Сколько цемента и пгс надо на куб бетона: Ничего не найдено для Fundament Skol Ko Nuzhno Opgs Na 1 Kub Betona Dlya Fundamenta %23__1

Содержание

Пропорции бетона из пгс и цемента


Возвести стойкий и прочный базис без применения бетона практически нереально, так как этот материал служит основой для любого строения. От качества бетона зависит долговечность и надежность готового здания, поэтому следует ответственно подходить к изготовлению раствора. Очень часто для строительства на частных загородных участках застройщики готовят бетон из пгс (песчано-гравийной смеси) своими руками. Перед тем, как остановить выбор на данном варианте, стоит узнать обо всех тонкостях его изготовления.

Блок: 1/4 | Кол-во символов: 531
Источник: http://stroimtovarishi.ru/rastvor-i-smes-dlya-fundamenta/beton-iz-pgs.html

Как выбрать пропорции компонентов

Качество расходного материала, требуемого, чтобы приготовить бетон из ПГС (пропорции в ведрах или в килограммах), определяет качество готовой продукции. Поэтому рекомендуется приобретать проверенные, сертифицированные и свежие стройматериалы. Параметры качества ПГС и ОПГС первоначально определяются способом добычи смеси: поднимали ли ее со дна реки или добывали из моря. В таких смесях практически нет сторонних примесей, ухудшающих качество продукта. Этот фактор оказывает положительное влияние на показатели адгезии гравийно-песчаной смеси с остальными наполнителями в растворе.

Таблица 7. Соотношения цемента М400,  песка и щебня при замешивании раствора бетона

Признано, что обогащенная песчано-гравийная смесь лучше классической по той причине, что массовые гравийные доли больше песка, и это изменяет характеристики раствора в пользу улучшения её качества.

Портландцемент — связующий компонент, который помогает остальным сыпучим заполнителям сцепляться с рабочей поверхностью и друг с другом. Самые востребованные в индивидуальном строительстве марки портландцемента для возведения фундаментов — M300, M400, M500 и M600.

Важно: при работе бетономешалки для перемешивания ПГС прочность готового раствора увеличивается на 50%, а подготовительные операции проходят интенсивнее и с бо́льшим качеством, чем при замешивании вручную.

Марку портландцемента выбирают, исходя из решаемой строительной задачи. Так, при строительстве малоэтажного дома оптимально будет применять марки портландцементов M300 и M400. Подобный расходный стройматериал подходит для любых целей, связанных с приготовлением цементо-песчаных растворов. Состав смеси из бетона для заливки фундаментного основания приведён в Таблице 8.Таблица 8. Состав смеси из бетона для заливки фундаментного основания

Портландцемент M600 обладает намного большей начальной прочностью и для индивидуального строительства слишком дорог, а по характеристикам схватываемости он значительно уступает, так как затвердевает быстрее, чем бригада с ручными инструментами успевает его расходовать. Прочность материала, во многом, зависит от его свежести: сухой цемент после хранения ≥ 30 суток понижает свою прочность на 10%. Если портландцемент хранится 3 и более месяца, то прочность уменьшается на 20%, при шестимесячном хранении — на 1/3, при хранении в течение 12 и больше месяцев — на 40%, а если цемент лежал на складе более 24 месяцев, то он потеряет прочность в 2 раза.

Как приготовить качественный бетон на основе ПГС

Для приготовления бетонного раствора непосредственно на стройплощадке понадобятся следующие материалы и инструменты.

  1. Электрическая бетономешалка или шанцевый инструмент для ручного замешивания смеси.
  2. Портландцемент выбранной марки.
  3. Чистая питьевая или техническая вода (вода с посторонними примесями способна заметно ухудшить качество бетона).
  4. Обогащенная песчано-гравийная смесь.
  5. Ведро или другая емкость для работы с раствором.
  6. Ванна или аналогичный резервуар (если нет бетономешалки), в которой будет готовиться жидкий раствор.

    Таблица 9. СНИП расхода портландцемента на один кубический метр бетона

Для ОПГС в кубических метрах пропорции бетона следующие: 8 долей песка и 1 доля портландцемента — такое соотношение обеспечит наиболее прочные связи компонентов между собой (пропорции представлены Таблице 10). Воду необходимо добавлять в индивидуальном порядке, и это зависит от влажности сыпучих материалов. Вода вливается в сухой состав небольшими частями, чтобы не сделать раствор слишком жидким. Добавление в готовый, но слишком жидкий состав сухих компонентов не улучшит его рабочих качеств, поэтому с водой нужно быть осторожным и внимательным. При заказе гравийной массы на заводе-изготовителе необходимо следить за влажностью состава, который должен быть указан в сопроводительных документах и подтвержден лабораторией.

Важно: чтобы основание строительного объекта соответствовало проектной прочности, необходимо применять песчано-гравийную смесь с фракцией зерен ≤ 80 мм. При таких размерах гравия пропорции бетонного раствора будут, как 6 долей гравийной массы в 1 доле портландцемента.

Даже такой, казалось бы, простой на первый взгляд раствор приготовить быстро, качественно и без потери эксплуатационных характеристик прочности и плотности под силу уже опытным профессионалам в строительном деле.Таблица 10. Пропорции бетонных смесей

Что еще необходимо принимать во внимание, замешивая бетонную смесь из ПГС? Соотношения сухих наполнителей, измеряемых в ведрах, будут совсем другими. Одно двенадцатилитровое ведро может уместить в себя:

  1. Портландцемент — до 15–16 кг,
  2. Сухую смесь гравия песка — до 18 кг.

В нашем случае соотношение сухих компонентов для приготовления классического бетона — 1:7. Для ОПГС необходимо брать 1 долю портландцемента и 9 долей песчано-гравийной сухой смеси. Воду добавляют методом, описанным выше.Таблица 11. Внешний вид: классическая и обогащенная гравийная масса

Выводы

Таким образом, ответ на вопрос застройщиков «Какую рабочую смесь лучше всего брать для приготовления бетона — ПГС или ОПГС?» будет следующим: ОПГС используют только в состоянии поставки. На применении классической песчано-гравийной смеси остановимся более подробно.

Классическая ПГС — это строительный материал с маленьким процентным содержанием гравия и его фракций. Кроме того, ПГС — это смесь, часто содержащая в своем составе большие валуны и обломки скалистых пород большого размера — ≥ 80 мм. Но даже опытные профессионалы строительного дела часто допускают ошибку, рекомендуя применять обычную классическую песчано-гравийную смесь для самостоятельного приготовления бетона прямо на стройплощадке, имея при этом ввиду, что фракции крупного заполнителя гравия не могут превышать 80 мм. То есть, по факту изложенного выходит, что строитель перед засыпкой ПГС для замешивания раствора должен обогатить гравий — убрать фракции недопустимых размеров.

Поэтому правильный ответ будет таким: засыпать необогащенный гравий в будущий раствор разрешается, но нужно преобразовать его качественное состояние до обогащенной продукции своими силами.

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 6039
Источник: http://jsnip.ru/stroitelnye-materialy/proporcii-betona-iz-pgs-i-cementa.html

Бетон из ПГС для фундамента

Фундамент здания является самой нагруженной конструкцией, которую можно залить бетоном на основе обогащенной ПГС. В связи с этим рассмотрим тонкости приготовления бетона из пгс для фундамента малоэтажного здания.

Как уже было сказано, нет официальных данных, регламентирующих сколько нужно пгс на 1 куб бетона для заливки фундамента. Поэтому частным застройщикам, выбравшим в качестве наполнителя данный продукт, следует руководствоваться эмпирическими пропорциями бетона из ПГС:

  • 1 часть цемента ЦЕМ I 32,5Н ПЦ (старое обозначение М400) или ЦЕМ I 42,5Н ПЦ (старое обозначение М500).
  • 8 частей обогащенной ПГС пятой группы.
  • Затворитель (вода) 0,5-1 части от цемента.

Количество воды может отличаться в меньшую сторону в зависимости от влажности ПГС. Смешивая компоненты в указанных пропорциях, в конечном итоге получается готовый бетон соответствующий гостовской марке тяжелого бетона М150.

Блок: 3/6 | Кол-во символов: 910
Источник: https://cementim.ru/beton-iz-pgs/

Особые рекомендации


Многие мастера задаются вопросом, сколько нужно пгс на куб бетона. Чтобы рассчитать объем смеси, следует ориентироваться на массу всех элементов. Кроме того, важную роль играет и марка применяемого цемента. К примеру, для изготовления бетона М300 используется:

  • Цемент марки 400 – 0,382 т;
  • Гравий – 1,08 т;
  • Песок – 0,705 т;
  • Вода – 220 л.

Для бетона М100 применяется:

  • Цемент марки 400 – 0,214 т;
  • Гравий – 1,08 т;
  • Песок – 0,87 т;
  • Вода – 210 л.

Почти всегда производители песчано-гравийных составов указывают на мешках расход пгс на 1 м3 бетона.

Иногда используется и иная система расчетов. К примеру, для возведения базисной конструкции нужна бетонная смесь М300. Для изготовления 1 кубометра раствора понадобится:

  • Цемент – 0,38 т;
  • Гравий – 0,8 м3;
  • Песок – 0,5 м3.

Если данные методы калькуляции кажутся слишком сложными, можно пойти по самому простому пути, которым пользуются профессионалы – обратиться к специальной таблице. Достаточно найти название самого материала («бетон из пгс»), пропорции. Таблица подскажет подходящее количество всех компонентов для создания качественного раствора.

Таблица


Расчет и пропорции ПГС в видео:

Еще немного о бетоне:

Блок: 4/4 | Кол-во символов: 1227
Источник: http://stroimtovarishi.ru/rastvor-i-smes-dlya-fundamenta/beton-iz-pgs.html

Состав бетона

В процессе замешивания бетона потребуются:

  • Теплая вода;
  • ОПГС;
  • Портландцемент;
  • Лопата;
  • Бетоносмеситель/тара для замешивания.

Блок: 4/7 | Кол-во символов: 131
Источник: https://sdelai-fundament.ru/beton-iz-pgs.html

Пропорции ПГС и цемента для бетона

Пропорции для приготовления бетона из цемента марок М400, М500 и ОПГС 4-й группы с содержанием гравия 60–65% (цемент/ОПГС):

Марка бетона Пропорции, (кг) Пропорции, (л) Количество бетона на 10л (л)
цемент М400 цемент М500 цемент М400 цемент М500 цемента М400 цемента М500
100 1/11,6 1/13,9 10/102 10/124 78 90
150 1/9,2 1/11,1 10/82 10/98 64 73
200
1/7,6
1/9,1 10/67 10/81 54 62
250 1/6 1/7,1 10/53 10/63 43 50
300 1/5,6 1/6,7 10/49 10/59 41 47
400 1/3,9 1/4,8 10/35 10/42 31 36
500 1/3,6 1/4,3 10/32 10/37 29 32

В зависимости от влажности исходного материала, количество воды на долю сухой массы раствора может изменяться, поэтому воду добавляют частями. В начале замеса берут 2/3 части воды, постепенно добавляя воду в процессе приготовления бетона до получения однородной пластичной массы.

Опытные строители советуют готовить бетон для фундамента из обогащенной песочно-гравийной смеси в объемном соотношении 1/8 или 1/6.

В этом случае получаются марки бетона соответственно:

  • М150 и М200 из цемента М400 и М500;
  • М200 и М300 из цемента М400 и М500.

Инструкция по замесу бетона М300 из ОПГС, механическим способом, в бетоносмесителе на 125л:

  • Включают бетоносмеситель без заполнения ингредиентами.
  • Наклоняют бетоносмеситель на первую позицию и заливают 5л воды.
  • Засыпают 6 ведер ОПГС 4-й группы с размером зерен 5–20 мм.
  • Наклоняют бетоносмеситель на вторую позицию и засыпают 1 ведро цемента М500.
  • Добавляют 3л воды, в зависимости от влажности ОПГС.
  • Через 2–3 минуты по цвету и консистенции определяют готовность бетона.

При ручном замесе бетона:

  • в емкость (корыто, поддон) засыпают сухие компоненты смеси и тщательно их перемешивают лопатой;
  • формируют горку из цементной смеси и делают в ней углубление;
  • в углубление постепенно льют воду, постоянно перемешивая раствор лопатой;
  • воду добавляют до получения нужной консистенции бетона.

Блок: 5/6 | Кол-во символов: 1871
Источник: http://poznaibeton.ru/beton/beton-iz-pgs.html

Какая смесь подходит для приготовления бетона

Если брать за основу процент содержания гравийных частиц в составе, то существует пять групп обогащенных ПГС.

Наиболее пригодной в строительстве является пятая группа (содержит не более 25-35% песка). Оптимальным же вариантом является случай, когда в состав смеси входят камни различного размера —  крупные, средние и мелкие. Тогда достигается высокий уровень прочности в период застывания, хорошие показатели сгущенности бетонной смеси, происходит экономия расхода цемента.

Определение конкретного вида используемой ПГС зависит от проекта и типа конструкций:

  • Простые бетонные работы — гравий размером максимум 80 мм;
  • Изготовление ж/б конструкций (не заводского типа) — гравий диаметром частиц не более 30 мм;
  • Изготовление фундаментов — 30-45% песка размером 5 мм и 55-70% гравия диаметром 5-70 мм.

Блок: 3/7 | Кол-во символов: 838
Источник: https://sdelai-fundament.ru/beton-iz-pgs.html

Бетон из ПГС и ОПГС: пропорции

Для начала небольшой ликбез. ПГС – это песчано-гравийная смесь. Не нужно быть семи пядей во лбу, чтобы догадаться, что её основными составляющими являются песок и гравий. Добывают эту смесь с морского и речного дна. От места, где была взята смесь, во многом зависит её качество и скрепляющие свойства.

ПГС — основа конструкций

ПГС является основной составляющей многих бетонных и железобетонных конструкций (фундаменты домов, дорожные покрытия и т. п.).

ПГС разделяют на несколько видов в зависимости от соотношения песок/гравий, размеров зерен гравия и от прочих показателей: прочности, морозоустойчивости, наличия частиц ила и глины и т. п.

ОПГС – это обогащенная песчано-гравийная смесь. Она отличается от ПГС искусственно увеличенным количеством гравия. В ОПГС доля гравия составляет примерно 25-75%, тогда как в ПГС она равна 10-20%.

Основные составляющие бетона из этих смесей – это цемент, ПГС или ОПГС и вода. Но для получения качественного бетона необходимо соблюдать определенные пропорции.

Приготовление бетона из ОПГС

Для приготовления бетона из ОПГС пропорции цемента, смеси и воды примерно таковы: 1 часть цемента, 4 части ОПГС и 0,5 частей воды. Указанные пропорции берутся по весу материалов. Некоторые советуют в такой состав добавить еще и песок отдельно. Но это спорный вопрос. Всегда нужно учитывать процент песка в самой ОПГС, а также марку цемента, и так можно высчитать соотношение пгс в бетоне.

То же самое касается и бетона из ПГС: пропорции составляющих материалов будут зависеть от того, какую марку бетона вам надо получить на выходе, какую марку цемента вы возьмете, и какое соотношение песка и гравия в вашей ПГС.

Обычно оно указывается при покупке, но если у вас нет этой информации, то есть множество способов примерно определить это соотношение самостоятельно, в домашних условиях. Например, просеять часть смеси через металлическую сетку.

Песок и пропорции

Как правило, песок в такой бетон добавлять не нужно, его и так достаточно в самой ПГС. При использовании некоторых видов ПГС, наоборот, добавляется щебень.

Если вам нужно приготовить бетон для фундамента, то лучше всего взять соотношение 1:8, то есть на 1 часть цемента 8 частей ПГС. Это соотношение является выверенным и самым оптимальным, хотя знать и стандартные пропорции замеса бетона также рекомендовано. А видео в данной статье покажет на практике, как вы можете использовать ПГС.

dom-fundament.ru

Блок: 4/5 | Кол-во символов: 2428
Источник: http://vest-beton.ru/stati/beton-iz-pgs-proporcii-v-vedrah.html

Какой выбрать цемент

В изготовлении бетона, в основу которого заложена ПГС, необходимо применять портландцемент марок не ниже М300, с содержанием добавок не более 20%.

Возможно использование марок М500 или М600. Марка М400 не подходит в данном случае из-за такого свойства, как быстрое схватывание. Ее использование нежелательно.

Блок: 5/7 | Кол-во символов: 327
Источник: https://sdelai-fundament.ru/beton-iz-pgs.html

Сколько ПГС надо на 1 куб бетона

Для определения сколько ПГС в 1 м3 бетона используем количество ведер и количество килограммов рассчитанных выше – на 1 десятилитровое ведро цемента, идет 6,3 ведер ПГС и 0,5 ведра воды. Приступаем к пошаговому расчету:

  • Определяем «порцию» компонентов бетона в литрах на 1 ведро (10 л) цемента: 10 (цемент)+ 63 (ПГС)+5 (вода)=78литров.
  • Определяем сколько «порций» помещается в 1 м3 (1000 л): 1000/78=12,82.
  • Определяем количество ПГС на 1 м3 бетона в литрах: 63х12+(63х0,82)=807,66л.
  • Учитывая, что в 1 м3 помещается 1 650кг рассматриваемого материала, переводим литры в кг: 1650х0,80766=1332,63 кг.

В результате расчетов получили следующие результаты: количество ПГС на куб бетона в ведрах 80,7 ведра, количество ПГС на куб бетона в килограммах 1332 кг.

Блок: 5/6 | Кол-во символов: 779
Источник: https://cementim.ru/beton-iz-pgs/

Кол-во блоков: 10 | Общее кол-во символов: 15081
Количество использованных доноров: 6
Информация по каждому донору:
  1. http://vest-beton.ru/stati/beton-iz-pgs-proporcii-v-vedrah.html: использовано 1 блоков из 5, кол-во символов 2428 (16%)
  2. http://poznaibeton.ru/beton/beton-iz-pgs.html: использовано 1 блоков из 6, кол-во символов 1871 (12%)
  3. https://sdelai-fundament.ru/beton-iz-pgs.html: использовано 3 блоков из 7, кол-во символов 1296 (9%)
  4. https://cementim.ru/beton-iz-pgs/: использовано 2 блоков из 6, кол-во символов 1689 (11%)
  5. http://stroimtovarishi.ru/rastvor-i-smes-dlya-fundamenta/beton-iz-pgs.html: использовано 2 блоков из 4, кол-во символов 1758 (12%)
  6. http://jsnip.ru/stroitelnye-materialy/proporcii-betona-iz-pgs-i-cementa.html: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 6039 (40%)

Как сделать бетон из ПГС: виды, пропорции и рекомендации

Чтобы сделать прочный фундамент, важно соблюсти пропорции ПГС для бетона. Не нужно быть семи пядей во лбу, чтобы высчитать их количество и приготовить правильную смесь. Для этого существуют проверенные временем формулы и методы. Предлагаем вместе разобрать состав бетона, его характеристики и способы приготовления строительного раствора.

Виды песчано-гравийной смеси

Сегодня бетон так популярен для строительства, что ему можно посвятить отдельную статью. Основа прочности строительного состава – это песчано-гравийная смесь (ПГС). Как видно из названия, основные компоненты — это гравий и песок.

Всем известно, как выглядит ПГС. Горы смеси из песчаных частиц и камней разных размеров можно увидеть вдоль дорог при их отсыпке. Но давайте взглянем в ГОСТ и найдем характеристику терминов, которые помогут нам точно определить, что такое песок и что такое гравий:

  • Песком называют частицы, которые имеют размер от 0,05 до 5 мм. Эти обломки горных пород могут иметь округлые и острые края.
  • К гравию относят более крупные минеральные фрагменты. Их размер может быть от 5 до 70 мм. Поверхность камней бывает окатанной в разной степени.

Гравийная смесь образуется в природе естественным путем. Ее даже относят к нерудным полезным ископаемым. Возможно, кто-то видел, как добывают ПГС на реках и в карьерах. Считается, что самый качественный материал намывают со дна морей.

По месту происхождения песчано-гравийных смесей, им дают соответствующие названия. Посмотрим на характеристику основных типов:

Происхождение ПГСОписание
Горная порода
  • ПГС этого типа добывают сухим способом в горных карьерах;
  • гравий образуется при естественном разрушении горных пород;
  • минеральные осколки имеют неоднородный состав и размер;
  • камни отличаются острыми краями;
  • смесь может содержать большое количество глины.
Морской галечник
  • ПГС добывают со дна моря с плавучих платформ гидромеханическим способом;
  • морская галька образуется путем окатывания водой осколков и обломков горных пород;
  • камни имеют округлые края;
  • размер зерен однородный.
  • смесь содержится малый процент дополнительных включений;
Озерный или речной гравий
  • ПГС добывают экскаваторами с берегов или пересохших русел рек и озер. Или используют гидромеханические устройства для поднятия гравия со дна.
  • камни разного размера могут иметь острые или гладкие края.
  • в смеси часто встречается глина, ракушечник.

Если посмотрите на натуральную смесь из песка и гальки с пляжа, увидите, что большую часть занимает песок (примерно 80%), а так же камни разных размеров (до 20 % от общего количества). Диаметры гальки могут иметь разницу в 300 мм, что недопустимо для многих строительных работ.

Чтобы бетон получился качественный, надо чтобы количество твердых элементов в песке имело значение 65-75%. Это самое оптимальное соотношение. Такая смесь называется обогащенной (сокращенно ОПГС). В искусственно созданных ПГС гранулы имеют небольшой разбег по диаметру. Например, можно приготовить составы с размерами гравия от 5 до 25 мм или от 10 до 50 мм.

Чтобы сделать зерна ПГС одинакового размера, используют специальные дробильные установки. А сортировочные машины разделяют гравий по размерам. Полученный гравий затем смешивают с песком.

Глядя на следующую фотографию, можно оценить различия природного материала и каменистого, прошедшего обогащение.

На практике, смесь песка со щебнем делят на 5 групп. С возрастанием порядкового номера, увеличивается процент содержания гравия. Эта цифра может составлять 15, 25, 35, 50, 65 и 75%. Чем выше показатель, тем лучше качество ОПГС. Самые прочные бетоны М200 и М150, которые соответствуют ГОСТу, готовят из обогащенной смеси №5.

Для информации: стандарты документа ГОСТ 23735–2014 «Смеси песчано-гравийные для строительных работ» определяют состав стройматериалов. ГОСТ содержит раздел с описанием допустимого размера частиц. Вот их характеристика:

Есть еще ряд стандартов, которые используют промышленные компании для производства бетона. Они определяют требования к уровням прочности, морозоустойчивости, количеству допустимых примесей в бетонных растворах.

Применение

Как мы уже выяснили, есть разные ПГС. Они имеют разный состав, происхождение и применение. Природные материалы подходят для использования в следующих случаях:

  • Отсыпка дорожного полотна, которое будет иметь не большие нагрузки.
  • Создание дренажных насыпей.
  • Обустройство детских, спортивных площадок.
  • Отсыпка фундаментов, трубопроводов, траншей.
  • Изготовление дорожек на дачных участках.
  • Устройство площадки перед гаражом.

Преимущества природного ПГС заключается в том, что он является для нас естественным компонентом окружающей среды. Он встречается повсеместно, поэтому служит для нас экологически безопасным материалом.

Обогащенные составы имеют более серьезное применение. Их используют:

  • В строительстве магистралей, федеральных трасс.
  • Для отсыпки фундаментов сооружений промышленного назначения, которые должны отвечать повышенным требованиям прочности.
  • В приготовлении марочного бетона.

По сравнению с природным аналогом, обогащенный состав имеет лучшие технические характеристики, поэтому стоит дороже. Частицы разных диаметров заполняют пустоты, что делает материал более прочным.

Пропорции ПГС и цемента для бетона

Качество цементно-песчаной смеси с щебнем напрямую зависит от компонентов. При этом важно их соотношение, а так же качество. Есть строительные формулы, которые принимаются как аксиомы. Они выведены опытным путем и подтвердили свою эффективность на практике.

В такой универсальной формуле приводятся следующие пропорции:

  • цемент – 4 ч.;
  • ОПГС – 1 ч.;
  • затворитель – 0,4 ч.

Затворитель – это строительный термин, который обозначает жидкость для разбавления сухих компонентов для придания им эластичности. Чаще, в качестве затворителя используют воду.

Чтобы правильно отмерить ингредиенты, рекомендуем вам выбрать одинаковую единицу измерения. Например, считать все в килограммах или литрах.

Для удобства расчетов, строители свели показатели в таблицу. В ней мы можем увидеть расход цемента, пгс или щебня для получения раствора определенной марки.

Например, посмотрим, что нам потребуется для замешивания марочного раствора М400:

  1. Выбираем пересечение соответствующей строки со столбцами. Получаем, что на килограмм портландцемента М400 нужно взять 3,9 кг ПГС.
  2. Следующая колонка показывает расход песчано-гравийной смеси на 10 л портландцемента.
  3. Далее видим, что из 10 л цементного порошка и требуемого количества ПГС получится 31 л бетона.

Для целей «домашнего» приготовления строительных смесей универсальной единицей меры является ведро. Подойдет любое: пластиковое, металлическое, эмалированное, цветное. Главное, чтобы оно было 10-литровым.

Поучимся вычислять в ведрах. Одновременно выясним, какое количество составляющих потребуется для замешивания 1 куба бетона.

Уравнение подсчета количества цемента выглядит так: 1000*10:31=323 л или 32,2 ведра, а ПГС вычислим по такой формуле: 1000*35:31=1129 л или 112,9 ведер.

Все цифры берем из той строчки, какую марку хотим приготовить. В примере мы посчитали сухие компоненты для марки М400.

Если вам сложно сориентироваться по табличным цифрам, можно использовать строительный онлайн калькулятор для расчета количества нужных материалов.

Вода рассчитывается в каждой ситуации индивидуально. Песок в смеси может быть сухой или влажный, а камни — обладать разной пористостью. Вместе эти характеристики влияют на итоговый расход затворителя.

Как лучше поступить, чтобы не прогадать с объемом воды? Просто при замешивании не добавляйте сразу всю жидкость. Сначала лучше налить 2/3 от предполагаемого объема, а потом вливать ее частями до достижения нужной консистенции раствора. Так, опытным путем, вы определите оптимальный расход затворителя.

Рассмотренная нами таблица содержит объемы исходных материалов для разных марок бетона. Чтобы определить, какая марка лучше, посмотрите, где применяются другие виды:

  • М150 – для отмостки небольших построек, одноэтажных домов.
  • М200 – при залитии оснований в виде лент или плит.
  • М250 – для плотных монолитных плит.
  • М300 – для строительства монолитного фундамента.
  • М400 – в изготовлении сверх прочных бетонных конструкций.

Как видите, совсем не обязательно готовить сверхпрочный состав, если нужно построить дачный дом или залить площадку для машины.

Бетон из ПГС для фундамента

При изготовлении фундаментов не используют гравий горно-овражного происхождения. Потому что «на осколках старого трудно построить новое». Эта шутка-ассоциация не даст вам забыть, что этот тип ПГС не подходит для строительства фундамента. На самом деле горную щебенку не берут потому, что он имеет неоднородную структуру гранул и содержит глину. Это отрицательно сказывается на прочности бетона.

Самые подходящие ПГС – это морские и речные. Их гранулы примерно одинакового размера и структуры. Также они подходят под ГОСТ.

Чтобы залить фундамент для большого здания нет смысла готовить раствор самостоятельно. Утомительный поиск подходящих элементов может занять много времени и не позволит сэкономить. А опытные производители бетона уже знают в нем толк и сделают его по лучшему рецепту.

Смешать бетон своими руками можно, если его объем относительно невелик. Хорошо, если есть строительная бетоньерка и помощники.

Пропорции для фундамента отличаются от универсальной формулы бетона. Обратите внимание на их соотношение:

  • 8 порций ОПГС;
  • 1 порция цемента;
  • вода – половина от порции цементного порошка.

Для приготовления бетона для фундамента нужно использовать ПГС №5 и портландцемент. К затворителю тоже предъявляются строгие требования. Вода должна быть прозрачная, без посторонних химических и органических примесей. Проверьте ее на внешний вид, оцените прозрачность и запах. Не стоит использовать воду, если она мутная или пахнет химией. Это может привести к тому, что бетон не схватится или станет не достаточно прочным.

При замешивании раствора зимой используют теплую воду (+40 градусов Цельсия), а летом наоборот холодную.

Обратите внимание, что привычные для нас названия цементных порошков имеют также новую аббревиатуру. Чтобы не запутаться при выборе в строительном магазине, запишите новые наименования. Так цемент М400 может выглядеть как ЦЕМ I 32,5Н ПЦ, а марка М500 — ЦЕМ I 42,5Н ПЦ.

Пропорции в ведрах

Вернемся к нашим ведрам. Посмотрим, как с помощью 10-литрового ведра и знания удельной плотности стройматериалов мы выведем формулу бетона хорошего качества.

Удельный вес показывает, какое количество вещества в кг посещается в кубометровой емкости.

Для расчета будем использовать алгоритм с формулами. Звучит скучно. Но так как мы считаем в ведрах, то и формулы будут такими же простыми.

  • Сначала узнаем, сколько нам нужно цемента М400. Его удельная плотность равна 1300 кг на 1 кубометр. Переведем объем ведра в м3. Получаем 0,01 м3. Перемножаем показатели (1300 кг/м3*0,01 м3 = 13 кг) и видим, что в ведро поместиться 13 кг цемента.
  • Теперь считаем ПГС. Вспомним, что по нашей пропорции, соотношение цемента и ПГС для бетона составляет 1 к 8. Значит, нам потребуется 13*8=104 кг ПГС. Удельную плотность 1650 кг/м3 умножаем на ведро (1650*0,01=16,5 кг). Получаем, что в 1 ведре помещается 16,5 кг ПГС. Поделим общую массу на количество пгс в 1 ведре (104 кг/16,5) и получим 6,3 ведра.
  • Затворителя нужно взять половину от количества цемента. Значит, его потребуется 0,5 ведра.

Сколько ПГС надо на 1 куб бетона

Продолжим вычисления. Из соотношения количества ингредиентов в «ведрах», выведем значения ПГС в литрах и килограммах. Это позволит нам узнать, сколько нужно ОПГС на 1 куб бетона.

  1. Вычислим, сколько всего литров занимает 1 порция. Переведем полученные ранее значения компонентов смеси в литры, а затем сложим их. 10 (цемент)+63(гравий)+5(затворитель)=78 л.
  2. Узнаем, сколько порций поместиться в кубометре: 1000 м3:78 л = 12,82.
  3. Рассчитаем объем песчано-гравийной смеси в литрах на 1 куб: 63*12,82=807,66.
  4. Переведем литры в кг. Для этого умножим удельную плотность на объем. 1650*0,80766 = 1332,63 кг.

В результате расчетов мы выяснили, что расход пгс на 1 м3 бетона составит 807,66 л (1332,63 кг).

Как замесить бетон

Отвлечемся от теории и перейдем к практике. Есть 2 способа замешивания раствора: механический и ручной. При ручном способе разбавления пгс с цементом используют емкости и лопаты. Для механического способа потребуется тоже самое, плюс бетономешалка.

За 1 подход в бетономешалке можно приготовить количество смеси равное 2/3 от объема емкости. Если барабан имеет объем 160 л, то за раз можно сделать около 120 л бетона из гравмассы. За рабочую смену можно изготовить около 3 м3 состава.

Приступим к замесу механизированным способом:

  1. Сначала включим центрифугу без заполнения.
  2. Поворачиваем барабан кверху в положение 1 и добавляем воду (5 л или полведра).
  3. Закладываем обогащенную ПГС (6 ведер).
  4. Поворачиваем смеситель в положение 2 и добавляем цемент (1 ведро).
  5. Мешать нужно не больше 10 минут, иначе цемент начнет схватываться. Полученная смесь должна быть однородного цвета и консистенции. Не допускается наличие комков.

