручную, как описано в методике.
Из таблицы 4-7 результаты, полученные из условия эффекта отверждения в воде при анализе неразрушающих испытаний на прочность образца бетонных кубов с водоцементным соотношением 0,55 в возрасте 7, 14, 21 и 28 дней, соответственно, сравниваются с бетоном. кубический образец с тем же соотношением воды и цемента, испытанный в течение той же продолжительности или возраста, но отвержденный на воздухе.Аналогичным образом процент прочности обоих кубиков, отвержденных в воде и на воздухе, представлен в таблице 8, а также изменение и, следовательно, графики прочности кубиков в зависимости от возраста бетона, отвержденного водой и воздухом, также показаны на рисунке 1.
Результаты, полученные в результате анализа неразрушающей прочности образцов бетонных кубов, вулканизированных водой и воздухом, представлены в таблицах 4-7 выше.
Исходя из результатов, полученных для образцов 7-дневного возраста, как показано в таблице 4, средняя разница между образцами бетона, отвержденными в воде и на воздухе, составляет 7.4 Н / мм ², следовательно, средний результат, полученный для отверждения водой, составляет 23,15 Н / мм ², а отверждения на воздухе — 15,8 Н / мм ², а процентное изменение прочности составляет 21,4% и 21,3% для воды. отвержденные и отвержденные на воздухе образцы кубиков соответственно, в результате чего разница составляет 0,8%.
Полученные средние различия результатов могут показаться здесь незначительными в настоящее время, но это связано с возрастом, который представляет собой продолжительность испытаний, и соотношением содержания воды и цемента, при котором была достигнута истинная осадка, как и было нацелено в данной исследовательской работе, однако это очевидно, будет видно по поведению бетонных кубов в отношении характеристик и долговечности.Даже если результаты не будут сильно отличаться, бетон, затвердевший на воздухе, будет склонен к гниению, в то время как затвердевший в воде будет продолжать набирать прочность с возрастом из-за начального воздействия гидратации и захвата воды микроструктурой бетонного куба при смешивании, размещении и температуре. бетона играет роль в прочности и долговечности бетона, а также в составе смеси.
В таблице 5 представлены результаты, полученные для 14-дневных образцов, из которых разница между отверждением в воде и на воздухе составляла 7.2 Н / мм ², ^{, в то время как процентное изменение прочности дало значение -0,5%, что по интерпретации указывает на то, что для принятого водоцементного отношения прочность для образцов куба, отвержденных на воздухе, однако, превосходит прочность отвержденных водой с точки зрения процентной прочности отклонение, но не в терминах полученного фактического значения прочности. По сути, этот отрицательный результат в процентах не влияет на прочность и продолжительность бетона, поскольку это просто коммутация значений результата прочности.}
В таблицах 6 и 7, в которых показаны результаты, полученные для образцов кубиков за 21 и 28 дней, представлены следующие результаты для различий между кубиками бетона, вулканизированного в воде и на воздухе, соответственно; 7.7 Н / мм ² и 9,6 Н / мм ². Процентные изменения прочности также представлены как -0,8% и 1,0%. Строго говоря, интерпретируя значения, полученные на 28-дневных испытательных образцах именно с точки зрения результата прочности, можно заметить, что бетон быстро набирает прочность с возрастом, поскольку изменение прочности требует внимания, что согласуется с работой Старка, (2011). Представленные выше графики явно обеспечивают лучшее понимание этих фактов. По сути, прочность кубиков, отвержденных водой, увеличивается с 23.От 5 до 31,7 Н / мм ² с 7 по 28 день на первой серии графиков, в то время как отверждение на воздухе увеличивается с 15,8 до 22,1 Н / мм ² в течение 7 и 28 дней, что указывает на значимость отверждения в воде по сравнению с отверждением на воздухе по интерпретации.
