Классы и марки легких бетонов
Основные физико-механические свойства
Общие положения
Легкие бетоны получают на основе природных и искусственных пористых заполнений. К природным заполнениям относятся пористые горные породы вулканического или осадочного происхождения – вулканический шлак, вулканический туф и другие. Искусственные пористые заполнители – керамзит, аглопорит, перлит, шлаковая пемза, трепельный гравий и другие являются продуктами термической обработки минерального сырья. Керамзит и аглопорит составляют основную массу выпуска искусственных заполнителей легких бетонов в Беларуси.
Прочность крупных заполнителей легких бетонов в десятки, сотни раз меньше прочности заполнителей обычного (тяжелого) бетона и при испытании их в стандартном цилиндре в весьма широких пределах от 0,5 до 10,0МПа. Однако, несмотря на небольшую прочность легких заполнителей, на их основе можно получать конструкционные бетоны классов С10/12,5…С32/40 при прочности ρ=1000м…1800Н/м3. Разрушение легких бетонов происходит в основном по крупному заполнителю в то время, когда в обычном бетоне, как правило, разрушение происходит по контакту заполнителя с раствором.
Особенности строения легких бетонов и основы прочности
Отличительной особенностью структуры легких бетонов, в сравнении с обычным, является повышенное сцепление крупного заполнителя с цементным камнем. Зерна пористого заполнителя в процессе приготовления бетонной смеси отсасывают воду из цементного теста и отдают обратно по мере затвердевания бетона. Подавляющие большинство пористых заполнителей имеют поры диаметром от 0,1мм до 1мм, поэтому в них вместе с влагой проникают частицы цемента, что обуславливает высокую степень сцепления заполнителя с цементным камнем.
|
|
|
При проектировании состава легкого бетона существует много различных формул определения его прочности при сжатии. Многие авторы считают, что решающим фактором при определении прочности бетона является активность цемента и водоцементное отношение. Структура таких формул такая же, как и формула для подбора состава обычных бетонов и может быть выражена линейной зависимостью
(1.1)
где fGc,cube – прочность бетона на сжатие в возрасте 28 суток,
Rц – активность цемента;
Ц/В – цементно-водное отношение;
К0 и А – эмпирические коэффициенты, зависящие от заполнителей и технических факторов.
Существенным конструктивным недостатком этой формулы является то, что при подборе марки бетона (класса) не учитывается прочность крупного заполнителя и его расход. Корнилович Ю.Е., Иванов – Дятлов И.Н, Фрайфельд С., Симонов М.З. предложили определять прочность бетона в функции от прочности раствора и крупного заполнителя.
|
|
|
(1.2)
где Rраств. – фактическая прочность при сжатии растворной части бетона;
Rз – фактическая прочность при сжатии крупного пористого заполнителя в бетоне;
Sраств – расчетная относительная площадь раствора в сечении бетона;
1-Sраств. – расчетная относительная площадь крупного пористого заполнителя.
Пирадов А.Б. исследовал прочность легкого бетона на сжатие в возрасте 28 суток на различных пористых заполнителях. Используя метод теории множественной корреляции, он получил зависимость прочности бетона от четырех переменных бетонной смеси. Эта зависимость выражается уравнением регрессии.
(1.3)
где Ц/В – цементно-водное отношение;
t – расход цементного теста;
Rц – активность цемента;
Rз – прочность крупного заполнителя по испытанию в стандартном цилиндре.
Мешкаускас Ю.Н аналогичную формулу получил для конструкционного керамзитобетона;
(1.4)
где m2 – масса керамзита в 1м3 бетона.
Классы и марки легких бетонов
Как и для тяжелых бетонов, для бетонов на пористых заполнителях основной характеристикой качества является класс бетона С, fck/fGc,cube
|
|
|
(1.5)
Классы бетона отвечают его гарантированной прочности с обеспеченностью 0,95.
Для бетонных и ЖБК предусмотрены следующие классы и марки конструкционных легких бетонов на пористых заполнителях (СНБ 5.03.01-02):
а) по прочности на сжатие при марке по средней плотности:
Д800 – В2,5; В3,5; В5; В7,5; С8/10
Д1000 – В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; С8/10
Д1200 – В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; С8/10; С10/12,5; С12/15
Д1400 – В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; С8/10; С10/12,5; С12/15; С16/20; С20/25; С25/30
Д1600 – В5; В7,5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; С8/10; С10/12,5; С12/15; С16/20; С20/25; С25/30.
Д1800…Д2200 – В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40; С8/10; С 10/12,5; С12/15; С16/20; С20/25; С25/30; С30/37; С32/40.
б) классы по прочности на осевое растяжения 
:
в) марки по морозостойкости: F25; F35; F50; F100; F150; F200; F300; F400; F500;
г) марки по водонепроницаемости: W2; W4; W6; W8; W10; W12;
д) марки по самонапряжению для бетонов на самонапрягающем цементе: Sp0,6; Sp0,8; Sp1; Sp1,2; Sp2; Sp3; Sp4.
Нормативное значение прочности бетона fck, а также гарантированная прочность fGc,cube указывается в обозначении класса бетона fck\fGc,cube (см. табл.6.1 СНБ 5.03.01-02)
Призменная прочность fck и коэффициент призменной прочности 
изучались многими исследователями. Установлено, что коэффициент призменной прочности легких бетонов выше, чем у тяжелого бетона. Кудрявцев А.А для определения призменной прочности предлагает зависимость
|
|
|
. (1.7)
Пирадов А.Б для легких бетонов любых разновидностей на основе многочисленных опытов получает:
(1.8)
В CНБ 5.03.03-02 зависимость призменной прочности Rв от кубиковой Rm выражается формулой: 
(1.9)
т.е коэффициент призменной прочности для наиболее слабых бетонов получается 0,77, уменьшается с ростом класса бетона до 0,72 и оставаясь далее постоянным. Формула (1.9) несколько условна и дает заниженные данные, учитывающие крайне большой размер значений этого коэффициента при экспериментах.
По данным Кудрявцева А.А рост прочности легких бетонов во времени такой же, как и в тяжелом бетоне и описывается логарифмической зависимостью:
(1.10)
Для конструкционного керамзитобетона рост прочности во времени можно описать гиперболической зависимостью:
(1.11)
В формулах (1.10…1.11) t – время в сутках.
По данным многочисленных исследований прочность плотных легких бетонов при осевом растяжении несколько выше прочности тяжелого бетона и примерно в 10…15 раз меньше, чем при осевом сжатии. Учитывая, что легкие бетоны менее пластичны, чем тяжелый бетон, для определения прочности на осевое растяжение можно использовать формулу Р.Фэре:
, (1.12)
где K – коэффициент, зависящий от класса бетона и его плотности.
Для керамзитобетона на кварцевом песке можно использовать формулу
(1.13)
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 752; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!