Бетонный раствор всегда готовьте непосредственно перед началом его заливки. Все количество нужно израсходовать в течение 2 часов после приготовления.

Для изготовления небольших объемов можно обойтись ручным способом. Посмотрите, как меняется последовательность засыпки ингредиентов:

  1. Сначала насыпаем в строительную ванну сухие вещества (песок, гравий, цемент). Перемешивайте их до однородного состояния, чтобы вам на глаза не попадались не промешанные комки.
  2. Начинаем порционно вливать воду. Не забывайте, что при этом нужно постоянно перемешивать компоненты.

Замешивая сухие составляющие, не нужно сильно разводить их водой. При высыхании жидкий раствор даст усадку, и поверхность фундамента может растрескаться.

Практические рекомендации

Мы специально привели для вас все возможные варианты расчетов для создания идеальной бетонной смеси. Теперь вы как специалист бетонного производства можете давать советы неопытным мастерам. Но напоследок мы припасли супер лайфхак, который позволит вам приготовить бетон без сложных формул и таблиц.

Приготовьте листок с ручкой, банку (1 л), ведро (10 л), цемент, ПГС, воду. Приступим:

  1. Сначала измерим, сколько воды помещается в 10-литровое воды. Логично, что 10. Запишем на бумаге.
  2. Теперь засыплем полное ведро щебня и нальем воду до верха. Не забудьте посчитать количество банок, которое поместилось в ведро. Пусть это будет 4 литра. Запишем цифру на листке и освободим емкость.
  3. Насыпаем песок в количестве, которое равно объему воды из п. 2. Это снова 4 литра. Наливаем воду до верха цемента. Это количество будет показывать мерку цемента, который будет заполнять самые мелкие пустоты. Например, получилось 2 банки. Запишем в заметках.
  4. Выводим формулу. Для замешивания правильного раствора потребуется: 10 ч. ПГС, 4 ч. воды и 2 ч. цемента.

И в завершении приведем небольшую памятку с советами по работе с бетоном:

  • Перед покупкой всегда проверяйте срок годности цемента. Применяйте только качественный свежий цемент известных производителей.
  • Для создания бетона фундамента приобретайте готовый обогащенный материал. Самостоятельное обогащение природного пгс не поможет сэкономить средства, но потребует дополнительных физических усилий.
  • При подготовке каждого компонента, убедитесь в их пригодности (отсутствие окаменелостей в цементном порошке, чистота и прозрачность воды, отсутствие в песке ила, глины).
  • Вода должна быть без грязи, запаха и химических добавок.
  • Добавки для гидроизоляции и пластификаторы добавляйте, строго следуя инструкции.

Заключение

Используя информацию, представленную в статье, можно научиться самостоятельно, высчитывать объемы компонентов и готовить качественный бетонный раствор. В зависимости от необходимого количества, можно готовить бетон вручную или механизированным способом.

Поделиться

Твитнуть

Запинить

Нравится

Класс

WhatsApp

Viber

Телеграмка

Расход пгс на 1 м3 бетона м200. Какие материалы понадобятся на кубометр бетона. | Пенообразователь Rospena

В индустрии современного строительства используется масса самых разнообразных материалов, отличающихся своими физико-техническими характеристиками, составом, областью применения и назначением. Одним из самых технологически совершенных материалов, без которого не обходится, пожалуй, ни одно строительство — является бетон.

Из него возводят многочисленные строения самой разной архитектурной формы и сложности. В основе каждого более или менее серьезного строения лежит именно бетон как более прочный и устойчивый к эксплуатационным нагрузкам материал.

Почему именно бетон применяется для возведения фундаментов, колонн, балок, плит перекрытия, несущих стен и так далее? Все дело в том, что именно этот материал умеет трансформироваться из сухого состояния в жидкое, формирует любую форму и далее при застывании приобретает очень твердое и прочное свойство — выдерживать колоссальные нагрузки.

Удивительные характеристики бетона знали еще наши древние предки тысячелетия назад и активно использовали данный материал при возведении сложных архитектурных строений дошедших и до наших времен в хорошем, практически неизменном состоянии. Что же входит в состав и почему со временем данный материал не только не портится, но и становится еще прочнее.

На самом деле в него входят самые распространенные природные компоненты, такие как цемент, песок, гравий, щебень, туф и так далее. Сколько нужно щебня на 1 куб бетона, а также песка, цемента и др. материалов для той или иной марки исходного материала — определяется согласно технологическим расчетам в соответствии с назначением самого материала.

Итак, рассмотрим каждую марку бетона в отдельности и узнаем, сколько цемента+песка+щебня в 1м3 бетона.

Разновидности бетонных смесей

На сегодня все виды бетонов классифицируются по весовым параметрам и делятся на три вида:

Легкий тип

Затворяют данный тип бетона посредством добавления в раствор достаточно легкого заполнителя, основу которого составляют такие минералы как ракушечник, керамзит или туф.

Средний вес 1 куб. м такой массы около ±500–1900 кг. Песок в данном типе бетона играет ключевую роль.

В кубе его масса составляет не менее 500 кг. В раствор помимо песка добавляют воду, заполнители и цемент.

Тяжелый тип

Средний вес тяжелого бетона около ±1600–2600 кг. В состав массы входит уже более существенный по размерам заполнитель, такой как щебенка или гравий. Сколько надо щебня на 1 куб бетона, цемента и песка?

В основу тяжелого бетона входят следующие связующие компоненты:

  • Заполнитель – щебень или гравий около 1000–1400 кг;
  • Песчаная масса составляет не менее 400–800 кг;
  • Цемент , рекомендуемый специалистами марки не ниже М500 в объеме около 150–500 кг;
  • Среднее количество воды не должно составлять не менее 90–210 л.

Сверхпрочный тип

Сверхпрочные и особо тяжелые бетоны образуются путем затворения наполнителей, таких как барит, скрап металлический, гематит, магнетит. На самом деле данные растворы редко используются в обычном строительстве это сверхтяжелые составы, масса которых может составлять 3000 кг и более. Основа смесей это тяжелые заполнители, некоторое количество воды и цемента.

Особенность составов

Как сказано выше все типы бетонов имеют свои отличительные характеристики по массе. В большинстве случаев для выполнения большинства рядовых строительных работ применяют бетоны среднего весового класса около 2200–2600 кг на 1 куб. м.

На заметку: Для изготовления качественного бетонного состава не рекомендуется в процессе производства применять ПГС (песчаная смесь с добавлением гравия).
Получить бетонный раствор из этих компонентов можно, но качество его практически невозможно заранее определить, равно как нельзя оценить и качество будущей постройки.

Недобросовестных производителей достаточно много и все не прочь сэкономить на материалах, поэтому в некоторых случаях в качестве наполнителя используют песок и гравий.

В состав каждого отдельно взятого бетона входят различные вяжущие вещества, например гипс, полимеры, силикат и, конечно же, цемент — самый востребованный для производства основательных составов предназначенных для серьезных построек. Остальные вещества применяются для производства легких типов бетонов, так называемых ячеистых, предназначенных для легких построек.

Тип щебня, применяемый для производства бетона

Существует несколько разновидностей щебенки применяемой для получения того или иного типа бетона:

  • Щебень гравийный. Применяется для производства бетона марки М400 или ниже. Добывается из осадочных горных пород. Находит широкое применение в дорожном и монолитном строительстве.
  • Гранитная щебенка. Производится путем дробления пресс-машинами под большим давлением гранитной породы. Применяется в области монолитного строительства в качестве материала для заполнения пустотных карманов.
  • Щебенка шлаковая. Находит применение в качестве материала для организации ремонтных работ на дорожных полотнах.
  • Известняковая. В основу известняковой щебенки входит минерал кальцит, получаемый путем дробления осадочной горной породы. Прочностные характеристики данной щебенки низкие в связи, с чем цена на материал невысокая. Находит применение при производстве конструкций из железобетона.
  • Еще один тип материала – вторичный. Получают путем дробления таких материалов как б/у кирпич, материалы дорожного строительства, а именно асфальт. Использование данного материала-заполнителя для производства качественной марки бетона не представляется возможным ввиду низких прочностных характеристик заполнителя. Стоимость сравнительно низкая.
На заметку: Алмазное бурение отверстий в бетоне производится с помощью коронок на рабочей режущей поверхности, которых особым методом наносится сверхпрочное алмазное напыление.
Бурение, а также резка железобетона алмазными кругами осуществляется с применением объемного количества воды.

Сколько щебня в кубе бетона? В среднем на 1 куб. м. используется не менее 1000 кг щебенки, учитывая, что 1 куб. м. материала весит около 1500 кг.

Делаем выводы, смотрим видео по теме

Теперь у вас есть подробное представление о том, что же такое бетон, для чего он применяется и сколько нужно на куб бетона щебня, песка, цемента, а также в каких пропорциях применяют все эти материалы для получения той или иной марки бетона.

Больше информации по данной теме можно узнать, посмотрев видео в этой статье.

Застройщики привыкли контролировать расход всех материалов во время выполнения производственных процессов. Для большинства из них важно получить достойный результат при минимальных вложениях. В такой ситуации необходимо знать расход цемента на 1 куб бетона, так как этот материал является наиболее используемым на любой стройке.

Готовить бетон для фундамента без соблюдения пропорций нежелательно, так как это может в дальнейшем привести к разрушению постройки при обедненном растворе и увеличит бюджет сметы при излишне обогащенном замесе. Процесс требует сбалансированного научного подхода.

Выбор норматива

Правильный расчет цемента на куб бетона базируется на том, какие компоненты будут входить в состав строительной массы.

Расход материалов на 1 м3 бетона. Таблица и пропорции

Вне всякого сомнения, при возведении дома, придомовых построек или придомовых бетонных конструкций быстрее, проще и «качественнее» купить готовый бетон с доставкой. Если же нет такой возможности или есть желание сэкономить – вам в помощь эта статья.

Формулировка «тяжелый» бетон не случайна. Дело в том, что это самый распространенный в частном вид строительного материала. Поэтому когда в разговоре или в статье упоминается «бетон», по умолчанию подразумевается тяжелый бетон различных марок.

Перед тем как представить таблицу и пропорции сколько нужно материалов на 1 куб бетона, примем несколько допущений, которые необходимо знать начинающему застройщику, перед тем как он начнет отмеривать: цемент, песок, щебень и воду:

  • Отмеривание цемента необходимо производить с точностью до 1 килограмма материала. Отмеривание других компонентов допускается с точностью до 5 килограммов, а воду добавлять постепенно до получения необходимой консистенции бетона;
  • При планировании приготовления бетона определенной марки (до марки М300), следует использовать марку цемента, которая не выше марки бетона. Это позволяет максимально минимизировать затраты при всех прочих равных условиях; При изготовлении же бетонов более высоких марок, М300 и выше, по соображениям прочности необходимо использовать марку цемента, которая выше марки бетона в 2 — 2,5 раза;
  • Следует помнить, что расчетное или табличное количество воды добавляют не сразу, а небольшими порциями. Например, табличное количество воды обычно делят на 3-4 порции. Перемешивают, опять добавляют порцию воды и так далее, до получения необходимой консистенции. Опытные частные застройщики, как правило, добавляют воду «на глаз» не сносясь с ГОСТ и СНиП.

Таблица пропорций расхода компонентов бетона на 1 м3 смеси на основе портландцемента М400

Компоненты бетонного раствора                    Марка бетонного раствора
М100 М200 М300 М400 М500 М600
Цемент, кг 183 263 338 444 500 533
Песок, кг 842 738 642 533 500 480
Щебень, кг 1282 1265 1250 1200 1150 1120
Вода, л 92 131 170 222 250 266
Пропорции Ц:П:Щ:В 1:4,5:7:0,5 1:2,8:4,8:0,5 1:1,9:3,7:0,5 1:1,2:2,7:05 1:1:2,3:0,5 1:0,9:2,1:0,5

Таблицы расхода компонентов бетона только на основе цемента М400 приведены не случайно. На сегодняшний день, частному застройщику будет проблематично приобрести цементы других марок упакованных в бумажные мешки. Цементы других марок, как правило, реализуются оптовыми партиями «насыпью» или расфасованными в мягкую тару – биг беги.

Сколько цемента и пгс в кубе бетона


Бетон на ПГС.

Поговорим о бетоне на ПГС. Что такое ПГС? Это песчано-гравийная смесь. Не та смесь, что мы можем выкопать лопатой на огороде, а смесь, которая намывается со дна рек или берется из карьеров, где в историческом прошлом протекали реки. ПГС — это чистый мытый песок, в котором нет пылеватых частиц и в котором содержится какое-то количество округлых камешков.

Состав ПГС в смысле содержания в нем гравия разных фракций зависит от места залегания. В каких-то камни крупнее, в каких-то мельче, где-то их больше, а где-то меньше. Поэтому нам надо задаться вопросом, как рассчитать необходимое количество компонентов для приготовления нужной бетонной смеси.

Для начала определимся, как трактуется ПГС в нормативах. Для этого можно посмотреть ГОСТ 23735-79 (Смеси песчано-гравийные для строительных работ. Технические условия.) В частности, в первых же пунктах сообщается:

1.2. В природной песчано-гравийной смеси содержание зерен гравия размером более 5 мм должно быть не менее 10% и не более 95% по массе.

1.3. Обогащенная песчано-гравийная смесь в зависимости от содержания зерен гравия подразделяется на пять групп: от 15 до 25% св. 25 » 35% » 35 » 50% » 50 » 65%

» 65 » 75%

Пожалуй, на этом все интересное для самостройщика в этом документе заканчивается. А мы перейдем к следующему: СНиП 82-02-95 (Нормы расхода цемента при изготовлении бетонных и железобетонных изделий и конструкций).

Прежде всего познакомимся с этой таблицей в приложении Б, которая отражает соотношение между классами бетона по прочности на сжатие и марками.

Класс бетона по прочности на сжатие Средняя прочность бетона данного класса, кгс/см2, при коэффициенте вариации 13,5 % Ближайшая марка бетона по прочности Отклонение ближайшей марки бетона от средней прочности класса, %
В2 26,2 М25 -4,6
В2,5 32,7 М35 +7,0
В3,5 45,8 М50 +9,1
В5 65,5 М75 +14,5
В7,5 98,2 М100 +1,8
В10 131,0 М150 +14,5
В12,5 163,7 М150 — 8,4
В15 196,5 М200 +1,8
В20 261,9 М250 -4,5
В22,5 294,4 М300 +1,9
В25 327,4 М350 +6,9
В30 392,9 М400 +1,8
В35 458,4 М450 -1,8
В40 523,9 М500 — 4,8
В45 589,4 М600 +1,8
В50 654,8 М700 + 6,9
В55 720,3 М700 -2,8
В60 785,8 М800 + 1,8

Не стоит особо заморачиваться четвертым столбцом этой таблицы, поскольку мы не Асуанскую плотину строим. Для скромного домика, например, площадью 150 м2 не требуется особая прочность бетона даже для фундамента, как самого нагруженного, достаточно класса В7,5 (марка бетона М100). Если уж быть более точным, так даже и этого лишне. Посмотри, например, статью Фундамент. Расчет нагрузки на грунт.

Но все же возьмем за исходную марку бетона М100. И теперь обратим внимание на таблицу 21:

Класс бетона по прочности на сжатие Базовые нормы расхода цемента марки 400 для монолитных конструкций, кг/м3
В7,5 180
В10 200
В12,5 225
В15 260
В20 320
В22,5 350
В25 380
В30 440

Согласно этой таблицы базовая норма расхода цемента марки 400 для бетона марки М100 составляет 180 кг/м3. Обрати внимание: это базовая норма. Ее при необходимости надо еще подкорректировать. В частности, по марке цемента:

7.7 Базовые нормы расхода цемента (табл. 21) приведены для бетонов, изготовленных на портландцементе марки 400 и его разновидностях. При применении цемента марки 500 базовые нормы следует умножать на коэффициент 0,88, при применении цемента марки 300 — на коэффициент 1.13.

И еще:

5.10 Базовые нормы приведены для бетонов на щебне. При применении гравия их следует умножать на коэффициенты, указанные в табл. 6.

Класс бетона по прочности на сжатие В7,5 В10-В12,5 В15 В20 В22,5
Коэффициент 0,91 0,94 0,96 0,97 0,98

Из этого следует, что для бетона на ПГС вполне можно обойтись 180 * 0,91 = 163,8 кг цемента на м3 бетона. С грубым округлением — 165 кг.

А теперь самое интересное. Мы часто встречаем рецепты приготовления бетона различных марок, обозначенные примерно так: цемент:песок:вода — 1:5:0,5. Даже порой на мешках с цементом такие рецепты приводятся. И берет самостройщик этот мешок, насыпает ведро цемента, пять ведер песка и льет полведра воды.

А бетона не получается. Слишком жестко. Приходится добавлять воду, лить в замес еще в два раза больше. Почему не получается? Потому что не все осознают, что в рецептах соотношение указывается весовое, а не объемное. А те, кто приводит эти рецепты, не считают нужным обращать на это внимание.

Таким образом, получается большой перерасход цемента. Если же подходить более правильным путем, принимая 165 кг цемента на куб бетона, то для одного замеса в смесителе можно рассчитать объемное количество всех компонентов. Скажем, в барабан смесителя мы можем засыпать не более 3-х ведер ПГС.

Сначала определим удельный вес ПГС. Он может быть разным в зависимости от происхождения. Возьмем, к примеру, 1700 кг/м3. Тогда 3 ведра (конечно же, десятилитровых) ПГС будут весить примерно 51 кг. Надо сказать, что выходной объем бетона всегда будет меньше процентов на 12-15 от объема заполнителя. То есть, если мы засыплем 3 ведра ПГС, то на выходе получим 2,6 ведра бетона.

А 2,6 ведра — это 0,026 м3. И если на кубометр бетона требуется 165 кг цемента, то для получения 0,026 м3 — 0,026 * 165 = 4,29 кг. Отвесив столько цемента можно определить с достаточной точностью, какой его объем. Например, в рыхлом состоянии цемент весит порядка 1500 кг/м3. Следовательно, по объему на 1 замес требуется примерно 4,3 / 1500 = 0,0028 м3 или около 3 литров.

Теперь задача определить количество воды для такого замеса. Существует такое понятие, как водоцементное отношение. То есть, весовое отношение количества воды к количеству цемента. Самым правильным это отношение принимается значением 0,5. То есть, 0,5 кг воды на 1 кг цемента. Для наших же 4,3 кг цемента воды потребуется 2,2 кг, или 2,2 литра.

Бетон при таком количестве воды может оказаться жестким, плохо поддающимся трамбовке. Но добавлять воду не следует, поскольку это снижает прочность бетона. В крайнем случае, при добавлении воды необходимо добавить пропорциональное количество цемента, чтобы не нарушить водоцементное отношение.

Есть и другой метод, при котором в состав бетона вводятся пластификаторы. Иногда вместо спецдобавок подобного типа для пластификации применяют жидкое мыло, и даже бытовые моющие средства (Сорти, Фэйри…). На замес в три ведра берут нужное количество воды, капают в него 0,5-1 мл средства, размешивают и вливают в барабан. Пластичность бетона регулируют опытным путем изменением количества химиката.

В прилагаемом ролике я не показал применение пластификатора, чтобы показать, насколько жестким получается бетон. А вообще же я вливаю моющее средство Сорти, примерно 1 грамм. Бетон получается мягким, текучим, хорошо заполняет пустоты и трамбуется.

Поделитесь этой страницей со своими друзьями:

www.goandsee.ru

Подсчитываем расход цемента на 1 куб ( 1 м3 ) бетона.

Подсчитываем расход цемента на 1 куб ( 1 м3 ) бетона.

Бетон, цена за куб которого сегодня вполне приемлема, без сомнений, является одним из наиболее распространенных современных строительных материалов. Он создается на основе гравия или щебня, а в качестве связывающего элемента используется замешанная на воде цементно-песчаная смесь. Приготовление этого строительного материала должно сопровождаться правильными расчетами расхода цемента на 1 куб бетона, что будет во многом определять прочность итогового материала.

Конечно, проще купить имеющий оптимальный состав готовый бетон на вес, доставкой которого занимаются десятки компаний в любых регионах. Но во многих случаях залить правильный раствор в бетономешалку – это единственный способ произвести качественную укладку  на объекте.

1. Расход цемента на 1 м3 бетона нужно проводить с точностью до килограмма. Если же речь идет о расходе щебня на куб м , то здесь можно допустить погрешность в 5 килограмм. Это позволяет с предельной точностью определить жесткость, прочность и подвижность бетонного состава. Чем меньше расход мешков , тем плотнее и надежнее он получится .

2. При проведении необходимых расчетов касающихся того, как посчитать, сколько в кубе бетона должно быть цемента, важно подобрать правильную марку цементного материала. Если вы хотите минимизировать расход цементного состава, то марка должна быть не выше марки самого бетона, получаемого на выходе.

3. К примеру, если на выходе вы должны получить бетон 1 (марка М100), то цемент марки М300 должен расходоваться на уровне 160-170 килограмм на кубический метр. Если вы берете марку 400, то расходная норма для заливки увеличится до 180-195 килограмм на кубометр. Для марки М 200, соответственно, оптимальная масса будет где-то посредине, равно как и стоимость.

4. Многие специалисты рекомендуют применять частичное измерение всех компонентов, необходимых для создания бетонного раствора в любых количествах – 1 куб, 5 кубов или 7 кубов. К примеру, в соотношении бетонно — цементном можно оперировать пропорциями 1 к 5, где 1 – это доля цемента в бетонном составе. Если в растворе используется  марка М600, необходимо придерживаться пропорции 1:3, где 1 – это килограмм , а 3 – три килограмма песка на 1 куб . Если речь идет об использовании марки М400, то пропорция должна быть 1:2 – килограмм цемента на два килограмма песка.

5. Также, следует помнить о том, что добавляя в раствор воду происходит уменьшение объема раствора по отношению к сухой смеси. А это приводит к возникновению необходимости умножения всего объема на коэффициент 1,3 (применимо к расчету количества цемента). К примеру, на кубометр кирпичной кладки нужно использовать 0,3 кубических метра раствора, что приводит к необходимости использования 100 килограмм. То есть, на 1 м куб стены оптимальный расход  будет равен 100 килограмм, а на 2 куба – 200 килограмм, с учетом того, сколько весит арматура.

6. Что касается оптимального распределения составляющих частей бетонной смеси, то для 1 метра кубического  лучше всего использовать полкуба песка, 0,8 кубических метра щебня или гравия. Если говорить про цемент на куб бетона, то здесь все расчеты проводятся индивидуально. К примеру, если изготавливается бетон марки М200, идеально подходящий для формирования дорожек и заливки фундамента, то необходимо использовать 280 килограмм . Бетон марки М300, использующийся для создания плит перекрытий, лестниц и стен, требует использования 380 килограмм .

domisad.org

Как рассчитать куб бетона

Каждый человек, который решает заняться стройкой должен заранее знать, что первая задача после составления чертежа – это расчет точного количества материалов, дабы избежать перерасхода либо заморозки строительства.

Определить марку бетонного раствора следует до начала строительства.

Имея необходимые формулы расчетов можно узнать все количество с погрешностью в 1-2%.

При расчетах первым делом следует рассчитать именно количество материалов на кубометр бетона, т.к. он льется в основание, а потом сопровождает весь процесс строительства.

Косвенные параметры

При расчете объема бетона следует учитывать наличие арматуры в фундаменте.

Первым делом стоит учесть, что в емкости будет в 99 случаях из 100 не только раствор, но и арматура, следовательно, часть пространства в виде 4-5% уже будет занята. Этот параметр важно учитывать при заливке фундамента, монолитов и т.п. объемных изделий, т.к. даже 4% – это может быть несколько кубов раствора, в зависимости от объемов стройки.

Тут же следует сразу определяться с маркой будущего бетона, т.к. от этого зависят все дальнейшие формулы. При этом важно учитывать, что 2 составляющие являются постоянными в своем количестве, а 2 – переменными. Не стоит путать марку цемента и бетона, т.к. это далеко не одно и то же, ибо бетон всегда обладает более низкой маркой, нежели цемент. При расчетах следует учитывать лишь одно правило – чем большая нужна итоговая марка бетона, тем качественней должен быть цемент, и его должно быть как можно больше. Так, для раствора м35 потребуется 200 марка, тогда как для м200 надо будет уже цемент марки 500.

Вспомогательные значения

Чем крупнее песок, тем меньше требуется бетона.

Самое важное в этом пункте – это усвоить, что у строительных материалов есть срок годности, а именно у цемента он не более недели. По прошествии данного срока свойства начинают теряться, а это значит, что нельзя использовать материал по прямому назначению. Лучше всего заменить им аналогичный более низкой марки, что с одной стороны позволит избавиться от залежавшихся остатков, а с другой укрепить конструкцию в том месте, где предполагался более слабый бетон. После того, как цемент начал терять свои свойства, точно рассчитать его количество на куб невозможно.

Читайте также:  Раствор для кладки строительных блоков

Количество цемента для бетона напрямую зависит от зернистости песка. Чем крупнее песок, тем меньше потребуется основного материала. Но тут не следует особо уповать на песок и снижать до бесконечности цемент. Гравий всегда имеет примерно одни размеры, а соответственно при расчетах не имеет никаких побочных действий. Во всех расчетах используются средние данные на материалы, т.к. именно от них удобнее толкаться при дополнительных расчетах.

Смешивание также важно производить согласно технологии, ибо в случае нарушения при большом количестве бетона неожиданности могут быть разные. Так первым делом происходит в отдельной емкости замес сухой смеси до однородной массы. Требуется это для того, чтобы в итоге раствор был равномерным, а также без комочков. Затем в ковш заливается вода на 15% будущего объема, а сухая смесь засыпается равномерно сверху. После чего за 2-5 минут раствор достигает нужной консистенции.

При смешивании в обыкновенных ручных бетономешалках достигнуть объемов в кубометры будет не просто, поэтому расчет идет немного по другой схеме и уже не по весу, но согласно объему – 4 доли ПГС, 1 цемента и воды, сколько возьмет. Засыпается именно в таком порядке, но в данном случае опасаться некачественной работы уже не стоит, т.к. объемы миксеров слишком маленькие (около 50 л), а это существенно снижает шансы на неудачный исход. Рассчитать результат в данном случае проще всего.

Детальный расчет

http://youtu.be/Mzrj-h565C8?t=30s

Важно учитывать, что 2 составляющие могут менять свое количество, а 2 постоянные. Причем те, что меняют – делают это в зависимости от множества факторов таких, как температура воздуха, нужная марка, постоянные материалы и срок лежания. Расчет, приведенный ниже, используется для самой популярной марки бетона м200.

Читайте также:  Расчет расхода пескобетона на стяжку

Песок – 760-770 кг на куб. При расчетах указывается исключительно средняя зернистость.

Гравий – 1095-1105 кг. Вместо песка и гравия все чаще используется песчано-гравийная смесь (ПГС), т.к. она содержит ту же пропорцию, а время на смешивание существенно уменьшается. Рассчитать ПГС на куб можно используя среднюю арифметическую от обоих указанных выше чисел.

Цемент – 320 кг марки 500.

Вода – 160 л, но в зависимости от необходимости нередко цемент может вобрать больше на куб и тогда следует доливать до того момента, пока он будет брать.

Имея эти данные можно расчитать количество материалов на кубометр бетонного раствора, вне зависимости от его марки и ситуации приготовления.

Если при смешивании что-то пошло не так и раствор начинает вести себя необычно, то тут же следует восстановить в памяти весь процесс предварительного замеса и добавить то, чего не хватает в данном конкретном случае.

Page 2
  • Армирование
  • Виды
  • Изготовление
  • Инструменты
  • Монтаж
  • Расчёт
  • Ремонт

1pobetonu.ru

Сколько надо пгс и цемента на куб бетона


Сколько нужно опгс на 1 куб бетона для фундамента

Песчано-гравийная смесь стоит в одном ряду с основными наполнителями другого вида (щебнем, гравием, строительным мусором, шлаком), предназначенными для производства тяжелого бетона.

Принципиальная разница состоит в том, что для изготовления гостовского бетона используется гостовские наполнители и гостовский песок, а для изготовления тяжелого бетона примерно соответствующего ГОСТ, применяют смесь крупного и мелкого заполнителя в виде песчано-гравийной смеси «ПГС».

При этом бетон из ПГС имеет свои индивидуальные преимущества – это доступный и относительно недорогой материал, выполняющий свои функции при всех прочих равных условиях.

Что такое ПГС?

Аббревиатура ПГС расшифровывается как песчано-гравийная смесь, добываемая в карьерах, со дна морей и рек. Основные свойства ПГС регламентированы требованиями ГОСТ 23735-2014 («СМЕСИ ПЕСЧАНО-ГРАВИЙНЫЕ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТ»).  Строительные компании используют ПГС для: строительства дорог, обустройства подушек фундаментов, засыпки траншей, отсыпки оснований под различные площадки, рекультивации земель, благоустройства прилегающих территорий и других вспомогательных работ.

В качестве наполнителя бетона ПГС используется исключительно в частном домостроении, и только в тех в случаях когда конструкции и сооружения не испытывают высоких механических нагрузок. ПГС не годится для бетона, изготавливаемого в соответствии с требованиями ГОСТ, и не используется заводами по производству товарных бетонов тех или иных марок.

Причина этого кроется в составе и происхождении рассматриваемого материала. ПГС – это обломки горных пород разной фракции, разной твердости, перемешанные с песком, состоящим из частиц различной величины. Также в состав добываемой ПГС входят примеси глины, пыли, ила и грунта. При этом каждая конкретная партия материала, добытая в конкретном карьере, имеет индивидуальный процентный состав, размеры и твердость частиц, которые сложно идентифицировать по процентному содержанию, размерам и твердости.

В то же время после обогащения, песчано-гравийный материал представляет собой неплохой относительно недорогой комплексный наполнитель для тяжелого бетона, из которого можно возводить фундаменты и стены ненагруженных малоэтажных зданий, обустраивать отмостки, садовые дорожки, площадки и другие подобные сооружения.

В соответствии с ГОСТ 23735-2014, в зависимости от процентного содержания основного наполнителя (гравия) различают 5 групп обогащенной ПГС:

  • Первая группа: от 15 до 25% гравия.
  • Вторая группа: от 25 до 35% гравия.
  • Третья группа: от 35 до 50% гравия.
  • Четвертная группа от 50 до 65% гравия.
  • Пятая группа от 65 до 75% гравия.

Практика показывает, что самый оптимальный состав бетона из пгс получается при использовании материала 5-й группы. Так, при приготовлении бетона из ПГС 5-й группы можно изготовить строительный материал соответствующий самым востребованным «гостовским» маркам тяжелого бетона – М150 и М200. При этом бетонный материал марок выше М200,даже из обогащенной ПГС приготовить невозможно.

Бетон из ПГС для фундамента

Фундамент здания является самой нагруженной конструкцией, которую можно залить бетоном на основе обогащенной ПГС. В связи с этим рассмотрим тонкости приготовления бетона из пгс для фундамента малоэтажного здания.

Как уже было сказано, нет официальных данных, регламентирующих сколько нужно пгс на 1 куб бетона для заливки фундамента. Поэтому частным застройщикам, выбравшим в качестве наполнителя данный продукт, следует руководствоваться эмпирическими пропорциями бетона из ПГС:

  • 1 часть цемента ЦЕМ I 32,5Н ПЦ (старое обозначение М400) или ЦЕМ I 42,5Н ПЦ (старое обозначение М500).
  • 8 частей обогащенной ПГС пятой группы.
  • Затворитель (вода) 0,5-1 части от цемента.