5. Заключение
Результаты, представленные в этой исследовательской работе, показывают, что затвердевшие бетонные конструкции обладают большей прочностью, чем неотвержденные или воздушно-затвердевшие бетонные конструкции, как видно из результатов, прирост прочности кубов по средней шкале прочности за 7 дней увеличился с 15.8 Н / мм ² до 23,15 Н / мм ² для бетонных кубиков воздушной вулканизации и кубиков воды соответственно. Аналогичным образом, на 14-й день увеличился с 18,6 Н / мм ² до 25,8 Н / мм ², на 21-й день увеличился с 20,2 Н / мм ² до 27,87 Н / мм ² и на 28-й день увеличился с 22,1 Н / мм. / мм ² до 31,67 Н / мм ² для бетонных кубов воздушной вулканизации и кубиков воды соответственно. Кривая зависимости прочности кубов от возраста водоотверждаемого и воздушно-вулканизированного бетона, представленная на рисунке 1, по-видимому, показывает незначительное увеличение наклона с 15.8 Н / мм ² до 22,1 Н / мм ² между 7 и 28 днями на нижней кривой, которая представляет образец, отвержденный на воздухе, и значительный прирост наклона на верхней кривой, который представляет образец куба, отвержденного водой, в диапазоне от 23,15 Н / мм ² до 31,67 Н / мм ² между 7 и 28 днями. Следовательно, чтобы получить желаемую прочность бетона, он должен быть тщательно отвержден с использованием любого из методов отверждения, включая обливание водой или погружение, обрызгивание, распыление или затуманивание, влажные покрытия с использованием влагоудерживающей ткани или мембраны, такие как мешковина, хлопчатобумажные маты или коврики, а также включение бетона в опалубку, которая может представлять собой пластиковую пленку, древесные плиты или стальные листы.Среди любых методов, которые должны быть приняты, его следует проводить сразу после 24 часов укладки бетона и при температуре 20 ^o C — 21 ^o C для повышения эффективной гидратации, быстрого увеличения прочности, предотвращения трещин. , долговечность, водонепроницаемость, стойкость к истиранию с точки зрения жесткого покрытия, если быть более точным, стабильность объема, устойчивость к замерзанию и оттаиванию, а также устойчивость к химическим веществам для борьбы с обледенением.
Ссылки
Jackson, N.(1976). Материалы гражданского строительства. Лондон: Macmillan Press Limited.
Kulkarni, S.B. И Клинтон, П. (2006). Значение отверждения бетона для прочности конструкций . Мумбаи: Ultra-Tech Cement Limited.
Мамлук, М. С., и Заневски, Дж. П. . (2011). Материалы для инженеров-строителей. Нью-Джерси: Книги Пирсона.
Старк, Дж. (2011). Последние достижения в области гидратации цемента и анализа микроструктуры. Исследование цемента и бетона. Vol, 41, pp 666-678
Taylor, G.D. (2000). Материалы в строительстве, Введение. Соединенное Королевство: Pearson Education Limited.
Спирс Р. Э. (1983). 80-процентное решение проблем, связанных с недостаточным лечением. Concrete International, Vol. 5. С. 15-18.
Аламри А. М. (1988). Влияние отверждения на свойства бетона и строительных растворов в жарком климате. кандидатская диссертация; Университет Лидса, Великобритания.
Амир Х. и Тайлер Л. М. (2015 ). Влияние влажного и герметичного отверждения на скручивание балок из цементной пасты в результате усадки при высыхании , Журнал материалов Американского института бетона, Vol. 112, выпуск 1, стр. 79-84 https://www.concrete.org/publications/internationalconcreteabstractsportal.aspx?m=detailsHYPERLINK «https://www.concrete.org/publications/internationalconcreteabstractsportal.aspx?m=details&ID=51686836 «& ГИПЕРССЫЛКА» https://www.concrete.org/publications/internationalconcreteabstractsportal.aspx? m = details & ID = 51686836 «ID = 5168
Марк Б., Кеверн Дж. Т. и Эрик О. А. (2015 ). Влияние среды отверждения на прочностные свойства цемента и наполнителей цемента , Журнал материаловедения и приложений, 2015, 6, 33-39, Scientific Research Publishing Inc., получено 21 октября 2014 г .; отредактировано 18 ноября 2014 г.; принято 6 декабря 2014 г., опубликовано в Интернете в январе 2015 г. в SciRes. Http://www.scirp.org/journal/msa, http://dx.doi.org/10.4236/msa.2015.61005
Гунейиси, Э., Озтуран Т. и Гесоглу М. (2005). Исследование усиленной коррозии и связанных свойств простого и смешанного цементного бетона при различных условиях отверждения. Цемент и бетонные композиты, Vol. 27, стр 440-461.
Ализаде Р., Годс П., Чини М., Галибафиан М. и Шекарчи М. (2008). Влияние условий отверждения на расчетный срок службы конструкций в регионе Персидского залива. Журнал материалов в гражданском строительстве, Том 1.2.
Косматка и др., (2002). Проектирование и контроль бетонных смесей , 15-е издание, EB001, Технический бюллетень PCA EB 001, Portland Cement Association, Skokie.
