Вопрос 15. Основной закон прочности бетона, свойства тяжелого бетона.

Прочность бетона при сжатии зависит от активности цемента, водоцементного отношения, качества заполнителей, степени уплотнения бетонной смеси и условий твердения. Основные факторы, влияющие на прочность бетона – активность цемента и водоцементное отношение. Цементы высокой активности дают более прочные бетоны, однако при одной и той же активности цемента можно получить бетон различной прочности в зависимости от степени изменения количества воды в смеси. Эта зависимость была установлена в 1895г. И.Г.Малюгой.

Для получения удобоукладываемой смеси отношение воды к цементу обычно принимают 0,4 – 0,7. Избыточная вода, не вступившая в химическое взаимодействие с цементом, испаряется из бетона, образуя в нем поры, а это ведет к снижению плотности и, соответственно, прочности бетона. Сходя из этого прочность бетона можно повысить путем уменьшения водоцементного отношения и усиленного уплотнения.

Прочность бетона со временем изменяется по логарифмическому закону. Исходя из этого при расчетах прочности бетона для разных сроков твердения пользуются приближенной эмпирической формулой:

R_n = R₂₈ x lg_n / lg₂₈, где

R_n – прочность бетона в возрасте n суток, n – число суток твердения бетона.

Эта формула применима только для ориентировочных расчетов прочности бетона на портландцементах средних марок в возрасте 3 суток. Действительную прочность бетона в конструкциях устанавливают только испытанием контрольных образцов, приготовленных из рабочей бетонной смеси.

Свойства тяжелого бетона

Тяжелый бетон – изготавливают на цементе и обычных плотных заполнителях. (объемная масса 1800-2500кг/м³);

Для приготовления применяют портландцемент обычный, пластифицированный и гидрофобный, портландцемент с гидравлическими добавками, шлакопортландцемент и т.д.

Для затворения бетонных смесей применяют воду, не содержащую вредных примесей, которые препятствуют нормальному твердению бетона – кислот, сульфатов, жиров, растительных масел и т.д.

Для тяжелого бетона преимущественно идут природные пески (кварцевые, полево-шпатовые, известняковые и доломитовые).

В качестве крупного заполнителя применяют гравий или щебень из горных пород, реже шлаковый или кирпичный щебень.

Специальные виды тяжелого бетона – гидротехнический бетон (для возведения сооружений, постоянно омываемых водой); кислотоупорный бетон (получают на кислотоупорном цементе и заполнителях); жаростойкий бетон - (бетоны на портландцементе, высокоглиноземистом цементе, на периклазовом цементе, на жидком стекле); цветные бетоны – применяют для декоративных целей; дорожный бетон – применяют дорожный портландцемент и его разновидности – пластифицированный и гидрофобный.

Тяжелые бетоны на цементах и обычных заполнителях имеют марки М100-М600, особотяжелые бетоны – М100-М200. Долговечность бетонов оценивают степенью морозостойкости. Для тяжелых бетонов F50 – F300.

Вопрос 16. Специальные механические свойства строительных материалов.

Прочностью называют свойство материала сопротивляться разрушениям под действием напряжений, возникающих от нагрузок, температуры, атмосферных осадков, и других факторов.

В конструкциях строительные материалы, подвергаясь различным нагрузкам, испытывают напряжения сжатия, растяжения, изгиба и среза. Напряжение центрального сжатия или растяжения вычисляют делением нагрузки Р на первоначальную площадь сечения S:

δ= P/S

Предел прочности при сжатии равен разрушающей нагрузке деленной на площадь сечения

R+- = P/S

Твердостью называют свойство строительного материала сопротивляться прониканию в него постороннего более твердого тела.

Твердость однородных каменных материалов определяют по шкале твердости, в которой десять специально подобранных минералов расположены в таком порядке, что на каждом из них последующие могут оставлять черту.

Для определения твердости древесины , стали и бетона в образцы вдавливают стальной шарик под определенной нагрузкой и измеряют глубину вдавливания.

Истираемостью называется способность материала уменьшаться в массе и объеме под действием истирающих усилий.

Истираемость имеет большое значение для тех материалов, которые в условиях службы в строителных конструкциях подвергаются истирающему воздействию (материалы для полов, лестниц, угольных и др. бункеров).

Упругостью называют свойства материала восстанавливать первоначальную форму после снятия нагрузки, под действием которой форма материала в той или иной мере изменяется.

Предел упругости материала – это то наибольшее напряжение при различных видах деформации материала, при котором еще не обнаруживается их остаточная деформация.

Пластичностью называют способность материла под влиянием действующих на него усилий изменять свои размеры и форму без образования трещин и сохранять их после снятия нагрузки.