Количество воды может отличаться в меньшую сторону в зависимости от влажности ПГС. Смешивая компоненты в указанных пропорциях, в конечном итоге получается готовый бетон соответствующий гостовской марке тяжелого бетона М150.

Бетон из ПГС: пропорции в ведрах

Мера измерения – «Ведро» самый популярный способ отмеривания количества компонентов при замешивании бетона своими руками из ПГС или компонентов других видов. При этом если вес «ведра» цемента и затворителя можно систематизировать и привести к единому знаменателю, то вес «ведра» ПГС лучше всего определять индивидуально, взвесив конкретную смесь непосредственно на строительной площадке.

Тем не менее, учитывая актуальность данной публикации, рассмотрим вопрос: как сделать бетон из ПГС, используя стандартное ведро объемом 10 литров и среднюю удельную насыпную плотность песчано-гравийной смеси.

  • Определяем количество цемента. Общепринятая для расчетов удельная плотность портландцемента ЦЕМ I 32,5Н ПЦ составляет 1 300 в 1 м3 объема. Соответственно количество цемента в 1-м десятилитровом ведре: 1 300х0,01=13 кг.
  • Определяем количество ПГС. Согласно вышеуказанных пропорций нам потребуется: 8х13=104 кг ПГС. Удельная плотность обогащенной ПГС составляет 1 650 кг в 1 м3. Соответственно в 1 десятилитровом ведре помещается: 1650х0,01=16,5 кг ПГС. Определяем количество ведер: 104/16,5=6,3 ведра.
  • Количество воды – 0,5 ведра.

Таким образом, на одно ведро цемента понадобится добавить 6,3 ведра обогащенной ПГС и 0,5 ведра воды.

Сколько ПГС надо на 1 куб бетона

Для определения сколько ПГС в 1 м3 бетона используем количество ведер и количество килограммов рассчитанных выше – на 1 десятилитровое ведро цемента, идет 6,3 ведер ПГС и 0,5 ведра воды. Приступаем к пошаговому расчету:

  • Определяем «порцию» компонентов бетона в литрах на 1 ведро (10 л) цемента: 10 (цемент)+ 63 (ПГС)+5 (вода)=78литров.
  • Определяем сколько «порций» помещается в 1 м3 (1000 л): 1000/78=12,82.
  • Определяем количество ПГС на 1 м3 бетона в литрах: 63х12+(63х0,82)=807,66л.
  • Учитывая, что в 1 м3 помещается 1 650кг рассматриваемого материала, переводим литры в кг: 1650х0,80766=1332,63 кг.

В результате расчетов получили следующие результаты: количество ПГС на куб бетона в ведрах 80,7 ведра, количество ПГС на куб бетона в килограммах 1332 кг.

Заключение

Подводя итог, необходимо дать ответ на распространенный вопрос задаваемый застройщиками: Какую смесь использовать для бетона ПГС или ОПГС? Обогащенную ПГС можно применять в состоянии поставки. На использовании обычной смеси следует остановиться подробнее.

Большинство ресурсов описывают необогащенную ПГС как материал с низким содержанием гравия и обломков, а также акцентируют внимание на том, что в составе смеси есть валуны и куски породы, имеющие большой размер (более 80 мм).

В то же время эти ресурсы дают противоречивый совет – допускают использование обычной ПГС для производства бетона своими силами, но при этом оговариваются, что размер фракции крупного заполнителя должен быть не более 80 мм.

Получается, что застройщик перед использованием материала должен ее перебрать (обогатить). Таким образом, ответ следующий: использовать необогащенный продукт можно, но понадобится изменить его качественный состав до качественного состава обогащенного продукта вручную.

Существует немало вариантов заливки фундамента. Бетон из ПГС – наиболее популярный метод укладки фундаментной основы и если делать его собственными силами непосредственно на строительной площадке, то можно значительно сэкономить бюджет. К тому же, такой вариант устройства поверхности дает 100% гарантию того, что раствор будет именно той консистенции и качества, который сможет в дальнейшем прослужить немало лет.

В этой статье мы рассмотрим, как приготовить бетон из песчано-гравийной массы, и каким должно быть соотношение цемента и ПГС для фундамента, что он набрал необходимую прочность и плотность.

Виды песчано-гравийной смеси

Песчано-гравийная смесь добывается из рек и морей. Сразу стоит отметить, что немаловажно соотношение цемента и ПГС в бетоне, а также пропорции самих составляющих смеси.

Существует два типа гравсмеси:

  1. Обогатительная (ОПГС). Этот вариант смеси характеризуется высоким содержанием гравия в сравнении с песком. Его количественная доля составляет целых ¾ от всего объема заливки. Такие пропорции цемента и ОПГС влияют на эксплуатационные характеристики бетонного раствора в целом.
  2. Классическая смесь (ПГС). В этом случае пропорции гравмассы имеют следующий вид: 20% гравия и 80% песка.

Чтобы приготовить бетон из ПГС для фундамента используется, как всегда, цемент и вода. Пропорции бетона зависят от задач, которые на него возлагаются.

Для приготовления раствора из ПГС для фундамента с высокими показателями качества опытные строители рекомендуют готовить его по такому рецепту:

  • ½ доля воды;
  • 4 доли обогащенной песчано-гравийной массы;
  • 1 доля цемента.

При необходимости количественную долю песка можно увеличивать. Но прежде чем это делать, следует разобраться, сколько процентов песка в ПГС.

При использовании классической песочно-гравийной смеси огромную роль играет марка цемента. От этого момента зависит и количественная доля воды.

Если строго соблюдать пропорции, то в конечном результате можно получить качественный раствор. При введении в смесь большого количества цементной основы получается «тяжелый» раствор, который значительным образом усложняет процесс кладки или заливки.

От качества бетона зависит надежность и долговечность строения. При этом учитывается и соотношение основных ингредиентов

Если не соблюдать пропорции ПГС и цемента для бетона, а именно увеличить процент вхождения последнего, то поверхность быстро растрескается. Также отрицательно влияет на прочностные характеристики будущей поверхности, для которых используется подобный состав смеси, и повышенное количество воды.

Если песчано-гравийная смесь готовится собственными силами, то в арсенале инструментов необходимо иметь еще и металлическую сетку, с помощью которой можно просеивать отдельные части массы и, таким образом, делать состав более однородным.

Если состав готовится для фундамента, то дополнительно вводить в состав раствора песок не нужно. Его количественной доли в гравмассе достаточно для реализации подобных целей. Тут нужно соблюсти следующие пропорции бетона:

  • цемент – 1 часть;
  • гравсмеси – 8 частей.

В некоторых случаях, когда не требуется высокое качество поверхности, используется еще один дополнительный компонент в виде щебня. Без него поверхность получается более качественной и гладкой.

Многие интересуются, можно ли использовать для расчета пропорций онлайн калькулятор? Почему нет? С его помощью можно быстро и правильно рассчитать пропорции. Допустимая доля погрешности в данном случае не превышает 5%, что по сравнению с 15-20% ошибок «на глаз» делает результат действительно качественным.

>>КАЛЬКУЛЯТОР ТУТ

Бетон — основной материал, который применяют при строительстве жилых и производственных зданий, прокладке транспортных магистралей, возведении мостов, платин, укреплении дамб и тоннелей. От прочности бетона зависит безопасность и долгий срок службы, возводимых сооружений.

Конструкционный бетон состоит из цемента, воды и твердых заполнителей. Повышенные требования к прочности и надежности фундаментов, монолитных конструкций, дамб, плотин, тоннелей успехом выполняет бетон на основе песчано-гравийной смеси (ПГС).

Основные виды ПГС

Песчано-гравийная смесь – неорганический сыпучий строительный материал.

По процентному содержанию зерен гравия в смеси различают:

  • Природную (натуральную) песчано-гравийную смесь (ПГС) с содержанием гравия 10–20%;
  • Обогащенную (отсортированную) песчано-гравийную смесь (ОПГС) с содержанием гравия 15–75%.

По происхождению и месту залегания природный вид смеси подразделяется на три типа: 

  • Горно-овражный, в котором присутствуют включения горной породы, а зерна гравия отличаются остроугольной формой.
  • Озерно-речной с гравием более плавных форм и небольшим содержание глины и ракушника.
  • Морской тип отличается однородным составом, твердыми включениями округлой формы и минимальным содержанием примесей.

Горно-овражную ПГС не используют для производства бетона из-за ее неоднородной структуры. Такой смесью засыпают котлованы, основания под транспортные магистрали, траншеи при укладке трубопроводов, используют как, дренажный слой в канализационных системах.

Бетон для строительных конструкций, требующих особой прочности, готовят из речной или морской обогащенной смеси песка и гравия.

Допустимые размеры зерен твердых фракций в ПГС по ГОСТ 23735–2014 «Смеси песчано-гравийные для строительных работ» (вступил в действие 1.07. 15) составляют:

Наименование Размер зерен, мм
песок 25–35
3-я >35–50
4-я >50–65
5-я >65–75

Согласно с ГОСТ 23735–2014 размеры зерен гравия в ОПГС не должны превышать: 10 мм; 20 мм; 40 мм или 70 мм. В особых случаях допускается максимальный размер гравия до 150 мм.

Характеристики гравия, входящего в ОПГС, такие как прочность, морозостойкость, содержание примесей, проверяют по ГОСТ 8267–93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ».

Качество песка (состав, калибр зерен, содержание пылевых и глинистых примесей) в обогащенной песчано-гравийной смеси, которую используют для приготовления бетона, должно соответствовать ГОСТ 8736–93 «Песок для строительных работ».

Как приготовить бетон из ПГС?

В зависимости от прочности на сжатие бетоны делят на классы согласно со СНиП 2.03.01–84 «Бетонные и железобетонные конструкции». Класс бетона обозначается буквой «В» и цифрой, соответствующей нагрузке в мПа, которую выдерживает кубик бетона размером 15*15*15 см. 

Более привычные для строительного рынка марки бетона обозначают буквой «М» и значениями предела прочности в кг/см2. Также маркируют и цемент, входящий в состав бетона.

В строительстве применяют марки бетонов от М100 до М450. Марка и соответственно прочность бетона зависит от количества цемента, входящего в его состав.

Для производства ходовых марок бетона используют цемент М400 и М500 в определенных пропорциях с обогащенной песчано-гравийной смесью и водой.

ОПГС для бетонной смеси должна содержать зерна гравия различных размеров. Мелкий гравий заполнит пустоты между крупными зернами и обеспечит расчетную прочность бетона.

Закупку обогащенной смеси следует осуществлять у крупных производителей, гарантирующих соответствие характеристик ОПГС нормам и стандартам.

Смешивание бетонной смеси производят ручным или механическим способом.

Механизмы и инструменты для замеса бетона непосредственно на стройплощадке:

  • бетоносмеситель;
  • лопата;
  • ведро;
  • емкость для ручного замеса.

Более качественный бетон получается при механическом способе производства из готовых обогащенных песчано-гравийных смесей.

Бетон из ПГС для фундамента

Из обогащенной смеси гравия и песка готовят бетон марок:

  • М150 – для фундаментов под небольшие одноэтажные постройки;
  • М200 – для ленточных, плитных фундаментов;
  • М250 – для монолитных и плитных фундаментов;
  • М300 – для монолитных фундаментов;
  • М400 – с ускоренным схватыванием для особо прочных фундаментов.

Чтобы улучшить адгезию смешиваемых компонентов, для приготовления бетона берут портландцемент с содержанием силикатов кальция до 80%. Это позволяет замешивать бетон при пониженных температурах, но не ниже +160С.

Содержание инородных примесей в цементе не должно превышать 20%. Специальная маркировка цемента, обозначенная буквой «Д», указывает процентное содержание нежелательных добавок в нем.

Пропорции ПГС и цемента для бетона

Пропорции для приготовления бетона из цемента марок М400, М500 и ОПГС 4-й группы с содержанием гравия 60–65% (цемент/ОПГС):

Марка бетона Пропорции, (кг) Пропорции, (л) Количество бетона на 10л (л)
цемент М400 цемент М500 цемент М400 цемент М500 цемента М400 цемента М500
1/11,6 1/13,9 10/102 10/124 78 90
1/9,2 1/11,1 10/82 10/98 64 73
1/7,6 1/9,1 10/67 10/81 54 62
1/6 1/7,1 10/53 10/63 43 50
1/5,6 1/6,7 10/49 10/59 41 47
1/3,9 1/4,8 10/35 10/42 31 36
1/3,6 1/4,3 10/32 10/37 29 32

В зависимости от влажности исходного материала, количество воды на долю сухой массы раствора может изменяться, поэтому воду добавляют частями. В начале замеса берут 2/3 части воды, постепенно добавляя воду в процессе приготовления бетона до получения однородной пластичной массы.

Опытные строители советуют готовить бетон для фундамента из обогащенной песочно-гравийной смеси в объемном соотношении 1/8 или 1/6.

В этом случае получаются марки бетона соответственно:

  • М150 и М200 из цемента М400 и М500;
  • М200 и М300 из цемента М400 и М500.

Инструкция по замесу бетона М300 из ОПГС, механическим способом, в бетоносмесителе на 125л:

  • Включают бетоносмеситель без заполнения ингредиентами.
  • Наклоняют бетоносмеситель на первую позицию и заливают 5л воды.
  • Засыпают 6 ведер ОПГС 4-й группы с размером зерен 5–20 мм.
  • Наклоняют бетоносмеситель на вторую позицию и засыпают 1 ведро цемента М500.
  • Добавляют 3л воды, в зависимости от влажности ОПГС.
  • Через 2–3 минуты по цвету и консистенции определяют готовность бетона.

При ручном замесе бетона:

  • в емкость (корыто, поддон) засыпают сухие компоненты смеси и тщательно их перемешивают лопатой;
  • формируют горку из цементной смеси и делают в ней углубление;
  • в углубление постепенно льют воду, постоянно перемешивая раствор лопатой;
  • воду добавляют до получения нужной консистенции бетона.

Практические рекомендации

Определить пропорции для замеса бетона можно без взвешивания и сложных вычислений. Метод основан на соблюдении условия, при котором получается прочный бетон. Вяжущая цементная эмульсия должна заполнить все свободное пространство между твердыми фракциями смеси.

Для этого берут мерную емкость и ведро объемом 10 л. В ведро насыпают обогащенную песчано-гравийную смесь и заливают ее водой, отмеряя объем мерной чашей. Когда вода поднимется до поверхности смеси, записывают отмеренный объем воды. Это и будет объем цемента, который нужно добавить к ОПГС.

Если в ведро с наполнителем удалось влить 2 л воды, то для получения бетона смешивают ведро ОПГС и 2-литровые мерки цемента. Пропорция цемент-смесь получится 1/5. Воду добавляют в сухую смесь порциями, пока не образуется пластичная масса.

Марочную прочность бетон набирает через 28 дней после заливки фундамента.

Но для продолжения строительства, необязательно ждать так долго. При теплой погоде через три дня бетон набирает 70% прочности, этого достаточно для возведения стен.

В холодную пору следует выждать неделю, после чего можно продолжить строительство.

Механическим или ручным способом готовят небольшие объемы бетона для ленточных фундаментов гаражей, подсобных построек, дач, одноэтажных строений. Средний объем замеса бетономешалки составляет 125–300 л, а для фундамента под дом с подвалом может понадобиться до 20 м3 бетона.

Заливать бетон слоями в течение нескольких дней недопустимо по технологии, поэтому лучше заказать готовый бетон, который подвезут в миксере прямо на стройплощадку.

Звоните +7 (499) 380-69-97

Мы проконсультируем по выбору марки и объема бетона для вашего строительного объекта. Сделаем расчет и предложим лучшее коммерческое предложение.

Возвести стойкий и прочный базис без применения бетона практически нереально, так как этот материал служит основой для любого строения. От качества бетона зависит долговечность и надежность готового здания, поэтому следует ответственно подходить к изготовлению раствора. Очень часто для строительства на частных загородных участках застройщики готовят бетон из пгс (песчано-гравийной смеси) своими руками. Перед тем, как остановить выбор на данном варианте, стоит узнать обо всех тонкостях его изготовления.

Выбор материалов

Решившись на застройку участка, следует приобрести все стройматериалы, которые могут понадобиться в работе. Закупать песчано-щебневую смесь нужно исключительно у производителей, проверенных временем.

Стоит знать, что выполняя бетон из пгс, пропорции гравия и песка в смеси могут отличаться. К примеру, в состав классической пгс (необогащенная) входит всего 20 процентов гравия, в то время как в обогащенной присутствует 75 процентов материала.

Обычно специалисты советуют применять обогащенный состав, в котором преобладает щебень. Компоненты для изготовления пгс, которые добываются со дна реки или моря, обладают высокими качественными характеристиками, поэтому именно их рекомендовано добавлять для приготовления смеси. Речные и морские компоненты (гравий и песок) практически не содержат примесей, благодаря чему приумножается сцепление смеси с остальными элементами бетона. В результате мастер гарантированно получит высококлассный бетон из пгс для фундамента, пропорции которого будут полностью соответствовать стандартам.

Тонкости приготовления раствора

Собственноручно изготовить бетонный раствор для базиса с применением гравия и песка достаточно просто. Для этого предварительно подготавливаются определенные инструменты и необходимое сырье:

  • Лопата;
  • Сухой цемент;
  • Чистая вода;
  • Песчано-гравийная смесь;
  • Ведро стандартного размера;
  • Бетономешалка или корыто, в котором будут смешиваться компоненты.

Чтобы раствор вышел качественным, при его приготовлении стоит придерживаться определенного соотношения. Если для работы применяется обогащенный состав, то идеальные пропорции пгс и цемента для бетона – 8 к 1 соответственно.

Далее, естественно, добавляется вода, объем которой определяется практическим путем исходя из состояния пгс. Нередко состав бывает увлажненным, а потому при применении смеси понадобиться в несколько раз меньше жидкости, чем при использовании сухого состава из гравия и песка. Как бы то ни было, вода вливается не сразу, а постепенно, иначе есть риск получить слишком жидкий раствор. Идеальная густота бетона аналогична густоте сметаны. Добившись такой консистенции, доливание жидкости стоит прекратить.

Если планируется использование классической смеси, то к ее подбору нужно подойти особо тщательно. Максимальный размер зерен гравия должен быть 8 см, если же фракция материала превышает данный показатель, то такая пгс для бетона не годится. Относительно пропорции для необогащенной смеси:

  • Песок и гравий – 6 частей;
  • Цемент – 1 часть.

Что касается цемента, то профессионалы советуют обратить внимание на портландцемент, обладающий прекрасными вяжущими характеристиками. Лучше всего приобрести материал М300, М500 или М600. Цемент марки 400 имеет определенный недостаток – моментальное схватывание, поэтому его использовать не стоит. Не всем известно, что быстрое застывание цемента при заливке основания чревато образованием холодных шов, ухудшающих качество уже готового базиса.

Что еще стоит помнить, изготавливая бетон из пгс? Пропорции в ведрах немного другие. Один сосуд вмещает:

  • Цемент – 15,6 кг;
  • Смесь песка и щебенки – 18 кг.

В данном случае пропорция элементов для классической смеси – 2 к 14 соответственно. Для обогащенного состава используется 1 часть цемента к 9 частям пгс. Не нужно забывать о воде. Точно следуя данным соотношениям можно получить бетон высшего качества.

Особые рекомендации

Многие мастера задаются вопросом, сколько нужно пгс на куб бетона. Чтобы рассчитать объем смеси, следует ориентироваться на массу всех элементов. Кроме того, важную роль играет и марка применяемого цемента. К примеру, для изготовления бетона М300 используется:

  • Цемент марки 400 – 0,382 т;
  • Гравий – 1,08 т;
  • Песок – 0,705 т;
  • Вода – 220 л.

Для бетона М100 применяется:

  • Цемент марки 400 – 0,214 т;
  • Гравий – 1,08 т;
  • Песок – 0,87 т;
  • Вода – 210 л.

Почти всегда производители песчано-гравийных составов указывают на мешках расход пгс на 1 м3 бетона.

Иногда используется и иная система расчетов. К примеру, для возведения базисной конструкции нужна бетонная смесь М300. Для изготовления 1 кубометра раствора понадобится:

  • Цемент – 0,38 т;
  • Гравий – 0,8 м3;
  • Песок – 0,5 м3.

Если данные методы калькуляции кажутся слишком сложными, можно пойти по самому простому пути, которым пользуются профессионалы – обратиться к специальной таблице. Достаточно найти название самого материала («бетон из пгс»), пропорции. Таблица подскажет подходящее количество всех компонентов для создания качественного раствора.

Таблица

Расчет и пропорции ПГС в видео:

Еще немного о бетоне:

beton-stroyka.ru

Сколько цемента и пгс в кубе бетона

Главная » Статьи » Сколько цемента и пгс в кубе бетона

Поговорим о бетоне на ПГС. Что такое ПГС? Это песчано-гравийная смесь. Не та смесь, что мы можем выкопать лопатой на огороде, а смесь, которая намывается со дна рек или берется из карьеров, где в историческом прошлом протекали реки. ПГС — это чистый мытый песок, в котором нет пылеватых частиц и в котором содержится какое-то количество округлых камешков.

Состав ПГС в смысле содержания в нем гравия разных фракций зависит от места залегания. В каких-то камни крупнее, в каких-то мельче, где-то их больше, а где-то меньше. Поэтому нам надо задаться вопросом, как рассчитать необходимое количество компонентов для приготовления нужной бетонной смеси.

Для начала определимся, как трактуется ПГС в нормативах. Для этого можно посмотреть ГОСТ 23735-79 (Смеси песчано-гравийные для строительных работ. Технические условия.) В частности, в первых же пунктах сообщается:

1.2. В природной песчано-гравийной смеси содержание зерен гравия размером более 5 мм должно быть не менее 10% и не более 95% по массе.

1.3. Обогащенная песчано-гравийная смесь в зависимости от содержания зерен гравия подразделяется на пять групп: от 15 до 25% св. 25 » 35% » 35 » 50% » 50 » 65%

» 65 » 75%

Пожалуй, на этом все интересное для самостройщика в этом документе заканчивается. А мы перейдем к следующему: СНиП 82-02-95 (Нормы расхода цемента при изготовлении бетонных и железобетонных изделий и конструкций).

Прежде всего познакомимся с этой таблицей в приложении Б, которая отражает соотношение между классами бетона по прочности на сжатие и марками.

Класс бетона по прочности на сжатие Средняя прочность бетона данного класса, кгс/см2, при коэффициенте вариации 13,5 % Ближайшая марка бетона по прочности Отклонение ближайшей марки бетона от средней прочности класса, %
В2 26,2 М25 -4,6
В2,5 32,7 М35 +7,0
В3,5 45,8 М50 +9,1
В5 65,5 М75 +14,5
В7,5 98,2 М100 +1,8
В10 131,0 М150 +14,5
В12,5 163,7 М150 — 8,4
В15 196,5 М200 +1,8
В20 261,9 М250 -4,5
В22,5 294,4 М300 +1,9
В25 327,4 М350 +6,9
В30 392,9 М400 +1,8
В35 458,4 М450 -1,8
В40 523,9 М500 — 4,8
В45 589,4 М600 +1,8
В50 654,8 М700 + 6,9
В55 720,3 М700 -2,8
В60 785,8 М800 + 1,8

Не стоит особо заморачиваться четвертым столбцом этой таблицы, поскольку мы не Асуанскую плотину строим. Для скромного домика, например, площадью 150 м2 не требуется особая прочность бетона даже для фундамента, как самого нагруженного, достаточно класса В7,5 (марка бетона М100). Если уж быть более точным, так даже и этого лишне. Посмотри, например, статью Фундамент. Расчет нагрузки на грунт.

Но все же возьмем за исходную марку бетона М100. И теперь обратим внимание на таблицу 21:

Класс бетона по прочности на сжатие Базовые нормы расхода цемента марки 400 для монолитных конструкций, кг/м3
В7,5 180
В10 200
В12,5 225
В15 260
В20 320
В22,5 350
В25 380
В30 440

Согласно этой таблицы базовая норма расхода цемента марки 400 для бетона марки М100 составляет 180 кг/м3. Обрати внимание: это базовая норма. Ее при необходимости надо еще подкорректировать. В частности, по марке цемента:

7.7 Базовые нормы расхода цемента (табл. 21) приведены для бетонов, изготовленных на портландцементе марки 400 и его разновидностях. При применении цемента марки 500 базовые нормы следует умножать на коэффициент 0,88, при применении цемента марки 300 — на коэффициент 1.13.

И еще:

5.10 Базовые нормы приведены для бетонов на щебне. При применении гравия их следует умножать на коэффициенты, указанные в табл. 6.

Класс бетона по прочности на сжатие В7,5 В10-В12,5 В15 В20 В22,5
Коэффициент 0,91 0,94 0,96 0,97 0,98

Из этого следует, что для бетона на ПГС вполне можно обойтись 180 * 0,91 = 163,8 кг цемента на м3 бетона. С грубым округлением — 165 кг.

А теперь самое интересное. Мы часто встречаем рецепты приготовления бетона различных марок, обозначенные примерно так: цемент:песок:вода — 1:5:0,5. Даже порой на мешках с цементом такие рецепты приводятся. И берет самостройщик этот мешок, насыпает ведро цемента, пять ведер песка и льет полведра воды.

А бетона не получается. Слишком жестко. Приходится добавлять воду, лить в замес еще в два раза больше. Почему не получается? Потому что не все осознают, что в рецептах соотношение указывается весовое, а не объемное. А те, кто приводит эти рецепты, не считают нужным обращать на это внимание.

Таким образом, получается большой перерасход цемента. Если же подходить более правильным путем, принимая 165 кг цемента на куб бетона, то для одного замеса в смесителе можно рассчитать объемное количество всех компонентов. Скажем, в барабан смесителя мы можем засыпать не более 3-х ведер ПГС.

Сначала определим удельный вес ПГС. Он может быть разным в зависимости от происхождения. Возьмем, к примеру, 1700 кг/м3. Тогда 3 ведра (конечно же, десятилитровых) ПГС будут весить примерно 51 кг. Надо сказать, что выходной объем бетона всегда будет меньше процентов на 12-15 от объема заполнителя. То есть, если мы засыплем 3 ведра ПГС, то на выходе получим 2,6 ведра бетона.

А 2,6 ведра — это 0,026 м3. И если на кубометр бетона требуется 165 кг цемента, то для получения 0,026 м3 — 0,026 * 165 = 4,29 кг. Отвесив столько цемента можно определить с достаточной точностью, какой его объем. Например, в рыхлом состоянии цемент весит порядка 1500 кг/м3. Следовательно, по объему на 1 замес требуется примерно 4,3 / 1500 = 0,0028 м3 или около 3 литров.

Теперь задача определить количество воды для такого замеса. Существует такое понятие, как водоцементное отношение. То есть, весовое отношение количества воды к количеству цемента. Самым правильным это отношение принимается значением 0,5. То есть, 0,5 кг воды на 1 кг цемента. Для наших же 4,3 кг цемента воды потребуется 2,2 кг, или 2,2 литра.

Бетон при таком количестве воды может оказаться жестким, плохо поддающимся трамбовке. Но добавлять воду не следует, поскольку это снижает прочность бетона. В крайнем случае, при добавлении воды необходимо добавить пропорциональное количество цемента, чтобы не нарушить водоцементное отношение.

Есть и другой метод, при котором в состав бетона вводятся пластификаторы. Иногда вместо спецдобавок подобного типа для пластификации применяют жидкое мыло, и даже бытовые моющие средства (Сорти, Фэйри…). На замес в три ведра берут нужное количество воды, капают в него 0,5-1 мл средства, размешивают и вливают в барабан. Пластичность бетона регулируют опытным путем изменением количества химиката.

В прилагаемом ролике я не показал применение пластификатора, чтобы показать, насколько жестким получается бетон. А вообще же я вливаю моющее средство Сорти, примерно 1 грамм. Бетон получается мягким, текучим, хорошо заполняет пустоты и трамбуется.

Поделитесь этой страницей со своими друзьями:

www.goandsee.ru

Подсчитываем расход цемента на 1 куб ( 1 м3 ) бетона.

Подсчитываем расход цемента на 1 куб ( 1 м3 ) бетона.

Бетон, цена за куб которого сегодня вполне приемлема, без сомнений, является одним из наиболее распространенных современных строительных материалов. Он создается на основе гравия или щебня, а в качестве связывающего элемента используется замешанная на воде цементно-песчаная смесь. Приготовление этого строительного материала должно сопровождаться правильными расчетами расхода цемента на 1 куб бетона, что будет во многом определять прочность итогового материала.

Конечно, проще купить имеющий оптимальный состав готовый бетон на вес, доставкой которого занимаются десятки компаний в любых регионах. Но во многих случаях залить правильный раствор в бетономешалку – это единственный способ произвести качественную укладку  на объекте.

1. Расход цемента на 1 м3 бетона нужно проводить с точностью до килограмма. Если же речь идет о расходе щебня на куб м , то здесь можно допустить погрешность в 5 килограмм. Это позволяет с предельной точностью определить жесткость, прочность и подвижность бетонного состава. Чем меньше расход мешков , тем плотнее и надежнее он получится .

2. При проведении необходимых расчетов касающихся того, как посчитать, сколько в кубе бетона должно быть цемента, важно подобрать правильную марку цементного материала. Если вы хотите минимизировать расход цементного состава, то марка должна быть не выше марки самого бетона, получаемого на выходе.

3. К примеру, если на выходе вы должны получить бетон 1 (марка М100), то цемент марки М300 должен расходоваться на уровне 160-170 килограмм на кубический метр. Если вы берете марку 400, то расходная норма для заливки увеличится до 180-195 килограмм на кубометр. Для марки М 200, соответственно, оптимальная масса будет где-то посредине, равно как и стоимость.

4. Многие специалисты рекомендуют применять частичное измерение всех компонентов, необходимых для создания бетонного раствора в любых количествах – 1 куб, 5 кубов или 7 кубов. К примеру, в соотношении бетонно — цементном можно оперировать пропорциями 1 к 5, где 1 – это доля цемента в бетонном составе. Если в растворе используется  марка М600, необходимо придерживаться пропорции 1:3, где 1 – это килограмм , а 3 – три килограмма песка на 1 куб . Если речь идет об использовании марки М400, то пропорция должна быть 1:2 – килограмм цемента на два килограмма песка.

5. Также, следует помнить о том, что добавляя в раствор воду происходит уменьшение объема раствора по отношению к сухой смеси. А это приводит к возникновению необходимости умножения всего объема на коэффициент 1,3 (применимо к расчету количества цемента). К примеру, на кубометр кирпичной кладки нужно использовать 0,3 кубических метра раствора, что приводит к необходимости использования 100 килограмм. То есть, на 1 м куб стены оптимальный расход  будет равен 100 килограмм, а на 2 куба – 200 килограмм, с учетом того, сколько весит арматура.

6. Что касается оптимального распределения составляющих частей бетонной смеси, то для 1 метра кубического  лучше всего использовать полкуба песка, 0,8 кубических метра щебня или гравия. Если говорить про цемент на куб бетона, то здесь все расчеты проводятся индивидуально. К примеру, если изготавливается бетон марки М200, идеально подходящий для формирования дорожек и заливки фундамента, то необходимо использовать 280 килограмм . Бетон марки М300, использующийся для создания плит перекрытий, лестниц и стен, требует использования 380 килограмм .

domisad.org

Как рассчитать куб бетона

Каждый человек, который решает заняться стройкой должен заранее знать, что первая задача после составления чертежа – это расчет точного количества материалов, дабы избежать перерасхода либо заморозки строительства.

Определить марку бетонного раствора следует до начала строительства.

Имея необходимые формулы расчетов можно узнать все количество с погрешностью в 1-2%.