Али Х. (2009 ). Влияние условий отверждения на прочность на сжатие в высокопрочном бетоне , Journal of Engineering Sciences, Vol. 02, No. 01, июнь 2009 г. 35 ISSN 1999 — 8716, Гражданский факультет, Инженерный колледж, Университет Дияла Получено: 25.10.2008 Принято: 16.02.2009
BS EN 197-1. Состав цемента, спецификации и критерии соответствия для обычного цемента, Британский институт стандартов, 2000.
Гидеон О. Б., Энтони Н. Э., Чиома Э., Джошуа Дж., Олувалеке О. и Таджудин О. (2015). Оценка прочности на сжатие бетона, произведенного из различных марок Портленда Цемент , Журнал гражданских и экологических исследований, ISSN 2224-5790 (Бумага) ISSN 2225-0514 (Онлайн) Том 7, № 8, 2015 http: //www.iiste.org
BS EN 12390-, Испытание затвердевшего бетона — Часть 2: Изготовление и отверждение образцов для испытаний на прочность, BSI, Лондон, 2000.
Британский институт стандартов.(1983). Методы определения просадки ; Лондон. (BS 1881: Часть 102).
Британский институт стандартов (1983). Метод изготовления тестовых кубиков из свежего бетона , (BS 1881: Часть 1). Лондон: Британский институт стандартов.
Эмесиоби, Ф. К. (2000). Испытания и контроль качества материалов в гражданском и дорожном строительстве. Порт-Харкорт: Goodnews Press.
Экспериментальное исследование характеристик набора прочности бетона с использованием портландского композитного цемента
Комитет ACI (1987).«Использование летучей золы в бетоне». Материалы Американского института бетона J. , стр. 381–409.
Google Scholar
Ахмади, Б. и Шекарчи, М. (2010). «Использование природного цеолита в качестве дополнительного вяжущего материала». Cem. Concr. Комп. , т. 32, № 2, с. 134–141.
Артикул Google Scholar
Брю, Ф., Дэви, К. А., Скочилас, Ф., Берлион, Н., Бурбон, X. (2012). «Влияние температуры на водоудерживающие свойства двух высокоэффективных бетонов». Cem. Concr. Res. , т. 42, № 2, с. 384–396.
Артикул Google Scholar
Челик О., Дамчи Э. и Пискин С. (2008). «Характеристика летучей золы и ее влияние на прочность на сжатие портландцемента». Indian J. of Eng. И материаловедения. , т.15, № 5, с. 433–440.
Google Scholar
Чиндапрасирт П., Джатурапитаккул К. Х. и Синсири Т. (2005). «Влияние тонкости помола на прочность на сжатие и размер пор смешанного цементного теста». Cem. Concr. Комп. , т. 27, № 4, с. 425–428.
Артикул Google Scholar
Эль-Немр, К. Ф. (2011). «Влияние различных систем отверждения на механические и физико-химические свойства вулканизатов акрилонитрилбутадиенового каучука.” Материалы и дизайн , Vol. 32, No. 6, pp. 3361–3369.
Артикул Google Scholar
Флореа, М. В. А. и Брауэрс, Х. Дж. Х. (2012). «Хлоридное связующее, связанное с продуктами гидратации. Часть I: Обычный портландцемент». Cem. Concr. Res. , т. 42, No. 2, pp. 282–290.
Артикул Google Scholar
Фрейслебен, Х. П. и Педерсен, Э.J. (1977). «Компьютер зрелости для контролируемого твердения и твердения бетона». Nordisk Betong , Vol. № 1. С. 21–25.
Google Scholar
Голестанифар М. и Ахангари К. (2011). «Решение о заимствовании крупных заполнителей из источников бетона». KSCE J. Civ. Англ. , т. 15, № 6, с. 965–973.
Артикул Google Scholar
Хоббс, Д.W. (1983). «Влияние летучей золы на удобоукладываемость и раннюю прочность бетона». Представлено на материалах Первой международной конференции CANMET / ACI по использованию летучей золы, микрокремнезема, шлака и других побочных минеральных продуктов в бетоне , Vol. 79. С. 289–306.
Google Scholar
Hwang, K., Noguchi, T., and Tomosawa, F. (2004). «Прогнозная модель развития прочности на сжатие зольного бетона». Cem.Concr. Res. , т. 34, No. 12, pp. 2269–2276.
Артикул Google Scholar
Jansen, D., Neubauer, J., Goetz-Neunhoeffer, F., Haerzschel, R., and Hergeth, W.-D. (2012). «Изменение кинетики реакции портландцемента, вызванное суперпластификатором — Расчет кривых теплового потока по данным XRD». Cem. Concr. Res. , т. 42, № 2, стр. 327–332.