При расчетах первым делом следует рассчитать именно количество материалов на кубометр бетона, т.к. он льется в основание, а потом сопровождает весь процесс строительства.

Косвенные параметры

При расчете объема бетона следует учитывать наличие арматуры в фундаменте.

Первым делом стоит учесть, что в емкости будет в 99 случаях из 100 не только раствор, но и арматура, следовательно, часть пространства в виде 4-5% уже будет занята. Этот параметр важно учитывать при заливке фундамента, монолитов и т.п. объемных изделий, т.к. даже 4% – это может быть несколько кубов раствора, в зависимости от объемов стройки.

Тут же следует сразу определяться с маркой будущего бетона, т.к. от этого зависят все дальнейшие формулы. При этом важно учитывать, что 2 составляющие являются постоянными в своем количестве, а 2 – переменными. Не стоит путать марку цемента и бетона, т.к. это далеко не одно и то же, ибо бетон всегда обладает более низкой маркой, нежели цемент. При расчетах следует учитывать лишь одно правило – чем большая нужна итоговая марка бетона, тем качественней должен быть цемент, и его должно быть как можно больше. Так, для раствора м35 потребуется 200 марка, тогда как для м200 надо будет уже цемент марки 500.

Вспомогательные значения

Чем крупнее песок, тем меньше требуется бетона.

Самое важное в этом пункте – это усвоить, что у строительных материалов есть срок годности, а именно у цемента он не более недели. По прошествии данного срока свойства начинают теряться, а это значит, что нельзя использовать материал по прямому назначению. Лучше всего заменить им аналогичный более низкой марки, что с одной стороны позволит избавиться от залежавшихся остатков, а с другой укрепить конструкцию в том месте, где предполагался более слабый бетон. После того, как цемент начал терять свои свойства, точно рассчитать его количество на куб невозможно.

Читайте также:  Раствор для кладки строительных блоков

Количество цемента для бетона напрямую зависит от зернистости песка. Чем крупнее песок, тем меньше потребуется основного материала. Но тут не следует особо уповать на песок и снижать до бесконечности цемент. Гравий всегда имеет примерно одни размеры, а соответственно при расчетах не имеет никаких побочных действий. Во всех расчетах используются средние данные на материалы, т.к. именно от них удобнее толкаться при дополнительных расчетах.

Смешивание также важно производить согласно технологии, ибо в случае нарушения при большом количестве бетона неожиданности могут быть разные. Так первым делом происходит в отдельной емкости замес сухой смеси до однородной массы. Требуется это для того, чтобы в итоге раствор был равномерным, а также без комочков. Затем в ковш заливается вода на 15% будущего объема, а сухая смесь засыпается равномерно сверху. После чего за 2-5 минут раствор достигает нужной консистенции.

При смешивании в обыкновенных ручных бетономешалках достигнуть объемов в кубометры будет не просто, поэтому расчет идет немного по другой схеме и уже не по весу, но согласно объему – 4 доли ПГС, 1 цемента и воды, сколько возьмет. Засыпается именно в таком порядке, но в данном случае опасаться некачественной работы уже не стоит, т.к. объемы миксеров слишком маленькие (около 50 л), а это существенно снижает шансы на неудачный исход. Рассчитать результат в данном случае проще всего.

Детальный расчет

https://youtu.be/Mzrj-h565C8?t=30s

Важно учитывать, что 2 составляющие могут менять свое количество, а 2 постоянные. Причем те, что меняют – делают это в зависимости от множества факторов таких, как температура воздуха, нужная марка, постоянные материалы и срок лежания. Расчет, приведенный ниже, используется для самой популярной марки бетона м200.

Читайте также:  Расчет расхода пескобетона на стяжку

Песок – 760-770 кг на куб. При расчетах указывается исключительно средняя зернистость.

Гравий – 1095-1105 кг. Вместо песка и гравия все чаще используется песчано-гравийная смесь (ПГС), т.к. она содержит ту же пропорцию, а время на смешивание существенно уменьшается. Рассчитать ПГС на куб можно используя среднюю арифметическую от обоих указанных выше чисел.

Цемент – 320 кг марки 500.

Вода – 160 л, но в зависимости от необходимости нередко цемент может вобрать больше на куб и тогда следует доливать до того момента, пока он будет брать.

Имея эти данные можно расчитать количество материалов на кубометр бетонного раствора, вне зависимости от его марки и ситуации приготовления.

Если при смешивании что-то пошло не так и раствор начинает вести себя необычно, то тут же следует восстановить в памяти весь процесс предварительного замеса и добавить то, чего не хватает в данном конкретном случае.

Page 2
  • Армирование
  • Виды
  • Изготовление
  • Инструменты
  • Монтаж
  • Расчёт
  • Ремонт

1pobetonu.ru

vest-beton.ru

Сколько в кубе бетона песка, щебня, цемента

Основные эксплуатационные свойства бетонных изделий, заливок существенным образом зависят от соблюдения при его изготовлении правильной технологии.

Чтобы понять, как состав, однородность замеса и другие особенности производства влияют на характеристики конструкции, рассмотрим, что такое бетон из ПГС и щебня, за счет каких физических принципов и химических процессов он приобретает свои качества, как на его свойства влияют различные факторы.

Описание и составляющие

Бетон — искусственный камнеподобный материал, в котором наполнители склеены между собой самотвердеющей связующей субстанцией — цементом.

Основной компонент

Цемент — порошкообразное связующее вещество. В строительстве для производства бетона применяется так называемый портландский вид этого материала. Его производство основано на обжиге смеси из глины и известняка. Температура в печи при этом достигает 1480°С.

Затем спекшиеся частицы (клинкер) перемалывают с добавлением гипса. Гипс необходим, чтобы управлять скоростью гидратации (схватывания) цемента при его соприкосновении с водой.

Вода

Для полного завершения реакций, протекающих в смеси, масса воды должна составлять, как минимум, 40% от массы цемента. Это соотношение уже можно принимать как отправную точку при определении, сколько воды необходимо добавлять при замешивании.

Однако не вся вода принимает участие в химических реакциях образования камнеподобных веществ. Часть жидкости превращается в гелевую субстанцию, которая заполняет собой пространство между твердыми кристаллами, отчего бетон имеет мелкопористую структуру.

Если воды будет слишком много, расстояние между кристаллами увеличится, бетон потеряет часть своей прочности. Кроме этого, вода при замерзании сама образует расширяющиеся в объеме ледяные фрагменты, рвущие прочностные связи в искусственном камне.

Наполнитель или натуральный камень

Теоретически бетон можно получить, не используя наполнитель. Однако такой бетон при застывании быстро потрескается из-за усадки. Кроме того, использование наполнителя из натурального камня удешевляет всю массу и влияет на ее эксплуатационные характеристики:

  • наполнитель из гранита придает заливке максимальную прочность, стойкость к замерзанию;
  • наполнитель из известняковых пород и смешанного гравия позволяет получить самый дешевый бетон для не самых ответственных строительных конструкций. Однородность такого бетона будет не на высоте, однако, для использования в частном строительстве его качества вполне достаточно.
Для чего в смеси нужен песок

Теперь разберемся, зачем необходимо добавлять песок. Все дело в том, что смесь из щебня и разведенного в воде цемента не обладает нужной подвижностью — способностью занимать нужный объем и растекаться. Эту характеристику бетона называют еще удобоукладываемостью.

Именно для того, чтобы в бетоне было как можно меньше воздушных пустот, а смесь полностью могла заполнить собой нужную форму, в качестве части наполнителя используется чистый песок.

Какие требования предъявляются к компонентам бетона?

Самый важный элемент — цемент, различается по маркам. Марка указывает на прочностные характеристики застывшего материала, и чем больше цифра, тем большая прочность будет у бетона.

Щебень — это натуральный камень, размолотый до осколков определенной величины. Его производят на специальных камнедробилках и просеивают через калибровочные сетки. Средний размер камней щебня называют фракцией. Для производства бетона оптимально — от 5 до 20 мм. Самый дорогой и качественный щебень — гранитный. Бетон на основе гранита — наиболее прочный и морозоустойчивый.

Гравий — смесь камней естественного природного дробления. К гравиям можно отнести, например, речную гальку. Состав его разнородный, поэтому бетон на основе гравия вместо щебня не относят к высококачественным. Кроме того, камни речного или морского гравия имеют гладкую и округлую поверхность, что снижает сцепление его с цементом.

Песчано-гранитная смесь

В частном строительстве нередко производят бетон из песчано-гравийной смеси. Это осадочный натуральный материал, состоящий, в основном, из песка и гравия. Добывают его в карьерах, причем ПГС, добытый на месте речных русел более пригоден для производства бетона, так как в нем содержится меньшее количество глины.

ПГС с добавлением песка называется обогащенной песчано-гравийной смесью (ОПГС). В ОПГС должно быть не менее 30% песка, остальное — гравий.

Песок — осадочная порода, состоящая из мелких камешков, диаметром до 3 мм.

Материал для бетона должен быть свободен от посторонних примесей, особенно глины или органических почвенных компонентов. Нередко, для повышения качества песка, его промывают водой.

Марки бетона, соотношения воды, связующего и наполнителей

В разных строительных конструкциях используются различные виды бетонов. Главные характеристики этого материала легли в основу разделения бетонных смесей по маркам. Строительные нормы определяют следующие виды марок бетона:

  • марка по прочности на сжатие. Обозначается литерой М;
  • марка по подвижности (удобоукладываемости) — П;
  • марка по морозоустойчивости — F;
  • марка по водонепроницаемости — W.

В обиходе строители чаще всего под маркой подразумевают именно прочность. В определении пригодности бетона наряду с марками используется понятие класса. Если для марки используется цифра, означающая предел прочности в кгс/см2 (при коэффициенте вариации 13,5%), то для обозначения класса используют величину давления (в мПа).

Она обозначает необходимую величину давления для разрушения куба бетона с гранью в 15 см. Причем такие результаты должны показать не менее 95% образцов. Марка и класс в основном зависят от того, сколько в смеси цемента относительно песка и щебня.

Основные марки по прочности

М100 относится к легким бетонам, используется для устройства садовых дорожек, тротуаров, отливки конструкций, не подлежащих нагружению и закрытых от атмосферных осадков. Его лучше заливать в виде стяжек внутри помещений. Пропорциональные соотношения для приготовления: на 1 часть цемента (М400) — 4,6 частей песка и 7,0 щебня. Если применять цемент М500, то соотношение будет следующим: 1:5,8:8,1.

Облегченный

М150 — облегченный бетон. Область его применения — та же что и у М100, однако эта марка может использоваться для строительства фундаментов легких строений — сараев, гаражей, беседок и т. п. Пропорции изготовления: на 1 часть цемента (М400) — 3,5 песка и 5,7 щебня или на 1 часть цемента (М500) — 4,5частей песка и 6,6 щебня.

М200 — этот бетон получил наибольшее распространение при подготовке оснований под устройство площадок, возведении подпорных стен, фундаментов, отливки межэтажных лестничных маршей. Соотношения ингредиентов: цемент М400, песок, щебень — 1:2,8:4,8. Для цемента М500 — 1:3,5:5,6.

Более прочные варианты

М250 — более прочный, чем М200. Его можно использовать для большинства конструкций в индивидуальном строительстве, включая отливку плит перекрытия (конечно, с использованием армирования). Пропорции смешивания: 1 (цемент М400):2,1 (песок):3,9 (щебень). В случае применения цемента М500 — 1:2,6:4,5.

М300 — самая распространенная разновидность с областью применения от заливки придомовых отмостков до изготовления ростверков свайных фундаментов. Его прочность вполне достаточна для устройства плитных или ленточных фундаментов 2-3 этажных домов с тяжелыми кирпичными стенами. Для приготовления необходимо соблюдать следующие соотношения: 1:1,9:3,7 (цемент М400), 1:2,4:4,3 (цемент М500).

Для фундаментов и свайных конструкций

М400 — более прочный бетон, применяется для изготовления фундаментных плит многоэтажных зданий, заливки монолитных чаш для бассейнов, производства несущих колонн и балок, банковских хранилищ. Соотношения частей для его изготовления — 1:1,2:2,7 (М400), 1:1,6:3,2 (М500).

М450 — бетон, который не применяется в частном строительстве из-за высокой стоимости, однако, он не заменим в возведении специальных фортификационных сооружений (арсеналов, заглубленных бункеров, убежищ). Его также используют при строительстве плотин и тоннелей. Смешивание компонентов производится в пропорциях: 1:1,1:2,5 (М400), 1:1,4:2,9 (для цемента М500).

Воду в смесь следует добавлять, исходя из оптимального соотношения к цементу от 0,5 до 0,75. При увеличении расхода воды, повышается подвижность смеси, однако слишком большое ее количество снижает прочность, а, следовательно, и марку бетона.

Расчеты и показатели компонентов на куб бетона

Чтобы вычислить, сколько в кубе бетона различных компонентов: песка, щебня и цемента, необходимо плотность смеси (вес 1 м3) разделить на сумму частей, используемых для смешивания. В результате получится вес одной части. Затем полученную величину умножить на количество частей, указанных в пропорциях для каждого материала.

Значение плотности для таких расчетов можно приблизительно принять:

  • для марок М100, М150 — 1600 кг/м3;
  • для М200 — 1800 кг/м3;
  • для М250, М300 — 2200 кг/м3;
  • для М400 и выше — 2500 кг/м3.

Примерный расход портландцемента на производство 1 м3 заливки приведен в таблице:

Марка бетона Цемент М400 Цемент М500
М100 170 кг на м3 144 кг на 1 м3
М150 203 кг на м3 178 кг на куб. м
М200 240 кг на м3 210 кг на куб. м
М250 302 кг на м3 260 кг на куб. м
М300 317 кг на м3 277 кг на куб. м
М400 419 кг на м3 361 кг на куб. м
М450 448 кг на м3 406 кг на куб. м

Для изготовления бетона в условиях самостоятельной стройки многие используют ОПГС. Таким образом, можно «условно» получить бетонные смеси не прочнее М300. Для приблизительного расчета количества ОПГС, достаточно сложить в приведенных выше пропорциях доли песка и щебня.

tehno-beton.ru

Пропорции цемента, песка и щебня в 1 кубе бетона

26 Янв by admin

Содержание:

  • Компоненты бетона
  • Один куб бетона
  • Простая схема замешивания бетона
  • Пропорции песка, щебня, цемента для получения 1-го куба бетона
  • Бетон является одним из наиболее востребованных материалов в области строительства. Популярность данного материала объясняется его отличными свойствами: прочность на сжатие, удобство в укладке и формовке, водонепроницаемость, водостойкость, невысокая цена.

    Многие неоднократно сталкивались с производством в домашних условиях бетона. В первую очередь интересует вопрос: в каких пропорциях его необходимо замешивать, какой расход и сколько необходимых материалов требуется. Это достаточно прочный искусственный материал, получаемый в результате отвердения жидкой смеси из вяжущих веществ, заполнителей и разных добавок.

    Не редко в строительстве используются бетонные смеси, выполненные в уникальном соотношении с добавлением разных модификаторов. Данный метод позволяет получить раствор, который максимально соответствует требованиям строительства (морозостойкость, пластичность, жаропрочность, низкое водопоглащение и т.д.).

    Компоненты бетона

    По типу вяжущих веществ бетоны разделяются на силикатные, цементные, гипсовые, полимербетоны и прочие

    Наибольшее предпочтение отдается бетонам произведенным на цементной основе, с применением гранитного щебня и песка в качестве заполнителей.

    Щебнем или гравием называется продукт, который получается в результате дробления горных пород в карьере. В его производстве возможно использование гравия или валунов, но в основном его получают из гранита.

    Гранит является наиболее твердой и плотной породой, состоящий из кристаллов слюды, кварца и полевого шпата. Данный состав отражается и на цвете гранитного щебня. Стандартные фракции данного материала обычно составляют 20-40 мм, 5-20 мм и 40-70 мм.

    Гранитный гравий производится путем дробления на мелкие фракции горных пород. Качество этого материала зависит от зернового состава, водопоглощения, прочности и радиоактивности. Он устойчивее к температурным перепадам и прочнее известкового. Производится из рыхлых осадочных пород и имеет круглую форму зёрен, размером от 3 до 10 мм.

    В свою очередь известковый гравий состоит из кальцита. Такой вид щебня производят из осадочных горных пород. Он имеет угловатую форму фракций и является экологически чистым строительным материалом.

    Любой вид гравия представляет из себя зернистый сыпучий материал. Он используется в различных областях строительства: при заполнении бетона, строительстве дорог, обустройстве территорий, облицовке и художественной отделке. Цена на него зависит от его вида. Покупая гравий, рекомендуется потребовать у продавцов гигиенический сертификат.

    Один куб бетона

    Единица исчисления во время покупки гравия называется кубический метр или кубометр. В основном один куб содержит в себе большое количество щебня весом 1,4 тонны (в зависимости от вида материала). Например известковый легче чем гранитный.

    При изготовлении бетона применяется вода, цемент и различного вида заполнители, песчано-гравийные смеси (пгс), которые бывают мелкими (такие как песок) и крупными (такие как гравий). У строителей часто возникает вопрос, как сделать правильное замешивание бетонной смеси, именно на данном этапе обычно необходимо определиться с тем, сколько цемента содержится в 1 кубе бетона и какое количество пгс необходимо.

    Сегодня существует огромное количество марок бетона, которые различаются по своему составу, а именно, по массовому или объемному соотношению содержащихся в его составе компонентов пгс. Например, для того чтобы создать один кубометр бетона марки 100, потребуется 200 кг цемента, а для создания 1 кубометра бетона марки 400, потребуется 360 кг цемента.

    Существуют различные специальные таблицы, по которым можно понять не только, какое количество цементного порошка потребуется на 1 куб бетона, а также и процентное соотношение других пгс компонентов в готовом растворе.

    Например, для наиболее ходового бетона марки 300 потребуется смешать 382 кг цементного порошка марки М400, 705 кг песка, 1080 кг гравия и 220 литров воды.

    Для марки 100 потребуется 214 кг цемента марки М400, 1080 кг гравия, 870 кг песка и 210 литров воды.

    По следующей схеме в общих чертах можно рассчитать, сколько песка содержится в 1 кубе бетона: Для бетонной смеси марки 100 на 1 объемную долю цементного порошка приходится 4 доли песка и 6 долей щебня;

    Для марки 150 соотношение цементного порошка марки М400, 3,2 доли песка и 5 долей гравия;

    Зная эти пропорции, можно без особого труда определить, например, сколько щебня содержится в одном кубе бетона и замесить любое необходимое количество качественного бетона.

    Необходимо отметить, что от марки цемента, который используется при изготовлении бетона, будут зависеть его механические и физические свойства. К примеру, если добавить цементный порошок М500 вместо М400, то марка бетона повысится (вместо 200 он будет 350). В первую очередь, для получения хорошей смеси, необходимо выбрать щебень с маркой, превышающую марку бетона которую требуется получить, в 2 раза.

    Простая схема замешивания бетона

    Если для строительства не требуется заводская точность и нет необходимости строгой выдержки марки, можно использовать упрощенную схему: на 1 часть цементного порошка берется 0,5 части воды, 4 части гравия и 2 части песка. Для того чтобы изготовить 1 кубометр бетонной смеси, при данном соотношении весовые доли пгс компонентов будут следующими: 330кг цементного порошка (0,25 м. кубических), 180 литров воды (0,18 м. кубических), 600 кг песка (0,43 м кубических), 1,25 тонны гравия (0,9 м кубических).

    Пропорции песка, щебня, цемента для получения 1-го куба бетона

    М50 380 кг. портланд цемента М400 (1) 645 кг. песка (1,69) 608 кг. гравия (1,59)

    210 л. воды (0,55)

    М75 175 кг. портланд цемента М300 (1) 945 кг. песка (5,4) 1053 кг. гравия (6,02)

    210 л. воды (1,2)

    М100 214 кг. портланд цемента М300 (1) 870 кг. песка (4,07) 1080 кг. гравия (5,05)

    210 л. воды (0,98)

    М150 235 кг. портланд цемента М400 (1) 855 кг. песка (3,64) 1080 кг. щебня (4,6)

    210 л. воды (0,89)

    М200 286 кг. портланд цемента М400 (1) 795 кг. песка (2,78) 1080 кг. щебня (3,78)

    210 л. воды (0,74)

    М250 332 кг. портланд цемента М400 (1) 750 кг. песка (2,26) 1080 кг. щебня (3,25)

    215 л. воды (0,65)

    М300 382 кг. портланд цемента М400 (1) 705 кг. песка (1,85) 1080 кг. щебня (2,83)

    220 л. воды (0,58)

    М350 428 кг. портланд цемента М400 (1) 660 кг. песка (1,54) 1080 кг. щебня (2,5)

    220 л. воды (0,51)

    Последовательность закладывания материалов в бетономешалку, оказывает влияние на качество бетона.

    nerudr.ru

    Правильные пропорции материалов для бетона

    Сколько на один кубический метр бетона нужно цемента, щебня и песка?

    Данный вопрос часто возникает у тех, кто затеял строительные работы и желает сэкономить на материале.

    Пропорции песка и щебня для бетона

    Исходя из большого опыта работы на рынке строительных смесей, можем сказать, что решение данного вопроса под силу любому, у кого есть желание. Самостоятельное изготовление бетонного раствора значительно сэкономит бюджет.

    Нужно определиться, какой марки вы хотите получить бетон. От этого будут зависеть пропорции исходных материалов.

    Хочется отметить, что неправильное соотношение смешиваемых ингредиентов может пагубно сказаться на конечном результате. Хуже всего в этой ситуации то, что это может быть обнаружено не сразу, а значительно позже, когда часть строительства на основе бетонных работ уже будет выполнена. Ситуация часто случается с новичками, легкомысленно отнесшимися к изготовлению строительной смеси. Тогда-то и придется расплачиваться за ошибки, некачественный, купленный неизвестно у кого исходный материал и пресловутое русское «авось».

    Чтобы этого не произошло, вам понадобятся качественные строительные смеси и материалы, которые вы можете приобрести в нашей компании.

    Начнем с определения, для чего нам понадобился данная смесь. От назначения раствора будет зависеть марка замешиваемого продукта и, соответственно, пропорции компонентов.

    Если нет требований строго соблюдать критерии бетонного раствора, достаточно держаться простой схемы: смешать 1 часть цемента с 0,5 частей воды, добавит 4 части щебня и 2 части песка.

    Бетон марки М100 считается самым низкокачественным и используется для заливки основания фундамента конструкции. Спектр использования бетонного раствора М150 значительно шире, чем его предшественника. Данную марку используют для внутренней черновой отделки помещений. Бетон более высокого качества М200 используют для возведения фундаментов и создания небольших бетонных конструкций. Для конструкций, предназначенных под большие нагрузки, самой ходовой раствор марки М300.

    Как правило, соблюдение точной заводской рецептуры для элементарных строительных работ не требуется. Если нет необходимости строго соблюдать марку бетонного раствора, достаточно воспользоваться простой схемой: смешать 1 часть цемента с 0,5 частей воды, добавит 4 части щебня и 2 части песка.

    Заливка бетона

    Переводя на килограммы, для куба раствора надо 330 кг. цемента, 180 л. воды, 600 кг. песка и 1250 кг. щебня. Для бытового использования данный бетон является идеальным. Единственное условие – исходный материал должно быть хороший, а хорошие материалы вы можете приобрести в нашей компании.

    купить щебень, песок и цемент надлежащего качества без примесей, а наши материалы всегда проходят необходимую сертификацию.

    Если же для выполнения работ требуется строгое соблюдение марки бетона, то вы можете обратиться за бесплатной консультацией к нашим специалистам, которые помогут вам выбрать необходимые материалы высшего качества и обеспечить своевременную доставку на объект.

    Вычислитель бетона для опор настилов

    В чем разница между бетоном и цементом?

    Слова «бетон» и «цемент» часто используются как синонимы, однако это две очень разные вещи. Бетон — это смесь цемента и других предметов, например, песка или гравия. Цемент входит в состав бетона и является «клеем», который помогает удерживать смесь. После затвердевания бетона его можно использовать для создания лестниц, тротуаров, посадочных площадок или других твердых поверхностей, а также нижних колонтитулов для настилов.

    Советы по работе с бетоном

    • Получите разрешение. Чтобы убедиться, что ваш проект соответствует местным правилам, ознакомьтесь с местными строительными нормами и правилами и получите разрешение, прежде чем начинать строительство. Затем перед началом работы вызовите инспектора, чтобы убедиться, что ваш проект соответствует требованиям к коду.
    • Требуемая толщина опор. Бетонные опоры обычно имеют требуемую толщину от 6 дюймов до 10 дюймов. Если вы выполнили домашнюю работу и проверили местные строительные нормы и правила, вы сможете узнать, какой толщины должны быть ваши опоры, чтобы соответствовать требованиям.
    • Просто добавьте воды. Мешки с бетоном поставляются предварительно смешанными, что означает, что вы просто добавляете воду и смешиваете ее в тачке или переносном миксере. После смешивания все, что вам нужно сделать, это разлить его в различные формы, чтобы создать патио, нижние колонтитулы или стены, чтобы заложить основу для вашей колоды.
    • Купи немного доп. Мы рекомендуем покупать немного больше бетона, чем то, что, по вашему мнению, вам нужно, на случай, если вы ошиблись в расчетах, случайно пролили или добавили слишком много воды в смесь.Наличие дополнительной бетонной смеси под рукой может помочь предотвратить задержки проекта или необходимость заканчиваться и покупать больше, если вы обнаружите, что вам нужно больше бетона, чем вы изначально думали.
    • Дайте время застыть. Дайте бетону примерно 24 часа для схватывания, прежде чем прикрепить основание столбов или установить вес столбов.

    Сколько стоит мешок с бетоном?

    Обычно бетон продается в предварительно смешанных 60 фунтах. и 80 фунтов. сумки. Большинство 60-фунтовых. мешки с бетоном имеют розничную стоимость от 3 долларов.10 и 3,50 доллара США, хотя вы можете купить его дешевле оптом. 80 фунтов. мешок с бетоном может стоить от 3,50 до 4,00 долларов за мешок. Тем не менее, вы можете найти его в продаже по цене $ 3,00 или меньше или получить скидку, если купите его оптом.

    Сколько стоит кубический ярд бетона?

    Пытаясь рассчитать, сколько бетона вам понадобится, представьте свой проект в кубических футах и ​​кубических ярдах:

    • 1 кубический ярд = 27 кубических футов

    Имея в виду эту формулу, вы сможете рассчитать, сколько бетона или цемента вам понадобится для вашего проекта:

    • Один мешок бетона весом 60 фунтов дает вам.45 кубических футов бетона при смешивании с 2,5 литрами воды.
      • Чтобы иметь достаточно бетона на один кубический фут, вам потребуется 2,2 мешка бетона весом 60 фунтов. Поскольку сумки продаются только целиком (а не половиной или четвертью), вам нужно будет приобрести 3 (три) 60 фунта. мешки на один кубический фут.
    • Один 80-фунтовый мешок бетона дает 60 кубических футов в сочетании с 4 литрами воды.
      • Если вы покупаете 80-фунтовые мешки с бетоном, вам понадобится 1,66 мешков с бетоном.Как и раньше, поскольку мешки с бетоном продаются только целыми партиями, вам нужно будет купить два (2) 80 фунта. мешки из бетона, чтобы сформировать один кубический фут.

    Прогноз прочности на сжатие кирпичной кладки из стабилизированного земляного блока

    Настоящее исследование исследует прочность на сжатие призм из каменной кладки из цементно-стабилизированного земляного блока с несколькими каменными блоками и комбинациями растворов для заделки швов. Прочность кладки на сжатие была определена путем одноосных испытаний на 144 призмах кладки.Было выявлено простое соотношение для получения прочности на сжатие каменной кладки из стабилизированного земляного блока на основе их соответствующей прочности на сжатие блока и раствора. Расчетная прочность на сжатие призм кладки с использованием предложенного выражения сравнивается с 14 эмпирическими уравнениями и экспериментальными данными прошлых исследований, доступных в опубликованной литературе. Прочность на сжатие, предсказываемая выражением, предложенным в настоящем исследовании, оказалась в хорошем согласии с соответствующими экспериментальными данными по сравнению с другими эмпирическими уравнениями, доступными в опубликованной литературе.

    1. Введение

    Для строительства каменной кладки используются доступные на месте блоки из различных материалов и с использованием различных производственных процессов. В последние пару десятилетий основное внимание уделялось использованию цементно-стабилизированных земляных блоков в качестве недорогого жилья в развивающихся странах [1]. Кроме того, в последнее время из-за нехватки речного песка внимание уделяется использованию каменной кладки из стабилизированных земляных блоков для строительства малоэтажных зданий.Стабилизированные земляные блоки используют местный грунт, обеспечивая при этом комфортные тепло- и звукоизоляционные свойства [2]. Однако, несмотря на эти преимущества, использование цементно-стабилизированных земляных блоков ограничивается ограниченным пониманием некоторых основных свойств материала и отсутствием соответствующих строительных стандартов. Хотя строительство с использованием цементно-стабилизированной кладки из земляных блоков практикуется иногда, точное поведение каменных конструкций этого типа еще предстоит полностью понять.

    Определение прочности кладки на сжатие является основным требованием при проектировании конструкций. Несмотря на то, что поведение при сжатии хорошо изучено для кирпичной кладки и кладки из цементных блоков, по-прежнему существует дефицит литературы о характеристиках кладки из стабилизированных земляных блоков. Кроме того, имеющаяся информация об определении прочности на сжатие цементных блоков или кирпичной кладки может быть недостаточной для определения кладки из стабилизированных земляных блоков. Прочность кладки при сжатии можно измерить экспериментально; тем не менее, испытания требуют значительных материальных и трудовых затрат.Это приводит к поиску эмпирических соотношений для прогнозирования прочности кладки на основе свойств блоков кладки (кирпича или блока) и раствора, используемого для соединительных слоев, поскольку прочность кирпича, блока и раствора может быть получена от производителя или лабораторных испытаний низкого уровня. .

    Литература показывает, что кладка из цементно-стабилизированных земляных блоков обычно состоит из блоков, которые являются относительно слабыми и мягкими по сравнению с используемым раствором. Установлено, что цементно-стабилизированные земляные блоки имеют прочность на сжатие в диапазоне 2–6 МПа, а также наблюдается, что прочность на сжатие цементного раствора (1: 6), принятого для строительства кладки в развивающихся странах, выше, чем у цементного раствора. блоки [3].Настоящее исследование направлено на прогнозирование эмпирического выражения для прочности на сжатие каменной кладки из стабилизированного земляного блока, связанной с прочностью на сжатие блоков и строительного раствора.

    2. Обзор литературы

    Прочность кладки на сжатие изучается путем испытания призм, кошелька или стены в лаборатории. Однако испытание элементов кладки для определения прочности на сжатие не является обычной практикой. С другой стороны, прочность кирпича и прочность раствора легко доступны в виде данных или могут быть легко получены путем проведения лабораторных испытаний.Поэтому многие исследователи разработали эмпирическое выражение, связывающее прочность на сжатие блока кирпич / блок, раствора и кладки [4–16].

    Несмотря на то, что прочность на сжатие кладки зависит от блоков кладки (кирпич или блок), раствора, межфазной связи между каменными блоками и раствором, влажности кладки во время шпаклевания, толщины раствора, тонкости кладки призма, качество изготовления и т. д., на нее в основном влияют свойства кладки и строительного раствора.Bennett et al. [8] предложили простое уравнение между прочностью кладки на сжатие и прочностью кирпича на сжатие; с прочностью кладки на сжатие, равной 0,3 прочности кирпича на сжатие. Однако в большинстве других эмпирических выражений также учитывается прочность раствора.

    Когда для определения прочности кладки на сжатие рассматриваются как прочность кладки, так и прочность раствора, соотношение может иметь вид [17], где,, и являются постоянными, а и являются средней прочностью на сжатие кирпичной единицы. и миномет соответственно.

    Каменная кладка обычно прочнее и жестче, чем раствор, и поэтому прочность на сжатие кладки определяется каменной кладкой, а не раствором. Следовательно, большая часть эмпирического выражения будет иметь более высокое значение, чем.

    Еврокод 6 [17] определяет значения α и β как 0,7 и 0,3 соответственно. K является постоянной величиной и зависит от типа кирпичной кладки и характеристик кирпичной кладки — характеристик раствора. Для глиняного кирпича и раствора общего назначения Еврокод 6 дает значение K от 0.От 35 до 0,55. В большинстве исследований рассматриваются как прочность блоков / кирпича, так и прочность раствора, и предлагается эмпирическое выражение в форме уравнения (1). Манн [5] провел испытания сплошных и пустотелых блоков из кирпича, бетона, легкого бетона и известнякового песчаника. Хендри и Малек [6] оценили прочность на сжатие кирпичной кладки из штабелей и кирпичей с английской связкой с прочностью раствора 3,6 МПа. Bennett et al. [8] провели испытания призм из глиняной плитки при одноосном сжатии с стыком основания под углами 0 °, 22 °.5 °, 45 °, 67,5 ° и 90 ° к горизонтали. Строительная смесь, состоящая из половины мешка цементного раствора типа N, тщательно перемешанного с семью лопатками песка, используется для этой экспериментальной программы. Димиотис и Гутледерер [9] использовали большой набор данных из опубликованных экспериментальных данных для разработки серии полиномиальных уравнений второго порядка. Gumaste et al. [10] предложили модели для оценки прочности на сжатие кирпичной кладки в Индии для призм, скрепленных стеком и английских связок. Kaushik et al. [11] провели испытания для определения одноосного монотонного поведения напряжения-деформации при сжатии и других характеристик местных полнотелых кирпичей из обожженной глины, строительного раствора и неармированных каменных призм.В этом исследовании были проведены испытания 40 образцов кирпича, изготовленных в четырех различных печах, 27 образцов кубиков из раствора трех различных классов и 84 образцов призм для кладки. Кристи и др. [12] разработали модель прогноза для определения осевой прочности кирпичной кладки после проведения экспериментов с армированными и неармированными каменными призмами, сделанными из глиняных кирпичей и кирпичей из летучей золы. Lumantarna et al. [13] провели испытания 45 каменных призм, сделанных из старинных глиняных кирпичей, извлеченных из существующих зданий в Новой Зеландии.Сархат и Шервуд [14] вывели модель прогнозирования на основе большой базы данных испытаний на сжатие призм и бумажников из необработанных бетонных блоков из имеющихся опубликованных материалов. Было использовано в общей сложности 248 средних значений прочности на сжатие кладки. Costigan et al. [15] провели испытания кирпичной кладки из обожженного глиняного кирпича, связанной гашеной извести, природной гидравлической известью и цементно-известковым раствором. Кумават [16] провел испытания, чтобы оценить кривые одноосного сжатия при сжатии для кирпичных блоков, кубиков раствора и призм кладки, построенных из раствора класса 1: 4.Для этих испытаний использовались различные смешанные растворы, полученные путем 0, 10, 20, 30 и 40% замены песка отходами глиняного кирпича. На основе своей аналитической модели каждый исследователь предложил эмпирические формулы для расчета прочности кладки на сжатие. Сводка эмпирических формул для оценки прочности кладки с помощью различных исследований представлена ​​в таблице 1.


    Ссылка Тип кирпичной кладки Прочность блока (МПа) Тип раствора Прочность раствора (МПа) Уравнения

    Еврокод 6 [17] Глиняный кирпич <75 Общего назначения <20 и <2 f b f м = K ( f b ) 0.7 ( f j ) 0,3
    Brocker [4] Глиняный кирпич f m = 0,68 ( f b ) 0,5 ( f j ) 0,33
    Mann [5] Бетонные блоки, известково-песчаные камни и кирпичи f м = 0 .83 ( f b ) 0,66 ( f j ) 0,18
    Хендри и Малек [6] f м = 0,317 ( f b ) 0,531 ( f j ) 0,208
    Дайаратнам [7] f м = 0.275 ( f b ) 0,5 ( f j ) 0,5
    Bennett et al. [8] Глиняный кирпич 2,3–35,6 Цементно-песчаный 13,2–16,7 f м = 0,3 f b
    Димиотис и Гутледерер [9] Глиняный кирпич 10–174 0,5–49 f м = 0.3266 f b (1−0,0027 f b + 0,0147 f j )
    Gumaste et al. [10] Кирпичи (фальцованные и нарезанные проволокой) 3–23 Цемент-грунт-песок 0,8–16 f м = 0,317 ( f b ) 0,866 ( f j ) 0,134
    Kaushik et al. [11] Глиняный кирпич 16.1–28,9 Цементно-известково-песчаные 3,1–20,6 f м = 0,63 ( f b ) 0,49 ( f j ) 0,32
    Christy et al. [12] Глиняный кирпич и кирпич из золы Цементно-песчаный f м = 0,35 ( f b ) 0,65 ( f j ) 0.25
    Lumantarna et al. [13] Старинный глиняный кирпич 8,5–43,4 Цементно-известково-песчаный 0,69–23,2 f м = 0,75 ( f b ) 0,75 ( f j ) 0,31
    Sarhat and Sherwood [14] Цементные блоки пустотелые 8,9–45,6 Цементно-известково-песчаные 3,65–26,9 f м = 0.886 ( f b ) 0,75 ( f j ) 0,18
    Adrain et al. [15] Глиняный кирпич 12,75 Цементно-известково-песчаный 0,6–13,3 f м = 0,56 ( f b ) 0,53 ( f j ) 0,5
    Кумават [16] Глиняный кирпич 4,61–5,54 Цементно-песчаный 24.98–28,67 f м = 0,69 ( f b ) 0,6 ( f j ) 0,35

    Хотя число эмпирических выражений были предложены для прочности на сжатие кирпичной кладки и кладки из цементных блоков, ни одно исследование не предложило простое эмпирическое выражение для прочности на сжатие кладки из стабилизированных земляных блоков. Понимание поведения кладки из стабилизированных земляных блоков имеет решающее значение при использовании нового строительного материала.В настоящее время практически отсутствуют какие-либо систематизированные данные о свойствах или эмпирическое уравнение для прогнозирования прочности каменной кладки из стабилизированных земляных блоков. Здесь следует отметить, что уравнения прогнозирования прочности кирпичной кладки могут оказаться бесполезными для понимания кладки из стабилизированных земляных блоков. Венкатарама Редди и Гупта [18] и Бей и Папайянни [19] сообщили об экспериментальных исследованиях характеристик свойств цементно-стабилизированной кладки с использованием цементно-грунтовых растворов. Однако экспериментальные данные сравнивались только с уравнением прогноза, рекомендованным Еврокодом.Это подчеркивает необходимость проведения испытаний на сжатие кладки из стабилизированного земляного блока и дальнейшей разработки простого выражения для определения прочности на сжатие кладки в зависимости от прочности на сжатие стабилизированного земляного блока и раствора.

    3. Материалы и методы
    3.1. Используемый материал

    Обычный портландцемент (OPC) был использован для приготовления стабилизированных земляных блоков и раствора для швов. Доступный местный грунт использовался в качестве заполнителя для блоков стабилизированного грунта.Для приготовления шовного раствора, помимо местного грунта, использовался природный речной песок. Почва была собрана ближе к лаборатории, которая находится в Килиноччи, Джафненский университет, Аривиал Нагер, Килиноччи. В этом исследовании использовался речной песок из четвертичных отложений в Кандавалае, который в прошлом традиционно использовался для производства цементных блоков. Свойства материала, использованного для этой экспериментальной программы, приведены в таблице 2.


    Свойства Цемент Речной песок Почва

    Удельный вес 3.15 2,67 2,37
    Насыпная плотность (кг / м 3 ) 1362 1667 1348
    Модуль дисперсности 0,67 2,95 1,09
    Глина + Ил (%) 1,5 45,8
    Песок (%) 69,2 50,2
    Гравий (%) 29.3 4,0
    Предел жидкости LL (%) 16
    Предел пластичности PL (%) 15
    Индекс пластичности PI (%) 1,07

    3.2. Детали образцов
    3.2.1. Блоки

    Сплошные блоки размером 205 × 105 × 65 мм 3 отлиты для экспериментальной программы.Блоки были приготовлены с использованием цементно-грунтового раствора 1: 4, 1: 6, 1: 8 и 1:10 по объему. Для приготовления растворной смеси использовался обычный портландцемент и местный грунт.

    3.2.2. Строительный раствор

    Для изготовления раствора для швов было выбрано три вида связующих в объемном соотношении, основанном на обозначении строительного раствора (ii), (iii) и (iv) в соответствии с BS EN 1996 [17]. Для каждого назначения раствора использовались два типа растворов: цементно-речной песок и цементно-местный грунт. Растворы готовили в смесителе с соотношением объемного объема цемент: песок или грунт 1: 5, 1: 7 и 1: 9.

    3.2.3. Masonry Prism

    Таблица 3 суммировала размеры образцов и количество образцов, использованных для экспериментальной программы. Было приготовлено сто сорок четыре образца кладки с использованием комбинации из четырех стабилизированных земляных блоков разной прочности и шести типов раствора (по три для цементно-грунтового и цементно-песчаного раствора). Призмы с использованием различных типов блоков были отлиты с использованием строительных смесей, таких как объемное соотношение цементно-грунтовой смеси 1: 5, 1: 7 и 1: 9, а также объемное соотношение 1: 5, 1: 7 и 1: 9. соотношение цементно-песчаной смеси.


    Образец Размер (мм 3 ) Обозначение Цемент: песок / грунт (по объему) Использованный материал (кг) Количество образцов
    Цемент Речной песок Почва Вода

    Блоки 205 × 105 × 65 SB1 1: 4 1.00 4,73 1,10 6
    SB2 1: 6 1,00 7,09 1,25 6
    SB3 1: 8 1,00 9,45 1,40 6
    SB4 1: 10 1,00 11,81 1,60 6

    Раствор (цемент — местная почва) 150 × 150 × 150 MSo5 1: 5 1.00 5,91 1,18 6
    MSo7 1: 7 1,00 8,27 1,32 6
    MSo9 1: 9 1,00 10,63 1,50 6

    Раствор (цементно-речной песок) 150 × 150 × 150 MSa5 1: 5 1.00 7,30 1,30 6
    MSa7 1: 7 1,00 10,23 1,55 6
    MSa9 1: 9 1,00 13,15 1,80 6

    Кладочная призма (с тремя видами местного грунтового раствора в качестве шовного слоя) 205 × 105 × 215 4 типа блоков и 3 типа раствора для швов 72 (по 6 штук для одного типа блока и одного типа раствора)

    Кладочная призма (с тремя типами раствора из речного песка в качестве соединительного слоя) 205 × 105 × 215 4 типа блоков и 3 типа раствора для швов 900 97 72 (по 6 для одного типа блока и одного типа раствора)

    Для призм использовались блоки размером 205 × 105 × 65 мм 3 размеров, блоки сохранены в нормальных условиях окружающей среды перед подготовкой образцов.Каждая призма состояла из трех блоков стабилизированного грунта и двух швов раствора толщиной 10 мм. Перед тестированием образцы хранились в закрытой лаборатории для отверждения в течение 28 дней.

    3.3. Тестирование
    3.3.1. Испытания блоков

    Прочность на сжатие стабилизированного земляного блока была определена с помощью метода с контролируемым смещением в соответствии с процедурой, принятой из EN 772-1 [20], как показано на рисунке 1 (а). Приложенная нагрузка увеличивалась со скоростью 2 мм / мин до разрушения.Прочность на сжатие была рассчитана по

    . Прочность на изгиб стабилизированных земляных блоков была определена с помощью испытаний на трехточечный изгиб в соответствии с EN 1015-11 [21]. Прочность на растяжение при изгибе рассчитывалась по формуле: где — нагрузка, приложенная к середине блока при разрушении, — расстояние между опорами, а — ширина и глубина промежуточной секции соответственно.

    Для испытания на водопоглощение блоки стабилизированного земли сушили в печи при 105 ° C в течение 24 часов.Затем блоки были погружены в воду в условиях лабораторных условий в помещении в течение 24 часов. Вес блоков в сухом и влажном состоянии измеряли и записывали. Используя уравнение (4), степень водопоглощения определяется в соответствии с ASTM C642 [22]: где — вес цементных блоков в сухом состоянии, — вес цементных блоков во влажном состоянии, — объем цементный блок.

    3.3.2. Испытания кубиков раствора

    Прочность на сжатие кубиков раствора была оценена в соответствии с европейскими стандартами EN 1015–11 [21], как показано на рисунке 1 (b).Куб раствора составлял 150 × 150 × 150 мм размером 3 , помещенный в универсальную осевую испытательную машину, и нагрузка прикладывалась при контролируемом перемещении со скоростью 2 мм / мин до тех пор, пока не произошло разрушение. Критерии испытаний и расчет на прочность были аналогичны испытанию на сжатие блоков.

    3.3.3. Испытания каменных призм

    Для определения прочности на сжатие были проведены испытания на сжатие в соответствии с EN 1052-1 [23], как показано на Рисунке 1 (c). Критерии испытаний и скорость смещения нагрузки были аналогичны испытанию на сжатие блоков.Прочность на сжатие была рассчитана с использованием

    4. Характеристики сжатия
    4.1. Свойства блоков и растворов

    Плотность, скорость водопоглощения, прочность на сжатие и прочность на изгиб стабилизированных земляных блоков были получены для блоков с различными комбинациями фракций цемента и грунта. В таблице 4 представлены детали блоков, их плотность, степень водопоглощения и средние значения прочности. Результаты, представленные в Таблице 4, показывают, что увеличение содержания цемента в блоках обеспечивает увеличение плотности и снижение скорости водопоглощения.Однако во всех случаях показатель водопоглощения был ниже минимума, рекомендованного стандартом ASTM для цементных блоков средней массы. Для блоков, изготовленных с содержанием цемента 17,5%, блоки SB1 достигли среднего значения 12,19 МПа за 28 дней, а блоки с содержанием цемента 7,8% достигли 4,61 МПа. Все средние значения прочности на сжатие блоков были выше минимума, предусмотренного (4,12 МПа) стандартом ASTM C129 [24].


    Свойство Количество испытанных образцов Тип блока
    SB1 SB2 SB3 SB4

    Содержание цемента (% ) 17.5 12,4 9,6 7,8
    Соотношение вода / цемент 1,10 1,25 1,40 1,60
    Плотность (кг / м 3 ) 12 1974 1967 1957 1944
    Плотность в сухом состоянии (кг / м 3 ) 12 1921 1911 1897 1877
    Скорость водопоглощения (кг / м 3 ) 6 164 167 173 182
    Прочность на сжатие (МПа) 6 12.19 (3,6%) 7,42 (6,3%) 5,81 (5,5%) 4,61 (5,2%)
    Предел прочности при изгибе (МПа) 6 1,12 (6,0%) 1,04 ( 6,9%) 0,97 (9,6%) 0,83 (9,2%)

    Примечание: числа в скобках указывают значения COV.

    В таблице 5 приведены данные о цементно-грунтовом и цементно-песчаном растворе, его плотности, степени водопоглощения и прочности на сжатие.Коэффициент водопоглощения находится в диапазоне 165–177 кг / м3 3 для цементно-грунтового раствора и 261–275 кг / м 3 для цементно-песчаного раствора. Скорость водопоглощения увеличивается с уменьшением содержания цемента в растворе, а цементно-грунтовый раствор имеет меньшую скорость водопоглощения, чем цементно-песчаный раствор. Поскольку почва более мелкая, чем песок, более высокий процент мелких частиц в цементно-грунтовом растворе может привести к более низкой пористости поверхности по сравнению с пористостью поверхности цементно-песчаного раствора. Более низкий показатель водопоглощения цементно-грунтового раствора можно объяснить низкой пористостью поверхности.Как и ожидалось, прочность раствора на сжатие уменьшается с увеличением доли почвы или песка в растворе. Прочность на сжатие находится в диапазоне 4,19–6,90 МПа для цементно-грунтового раствора и 1,64–4,77 МПа для цементно-песчаного раствора.


    Состав раствора
    C: So: Sa
    W / c соотношение Обозначение Плотность (кг / м 3 ) Скорость водопоглощения (кг / м 3 ) Прочность на сжатие (МПа)

    1: 5: 0 1.18 MSo5 1973 165 6,90 (4,8%)
    1: 7: 0 1,32 MSo7 1962 170 5,32 (2,6%)
    1 : 9: 0 1,50 MSo9 1949 177 4,19 (6,0%)
    1: 0: 5 1,30 MSa5 1846 261 4,77 (6,1%) )
    1: 0: 7 1.55 MSa7 1808 267 2,89 (3,7%)
    1: 0: 9 1,80 MSa9 1784 275 1,64 (6,3%)

    C, цемент; Итак, местная почва; Са, речной песок. Цифры в скобках указывают значения COV.

    4.2. Прочность на сжатие призм

    Поведение кладки из стабилизированного земляного блока при сжатии было похоже на поведение обожженного глиняного кирпича и кладки из бетонных блоков.Призмы кладки были разрушены из-за раскола с вертикальной трещиной или разрушились из-за дробления блоков, как показано на Рисунке 2. Разрушение кладки в основном основано на совместимости деформаций на стыке блоков кладки и раствора [10]. Если блок прочнее раствора, разрушение кладки было инициировано расщеплением раствора при растяжении в шве, и он распространяется на блок, вызывая вертикальную трещину в кладке. Кроме того, если граница раздела блок-строительный раствор не выдерживает сдвига из-за потери связей, блоки разрушаются при растяжении.С другой стороны, если блок был слабее строительного раствора, блок разрушался из-за раздавливания перед разрушением при раскалывании.

    Прочность на сжатие призм для кладки суммирована на рисунках 3 и 4. Результаты показывают, что прочность кладки увеличивается с увеличением прочности блоков и прочности раствора для всех типов блоков и всех типов строительных растворов. Однако это увеличение более заметно при изменении типа блока в призме кладки. Для более прочных блоков (SB1 и SB2) каменные призмы с швами из цементно-грунтового раствора показывают большую прочность на сжатие, чем призмы с швами из цементно-песчаного раствора.Однако для более слабых блоков (SB3 и SB4) призмы с обоими типами строительного раствора показывают более близкую прочность на сжатие.



    5. Оценка прочности на сжатие кладки

    Нормированная прочность на сжатие стабилизированных земляных блоков (), растворов () и призм кладки () включены в Таблицу 6. Нормированная средняя прочность на сжатие блоков () определяется в соответствии с EN 772-1 [20]. Коэффициент формы умножается на среднюю прочность блоков (), как показано в уравнении (6), чтобы получить:


    Тип блока Прочность блока ( f uc ) (МПа) Нормированная прочность блока ( f b ) (МПа) Пропорция строительного раствора Прочность строительного раствора ( f j ) (МПа) Прочность кладки ( f м ) (МПа)

    SB1 12.19 9,76 1: 9 цемент-песок 1,64 3,25
    1: 7 цемент-песок 2,89 3,35
    1: 5 цемент-песок 4,77 3,82

    SB2 7,42 5,94 1: 9 цемент-песок 1,64 1,64
    1: 7 цемент-песок 2,89 1,94
    1: 5 цементно-песчаный 4.77 2,28

    SB3 5,81 4,65 1: 9 цемент-песок 1,64 1,44
    1: 7 цемент-песок 2,89 1,54
    1: 5 цемент-песок 4,77 1,93

    SB4 4,61 3,69 1: 9 цемент-песок 1,64 1.37
    1: 7 цемент-песок 2,89 1,50
    1: 5 цемент-песок 4,77 1,83

    SB1 12,19 9,76 1: 9 цемент-грунт 4,19 4,08
    1: 7 цемент-грунт 5,32 4,30
    1: 5 цемент-грунт 6,90 4,73

    BS2 7.42 5,94 1: 9 цемент-грунт 4,19 2,10
    1: 7 цемент-грунт 5,32 2,40
    1: 5 цемент-грунт 6,90 2,63

    SB3 5,81 4,65 1: 9 цемент-грунт 4,19 1,69
    1: 7 цемент-грунт 5,32 1,78
    1: 5 цементно-грунтовый 6.90 2,16

    SB4 4,61 3,69 1: 9 цемент-грунт 4,19 1,49
    1: 7 цемент-грунт 5,32 1,51
    1: 5 цемент-грунт 6,90 1,93

    Нормированная средняя прочность на сжатие кладки () определяется в соответствии с ASTM C1314 [25].Поправочный коэффициент для высоты / толщины призм умножается на среднюю прочность призмы из каменной кладки (), как показано в уравнении (7), чтобы получить.

    Эмпирическое выражение прочности кладки на сжатие с использованием регрессионного анализа методом наименьших квадратов суммировано в Таблице 7. Из-за различий в строительном растворе заполнителя, использованного для шовного раствора, был проведен дальнейший регрессионный анализ с обработкой призм цементно-грунтовыми растворами и цементно-песчаными растворами. минометы отдельно.


    Раствор для кладки призм Регрессионная модель прочности на сжатие R 2 σ (МПа)

    Все f k = 0.25 × f b 1,03 × f м 0,28 0,97 0,19
    Цементно-речной песок f k = 0,32 × f b 0,93 × f м 0,22 0,96 0,20
    Цемент-грунт f k = 0,19 × f b 1.09 × f м 0,37 0,98 0,16

    Пригодность моделей оценивалась с помощью коэффициента детерминации () и стандартной ошибки оценка ( σ ) между экспериментально полученными значениями и значениями, полученными с помощью регрессионного анализа, согласно уравнениям (8) и (9), соответственно. где — экспериментальная прочность призмы кладки, — регрессионная оценка прочности призмы кладки, — среднее значение экспериментальной прочности призмы кладки, и представляет собой количество исследованных экспериментальных точек данных.

    Когда уравнение Еврокода 6 применяется с (глиняный кирпич группы 1 согласно коду) к данным настоящего исследования, f м, p / f м, соотношение e , R 2 и σ составляют 1,27, 0,64 и 0,63 МПа соответственно. В таблице 8 приведены f м, p / f м, отношение e , коэффициент детерминации ( R 2 ) и стандартная ошибка оценки ( σ ) для текущих экспериментальных данных с эмпирическое выражение, полученное предыдущими исследователями.Значение f m, p / f m, отношение e , близкое к единице, показывает, что значение предсказания эмпирического выражения ближе к экспериментальным данным. Отношение больше единицы указывает на то, что прогнозируемое значение переоценивает силу, а меньше единицы указывает на то, что прогнозируемое значение недооценивает значение прочности. Значение R 2 , близкое к единице, указывает на хорошее соответствие, а близкие к нулю или отрицательные значения указывают на плохое соответствие.Кроме того, как минимум σ , что означает, что разброс данных об оценочном значении минимален. Таблица 8 показывает, что единственное эмпирическое соотношение, рекомендованное Kaushik et al. [11] дает разумное совпадение с f м, p / f м, соотношением e 1,05 и R 2 ближе к 0,71.


    Артикул f м, p / f м, e R 2 σ
    COV

    Еврокод 6 [17] 1.27 0,12 0,93 0,63
    Брокер [4] 1,17 0,18 0,84 0,57
    Манн [5] 1,52 0,14 0,95 1,16
    Хендри и Малек [6] 0,49 0,17 0,93 1,60
    Дайаратнам [7] 0,60 0,20 0,71 1.32
    Bennett et al. [8] 0,78 0,16 0,86 0,75
    Димиотис и Гутледерер [9] 0,88 0,14 0,90 0,50
    Gumaste et al. [10] 0,79 0,11 0,94 0,75
    Kaushik et al. [11] 1,05 0,18 0,84 0,57
    Christy et al.[12] 0,69 0,13 0,94 1,06
    Lumantarna et al. [13] 1,91 0,11 0,94 2,21
    Сархат и Шервуд [14] 1,90 0,12 0,95 2,11
    Costigan et al. [15] 1,28 0,20 0,73 0,78
    Кумават [16] 1,44 0.15 0,88 1,01

    Для прогнозирования прочности на сжатие каменной кладки из стабилизированного земляного блока был проведен статистический регрессионный анализ с использованием 24 наборов данных, детали которых представлены в таблице 6. Уравнение прогноза, разработанное на основе регрессионного анализа 24 экспериментальных данных, приведено в таблице 7. Значение R 2 , соответствующее уравнению прочности на сжатие стабилизированного земляного блока, равно 0.97, что означает, что предложенное выражение может предсказать 96% вариаций прочности кладки.

    6. Сравнение прошлых экспериментальных результатов с прогнозными моделями

    Предложенное эмпирическое выражение для прочности на сжатие каменной кладки из стабилизированных земляных блоков проверяется на пригодность путем сравнения с экспериментальными данными, полученными в одиннадцати различных опубликованных исследованиях [4, 18, 26 –34]. Подробные данные приведены в таблице 9.


    Ссылки Размер блока (мм) Прочность блока ( f uc ) 1 (МПа) Пропорция раствора Прочность раствора (МПа) Размер призмы кладки (мм) Прочность призмы кладки ( f mc ) 2 (МПа)

    Venkatarama Reddy and Джагадиш [26] 305 × 146 × 82 2.51 Цементный раствор 1: 6 3,38 305 × 146 × 368 1,52

    Шриниваса Рао и др. [27] 305 × 146 × 100 4,94 Цементный раствор 1: 6 6,07 305 × 146 × 345 2,14

    Walker [28] 305 × 70 × 23 8,80 1: 20 цементно-грунтовый раствор 0.73 140 × 70 × 380 0,75
    305 × 70 × 47 4,00 0,73 140 × 70 × 339 0,68
    305 × 70 × 77 3,00 0,73 140 × 70 × 347 0,66
    305 × 70 × 113 1,40 0,73 140 × 70 × 347 0,43
    305 × 70 × 23 8,80 1: 3: 12 цементно-известковый раствор 1.46 140 × 70 × 368 0,77
    305 × 70 × 47 4,00 1,46 140 × 70 × 339 0,65
    305 × 70 × 77 3,00 1,46 140 × 70 × 347 0,63
    305 × 70 × 113 1,40 1,46 140 × 70 × 371 0,42
    295 × 140 × 120 3,30 1: 25 цементно-грунтовый раствор 0.75 295 × 140 × 640 1,70

    Венкатарама Редди и Гупта [18] 3 305 × 143 × 100 3,13 Цементно-грунтовый раствор 1,92 305 × 143 × 460 1,25
    3,13 Цементный раствор 1: 4 2,70 1,37
    3,13 5,40 1,23
    3.13 5,94 1,33
    5,63 1,92 2,07
    5,63 2,70 2,50
    5,63 5,40 1,76
    5,63 5,76
    5,63 5,76 2,32
    7,19 3,42 4,56
    7,19 2,70 4,84
    7,19 1,92 4.43
    7,19 6,76 5,60
    7,19 5,40 5,50
    7,19 2,70 5,25
    7,19 5,40 4,55 7,19 5,40 4,55 7,19
    Цементно-известковый раствор 1: 1: 4 5,94 5,27

    Venkatarama Reddy et al., [29] 305 × 143 × 100 10.43 1: 2: 5 цементно-грунтовый раствор 3,45 305 × 143 × 460 3,54
    10,43 1: 1: 6 цементно-известковый раствор 2,93 3,58

    Венкатарама Редди и Удай Вьяс [30] 255 × 122 × 80 5,09 1: 1: 6 цементно-известковый раствор 3,42 255 × 122 × 440 2,65
    5.09 1: 0,5: 4 цементно-известковый раствор 9,40 2,39
    11,46 1: 1: 6 цементно-известковый раствор 3,42 6,16

    Venkatarama Редди и Гупта [31] 305 × 143 × 100 7,19 Цементный раствор 1: 6 5,40 305 × 143 × 436 4,55
    7,19 1: 1: 6 цемент- известковый раствор 5.94 5,27

    Wu et al. [32] 200 × 90 × 50 1,66 1: 0,8 грунтово-песчаный раствор 1,70 290 × 200 × 530 0,88
    1,66 1: 1 грунтово-песчаный раствор 1,60 0,98
    1,66 1: 1,2 почвенно-песчаный раствор 1,39 0,95

    Вимала и Кумарасамы [33] 240 × 240 × 90 8 .20 Цементный раствор 1: 4 9,43 240 × 240 × 510 3,20
    8,20 Цементный раствор 1: 6 3,63 3,05
    8,20 Цемент 1: 8 раствор 2,02 2,87
    8,20 Цементный раствор 1:10 1,24 2,60
    8,20 Цементный раствор 1:12 0,60 2.12

    Divya et al. [34] 210 × 100 × 100 7,20 Цементный раствор 1: 3 10,00 350 × 225 × 440 5,27
    100 × 100 × 100 7,20 1: 5 цементный раствор 5,00 3,10

    Тайкавил и Томас [3] 190 × 113 × 100 4,56 Цементный раствор 1: 6 13.60 190 × 113 × 210 1,27
    4,56 Цементный раствор 1: 5 14,20 1,46
    4,56 Цементный раствор 1: 4 17,50 1,56
    4,56 Цементный раствор 1: 3 35,50 1,69

    1 В таблице приведены средние значения прочности блоков ( f uc ).Чтобы получить нормализованные значения прочности блоков ( f b ), эти значения умножаются на коэффициент формы, как показано в уравнении (6). 2 В таблице приведены средние значения прочности каменной кладки ( f mc ). Чтобы получить нормированную прочность кладки ( f м ), эти значения умножаются на коэффициенты коррекции соотношения h / t , как показано в уравнении (7). 3 Приведены значения прочности на сжатие во влажном состоянии. Однако тот же тип блока, что и у Venkatarama Reddy et al.[29] и прочность на сжатие в сухом состоянии, полученная из ранее рассчитанной нормированной прочности на сжатие.

    Расчетная прочность кладки сравнивается с экспериментальными данными. Модели прогнозирования прочности призмы кладки, предложенные 14 исследователями и в настоящем исследовании, представлены в таблицах 1 и 7, соответственно. Сравнение расчетной прочности кладки ( f м, p ) с экспериментальными данными ( f м, e ) приведено на рисунке 5.Точки данных, близкие к линиям f м, p = f м, e , указывают на то, что предсказанные значения хорошо согласуются с экспериментальными данными. Результаты показывают, что эмпирическое выражение, предложенное в настоящем исследовании, довольно хорошо подходит и неизменно лучше, чем другое эмпирическое выражение. Точка данных под линией указывает на то, что значение прогноза занижено, чем фактическая сила, а точка данных над линией указывает, что значение прогноза переоценено, чем фактическая сила.

    Среднее значение и коэффициент вариации отношения между прогнозируемой прочностью кладки к экспериментальным данным и стандартной ошибкой оценки между прогнозируемыми и экспериментальными данными приведены в таблице 10. Среднее отношение прогнозируемой прочности к экспериментальной прочности оказывается более близким. до 1,00 для настоящего исследования предсказанное уравнение и уравнение, предложенное Gumaste et al. [10]. Однако предлагаемое в настоящем исследовании уравнение дает меньшую стандартную ошибку оценки по сравнению с другими предложенными уравнениями.Это указывает на то, что отклонение предсказанной прочности от экспериментальных данных ниже для выражения, предложенного в настоящем исследовании, по сравнению с другими предложенными уравнениями.