Артикул Google Scholar
Каосер, А.Р. (2006). Исследование прочности и долговечности бетона из кирпичного заполнителя с летучей золой , докторская диссертация, Бангладешский инженерно-технологический университет, Дакка.
Google Scholar
Ким, Дж. К., Мун, Ю. Х. и Эо, С. Х. (1998). «Повышение прочности бетона на сжатие при разном времени и температуре отверждения». Cem.Concr. Res. , т. 28, № 12, с. 1761–1773.
Артикул Google Scholar
Клигер, П.(1958). «Влияние температуры смешивания и отверждения на прочность бетона». ACI J. Proc. , т. 54, № 12, с. 1063–1081.
Google Scholar
Махасне Б. З. и Шавабке Р. А. (2004). «Прочность на сжатие и проницаемость песчано-цементно-глинистого композита и применение для стабилизации тяжелых металлов». Американский журнал прикладных наук. , т. 1, № 4, с. 01–04.
Google Scholar
Озтюрк, А.У. и Барадан Б. (2011). «Влияние типа и дозировки добавки на микроструктурные и механические свойства цементных растворов». KSCE J. Civ. Англ. , т. 15, № 7, с. 1237–1243.
Артикул Google Scholar
Прайс, У. Х. (1951). «Факторы, влияющие на прочность бетона». J. Американский институт бетона , Vol. 47. С. 417–432.
Google Scholar
Разак, Х.А. и Саджеди Ф. (2011). «Влияние термической обработки на прочность на сжатие цементно-шлаковых растворов». Материалы и дизайн , Vol. 32, №№ 8–9, стр. 4618–4628.
Артикул Google Scholar
Сата, В., Тангпагасит, Дж., Джатурапитаккул, К., и Чиндапрасирт, П. (2012). «Влияние соотношений W / B на пуццолановую реакцию золы биомассы в матрице портландцемента». Cem. Concr. Комп. , т. 34, вып.1. С. 94–100.
Артикул Google Scholar
Саул А.Г.А. (1951). «Принципы парового твердения бетона при атмосферном давлении». Журнал Конц. Res. , т. 2, № 6, с. 127–140.
Артикул Google Scholar
Шафик, Н. (2011). «Степень гидратации и прочности на сжатие кондиционированных образцов из нормальной и смешанной цементной системы.” KSCE J. Civ. Англ. , т. 15, № 7. С. 1253–1257.
Артикул Google Scholar
Шарифи Ю. (2012). «Структурные характеристики самоуплотняющегося бетона, используемого в железобетонных балках». KSCE J. Civ. Англ. , т. 16, № 4, стр. 618–626.
MathSciNet Статья Google Scholar
Тео, Д. К. Л., Маннан, М. А., Куриан, В.Дж. (2010). «Прочность легкого бетона OPS-бетона при различных условиях твердения». Материалы и конструкции , Vol. 43. С. 1–13.
Артикул Google Scholar
Wongkeo, W., Thongsanitgarn, P., and Chaipanich, A. (2012). «Прочность на сжатие и усадка при высыхании многокомпонентных цементных растворов на основе зольной пыли и микрокремнезема». Материалы и дизайн , Vol. 36. С. 655–662.
Артикул Google Scholar
Ву, С.К., Сонг, Ю. К., Вон, Ж.-П. (2011). «Повышенная долговечность бетона лицевой плиты в каменной плотине с бетонной облицовкой с использованием летучей золы и ПВС-волокна». KSCE J. Civ. Англ. , т. 15, № 5, с. 875–882.
Артикул Google Scholar
Чжао, Х., Сунь, В., Ву, X., и Гао, Б. (2012). «Влияние начального периода отверждения и условий отверждения на свойства самоуплотняющегося бетона». Материалы и дизайн , Vol.35. С. 194–200.
Артикул Google Scholar
Жутовский С., Ковлер К. (2012). «Влияние внутреннего отверждения на долговечные свойства высокоэффективного бетона».

No related posts.
Добавить комментарий Отменить ответ
Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Рубрики
Газоблок
Газоблоки
Дом
Кирпич
Кирпичи
Облицовк
Облицовка
Пеноблок
Пеноблоки
Разное
Сравнен
Сравнение
Строитель
Строительство
Утеплен
Утепление
Что лучше
© 2011-2019. ООО «Талицкий кирпич»
➤