    Каталожный номер f м, p / f м, e σ
    Среднее значение COV
    Настоящее исследование 0.95 0,47 1,19
    Еврокод 6 [17] 1,24 0,49 1,25
    Брокер [4] 1,17 0,53 1,47
    Манн [5] 1,52 0,46 1,25
    Хендри и Малек [6] 0,49 0,48 2,41
    Дайаратнам [7] 0,60 0,68 2.22
    Bennett et al. [8] 0,77 0,50 1,64
    Димиотис и Гутледерер [9] 0,89 0,49 1,44
    Gumaste et al. [10] 1,05 0,53 1,56
    Kaushik et al. [11] 0,77 0,45 1,67
    Christy et al. [12] 0,69 0,48 1.96
    Lumantarna et al. [13] 1,85 0,50 1,99
    Сархат и Шервуд [14] 1,86 0,45 1,77
    Costigan et al. [15] 1,28 0,68 1,70
    Кумават [16] 1,42 0,53 1,43

    7. Заключение

    Прочность на сжатие и Модуль упругости был определен для 144 каменных призм с использованием 24 различных комбинаций блоков и растворов.Экспериментальные результаты были использованы для разработки выражения для прочности на сжатие каменной кладки из стабилизированного земляного блока с использованием прочности на сжатие блоков и строительного раствора. Основные выводы из этого исследования можно резюмировать следующим образом: (i) На основе регрессионного анализа была выявлена ​​простая взаимосвязь для получения прочности на сжатие каменной кладки из стабилизированных земляных блоков от их соответствующей прочности на сжатие блоков и строительного раствора. Было получено предсказанное выражение, связывающее f b , f j и f m в форме выражения Еврокода 6, и константы K , α и β оказались равными 0.25, 1,03 и 0,28 с использованием нормированных средних значений прочности материала на сжатие. (Ii) Сравнение прошлых экспериментальных результатов по прочности на сжатие призм из стабилизированного земляного блока с аналитическими прогнозами настоящего исследования, которые показывают близкое соответствие между аналитическими и экспериментальными данными. по сравнению с другими предлагаемыми аналитическими прогнозами для кирпичной или цементной кладки. За исключением настоящего исследования и Gumaste et al. [10], прогнозные выражения значительно занижают или переоценивают прочность на сжатие.

    Результаты настоящего исследования были получены с использованием только четырех типов стабилизированных земляных блоков и шести типов строительного раствора; следовательно, для лучшего понимания поведения каменной кладки из стабилизированных земляных блоков необходимо будет расширить круг рассматриваемых материалов. Кроме того, имеется лишь ограниченное количество опубликованных данных о сжимающем поведении кладки из стабилизированных земляных блоков, в отличие от кирпичной или цементной кладки. Прочность кладки на сжатие зависит не только от прочности блоков и раствора, но и от других параметров, таких как отношение высоты призм к толщине, объемная доля стыков основания в объеме блока.Тем не менее, для практической цели использования этого эмпирического выражения рекомендуется провести дальнейшие исследования влияния других параметров на прочность на сжатие стабилизированных земляных блоков.

    Доступность данных

    Экспериментальные данные, использованные для подтверждения результатов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

    Благодарности

    Авторы выражают свою искреннюю благодарность за поддержку, оказанную структурной лабораторией Департамента гражданской и экологической инженерии инженерного факультета Университета Джафны.Это исследование было частично поддержано исследовательским фондом бакалавриата Университета Джафны.

    Свойства бетона при повышенных температурах

    Огнестойкость бетонных конструктивных элементов зависит от тепловых, механических и деформационных свойств бетона. Эти свойства значительно зависят от температуры, а также от состава и характеристик бетонной смеси, а также от скорости нагрева и других условий окружающей среды. В этой главе описаны основные характеристики бетона.Обсуждаются различные свойства, которые влияют на характеристики огнестойкости, а также роль этих свойств в огнестойкости. Представлено изменение термических, механических, деформационных и откольных свойств в зависимости от температуры для различных типов бетона.

    1. Введение

    Бетон широко используется в качестве основного конструкционного материала в строительстве благодаря многочисленным преимуществам, таким как прочность, долговечность, простота изготовления и негорючие свойства, которыми он обладает по сравнению с другими строительными материалами.Бетонные конструктивные элементы при использовании в зданиях должны удовлетворять соответствующим требованиям пожарной безопасности, указанным в строительных нормах [1–4]. Это связано с тем, что пожар представляет собой одно из самых тяжелых условий окружающей среды, которым могут подвергаться конструкции; поэтому обеспечение соответствующих мер противопожарной безопасности для элементов конструкции является важным аспектом проектирования здания.

    Меры пожарной безопасности конструктивных элементов измеряются с точки зрения огнестойкости, которая представляет собой продолжительность, в течение которой конструктивный элемент проявляет сопротивление в отношении структурной целостности, устойчивости и передачи температуры [5, 6].Бетон обычно обеспечивает лучшую огнестойкость из всех строительных материалов [7]. Эта превосходная огнестойкость обусловлена ​​материалами, составляющими бетон (например, цемент и заполнители), которые при химическом соединении образуют материал, который по существу инертен и имеет низкую теплопроводность, высокую теплоемкость и более медленное ухудшение прочности с температурой. Именно эта низкая скорость теплопередачи и потери прочности позволяют бетону действовать как эффективный противопожарный щит не только между соседними помещениями, но и защищать себя от повреждений от огня.

    Поведение бетонного конструктивного элемента, подверженного воздействию огня, частично зависит от термических, механических и деформационных свойств бетона, из которого он состоит. Подобно другим материалам, теплофизические, механические и деформационные свойства бетона существенно изменяются в диапазоне температур, связанных с пожарами в зданиях. Эти свойства меняются в зависимости от температуры и зависят от состава и характеристик бетона. Прочность бетона существенно влияет на его свойства как при комнатной, так и при высоких температурах.Свойства высокопрочного бетона (HSC) изменяются в зависимости от температуры иначе, чем свойства бетона нормальной прочности (NSC). Это изменение более выражено для механических свойств, на которые влияют прочность, влажность, плотность, скорость нагрева, количество микрокремнезема и пористость.

    На практике огнестойкость элементов конструкции оценивалась в основном с помощью стандартных огнестойких испытаний [8]. Однако в последние годы использование численных методов для расчета огнестойкости конструктивных элементов получает все большее распространение, поскольку эти методы расчета гораздо менее затратны и требуют много времени [9].Когда элемент конструкции подвергается определенному температурно-временному воздействию во время пожара, это воздействие вызовет предсказуемое распределение температуры в элементе. Повышенные температуры вызывают деформации и изменение свойств материалов, из которых изготовлен элемент конструкции. Зная о деформациях и изменениях свойств, обычные методы строительной механики могут применяться для прогнозирования характеристик огнестойкости конструктивного элемента. Наличие свойств материала при повышенной температуре позволяет использовать математический подход для прогнозирования огнестойкости элементов конструкции [10, 11].

    Очевидно, общая информация о свойствах бетона при комнатной температуре редко применима для расчета огнестойкости [12]. Поэтому крайне важно, чтобы специалист по пожарной безопасности знал, как расширить, исходя из априорных соображений, полезность скудных данных о свойствах, которые могут быть собраны из технической литературы. Кроме того, знание уникальных характеристик, таких как растрескивание бетона в результате пожара, имеет решающее значение для определения огнестойкости бетонных элементов конструкции.

    2. Свойства, влияющие на огнестойкость
    2.1. Общие положения

    На огнестойкость железобетонных (ЖБ) элементов влияют характеристики составляющих материалов, а именно, бетона и арматурной стали. К ним относятся (а) термические свойства, (б) механические свойства, (в) деформационные свойства и (г) специфические характеристики материала, такие как растрескивание бетона. Тепловые свойства определяют степень теплопередачи к элементу конструкции, тогда как механические свойства составляющих материалов определяют степень потери прочности и ухудшения жесткости элемента.Деформационные свойства в сочетании с механическими свойствами определяют степень деформаций и деформаций в элементе конструкции. Кроме того, растрескивание бетона в результате пожара может сыграть значительную роль в пожарных характеристиках элементов RC [13]. Все эти свойства меняются в зависимости от температуры и зависят от состава и характеристик бетона, а также арматурной стали [12]. Изменение свойств бетона, вызванное температурой, намного сложнее, чем изменение свойств арматурной стали из-за миграции влаги, а также значительного изменения ингредиентов в различных типах бетона.Таким образом, основное внимание в этой главе уделяется влиянию температуры на свойства бетона. Влияние температуры на свойства стальной арматуры можно найти в других работах [4, 12].

    Бетон доступен в различных формах, и его часто группируют по различным категориям в зависимости от веса (как бетон с нормальным весом и легкий бетон), прочности (как бетон нормальной прочности, высокой прочности и сверхвысокой прочности), наличия волокон (как простой и бетон, армированный фиброй), и эксплуатационные характеристики (как обычный бетон, так и бетон с высокими эксплуатационными характеристиками).Специалисты по пожарной безопасности также подразделяют бетон с нормальным весом на силикатный (кремнистый) и карбонатный (известняковый) бетон, в зависимости от состава основного заполнителя. Кроме того, когда небольшое количество прерывистых волокон (стальных или полипропиленовых) добавляется к бетонной смеси для улучшения характеристик, этот бетон называют фибробетоном (FRC). В этом разделе в основном обсуждаются различные свойства обычного бетона. Подчеркивается влияние прочности, веса и волокон на свойства бетона при повышенных температурах.

    Традиционно прочность на сжатие бетона составляла от 20 до 50 МПа, который классифицируется как бетон нормальной прочности (НБК). В последние годы стал широко доступен бетон с прочностью на сжатие в диапазоне от 50 до 120 МПа, который называют высокопрочным бетоном (HSC). Когда прочность на сжатие превышает 120 МПа, его часто называют бетоном со сверхвысокими характеристиками (UHP). Прочность бетона ухудшается с температурой, и скорость деградации прочности сильно зависит от прочности бетона на сжатие.

    2.2. Тепловые свойства

    Термическими свойствами, которые влияют на повышение и распределение температуры в бетонном конструктивном элементе, являются теплопроводность, удельная теплоемкость, температуропроводность и потеря массы.

    Теплопроводность — это свойство материала проводить тепло. Бетон содержит влагу в различных формах, и тип и количество влаги оказывают значительное влияние на теплопроводность. Теплопроводность обычно измеряется с помощью методов испытаний в «установившемся режиме» или «в переходных режимах» [14].Переходные методы предпочтительнее для измерения теплопроводности влажного бетона, чем стационарные методы [15–17], поскольку физико-химические изменения бетона при более высоких температурах вызывают прерывистое направление теплового потока. В среднем теплопроводность обычного бетона нормальной прочности при комнатной температуре составляет от 1,4 до 3,6 Вт / м- ° C [18].

    Удельная теплоемкость — это количество тепла на единицу массы, необходимое для изменения температуры материала на один градус, и часто выражается в терминах тепловой (теплоемкости), которая является произведением удельной теплоемкости и плотности.На удельную теплоемкость сильно влияют влажность, тип заполнителя и плотность бетона [19–21]. До 1980-х годов изменение удельной теплоемкости в зависимости от температуры определялось с помощью адиабатической калориметрии. С 80-х годов прошлого века дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК) была наиболее часто используемым методом для построения графика кривой за один проход по температуре при желаемой скорости нагрева [22, 23]. К сожалению, точность метода DSC в определении вклада явной теплоты в кажущуюся удельную теплоемкость может быть не очень хорошей (иногда она может составлять всего ± 20 процентов).Скорость повышения температуры в тестах DSC обычно составляет 5 ° C · мин -1 . При более высоких скоростях нагрева пики на кривых ДСК имеют тенденцию смещаться в сторону более высоких температур и становиться более резкими. Для температур выше 600 ° C также используется высокотемпературный дифференциальный термический анализатор (DTA) для оценки удельной теплоемкости.

    Температуропроводность материала определяется как отношение теплопроводности к объемной удельной теплоемкости материала [24]. Он измеряет скорость передачи тепла от открытой поверхности материала к внутренним слоям.Чем больше коэффициент диффузии, тем быстрее поднимается температура на определенной глубине в материале [12]. Подобно теплопроводности и удельной теплоемкости, коэффициент температуропроводности изменяется с повышением температуры в материале. Температуропроводность,, может быть рассчитана с использованием соотношения где — теплопроводность, — плотность, — удельная теплоемкость материала.

    Плотность в высушенном в печи состоянии — это масса единицы объема материала, включая само твердое вещество и поры, заполненные воздухом.При повышении температуры такие материалы, как бетон, которые имеют большое количество влаги, будут испытывать потерю массы в результате испарения влаги из-за химических реакций. Предполагая, что материал изотропен в отношении своего дилатометрического поведения, его плотность (или масса) при любой температуре можно рассчитать по термогравиметрическим и дилатометрическим кривым [24].

    2.3. Механические свойства

    Механические свойства, которые определяют огнестойкость элементов RC, — это прочность на сжатие и растяжение, модуль упругости и реакция на напряжение и деформацию составляющих материалов при повышенных температурах.

    Прочность бетона на сжатие при повышенной температуре имеет первостепенное значение для расчета огнестойкости. Прочность бетона на сжатие при температуре окружающей среды зависит от водоцементного отношения, переходной зоны раздела заполнитель-паста, условий отверждения, типа и размера заполнителя, типов добавок и типа напряжения [25]. При высокой температуре на прочность при сжатии сильно влияют прочность при комнатной температуре, скорость нагрева и связующие вещества в замесе (например, микрокремнезем, летучая зола и шлак).В отличие от термических свойств при высокой температуре, механические свойства бетона хорошо изучены. Снижение прочности в HSC не является постоянным, и, как сообщают различные авторы, наблюдаются значительные различия в потере прочности.

    Прочность бетона на растяжение намного ниже прочности на сжатие из-за легкости, с которой трещины могут распространяться под действием растягивающих нагрузок [26]. Бетон является слабым при растяжении, и для NSC предел прочности на разрыв составляет только 10% от его прочности на сжатие, а для HSC коэффициент прочности на растяжение еще больше снижается.Таким образом, предел прочности бетона при растяжении часто не учитывается при расчетах прочности при комнатной и повышенных температурах. Однако это важное свойство, потому что трещины в бетоне обычно возникают из-за растягивающих напряжений, а структурное повреждение элемента при растяжении часто возникает из-за прогрессирования микротрещин [26]. В условиях пожара прочность бетона на растяжение может быть еще более важной в случаях, когда в бетонном элементе конструкции происходит выкрашивание из-за пожара [27]. Прочность бетона на растяжение зависит почти от тех же факторов, что и прочность бетона на сжатие [28, 29].

    Еще одним свойством, влияющим на огнестойкость, является модуль упругости бетона, который уменьшается с температурой. При высокой температуре разрушение гидратированных цементных продуктов и разрыв связей в микроструктуре цементного теста снижает модуль упругости, и степень снижения зависит от потери влаги, ползучести при высокой температуре и типа заполнителя.

    2.4. Деформационные свойства

    Деформационные свойства, определяющие огнестойкость железобетонных элементов, включают тепловое расширение и ползучесть бетона и арматуры при повышенных температурах.Кроме того, переходная деформация, возникающая при повышенных температурах в бетоне, может усилить деформации в подверженных пожару бетонных конструктивных элементах.

    Термическое расширение характеризует расширение (или усадку) материала, вызванное нагревом, и определяется как расширение (усадка) единицы длины материала при повышении температуры бетона на один градус. Коэффициент теплового расширения определяется как процентное изменение длины образца на градус повышения температуры.Расширение считается положительным, когда материал удлиняется, и отрицательным (усадкой), когда он укорачивается. Как правило, тепловое расширение материала зависит от температуры и оценивается с помощью дилатометрической кривой, которая является записью частичного изменения линейного размера твердого тела при постоянно увеличивающейся или понижающейся температуре [24]. Тепловое расширение является важным свойством для прогнозирования тепловых напряжений, возникающих в элементе конструкции в условиях пожара.На тепловое расширение бетона обычно влияют тип цемента, содержание воды, тип заполнителя, температура и возраст [15, 30].

    Ползучесть, часто называемая деформацией ползучести, определяется как пластическая деформация материала, зависящая от времени. При нормальных напряжениях и температурах окружающей среды деформации из-за ползучести незначительны. Однако при более высоких уровнях напряжения и повышенных температурах скорость деформации, вызванной ползучестью, может быть значительной. Следовательно, основными факторами, влияющими на ползучесть, являются температура, уровень напряжений и их продолжительность [31].Ползучесть бетона обусловлена ​​наличием воды в его микроструктуре [32]. Удовлетворительного объяснения ползучести бетона при повышенных температурах нет.

    Переходная деформация возникает при первом нагреве бетона и не зависит от времени. В основном это вызвано термической несовместимостью заполнителя и цементного теста [6]. Переходная деформация бетона, аналогичная деформации при высокотемпературной ползучести, представляет собой сложное явление, на которое влияют такие факторы, как температура, прочность, влажность, нагрузка и пропорции смеси.

    2,5. Выкрашивание

    Помимо термических, механических и деформационных свойств, еще одним свойством, которое оказывает значительное влияние на огнестойкость бетонного конструктивного элемента, является выкрашивание [33]. Это свойство уникально для бетона и может быть определяющим фактором при определении огнестойкости структурного элемента RC [34]. Отслаивание определяется как разрыв слоев (кусков) бетона с поверхности бетонного элемента, когда он подвергается воздействию высоких и быстро растущих температур, например, при пожарах.Отслаивание может произойти вскоре после воздействия быстрого нагрева и может сопровождаться сильными взрывами или может произойти на более поздних стадиях пожара, когда бетон стал настолько слабым после нагрева, что при образовании трещин куски бетона отвалятся от поверхности. конкретный член. Последствия ограничены до тех пор, пока степень повреждения невелика, но обширное выкрашивание может привести к ранней потере стабильности и целостности. Кроме того, при растрескивании более глубокие слои бетона подвергаются воздействию высоких температур, что увеличивает скорость передачи тепла внутренним слоям элемента, включая арматуру.Когда арматура подвергается прямому воздействию огня, температура в арматуре повышается с очень высокой скоростью, что приводит к более быстрому снижению прочности (емкости) элемента конструкции. Потеря прочности арматуры в сочетании с потерей бетона из-за растрескивания значительно снижает огнестойкость конструктивного элемента [35, 36].

    В то время как растрескивание может происходить во всех типах бетона, HSC более подвержен растрескиванию, вызванному огнем, чем NSC, из-за его низкой проницаемости и более низкого водоцементного отношения по сравнению с NSC.Вызванное огнем растрескивание также зависит от ряда факторов, включая проницаемость бетона, тип воздействия огня и прочность бетона на растяжение [34, 37–40]. Таким образом, информация о проницаемости и прочности бетона на растяжение, которые меняются в зависимости от температуры, имеет решающее значение для прогнозирования вызванного огнем растрескивания бетонных элементов.

    3. Термические свойства бетона при повышенных температурах

    Термическими свойствами, которые определяют температурно-зависимые свойства бетонных конструкций, являются теплопроводность, удельная теплоемкость (или теплоемкость) и потеря массы.На эти свойства существенно влияют тип заполнителя, влажность и состав бетонной смеси. Существует множество программ испытаний для определения термических свойств бетона при повышенных температурах [16, 41–44]. Подробный обзор влияния температуры на термические свойства различных типов бетона дан Khaliq [45], Kodur et al. [46] и Флинн [47].

    3.1. Теплопроводность

    Теплопроводность бетона при комнатной температуре находится в пределах 1.4 и 3,6 Вт / м ° К и зависит от температуры [18]. На рисунке 1 показано изменение теплопроводности НБК в зависимости от температуры на основе опубликованных данных испытаний и эмпирических зависимостей. Данные испытаний собраны Халиком [45] из разных источников на основе экспериментальных данных [16, 20, 21, 24, 44, 48] и эмпирических соотношений в различных стандартах [4, 15]. Вариации измеренных данных испытаний показаны заштрихованной областью на Рисунке 1, и это изменение в отчетных данных по теплопроводности в основном связано с содержанием влаги, типом заполнителя, условиями испытаний и методами измерения, используемыми в экспериментах [15, 18–20 , 41].Следует отметить, что существует очень мало стандартизованных методов измерения тепловых свойств. На рисунке 1 также показаны верхняя и нижняя границы значений теплопроводности в соответствии с положениями EC2, и этот диапазон относится ко всем типам заполнителей. Тем не менее, теплопроводность, показанная на Рисунке 1, согласно соотношениям ASCE, применима для бетона с карбонатными заполнителями.


    Общая теплопроводность постепенно уменьшается с температурой, и это снижение зависит от свойств бетонной смеси, в частности, от влажности и проницаемости.Эта тенденция к снижению теплопроводности может быть объяснена изменением содержания влаги с повышением температуры [18].

    Теплопроводность HSC выше, чем у NSC из-за низкого соотношения w / c и использования различных связующих в HSC [49]. Обычно теплопроводность HSC находится в диапазоне от 2,4 до 3,6 Вт / м · К при комнатной температуре. Теплопроводность бетона, армированного фиброй (как стальным, так и полипропиленовым), почти соответствует той же тенденции, что и у обычного бетона, и ближе к теплопроводности HSC.Таким образом, делается вывод об отсутствии значительного влияния волокон на теплопроводность бетона в диапазоне температур 20–800 ° C [27].

    3.2. Удельная теплоемкость

    Удельная теплоемкость бетона при комнатной температуре варьируется в диапазоне от 840 Дж / кг · К до 1800 Дж / кг · К для различных типов заполнителей. Часто удельная теплоемкость выражается в терминах теплоемкости, которая является произведением удельной теплоемкости и плотности бетона. Свойство удельной теплоемкости чувствительно к различным физическим и химическим превращениям, которые происходят в бетоне при повышенных температурах.Это включает испарение свободной воды при температуре около 100 ° C, диссоциацию Ca (OH) 2 на CaO и H 2 O между 400–500 ° C и кварцевое преобразование некоторых агрегатов при температуре выше 600 ° C [ 24]. Поэтому удельная теплоемкость сильно зависит от содержания влаги и значительно увеличивается с увеличением отношения воды к цементу.

    Халик и Кодур [27] собрали результаты измерений удельной теплоемкости различных бетонов из различных исследований [16, 20, 24, 41, 44, 48]. На рисунке 2 показано изменение удельной теплоемкости для NSC в зависимости от температуры, как сообщалось в различных исследованиях, основанных на данных испытаний и различных стандартах.Удельная теплоемкость бетона остается почти постоянной до 400 ° C, затем увеличивается примерно до 700 ° C, а затем остается постоянной в диапазоне от 700 до 800 ° C. Из различных факторов тип заполнителя оказывает значительное влияние на удельную теплоемкость (теплоемкость) бетона. Этот эффект отражен в соотношениях ASCE для удельной теплоемкости бетона [15]. Бетон из карбонатного заполнителя имеет более высокую удельную теплоемкость (теплоемкость) в диапазоне температур 600–800 ° C, и это вызвано эндотермической реакцией, которая возникает в результате разложения доломита и поглощает большое количество энергии [12].Эта высокая теплоемкость в бетоне с карбонатным заполнителем помогает свести к минимуму растрескивание и повысить огнестойкость элементов конструкции.


    По сравнению с NSC, HSC демонстрирует несколько меньшую удельную теплоемкость в диапазоне температур 20–800 ° C [41]. Наличие волокон также оказывает незначительное влияние на удельную теплоемкость бетона. Для бетона с полипропиленовыми волокнами при сжигании полипропиленовых волокон образуются микроканалы для выпуска пара; и, следовательно, количество поглощенного тепла меньше при обезвоживании химически связанной воды; таким образом, его удельная теплоемкость снижается в диапазоне температур 600–800 ° C.Однако бетон со стальной фиброй показывает более высокую удельную теплоемкость в диапазоне температур 400–800 ° C, что может быть связано с дополнительным теплом, поглощаемым при обезвоживании химически связанной воды.

    3.3. Потеря массы

    В зависимости от плотности бетон обычно подразделяют на две основные группы: (1) бетон с нормальным весом с плотностью от 2150 до 2450 кг · м −3 ; и (2) легкие бетоны плотностью от 1350 до 1850 кг · м -3 . Плотность или масса бетона уменьшается с повышением температуры из-за потери влаги.На удержание массы бетона при повышенных температурах сильно влияет тип заполнителя [21, 44].

    На рис. 3 показано изменение массы бетона в зависимости от температуры для бетонов, изготовленных из карбонатных и кремнистых заполнителей. Потеря массы минимальна как для карбонатных, так и для кремнистых заполнителей до температуры около 600 ° C. Однако тип заполнителя оказывает значительное влияние на потерю массы бетона при температуре выше 600 ° C. В случае бетона из кремнистого заполнителя потеря массы незначительна даже при температуре выше 600 ° C.Однако при температуре выше 600 ° C бетон с карбонатным заполнителем испытывает больший процент потери массы по сравнению с бетоном с кремнистым заполнителем. Этот более высокий процент потери массы в бетоне с карбонатным заполнителем объясняется диссоциацией доломита в карбонатном заполнителе при температуре около 600 ° C [12].


    Прочность бетона не оказывает значительного влияния на потерю массы, и, следовательно, HSC демонстрирует ту же тенденцию в потере массы, что и NSC. Потеря массы для бетона, армированного фиброй, такая же, как и для обычного бетона при температуре до 800 ° C.При температуре выше 800 ° C потеря массы HSC, армированного стальным волокном, немного ниже, чем у простого HSC.

    4. Механические свойства бетона при повышенных температурах

    Механические свойства, которые имеют первостепенное значение при расчете огнестойкости, включают прочность на сжатие, предел прочности на растяжение, модуль упругости и реакцию деформации на напряжение при сжатии. Механические свойства бетона при повышенных температурах широко изучены в литературе по сравнению с термическими свойствами [12, 39, 50–52].Испытания механических свойств при высоких температурах обычно проводятся на образцах бетона, которые обычно представляют собой цилиндры или кубы разных размеров. В отличие от измерений свойств при комнатной температуре, где размеры образцов указаны в соответствии со стандартами, высокотемпературные механические свойства обычно проводятся на широком диапазоне размеров образцов из-за отсутствия стандартизированных спецификаций испытаний для проведения испытаний механических свойств при высоких температурах [53, 54].

    4.1. Прочность на сжатие

    На рисунках 4 и 5 показано изменение отношения прочности на сжатие для NSC и HSC при повышенных температурах, соответственно, с верхней и нижней границами (заштрихованной области), показывающими изменение диапазона представленных данных испытаний.На этих рисунках также показано изменение прочности на сжатие, полученное с использованием Еврокода [4], ASCE [15] и Kodur et al. [46] отношения; На рис. 4 показано большое, но равномерное изменение скомпилированных данных испытаний для НБК в диапазоне температур 20–800 ° C. Однако на рис. 5 показано большее изменение прочности на сжатие HSC при температуре в диапазоне от 200 ° C до 500 ° C и меньшее отклонение выше 500 ° C. Это в основном связано с тем, что для HSC при температурах выше 500 ° C было зарегистрировано меньшее количество точек данных испытаний, либо из-за возникновения растрескивания в бетоне, либо из-за ограничений в испытательной аппаратуре.Однако более широкий разброс наблюдается для NSC в этом диапазоне температур (выше 500 ° C) по сравнению с HSC, как показано на рисунках 4 и 5. Это в основном из-за большего количества точек данных испытаний, указанных для NSC в литературе и также из-за меньшей склонности НБК к растрескиванию под огнем. В целом разброс механических свойств бетона при сжатии при высоких температурах довольно велик. Эти отклонения от различных испытаний могут быть объяснены использованием различных скоростей нагрева или нагружения, размера образца и отверждения, условий при испытании (содержание влаги и возраст образца) и использования добавок.



    В случае NSC прочность бетона на сжатие незначительно зависит от температуры до 400 ° C. NSC обычно очень проницаемы и позволяют легко рассеивать поровое давление за счет водяного пара. С другой стороны, использование различных связующих в HSC дает превосходную и плотную микроструктуру с меньшим количеством гидроксида кальция, что обеспечивает положительный эффект на прочность на сжатие при комнатной температуре [55]. Такие связующие, как использование шлака и микрокремнезема, дают наилучшие результаты по повышению прочности на сжатие при комнатной температуре, что объясняется плотной микроструктурой.Однако, как упоминалось ранее, компактная микроструктура очень непроницаема и при высокой температуре становится вредной, поскольку не позволяет влаге уйти, что приводит к нарастанию порового давления и быстрому развитию микротрещин в HSC, что приводит к более быстрому ухудшению прочности и возникновению выкрашивания [27, 56, 57]. Наличие в бетоне стальной фибры помогает замедлить потерю прочности при повышенных температурах [44, 58].

    Среди факторов, непосредственно влияющих на прочность на сжатие при повышенных температурах, — начальное отверждение, содержание влаги во время испытаний, а также добавление примесей и микрокремнезема в бетонную смесь [59–63].Эти факторы не рассматриваются в литературе, и нет данных испытаний, которые показывают влияние этих факторов на высокотемпературные механические свойства бетона.

    Еще одной основной причиной значительного разброса характеристик прочности бетона при высоких температурах является использование различных условий испытаний (таких как скорость нагрева и скорость деформации) и процедур испытаний (испытание на прочность в горячем состоянии и испытание на остаточную прочность) из-за отсутствия стандартизированных методов испытаний для проведения испытаний свойств [46].

    4.2. Прочность на растяжение

    Прочность бетона на растяжение намного ниже, чем прочность на сжатие, и, следовательно, предел прочности бетона на растяжение часто не учитывается при расчетах прочности при комнатной и повышенных температурах. Однако с точки зрения огнестойкости это важное свойство, поскольку растрескивание бетона обычно происходит из-за растягивающих напряжений, а структурное повреждение элемента при растяжении часто возникает из-за развития микротрещин [26]. В условиях пожара прочность бетона на растяжение может быть еще более важной в случаях, когда в бетонном элементе происходит выкрашивание из-за пожара [27].Таким образом, информация о прочности на разрыв HSC, которая изменяется в зависимости от температуры, имеет решающее значение для прогнозирования вызванного огнем растрескивания в элементах HSC.

    Рисунок 6 иллюстрирует изменение отношения прочности на разрыв NSC и HSC при расщеплении в зависимости от температуры, как сообщалось в предыдущих исследованиях и положениях Еврокода [4, 64–66]. Отношение прочности на разрыв при данной температуре к прочности при комнатной температуре показано на рисунке 6. Заштрихованная часть на этом графике показывает диапазон изменения прочности на разрыв при расщеплении, полученный различными исследователями для NSC с обычными заполнителями.Снижение предела прочности НБК с температурой может быть объяснено слабой микроструктурой НБК, позволяющей образовывать микротрещины. При температуре 300 ° C бетон теряет около 20% своей начальной прочности на разрыв. Выше 300 ° C прочность на разрыв НБК снижается быстрыми темпами из-за более выраженного термического повреждения в виде микротрещин и достигает примерно 20% от его начальной прочности при 600 ° C.


    HSC испытывает быструю потерю прочности на разрыв при более высоких температурах из-за развития порового давления в плотных микроструктурированных HSC [55].Добавление стальной фибры в бетон увеличивает его прочность на разрыв, и это увеличение может быть на 50% выше при комнатной температуре [67, 68]. Кроме того, прочность на разрыв стального фибробетона снижается медленнее, чем у простого бетона, в диапазоне температур 20–800 ° C [69]. Эта повышенная прочность на растяжение может замедлить распространение трещин в конструкционных элементах из стального фибробетона и очень полезна, когда элемент подвергается изгибающим напряжениям.

    4.3. Модуль упругости

    Модуль упругости () различных бетонов при комнатной температуре варьируется в широком диапазоне, от 5,0 × 10 3 до 35,0 × 10 3 МПа, и зависит в основном от водоцементного отношения в смеси. , возраст бетона, метод кондиционирования, а также количество и характер заполнителей. Модуль упругости быстро уменьшается с повышением температуры, и частичное снижение существенно не зависит от типа заполнителя [70].Однако из других исследований [38, 71] выясняется, что модуль упругости бетонов с нормальным весом уменьшается с повышением температуры более быстрыми темпами, чем модуль упругости легких бетонов.

    На рисунке 7 показано изменение отношения модуля упругости при заданной температуре к модулю упругости при комнатной температуре для NSC и HSC [4, 19, 72]. Из рисунка видно, что тенденция потери модуля упругости обоих бетонов с температурой аналогична, но есть значительные различия в представленных данных испытаний.Модуль разрушения как в NSC, так и в HSC можно отнести к чрезмерным термическим напряжениям и физическим и химическим изменениям в микроструктуре бетона.


    4.4. Реакция на напряжение-деформацию

    Механический отклик бетона обычно выражается в виде соотношений напряжение-деформация, которые часто используются в качестве исходных данных в математических моделях для оценки огнестойкости бетонных конструктивных элементов. Как правило, из-за снижения прочности на сжатие и увеличения пластичности бетона наклон кривой напряжения-деформации уменьшается с повышением температуры.Прочность бетона оказывает значительное влияние на деформационную реакцию как при комнатной, так и при повышенных температурах.

    Рисунки 8 и 9 иллюстрируют стресс-деформационную реакцию NSC и HSC, соответственно, при различных температурах [72, 73]. При всех температурах и NSC, и HSC демонстрируют линейный отклик, за которым следует параболический отклик до пикового напряжения, а затем быстрый нисходящий участок до отказа. В целом установлено, что HSC имеет более крутые и более линейные кривые растяжения по сравнению с NSC при 20–800 ° C.Температура оказывает значительное влияние на реакцию напряжение-деформацию как NSC, так и HSC, как и скорость повышения температуры. Напряжение, соответствующее пиковому напряжению, начинает увеличиваться, особенно при температуре выше 500 ° C. Это увеличение является значительным, и деформация при пиковом напряжении может в четыре раза превышать деформацию при комнатной температуре. Образцы HSC демонстрируют хрупкую реакцию, о чем свидетельствует постпиковое поведение кривых напряжения-деформации, показанных на рисунке 9 [74]. В случае бетона, армированного фиброй, особенно со стальной фиброй, реакция на напряжение-деформацию более пластичная.



    5. Деформационные свойства бетона при повышенных температурах

    Деформационные свойства, включая тепловое расширение, деформацию ползучести и переходную деформацию, в значительной степени зависят от химического состава, типа заполнителя, а также химических и физических реакций, которые возникают в бетоне при нагревании [75].

    5.1. Термическое расширение

    Бетон обычно расширяется при воздействии повышенных температур. На рисунке 10 показано изменение теплового расширения НБК в зависимости от температуры [4, 15], где заштрихованная часть указывает диапазон данных испытаний, представленных различными исследователями [46, 76].Тепловое расширение бетона увеличивается от нуля при комнатной температуре до примерно 1,3% при 700 ° C, а затем обычно остается постоянным до 1000 ° C. Это повышение является значительным в диапазоне температур 20–700 ° C и в основном связано с высоким тепловым расширением, возникающим из-за составляющих заполнителей и цементного теста в бетоне. Тепловое расширение бетона осложняется другими факторами, такими как дополнительные изменения объема, вызванные изменением содержания влаги, химическими реакциями (дегидратация, изменение состава), а также ползучестью и микротрещинами в результате неоднородных термических напряжений [18].В некоторых случаях термическая усадка также может быть результатом потери воды из-за нагрева, наряду с тепловым расширением, и это может привести к отрицательному изменению общего объема, то есть к усадке, а не к расширению.


    Еврокоды [4] учитывают влияние типа заполнителя на изменение теплового расширения, чем у бетона, в зависимости от температуры. Бетон из кремнистого заполнителя имеет более высокое тепловое расширение, чем бетон из карбонатного заполнителя. Тем не менее, положения ASCE [15] предоставляют только один вариант как для кремнистого, так и для карбонатного заполнителя бетона.

    Прочность бетона и наличие фибры умеренно влияют на тепловое расширение. Скорость расширения HSC и фибробетона снижается между 600–800 ° C; однако скорость теплового расширения снова увеличивается выше 800 ° C. Замедление теплового расширения в диапазоне 600-800 ° C объясняется потерей химически связанной воды в гидратах, а увеличение расширения выше 800 ° C объясняется размягчением бетона и чрезмерным развитием микро- и макротрещин [77 ].

    5.2. Ползучесть и переходные деформации

    Зависящие от времени деформации в бетоне, такие как ползучесть и переходные деформации, значительно усиливаются при повышенных температурах под действием сжимающих напряжений [18]. Ползучесть бетона при высоких температурах увеличивается из-за выхода влаги из матрицы бетона. Это явление еще больше усиливается из-за рассеивания влаги и потери сцепления в цементном геле (C – S – H). Следовательно, процесс ползучести вызывается и ускоряется в основном двумя процессами: (1) движением влаги и обезвоживанием бетона из-за высоких температур и (2) ускорением в процессе разрыва сцепления.

    Переходная деформация возникает при первом нагреве бетона, но не возникает при повторном нагреве [78]. Воздействие высоких температур на бетон вызывает комплексные изменения влажности и химического состава цементного теста. Более того, существует несоответствие в тепловом расширении между цементным тестом и заполнителем. Следовательно, такие факторы, как изменения химического состава бетона и несоответствия в тепловом расширении, приводят к внутренним напряжениям и микротрещинам в компонентах бетона (заполнителя и цементного теста) и приводят к переходным деформациям в бетоне [75].

    Обзор литературы показывает, что имеется ограниченная информация о ползучести и неустановившейся деформации бетона при повышенных температурах [46]. Некоторые данные о ползучести бетона при повышенных температурах можно найти в работах Круза [70], Маречаля [79], Гросса [80] и Шнайдера и др. [81]. Андерберг и Теландерссон [82] провели испытания для оценки переходных деформаций и деформаций ползучести при повышенных температурах. Они обнаружили, что предварительно высушенные образцы при уровне напряжения нагрузки 45 и 67,5% были менее подвержены деформации в «положительном направлении» (расширению) под нагрузкой.При предварительном натяжении 22,5% образцы не показали значительной разницы в деформациях. Они также обнаружили, что влияние водонасыщенности не было очень значительным, за исключением свободного теплового расширения (предварительная нагрузка 0%), которое оказалось меньше для водонасыщенных образцов.

    Khoury et al. [78] изучали деформацию ползучести изначально влажного бетона при четырех уровнях нагрузки, измеренную во время первого нагрева со скоростью 1 ° C / мин. Важной особенностью этих результатов было то, что наблюдалось значительное сжатие под нагрузкой по сравнению со свободными (ненагруженными) тепловыми деформациями.Это сжатие называется «термической деформацией, вызванной нагрузкой», и считается, что фактическая термическая деформация состоит из общей термической деформации за вычетом термической деформации, вызванной нагрузкой.

    Шнайдер [75] также исследовал влияние переходных процессов и ограничения ползучести на деформацию бетона. Он пришел к выводу, что испытание на переходные процессы для измерения общей деформации или прочности бетона в наибольшей степени связано с пожарами в зданиях и, как предполагается, дает наиболее реалистичные данные, имеющие прямое отношение к пожару.Важные выводы из исследования заключаются в том, что (1) соотношение воды и цемента и исходная прочность не имеют большого значения для деформаций ползучести в переходных условиях, (2) соотношение заполнителя и цемента имеет большое влияние на деформации и критические температуры: чем тверже агрегат тем ниже тепловое расширение; поэтому общая деформация в переходном состоянии будет ниже; и (3) условия отверждения имеют большое значение в диапазоне 20–300 ° C: отвержденные на воздухе и высушенные в печи образцы имеют более низкие переходные процессы и деформации ползучести, чем образцы, отвержденные водой.

    Андерберг и Теландерссон [82] разработали основные модели ползучести и переходных деформаций в бетоне при повышенных температурах. Эти уравнения ползучести и переходной деформации при повышенных температурах, предложенные Андербергом и Теландерссоном [82], имеют следующий вид: где = деформация ползучести, = переходная деформация, = 6,28 × 10 −6 с −0,5 , = 2,658 × 10 −3 K −1 , = температура бетона (° K) за время (с), = прочность бетона при температуре, = напряжение в бетоне при текущей температуре, = константа находится в диапазоне от 1.8 и 2.35, = термическая деформация и = прочность бетона при комнатной температуре.

    Обсуждаемая выше информация о высокотемпературной ползучести и переходной деформации в основном разработана для НБК. По-прежнему отсутствуют данные испытаний и модели влияния температуры на ползучесть и переходную деформацию в HSC и фибробетоне.

    6. Выкрашивание в результате пожара

    Обзор литературы представляет противоречивую картину возникновения выкрашивания в результате пожара, а также точного механизма выкрашивания в бетоне.В то время как некоторые исследователи сообщали о взрывных растрескиваниях в бетонных конструктивных элементах, подвергшихся воздействию огня, в ряде других исследований сообщалось о незначительном или отсутствии значительных отслаиваний. Одним из возможных объяснений этой запутанной тенденции наблюдений является большое количество факторов, влияющих на скалывание, и их взаимозависимость. Тем не менее, большинство исследователей согласны с тем, что основными причинами возникновения растрескивания бетона в результате пожара являются низкая проницаемость бетона и миграция влаги в бетоне при повышенных температурах.

    Есть две общие теории, с помощью которых можно объяснить явление откола [83].

    (i) Повышение давления. Считается, что выкрашивание вызвано увеличением порового давления во время нагрева [83–85]. Чрезвычайно высокое давление водяного пара, образующееся при воздействии огня, невозможно избежать из-за высокой плотности и компактности (и низкой проницаемости) более прочного бетона. Когда эффективное поровое давление (пористость, умноженная на поровое давление) превышает предел прочности бетона на разрыв, куски бетона отваливаются от элемента конструкции. Считается, что это поровое давление приводит к прогрессирующему разрушению; то есть, чем ниже проницаемость бетона, тем больше выкрашивание из-за пожара.Это падение бетонных кусков часто может быть взрывоопасным в зависимости от пожара и характеристик бетона [38, 86].

    (ii) Сдержанное тепловое расширение. Эта гипотеза предполагает, что отслаивание является результатом ограниченного теплового расширения вблизи нагретой поверхности, что приводит к развитию сжимающих напряжений, параллельных нагретой поверхности. Эти сжимающие напряжения снимаются хрупким разрушением бетона (отслаиванием). Поровое давление может сыграть значительную роль в возникновении нестабильности в виде взрывного термического выкрашивания [87].

    Хотя отслаивание может происходить во всех бетонах, считается, что высокопрочный бетон более подвержен растрескиванию, чем бетон нормальной прочности из-за его низкой проницаемости и низкого водоцементного отношения [88, 89]. Высокое давление водяного пара, возникающее из-за быстрого повышения температуры, не может исчезнуть из-за высокой плотности (и низкой проницаемости) HSC, и это повышение давления часто достигает давления насыщенного пара. При 300 ° С поровое давление может достигать 8 МПа; такое внутреннее давление часто бывает слишком высоким, чтобы ему могла противостоять смесь HSC, имеющая предел прочности на разрыв примерно 5 МПа [84].Осушенные условия на нагретой поверхности и низкая проницаемость бетона приводят к сильным градиентам давления у поверхности в виде так называемого «засора влаги» [38, 86]. Когда давление пара превышает предел прочности бетона на разрыв, куски бетона отваливаются от элемента конструкции. В ряде тестовых наблюдений на колоннах HSC было обнаружено, что скалывание часто носит взрывной характер [19, 90]. Следовательно, отслаивание является одной из основных проблем при использовании HSC в строительстве и должно быть должным образом учтено при оценке противопожарных характеристик [91].Выкрашивание в колоннах NSC и HSC сравнивается на Рисунке 11 с использованием данных, полученных в результате натурных испытаний на огнестойкость нагруженных колонн [92]. Видно, что в колонне HSC, подвергшейся воздействию огня, растрескивание является весьма значительным.


    Степень отслаивания зависит от ряда факторов, включая прочность, пористость, плотность, уровень нагрузки, интенсивность пожара, тип заполнителя, относительную влажность, количество микрокремнезема и других примесей [34, 93, 94]. Многие из этих факторов взаимозависимы, и это делает прогноз выкрашивания довольно сложным.Изменение пористости в зависимости от температуры является наиболее важным свойством, необходимым для прогнозирования откольных характеристик HSC [33]. Noumowé et al. провели измерения пористости образцов НСК и ГСК с помощью ртутного порозиметра при различных температурах [88, 95].

    Основываясь на ограниченных испытаниях на огнестойкость, исследователи предположили, что растрескивание в HSC может быть минимизировано путем добавления полипропиленовых волокон в смесь HSC [85, 96–101]. Полипропиленовые волокна плавятся, когда температура в бетоне достигает примерно 160–170 ° C, и это создает в бетоне поры, достаточные для снижения давления пара, возникающего в бетоне.Другой альтернативой для ограничения образования сколов, вызванных возгоранием, в колоннах HSC является использование изогнутых стяжек, при которых стяжки загнуты под углом 135 ° в бетонную сердцевину [102].

    7. Соотношения высокотемпературных свойств бетона

    Существуют ограниченные определяющие соотношения для высокотемпературных свойств бетона в нормах и стандартах, которые могут использоваться для пожарного проектирования. Эти отношения можно найти в руководстве ASCE [15] и в Еврокоде 2 [4]. Kodur et al. [46] собрали различные соотношения, которые доступны для термического, механического и деформирования бетона при повышенных температурах.

    Существуют некоторые различия в определяющих соотношениях для высокотемпературных свойств бетона, используемых в европейских и американских стандартах. Конституционные отношения в Еврокоде применимы к NSC и HSC, в то время как отношения в практическом руководстве ASCE применимы только к NSC. Основные соотношения для высокотемпературных свойств бетона, указанные в Еврокоде и руководстве ASCE, приведены в Таблице 1. В дополнение к этим основным моделям, Kodur et al.[93] предложили определяющие отношения для HSC, которые являются расширением отношений ASCE для NSC. Эти отношения для HSC также включены в Таблицу 1.


    NSC — Руководство ASCE 1992 HSC — Kodur et al. 2004 [10] NSC и HSC — EN1992-1-2: 2004 [4]

    Соотношение напряжение-деформация

    .


    ,
    .
    .
    For Еврокод допускает использование как линейной, так и нелинейной нисходящей ветви в численном анализе.
    Параметры этого уравнения см. В таблице 2.

    Теплоемкость Бетон из кремнистого заполнителя

    Бетон из карбонатного заполнителя
    Бетон из кремнистого заполнителя

    Бетон из карбонатного заполнителя
    Удельная теплоемкость ( Дж / кг C)
    , для 20 ° C ≤ ° C,
    , для 100 ° C <≤ 200 ° C,
    , для 200 ° C <° C,
    , для 400 ° C <≤ 1200 ° C.
    Изменение плотности (кг / м 3 )
    = Контрольная плотность
    для 20 ° C ≤ ≤ 115 ° C,

    для 115 ° C <≤ 200 ° C,

    для 200 ° C <≤ 400 ° C,

    для 400 ° C <≤ 1200 ° C,
    Тепловая мощность =.

    Теплопроводность Бетон из кремнистого заполнителя

    Бетон из карбонатного заполнителя
    Бетон из кремнистого заполнителя
    .
    Бетон с карбонатным заполнителем
    Все типы:
    Верхний предел:,
    для 20 ° C ≤ ≤ 1200 ° C.
    Нижний предел:
    ,
    для 20 ° C ≤ ≤ 1200 ° C.

    Термическая деформация Все типы:
    .
    Все типы:
    .
    Кремнистые заполнители:
    , для 20 ° C ≤ ≤ 700 ° C.
    , для 700 ° C <≤ 1200 ° C,
    Известковые заполнители:
    , для 20 ° C ≤ ≤ 805 ° C.
    , для 805 ° C <≤ 1200 ° C.

    0,038 932 932 932 932 932 932 932 932 932 932

    Темп.° F Темп. ° C NSC HSC
    Кремнистый агломерат. Известняковая агг.
    Класс 1 Класс 2 Класс 3

    68 20 1252 1 0,0025 0,02 1 1 1
    212 100 1 0.004 0,0225 1 0,004 0,023 0,9 0,75 0,75
    392 200 0,95 0,0055 0,025 0,97 0,97 0,9 0,75 0,70
    572 300 0,85 0,007 0,0275 0,91 0,007 0.028 0,85 0,75 0,65
    752 400 0,75 0,01 0,03 0,85 0,01 0,03 0,75 0,75

    15

    0,4 500 0,6 0,015 0,0325 0,74 0,015 0,033 0,60 0,60 0,30
    1112 600 0.45 0,025 0,035 0,6 0,025 0,035 0,45 0,45 0,25
    1292 700 0,3 0,025 0,0375 0,0375 0,025 0,0375 0,0375 0,30 0,30 0,20
    1472 800 0,15 0,025 0,04 0,27 0.025 0,04 0,15 0,15 0,15
    1652 900 0,08 0,025 0,0425 0,15 0,025 0,043

    7
    0,0900 0,07
    1832 1000 0,04 0,025 0,045 0,06 0,025 0,045 0,04 0,075 0.04
    2012 1100 0,01 0,025 0,0475 0,02 0,025 0,048 0,01 0,038 0,01
    2192 0,01
    2192 0 0 0 0

    Еврокод классифицирует HSC на три класса * в зависимости от его прочности на сжатие, а именно:
    (i) класс 1 для бетона с прочностью на сжатие между C55 / 67 и C60 / 75,
    (ii) класс 2 для бетона с прочностью на сжатие между C70 / 85 и C80 / 95,
    (iii) класс 3 для бетона с сжатием прочность выше, чем C90 / 105.
    Обозначение прочности C55 / 67 относится к марке бетона с характеристической прочностью цилиндра и куба 55 Н / мм 2 и 67 Н / мм 2 соответственно.
    * Примечание: если фактическая характеристическая прочность бетона, вероятно, будет более высокого класса, чем указанный в проекте; относительное снижение прочности для более высокого класса следует использовать для пожарного расчета.

    Основное различие между европейскими соотношениями высокотемпературных составляющих для бетона и ASCE заключается во влиянии типа заполнителя на свойства бетона.Еврокод специально не учитывает влияние типа заполнителя на теплоемкость бетона при высоких температурах. В Еврокоде такие свойства, как удельная теплоемкость, изменение плотности и, следовательно, теплоемкость, считаются одинаковыми для всех типов заполнителей, используемых в бетоне. Для теплопроводности бетона Еврокод предлагает верхнюю и нижнюю границы без указания того, какой предел использовать для данного типа заполнителя в бетоне. Кроме того, Еврокод классифицирует HSC на три класса в зависимости от его прочности на сжатие, а именно: (i) класс 1 для бетона с прочностью на сжатие от C55 / 67 до C60 / 75, (ii) класс 2 для бетона с прочностью на сжатие между C70 / 85. и C80 / 95, (iii) класс 3 для бетона с прочностью на сжатие выше, чем C90 / 105.

    8. Резюме

    Бетон при повышенных температурах претерпевает значительные физико-химические изменения. Эти изменения вызывают ухудшение свойств при повышенных температурах и создают дополнительные сложности, такие как растрескивание HSC. Таким образом, термические, механические и деформационные свойства бетона существенно изменяются в диапазоне температур, связанных с пожарами в зданиях. Кроме того, многие из этих свойств зависят от температуры и чувствительны к параметрам (методам) испытаний, таким как скорость нагрева, скорость деформации, температурный градиент и т. Д.

    На основании информации, представленной в этой главе, очевидно, что высокотемпературные свойства бетона имеют решающее значение для моделирования реакции железобетонных конструкций на пожар. Существует много данных о термических, механических и деформационных свойствах НБК и ГСК при высоких температурах. Однако данные о свойствах новых типов бетона при высоких температурах, таких как самоуплотняющийся бетон и зольный бетон, при повышенных температурах очень ограничены.

    Обзор свойств материалов, представленный в этой главе, представляет собой общий обзор имеющейся в настоящее время информации.Дополнительные подробности, относящиеся к конкретным условиям, на которых развиваются эти свойства, можно найти в цитированных ссылках. Кроме того, при использовании свойств материала, представленных в этой главе, должное внимание следует уделять свойствам замеса партии и другим характеристикам, таким как скорость нагрева и уровень загрузки, поскольку свойства при повышенных температурах зависят от ряда факторов.

    Заявление об ограничении ответственности

    Некоторые коммерческие продукты указаны в этом документе, чтобы надлежащим образом описать экспериментальную процедуру.Ни в коем случае такая идентификация не подразумевает рекомендаций или одобрения со стороны автора, а также не подразумевает, что идентифицированный продукт или материал является наилучшим из доступных для этой цели.

    Конфликт интересов

    Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов относительно публикации данной статьи.

    Плиты на земле: допуски по толщине плиты и основанию

    Толщина плиты является важнейшим единственным фактором, определяющим несущую способность плиты на земле.В то время как другие факторы, включая прочность бетона на сжатие, толщину и качество основного материала и жесткость основания, важны, они играют второстепенную роль по сравнению с толщиной плиты. По этой причине толщина плиты и допуски на основание имеют решающее значение и обычно указываются в контрактных документах.

    Опорная система
    Опорная система состоит из основания, подосновы и подъяруса. Основание, расположенное непосредственно под плитой, обычно состоит из щебня и гравия и непосредственно поддерживает плиту.Иногда проектировщик может указать основание, состоящее из щебня, гравия, отобранных или стабилизированных грунтов, чтобы усилить жесткость опорной системы, особенно если основание или существующие грунты низкого качества.

    Поскольку основной материал находится в непосредственном контакте с плитой, он должен быть гладким, твердым и хорошо уплотненным. Кроме того, подрядчик должен выровнять основной материал по высоте. В противном случае толщина плиты может быть больше или меньше указанной толщины. Если предположить, что высота верхней части плиты правильная, плита будет толще, если отметка основания низкая, и тоньше, если отметка основания высокая.

    Допуски
    ACI 117-10 состояния 1 :

    4.4.5 Мелкозернистый грунт непосредственно под плитами на земле ……………… ± 3/4 дюйма

    4.5.4 Толщина плит на земле
    Среднее значение по всем образцам …………………… ..- 3/8 дюйма
    Отдельный образец ……………………………… -3 / 4 дюйма

    Допуск толщины плиты на земле устанавливает как среднюю толщину для всех измеренных образцов, так и минимальную толщину для отдельных образцов. ACI 117-10 не указывает допуск на толщину плиты плюс, но указывает ± 3/4 дюйма.верхний предел допуска по высоте перекрытия.

    Допуск мелкого превышения высоты ± 3/4 дюйма для основания или грунта непосредственно под плитой на грунте напрямую соответствует допуску толщины плиты -3/4 дюйма для отдельных образцов. Для более строгого допуска мелкого уклона ACI 117-10 рекомендует допуск ± 1/2 дюйма из-за наличия сложного оборудования для определения точного превышения уклона.

    Фактическая толщина плиты
    Измеренная толщина плиты показывает, что большинство плит намного тоньше, чем указано.На основании 30 000 измеренных точек данных, представленных Suprenant и Malisch, средняя толщина плиты была примерно на 3/8 дюйма меньше указанной толщины, а среднее стандартное отклонение для толщины плиты составило примерно 1/2 дюйма. 2 Средний стандарт Зарегистрированное отклонение было сосредоточено на значении -3/8 дюйма, а не на указанной толщине.

    Suprenant и Malisch пришли к выводу, что среднее измеренное значение -3/8 дюйма, по-видимому, согласуется с допуском ACI -3/8 дюйма для среднего значения всех образцов.Однако они не согласились с допуском ACI -3/4 дюйма для отдельного образца из-за 1/2 дюйма. среднее стандартное отклонение для измеренной толщины сляба.

    Использование значения допуска в три стандартных отклонения указывает на изменение толщины на ± 1½ дюйма. Таким образом, Suprenant и Malisch сообщили о фактическом плюсовом допуске + 1⅛ дюйма (-3/8 + 1½ = + 1⅛ дюйма) и минусовом допуске. -1⅞ дюйма (3/8 — 1½ = -1⅞ дюйма) для испытанных плит. Три стандартных отклонения на кривой Белла (стандартное нормальное распределение) показывают 99.7 процентов толщины сляба будут находиться в пределах допуска ± 1½ дюйма. Для стандартных отклонений 2,0 95 процентов толщины будут находиться в пределах ± 1 дюйма. Для 1,5 стандартных отклонений 87 процентов будут находиться в пределах допуска ± 3/4 дюйма, а толщина 68 процентов будет находиться в пределах ± 1/2 дюйма. допуск на стандартное отклонение 1,0.

    Вычисленный минусовый допуск -1⅞ дюйма значительно больше, чем допуск по толщине ACI -3/4 дюйма. Основываясь на среднем стандартном отклонении ½ дюйма для измеренной толщины плиты, Suprenant и Malisch утверждают, что ± 1½ дюйма.Допуск будет более реалистичным для плит на земле.

    Что все это значит? В действительности допуск по толщине ACI -3/4 дюйма может быть недостижим для 100 процентов плиты. Используя данные испытаний, представленные Suprenant и Malisch, только 87 процентов плиты будет соответствовать допуску по толщине ACI. На следующей работе проявите особую осторожность, устанавливая и поддерживая точную отметку высоты. Кроме того, чтобы обеспечить соответствие допуску ACI по толщине -3/4 дюйма, вам потребуется лучший контроль качества, чем у подрядчиков, которые устанавливали плиты, на которых было измерено 30 000 дат.

    Стоимость толстых или тонких плит
    Плиты толще указанной толщины будут стоить больше денег. Более толстые плиты увеличивают стоимость бетона. На каждые 1/8 дюйма уклон становится низким, объем бетона увеличивается примерно на 0,39 кубических ярда на 1000 квадратных футов. Это может показаться не слишком большим количеством дополнительного бетона, но для размещения на площади 30 000 квадратных футов и 1/8 дюйма с низким уклоном вам потребуется около 11,6 кубических ярдов дополнительного бетона. Если уклон составляет 1/4 или 3/8 дюйма ниже, то вам потребуется около 23 или 35 кубических ярдов дополнительного бетона для размещения 30 000 квадратных футов.Это действительно может сложиться для большой плиты. Покупка дополнительного бетона порадует поставщика бетона, но снизит вашу прибыль.

    Плиты, толщина которых меньше указанной минимальной толщины, также может увеличивать затраты, особенно если образцы толщины или измерения являются частью критериев приемлемости для плиты. Слябы, которые не соответствуют указанным требованиям к толщине, могут подлежать денежным штрафам или отклонению, даже если есть несколько зарегистрированных случаев отказов слябов, вызванных выходом за пределы допуска или тонкими слябами. 2

    Владельцы зданий с осторожностью относятся к оплате плит, толщина которых меньше указанной, по нескольким причинам, включая требования контракта и возможное снижение несущей способности плит. Изменение фактической толщины перекрытия влияет на несущую способность плиты.

    Например, уменьшение плиты перекрытия толщиной шесть дюймов до пяти с четвертью дюйма снижает несущую способность плиты примерно на 23 процента при условии, что все остальные факторы постоянны. 3 Однако это уменьшение не должно вызывать серьезного беспокойства, потому что прочность бетона готовой плиты и жесткость опорной системы под плитой обычно превышают расчетные значения, используемые для определения толщины плиты.

    На следующей работе не забудьте уделить тонкой оценке то внимание, которое необходимо для обеспечения успешного и прибыльного проекта.

    Список литературы

    1. ACI117-10 Спецификация допусков для бетонных конструкций и материалов (ACI 117-10) и комментарии, стандарт ACI, сообщенный комитетом 117 ACI, Американский институт бетона, www.Concrete.org
    2. Suprenant, B.A. и Малиш, W.R., Допуск для монолитных бетонных зданий — Руководство для специалиста, подрядчиков и инспекторов, Американское общество бетонных подрядчиков, 2009 г., стр. 61 и 62, www.ascconline.org
    3. Ринго, Британская Колумбия и Андерсон, Р. А., Проектирование плит перекрытия по классу, 2-е издание, The Aberdeen Group, 1996, стр. 184

    Шесть фактов о PGS

    должен знать каждый, кто думает об ЭКО

    Преимплантационный генетический скрининг (PGS) — это тип генетического тестирования, который все чаще используется в рамках циклов ЭКО.Вот несколько фактов, которые вам следует знать, если вы подумываете об ЭКО.

    1. PGS-скрининг хромосомных аномалий

    PGS проверяет, имеет ли эмбрион правильное количество хромосом и какие хромосомы присутствуют. Такие аномалии, как слишком мало или слишком много хромосом, известны как анеуплоидия. Хромосомные аномалии ответственны за синдром Дауна и Эдвардса, а также за 60 процентов выкидышей. PGS также может обнаруживать транслокации — дефект, вызванный перестройкой хромосом человека.Человек может быть носителем сбалансированных транслокаций без симптомов. Если у пациента установлено, что он является носителем транслокации, он подвержен более высокому риску выкидыша или неудачного цикла ЭКО.

    1. PGS Не проверяет на конкретные заболевания; PGD выполняет

    Другой тип генетического тестирования, преимплантационная генетическая диагностика (ПГД), проверяет эмбрионы на наличие определенных генетических заболеваний. Этот тест важен, если у вас или вашего партнера есть история генетического заболевания в вашей семье или вы являетесь носителем генетического заболевания, и вы хотите диагностировать эмбрионы для этого состояния.

    1. Вам нужно несколько эмбрионов для тестирования

    PGS выполняется путем удаления нескольких клеток из эмбрионов 3-го или 5-го дня в лаборатории ЭКО и отправки их в лабораторию, которая выполняет тест. Обычно эмбрионы замораживают в ожидании результатов анализов. Чем больше у вас эмбрионов, тем выше ваши шансы, что хотя бы один из них будет иметь нормальное количество хромосом и подходит для переноса. Женщинам более старшего возраста, использующим собственные яйцеклетки, может потребоваться более одного цикла ЭКО для получения нескольких яйцеклеток и эмбрионов, поскольку они могут не так сильно реагировать на лекарства от бесплодия, которые стимулируют производство яйцеклеток.

    1. PGS может помочь, если у вас были множественные выкидыши или неудачный цикл ЭКО

    Неудачные циклы ЭКО и выкидыши часто вызваны хромосомными аномалиями.

    Недавнее исследование показало, что скрининг эмбрионов с помощью PGS и перенос только тех, которые являются хромосомно нормальными, может повысить вероятность успеха ЭКО на целых 23 процента. Еще не было крупного рандомизированного исследования влияния PGS на частоту выкидышей, но некоторые центры репродуктивной медицины наблюдали значительное снижение количества выкидышей при использовании PGS.

    1. PGS не для всех

    Вы можете спросить, если PGS кажется таким эффективным способом найти эмбрионы наилучшего качества для переноса, почему его не рекомендуют всем, кто проходит лечение ЭКО? Научные исследования, особенно PGS с технологией секвенирования нового поколения, которой всего несколько лет, еще не проводились на широкой основе. Медицинская практика обычно не меняется до тех пор, пока не будет доказана эффективность процедуры или теста крупными рандомизированными клиническими испытаниями.На сегодняшний день PGS наиболее эффективен для пар, у которых было несколько выкидышей или неудачных циклов ЭКО, и для женщин более старшего возраста, использующих собственные яйцеклетки. У женщин до 35 лет процент яйцеклеток с аномальными хромосомами обычно невелик, поэтому скрининг PGS не требуется для успеха ЭКО.

    1. Стоимость PGS

    Стоимость PGS является дополнительной к расходам на цикл ЭКО и лекарства от бесплодия. Эти расходы включают стоимость клеточной биопсии в лаборатории ЭКО на национальном уровне в диапазоне от 1500 до 3000 долларов и стоимость, взимаемую компанией по генетическому тестированию, которая варьируется от 1000 до 3500 долларов в зависимости от количества протестированных эмбрионов.Компания по генетическому тестированию часто включает генетическое консультирование в свои услуги как до, так и после получения результатов тестирования. Консультант поможет вам разобраться в эмоциях и стрессах, связанных с генетическим тестированием, и справиться с ними, чтобы вы могли справиться с чувствами, которые могут возникнуть.

    ИЗМЕНЕННЫЙ ПОРТЛАНДСКИЙ ЦЕМЕНТ И ПРОЦЕСС

    Настоящее изобретение относится к модифицированным композициям портландцемента и способам их получения.

    Портландцементы отличаются тем, что после смешивания с водой они затвердевают до конечного продукта, обладающего очень значительной прочностью.Однако одним из свойств таких композиций является то, что прочность при раннем схватывании развивается медленно по сравнению с некоторыми другими вяжущими продуктами, а начальная прочность при схватывании увеличивается сравнительно медленно в течение периода схватывания. Это свойство ограничивает области применения портландцемента в определенных областях применения.

    Относительно медленное схватывание используемых в настоящее время портландцементных и портландцементных бетонов делает цикл формовки, заливки и снятия формы на бетоне, размещенном на рабочем месте, процессом, требующим по крайней мере одного, а обычно нескольких дней.Портландцемент, в котором можно контролировать набор, ускорит процесс строительства. Также существует большая потребность в быстром схватывании бетона на заводах по производству бетонных изделий, производящих такие изделия, как блоки, трубы, архитектурные панели, несущие балки и колонны, экструдированные изделия и различные типы скульптурного бетона. Если, например, на таком заводе быстрое закрепление позволит производить оборот форм три-четыре раза в день вместо одного раза в день, это уменьшит большую часть капитальных вложений в три-четыре раза.Для некоторых специальных применений, таких как ямочный ремонт тротуаров в аэропортах, желательно иметь портландцементный бетон, который можно заливать, разравнивать и затвердевать соответствующим образом для движения за меньшее время, чем это возможно сейчас. Легкий бетон для настилов крыши, при перекачивании с земли на уровень крыши, желательно, чтобы он схватился за 20-30 минут, чтобы можно было работать на крыше после заливки. В большинстве случаев быстрое схватывание и отверждение бетона устраняет многие трудности, связанные с медленным схватыванием бетона.Во многих случаях это сводит к минимуму или устраняет необходимость в увеличенных временах отверждения во влажной среде, покрытии бетона для удержания влаги, орошении и т. Д.

    Соответственно, еще одной целью настоящего изобретения является создание композиции портландцемента, которая будет иметь короткое, но контролируемое время начальной установки.

    Еще одной целью настоящего изобретения является создание модифицированного портландцемента, который после гидратации будет развивать высокую прочность при раннем схватывании.

    Еще одной целью настоящего изобретения является создание способа получения модифицированного портландцемента, имеющего указанные выше характеристики.

    Дальнейшие и дополнительные цели этого изобретения станут понятны из следующего описания и прилагаемой формулы изобретения.

    В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения предлагается модифицированный портландцемент, который содержит в качестве одного ингредиента значительное количество тройного соединения, которое по существу представляет собой галогеналюминат кальция, имеющий химическую формулу 11CaO . 7Al 2 O 3 . CaX 2, где X представляет собой галоген, то есть фтор, хлор, бром или йод.Трехкомпонентные галогеналюминаты кальция, имеющие указанную выше молекулярную формулу, сами по себе известны в данной области техники и описаны Brisi et al., Annoli di Chimica, 56, 224 (1966) и Jeevaratnam et al., Jour. Амер. Ceram. Soc., 17, 105 (1964). Было обнаружено, что если в обычном портландцементе содержится от 1 до 30 процентов по массе тройного соединения, цемент будет развивать высокую прочность при раннем схватывании. Предпочтительным тройным галогеналюминатом кальция для включения в цемент в соответствии с данным изобретением является фторалюминат кальция, имеющий формулу 11CaO . 7Al 2 O 3 . CaF 2 . Как правило, бромоалюминаты и йодоалюминаты более дороги, чем соответствующие фтор- и хлороалюминаты, и могут представлять некоторые проблемы из-за образования и выделения токсичных паров брома или йода во время производства цемента или его компонентов. Кроме того, цементы, содержащие йодоалюминаты, бромалюминаты и хлороалюминаты, могут иметь тенденцию к выцветанию из готового застывшего бетонного продукта и могут вызывать коррозионные проблемы, особенно в отношении железобетона.Эти отмеченные недостатки не присущи фторсодержащему соединению. Также могут использоваться смеси нескольких галогенсодержащих соединений. Например, при производстве можно использовать достаточное количество хлорида для нейтрализации щелочи, а добавленным остатком может быть фторид. Таким образом можно избежать проблем выцветания и коррозии, возникающих при использовании одних только хлоридов.

    В соответствии с данным изобретением галогеналюминат кальция может быть введен в цемент любым из нескольких способов.Например, в одном способе по существу чистое тройное соединение может быть отдельно приготовлено и перемолано или иным образом тщательно смешано в тонко измельченной форме с портландцементом. Второй способ включает приготовление путем обжига на обычном оборудовании гидравлической цементной композиции с высоким содержанием глинозема в присутствии галогенида, такого как фторид кальция, для получения цементирующего продукта, обогащенного тройным соединением, и последующее смешивание этого обогащенного продукта с обычный портландцемент, чтобы получить конечный продукт, имеющий желаемую концентрацию галогеналюмината кальция.Третий способ практического применения этого изобретения включает приготовление конечного модифицированного портландцементного клинкера непосредственно путем сжигания на обычном оборудовании ингредиентов цементного клинкера в присутствии соответствующего количества галогенида кальция (например, фторида кальция), при исходном содержании алюмината ингредиенты клинкера достаточно высоки, чтобы обеспечить образование необходимого количества соединения 11CaO . 7Al 2 O 3 CaX 2 во время операции прожига.Таким образом, будет очевидно, что содержание алюмината должно составлять, по меньшей мере, около 0,5 процента по массе (рассчитано как Al 2 O 3 ), чтобы обеспечить образование в клинкере 1 процента тройного соединения во время обжига. В случае, если сырая смесь содержит соединения железа, минимальное количество присутствующего алюмината должно быть увеличено на количество, эквивалентное 1 моль Al 2 O 3 на моль Fe 2 O 3 из-за предпочтительного образование 4CaO . Al 2 O 3 . Fe 2 O 3 во время горения.

    В каждом из предложенных выше способов тройное галогенидное соединение образуется путем сжигания в отсутствие добавленного пара смеси источника оксида алюминия, источника извести и источника галогенида. Для получения желаемого фторалюмината кальция с использованием фторида кальция любым из описанных выше способов температура горения находится в диапазоне от 1275 ° C (2327 ° F) до 1400 ° C.(2552 ° F), предпочтительно от 1300 ° C (2372 ° F) до 1350 ° C (2462 ° F). Для получения тройного хлоралюмината по существу чистое соединение (11CaO 7Al 2 O 3 CaCl 2 ) образуется путем обжига в диапазоне температур около 1225 ° C (2237 ° F). до 1275 ° C (2327 ° F), или, в случае образования на месте хлороалюмината вторым или третьим вышеупомянутыми способами, обычно требуется более высокая температура горения, то есть 1380 ° C (2516 ° F.) до 1510 ° С (2750 ° F). Если температуры горения слишком низкие или слишком высокие или если присутствует добавленный пар, происходят другие побочные реакции, и желаемые количества тройного соединения не образуются.

    Модифицированный портландцемент по настоящему изобретению можно использовать обычным образом в приложениях, где желательны короткое время начального схватывания и высокая прочность при раннем схватывании. Например, цемент можно использовать с обычными заполнителями для производства ямочной смеси для шоссе и взлетно-посадочных полос самолетов.Такие композиции «нормальной плотности» будут развивать начальную прочность схватывания за 1 час, чтобы выдерживать сжимающую силу от 500 до 2500 фунтов на квадратный дюйм. Кроме того, цемент находит применение в смешивании с легкими заполнителями, такими как пемза, вспученный вермикулят или вспученный перлит, для заливки настилов крыши обычным способом. При использовании соответствующих составов такая композиция с низкой плотностью после схватывания будет развивать достаточную начальную прочность схватывания, чтобы выдерживать сжимающую силу от 30 до 150 фунтов на квадратный дюйм, таким образом поддерживая вес человека, в течение 30-120 минут после того, как настил настил лили.Конечно, в этих композициях прочность на более поздний период времени продолжает развиваться в течение определенного периода времени таким же образом, как и при приготовлении из аналогичного портландцементного бетона, не содержащего тройных добавок.

    Количество галогеналюмината кальция, содержащегося в модифицированном портландцементе в соответствии с настоящим изобретением, составляет от примерно 1 до 30 процентов, предпочтительно от примерно 5 до 30 процентов по массе. Остальные условия остаются такими же, более высокие концентрации приводят к более высокой силе раннего схватывания.Конкретное количество, которое следует использовать в любом одном случае, может зависеть от ряда факторов, таких как концентрация сульфатов или других агентов, регулирующих схватывание, в конечном цементном продукте. Известно, что сульфаты служат для замедления времени схватывания композиций портландцемента, и по мере увеличения концентрации галогеналюмината кальция количество сульфата кальция, необходимое для определенного времени схватывания, также должно быть увеличено. Обычно содержание сульфата в цементах по настоящему изобретению составляет от примерно 1 до 12 процентов SO 3 в форме гипса, ангидрита, полугидрата или их смеси.При промышленной эксплуатации сульфат может быть введен в продукт путем измельчения ангидрита и карбоната кальция или магния с обожженным клинкером, причем назначение карбоната в высокосульфатном цементе состоит в том, чтобы контролировать начальное время обработки строительного раствора и способствовать непрерывному развитие прочности, характерное для нормально сульфатированных портландцементов. Другие факторы, влияющие на время схватывания, включают степень щелочности, а также тонкость цемента и температуру.Высокая щелочность и увеличение дисперсности и температуры цемента имеют тенденцию сокращать начальное время схватывания цементных композиций.

    Для более полного понимания этого изобретения будет сделана ссылка на несколько конкретных примеров его осуществления. Во всех следующих примерах высокотемпературное обжигание осуществляли на указанном обычном оборудовании при указанных температурах и без добавления пара.

    ПРИМЕР 1

    Пятьсот тридцать шесть частей по массе коммерческого кальцита (проанализировано 97.90 процентов по массе CaCO 3 ), 194 грамма коммерческого каолина и 15,0 грамма технического фторида кальция (CaF 2 ) были перемолоты и затем обожжены при 1300 ° C (2372 ° F) в течение получаса в муфельная печь. Используемый каолин проанализирован следующим образом (в процентах по массе):

    SiO 2 44,60 Al 2 O 3 39,92 Fe 2 O 3 0,17 TiO 2 1,45 MgO <0,01 SO 3 0,05 K 2 O 0,05 Na 2 O 0.02 P 2 O 5 0,08 Потери при воспламенении 13,24

    Полученный продукт содержал по существу силикат кальция и фторалюминат кальция, имеющий формулу 11CaO . 7Al 2 O 3 . CaF 2 . Количество тройного фторсодержащего соединения, определенное рентгеноструктурным анализом в композиции, составляло 27,8% по массе. Полученный клинкер измельчали ​​до крупности 4320 см. 2 на грамм (Блейн) для образования обогащенного цемента (Состав B200), который анализировали следующим образом (в процентах по массе):

    SiO 2 18.41 Al 2 O 3 16,34 Fe 2 O 3 0,68 CaO 63,06 TiO 2 0,76 MgO 0,40 K 2 O 0,01 Na 2 O 0,01 F 1,16 Свободный CaO 1,94

    сорок частей обогащенный продукт тщательно смешивали с 60 частями по весу коммерческого портландцемента (Состав B), имеющего площадь поверхности 4 223 см. 2 на грамм (Blaine), 3,4 части безводного сульфата кальция и 3,4 части полугидрата сульфата кальция. Композицию B анализировали следующим образом (в процентах по массе)

    SiO 2 20.86 Al 2 O 3 5,48 Fe 2 O 3 2,11 Mn 2 O 3 0,11 CaO 63,16 MgO 3,18 SO 3 2,57 K 2 O 0,04 Na 2 O 2 0,12 FreeCa Потери при возгорании 2,10

    Полученная модифицированная композиция портландцемента содержала 10,4 процента по массе 11CaO 7Al 2 O 3 CaF 2 , 5,1 процента SO 3 и 1,9 процента свободной извести.

    Конечная цементная композиция, приготовленная, как описано выше, была смешана с вспученным перлитом в соотношении 1 объемная часть цемента к 6 частям перлита, обработана водой и увлеченным воздухом до плотности 49 фунтов на кубический фут и вылита.Через 1 час композиция достаточно затвердела, чтобы противостоять сжимающей силе 71 фунт на квадратный дюйм, что достаточно, чтобы выдержать вес рабочего. К концу 3 дней композиция достигла такой прочности, что она могла выдерживать 282 фунта на квадратный дюйм.

    ПРИМЕР 2

    Девяносто одна и шесть десятых частей по массе пента триумината кальция (5CaO ,3Al 2 O 3 ), 2,9 части глинозема Al 2 O 3 ) и 5,5 частей флюорита. (CaF 2 ) измельчали ​​и нагревали 1,5 часа при 1260 ° C.(2300 ° F), измельченный до минус 200 меш, повторный обжиг в течение 1,5 часов при 1260 ° C, повторный измельчение до крупности 4200 см. 2 на грамм (Blaine), затем обожгли в третий раз при 1300 ° C (2372 ° F). Продукт содержал 91% 11CaO . 7Al 2 O 3 . CaF 2 и 9 процентов 12CaO . 7Al 2 O 3 . Продукт измельчили до тонкости 5015 см. 2 за грамм (Blaine). Для образования обогащенного цемента 14,6 частей по массе по существу чистого продукта и 2.4 части ангидрита (CaSO 4 ) были тщательно смешаны с 82,9 частями того же коммерческого портландцемента (Композиция B) и использованы в примере 1. Полученная цементная композиция, воплощающая это изобретение и приготовленная, как описано выше, содержала 13,3% по массе 11CaO . 7Al 2 O 3 . CaF 2 , 1,3% 12CaO . 7Al 2 O 3 , 3,5% SO 3 и 2,1% свободной извести.

    Окончательная модифицированная композиция портландцемента была смешана в объемном соотношении 1 часть цемента к 6 частям перлита (массовое соотношение 356 частей цемента к 182 частям перлита), измерена водой и увлеченным воздухом до плотности 54 фунта на куб. ногой и налил.Через 1 час композиция достаточно затвердела, чтобы противостоять сжимающей силе 48 фунтов на квадратный дюйм. Через 2 дня композиция достигла такой прочности, что она могла выдерживать 124 фунта на квадратный дюйм.

    ПРИМЕР 3

    Сто частей по массе сырья для коммерческой портландцементной печи (состав A), шесть частей гидратированного оксида алюминия (64,9 процента по массе Al 2 O 3 ) и 2,0 части фторида кальция были перемолотой и горели в электрическом муфеле при 1350 ° C.(2462 ° F) в течение 30 минут. Клинкер измельчали ​​до крупности 4340 см. 2 за грамм (Blaine). Анализ состава A и измельченного клинкера (1204K) был следующим в процентах по массе:

    Состав A 1204K __________________________________________________________________________ SiO 2 13,7 19,15 Al 2 O 3 4,4 11,91 Fe 2 O 3 1,7 2,71 CaO 42,5 60,52 MgO 2,2 2,87 K 2 O 0,6 0,68 Na 2 O 0.3 0,29 F — 0,65 Свободный CaO — 1,31 Потери при возгорании 35,4 0,57

    Количество тройного фторсодержащего соединения, определенное с помощью рентгеновского анализа в клинкере, составляло 19,30 мас.%. 100 частей измельченного клинкера были смешаны с 2,6 частями ангидрита (CaSO 4 ) и 2,6 частями полугидрата сульфата кальция (CaSO 4 . 1 / 2H 2 O) с получением цемента, содержащего 18,3 процента 11CaO . 7Al 2 O 3 2, 2,8% SO 3 и 1.25 процентов свободной извести.

    Полученный цемент смешали с перлитом в соотношении 1 объемная часть клинкера к 6 частям перлита, промыли водой и увлеченным воздухом до плотности 49 фунтов на кубический фут и вылили. Через 1 час композиция достаточно затвердела, чтобы противостоять сжимающей силе 88 фунтов на квадратный дюйм. К концу 2 дней бетон развил прочность, чтобы противостоять сжимающей силе 130 фунтов на квадратный дюйм.

    ПРИМЕР 4

    Пятьсот тридцать семь частей по массе коммерческого кальцита (CaCO 3 ), 198 частей коммерческого каолина (см. Анализ в примере 1) и 17 частей.5 частей безводного хлорида кальция (CaCl 2 ) измельчали ​​и обжигали при 1440 ° C (2624 ° F) в течение 40 минут в газовой печи. Полученный продукт содержал по существу силикат кальция и хлоралюминат кальция, имеющий формулу 11CaO . 7Al 2 O 3 . CaCl 2 . Количество тройного хлорсоединения, определенное с помощью рентгеноструктурного анализа, в полученном клинкере составляло 24,6% по массе; Анализ клинкера (B221J) был следующим (в процентах по массе):

    SiO 2 19.40 Al 2 O 3 16,07 Fe 2 O 3 0,30 CaO 61,68 TiO 2 0,79 MgO 0,38 K 2 O <0,01 Na 2 O <0,01 Cl 1,24 Свободный CaO 0,16

    клинкер измельчали ​​до степени измельчения 4018 по Блейну с образованием обогащенного цемента и 35 частей по массе тщательно смешивали с 65 частями коммерческого портландцемента (Композиция B из примера 1). Полученная модифицированная композиция портландцемента, воплощающая это изобретение и приготовленная, как описано выше, содержала 8.6 процентов 11CaO . 7Al 2 O 3 . CaCl 2 , 1,67 процента SO 3 и 1,4 процента свободной извести.

    Окончательная цементная композиция была смешана с вспученным перлитом в соотношении 1 объемная часть цемента к 6 частям перлита, обработана водой и увлеченным воздухом до плотности 51 фунт на кубический фут и залита. Через 2 часа бетон схватился достаточно, чтобы противостоять сжимающей силе 62 фунта на квадратный дюйм. К концу 3 дней бетон развил прочность, чтобы противостоять сжимающей силе 232 фунта на квадратный дюйм.

    ПРИМЕР 5

    Сто частей по весу коммерческого сырья для портландцементной печи (Состав А примера 3), 6 частей гидратированного оксида алюминия (64,9 процента по весу Al 2 O 3 ) и 2,32 части безводного хлорид кальция измельчали ​​и сжигали в электрическом муфеле при 1440 ° C (2624 ° F) в течение 35 минут. Полученный клинкер измельчали ​​до крупности 4038 единиц по Блейну. Анализ полученного клинкера (I220C) в массовых процентах был следующим:

    SiO 2 19.72 Al 2 O 3 11,88 Fe 2 O 3 2,58 CaO 61,45 MgO 2,89 K 2 O 0,02 Na 2 O 0,02 Cl 0,85 Свободный CaO 0,36

    количество тройного хлорсодержащего соединения в виде определенная рентгеноструктурным анализом клинкера составила 14,8% по массе.

    Измельченный клинкер смешивали с перлитом в соотношении 1 объемная часть клинкера к 6 частям перлита, промывали водой и увлеченным воздухом до плотности 49 фунтов на кубический фут и разливали.Через 2 часа композиция достаточно затвердела, чтобы противостоять сжимающей силе 86 фунтов на квадратный дюйм. К концу 3 дней бетон развил прочность, чтобы противостоять сжимающей силе 288 фунтов на квадратный дюйм.

    28-дневная прочность легких перлитных бетонов (3-дневное влажное отверждение, последующее 25-дневное сухое отверждение), описанных в примерах 1-5 выше, в среднем составляла около 450 фунтов на квадратный дюйм. Вспученный перлит, использованный в этих примерах, соответствовал обозначению ASTM: C332-66.

    ПРИМЕР 6

    Процесс примера 5 проводят путем замены хлорида кальция бромидом кальция. Полученный цемент имеет меньшее время схватывания по сравнению с аналогичным составом, не содержащим 11CaO . 7Al 2 O 3 . CaBr 2 или другой галогеналюминат. На этапе сжигания следует соблюдать осторожность, поскольку образующиеся пары элементарного брома могут представлять опасность для здоровья.

    ПРИМЕР 7

    Обогащенный цемент был приготовлен путем смешивания 89.6 частей соединения B200 (пример 1), 89,6 частей коммерческого портланд-клинкера C, 16 частей ангидрита (безводный CaSO 4 ) и 4,8 части обезвоженного гипса (приблизительно CaSO 4 . 1/10 H 2 О). Портлендский клинкер C был измельчен до 3685 см. 2 / г. (Blaine) и проанализировали следующим образом (в процентах по массе):

    SiO 2 21,82 Al 2 O 3 6,02 Fe 2 O 3 2,36 CaO 64,59 MgO 3,36 SO 0.22 K 2 O 0,42 Na 2 O 0,19 Свободный CaO 0,87 Потери при возгорании 0,67

    Строительный раствор нормальной плотности был приготовлен из обогащенного цемента, ингредиенты которого были:

    Обогащенный цемент 251 грамм Вода 105 грамм Песок (Elgin , Илл.) 502 грамма

    Эти ингредиенты перемешивали в течение 2 минут и отливали 2-дюймовые кубы для определения прочности на сжатие. Время работы с минометом составляло 14 минут; прочность на сжатие через 1 час составляла 1000 фунтов на квадратный дюйм. и в 1 день было 3300 р.s.i.

    ПРИМЕР 8

    Бетонную смесь готовили из обогащенного цемента, ранее описанного в примере 7. Ингредиенты бетона были:

    Обогащенный цемент 7,27 фунта. Вода — (нетто) 3,17 фунта. Песок (Элгин, Иллинойс) 16,3 фунта. Гравий (О-Клэр, Висконсин) 23,1 фунта. (Максимальный размер 3/4 дюйма)

    Эти ингредиенты были смешаны в течение 2 минут и отлиты цилиндры 3 × 6 дюймов для определения прочности на сжатие. Консистенция бетона составляла приблизительно 21/2 дюйма (оседание), и смесь оставалась пригодной для обработки в течение приблизительно 13 минут.Средняя прочность на сжатие трех цилиндров, испытанных через 1 час после начала смешивания, составила 607 фунтов на квадратный дюйм и 1560 фунтов на квадратный дюйм через 24 часа.

    Как было предложено ранее, начальное время схватывания (т.е. время обработки) строительных растворов, приготовленных из модифицированного портландцемента по настоящему изобретению, может контролироваться добавлением сульфата кальция, используемое количество зависит от процентного содержания галогеналюмината кальция. в цемент и желаемое время обработки. Как описано в предыдущих примерах, такое добавление можно осуществить путем смешивания измельченного клинкера с сульфатом кальция в форме ангидрита, полугидрата или дигидрата.В коммерческих операциях это требует использования специального оборудования для смешивания, которое является дорогостоящим и не является обычным дополнением к обычному заводу портландцемента. Было обнаружено, что сульфат кальция может быть успешно добавлен к модифицированному цементному клинкеру путем измельчения ангидрита непосредственно с клинкером, образованным способом по настоящему изобретению. Использование ангидрита вместо гипса предотвращает нежелательное выделение воды в клинкер во время измельчения и сопутствующее преждевременное увлажнение цемента.Также было обнаружено, что при использовании ангидрита выгодно смешивать с ним карбонат кальция или магния. Карбонат, который может быть в форме недорогого известняка или доломитового известняка, дополнительно способствует получению цемента, имеющего улучшенную прочность при раннем схватывании с хорошим увеличением прочности до желаемой конечной прочности. Когда и ангидрит, и известняк (например, карбонат кальция) перемалываются с клинкером, наилучшие результаты достигаются, когда полученный модифицированный портландцемент имеет молярное отношение сульфата (рассчитанное как SO 3 ) к глинозему (рассчитанное как Al 2 ). O 3 ) примерно между 0.6 и 1,0 и молярное отношение карбоната кальция или магния (рассчитанное как CO 2 ) к оксиду алюминия (рассчитанное как Al 2 O 3 ) от примерно 0,3 до 1,4.

    ПРИМЕР 9

    Чтобы проиллюстрировать особенность взаимного измельчения по настоящему изобретению, обожженный клинкер [MCC160], полученный по существу способом из примера 3, имеет содержание Al 2 O 3 11,65 процентов по массе и тройное фторсодержащее соединение. содержание около 20 процентов по весу было перемолотым с сульфатом кальция и известняком в пропорциях 100 частей по весу клинкера, 10.72 части по массе ангидрита и 4,5 части по массе известняка [SO 3 к Al 2 O 3 молярное отношение = 0,70; CO 2 к Al 2 O 3 молярное отношение = 0,38]. Продукт [XBL 241] был измельчен до тонкости 4 601 см. 2 за грамм (Blaine).

    Обычный раствор ASTM C-109 был приготовлен из готового цемента с водоцементным соотношением 0,51. Время обращения с минометом составляло 15 минут. Прочность на сжатие через 1 час составляла 775 фунтов на квадратный дюйм, через 3 часа — 975 фунтов на квадратный дюйм, а через 25 дней — 5 525 фунтов на квадратный дюйм.

    Что касается процентного содержания тройного галогеналюмината, 11CaO . 7Al 2 O 3 . CaX 2 , который может присутствовать в модифицированном портландцементе по настоящему изобретению, это будет зависеть от желаемой прочности при раннем схватывании и количества замедлителя схватывания, то есть сульфата кальция, используемого для регулирования начального времени схватывания. Вообще говоря, количество тройного соединения или смеси нескольких трехкомпонентных галогеновых соединений должно превышать 1 процент по весу, а предпочтительно более 5 процентов по весу портландцемента для получения значимых результатов.По экономическим соображениям при обычных условиях использования процентное содержание не должно превышать примерно 30 процентов по весу.

    В предыдущих примерах рентгеновский анализ перегоревшего цемента и смешиваемых цементов использовался для определения идентичности и количества галогеналюмината. Метод, по существу, описан Copeland et al., Analytical Chemistry 30, 196 (1958) и по существу выглядит следующим образом:

    Кремний был использован в качестве внутреннего стандарта, линия 111 (d = 3.14 А.). Одна из двух самых сильных линий галогеналюминатов, d = 4,88 А, была выбрана в качестве аналитической линии для алюминатов. Интенсивность линий измерялась путем планирования их площадей.

    Галогеналюминаты имеют рентгеновские дифрактограммы, которые не только почти идентичны друг другу, но также и дифрактограмме чистого 12CaO . 7Al 2 O 3 , и все линии имеют линии при d = 3,20 A. Эти линии в некоторой степени перекрывают линию кремния 3,14 A.Вместо графической коррекции этого перекрытия были измерены комбинированные интенсивности этих двух линий (площадь под двойным выступом), и было рассчитано отношение этой комбинированной интенсивности к интенсивности линии 4,88 А. для различных смесей (несколько для каждое из трех соединений), которые содержали кремний в разных пропорциях. Графики зависимости интенсивности кремния от массы галогеналюмината, а также чистого 12CaO . 7Al 2 O 3 , были линейными, каждая из которых имела положительную точку пересечения α на оси отношений интенсивностей и положительный наклон β.В каждом случае точка пересечения равна отношению интенсивности линии 3,20 А. конкретного алюмината к силе его линии 4,88 А. Эти перехваты отличаются друг от друга и могут использоваться для идентификации конкретного присутствующего соединения.

    Подробный метод анализа пробы приводится ниже.

    1. Если неизвестно, какой галогеналюминат присутствует, определите отношение интенсивности линии 3,2 А к интенсивности линии 4,88 А. Это отношение α со ссылкой на приведенную ниже таблицу определяет галогеналюминат.

    2. Измельчите известное количество кремния с образцом. Обычно подходит 10% Si. Определите суммарную интенсивность линий 3,20 А. и 3,14 А. Также определяют интенсивность линии 4,88 А галогеналюмината.

    3. Рассчитайте отношение интенсивностей R, разделив суммарную интенсивность линий 3,20 А. и 3,14 А. на интенсивность линии 4,88 А. Полученное таким образом отношение интенсивностей используется для расчета массового отношения галогеналюмината к кремнию по уравнению

    , где α X — точка пересечения, а β X — наклон калибровочной кривой, определенной для искомого соединения.Значения констант приведены в следующей таблице.

    Соединение X β X α X __________________________________________________________________________ 12CaO . 7Al 2 O 3 1/20 4,10 0,08 11CaO . 7Al 2 O 3 . CaF 2 F 3,85 0,158 11CaO . 7Al 2 O 3 . CaCl 2 C1 2,78 0,219

    в вышеприведенных примерах галогеналюминат кальция получают по существу путем взаимодействия соответствующего галогенида кальция (например.g., фторид кальция) с материалом, содержащим оксид алюминия, в отсутствие добавленного пара. Однако можно использовать другие галогениды, такие как фторсиликаты или фторбораты. Соответственно, очевидно, что для получения 11CaO можно использовать другие способы, чем описанные ранее. 7Al 2 O 3 . -CaF 2 соединение или другой трехкомпонентный галогенид, который добавляется или образуется непосредственно в портландцементе для указанных целей.

    Хотя несколько вариантов осуществления этого изобретения приведены выше, следует понимать, что могут быть внесены другие модификации без отклонения от сущности и объема изобретения, изложенных в следующей формуле изобретения:

    IRJET — Запрошенная вами страница не была найдено на нашем сайте

    IRJET приглашает участников из различных инженерных и технологических дисциплин, научных дисциплин для Тома 8, выпуск 6 (июнь-2021)

    Отправить сейчас


    IRJET Vol-8, выпуск 6, июнь 2021 Публикация продолжается…

    Обзор статей


    IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

    Проверить здесь


    IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.


    IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 6 (июнь-2021 г.)

    Отправить сейчас


    IRJET Vol-8, выпуск 6, июнь 2021 г. Публикация продолжается…

    Обзор статей


    IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

    Проверить здесь


    IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.


    IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 6 (июнь-2021 г.)

    Отправить сейчас


    IRJET Vol-8, выпуск 6, июнь 2021 г. Публикация продолжается…

    Обзор статей


    IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

    Проверить здесь


    IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.


    IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 6 (июнь-2021 г.)

    Отправить сейчас


    IRJET Vol-8, выпуск 6, июнь 2021 г. Публикация продолжается…

    Обзор статей


    IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

    Проверить здесь


    IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.


    IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 6 (июнь-2021 г.)

    Отправить сейчас


    IRJET Vol-8, выпуск 6, июнь 2021 г. Публикация продолжается…

    Обзор статей


    IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

    Проверить здесь


    IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.


    IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 6 (июнь-2021 г.)

    Отправить сейчас


    IRJET Vol-8, выпуск 6, июнь 2021 г. Публикация продолжается…

    Обзор статей


    IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

    Проверить здесь


    IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.


    IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 6 (июнь-2021 г.)

    Отправить сейчас


    IRJET Vol-8, выпуск 6, июнь 2021 г. Публикация продолжается.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *