Beton je komplexní vícesložková hmota, která projevuje své vlastnosti v závislosti na kvalitě původních komponentů, jejich poměrech, podmínkách prostředí při tvrdnutí a stupni zhutnění a také na svém stáří (době, která uplynula od nalití a ponechání ztvrdnout). Hlavním parametrem důležitým pro provoz je pevnost.
Pevnost betonu je schopnost konstrukce odolávat za provozu zatížení, které v ní vyvolává vnitřní pnutí, a bez destrukce odolávat vlivům vnějšího prostředí. Pevnost měří schopnost betonu odolávat návrhovému zatížení. Předběžné měření síly je důležité při provádění jakékoli práce, protože umožňuje vybrat betonovou směs se zadanými parametry pro konkrétní úkol.
.
Hlavní typy pevnosti betonu:
- Normalizované – pevnost betonu v návrhovém stáří nebo její podíl ve středním věku, stanovená v regulačním nebo technickém dokumentu, podle kterého je betonová směs, výrobek nebo konstrukce vyrobena.
- Přenos – pevnost betonu předpjatých výrobků v době přenosu předpínací výztuže do něj.
- Platba za dovolenou — pevnost betonu, při které je povoleno expedovat výrobek z výrobního závodu ke spotřebiteli. Hodnota pevnosti při popouštění je stanovena s přihlédnutím k době dopravy na staveniště, montáži a možnosti dalšího zvýšení pevnosti betonu ve výrobcích v závislosti na klimatických podmínkách a roční době.
- Odizolování – to je minimální akumulovaná pevnost betonu, při které je možné začít s odbedňováním (odbedňováním) bez poškození betonu.
- Design (značka) — pevnost betonu ve stáří 28 dní (nebo v jiných časech uvedených v regulačních dokumentech), zaručená doba tvrdnutí, umožňující přenesení plného návrhového zatížení na výrobek, tj. dosažení maximálně 100% pevnosti. Mezivěk je časový interval, který je v návrhovém období.
- Požadováno – minimální přijatelná průměrná hodnota pevnosti ve zkoumané dávce, odpovídající normované pevnosti betonu s jeho skutečnou homogenitou. Stanovuje se s ohledem na homogenní složení látky.
- Aktuální – průměrná hodnota pevnosti betonu, vypočtená z výsledků jejího stanovení v dávkách betonových směsí, výrobků nebo monolitických konstrukcí.
- Kritické – to je práh minimální pevnosti, při jehož dosažení beton přechází do stabilního stavu. Další zmrazení kompozice již nepovede k destrukci struktury a ztrátě pevnosti a po rozmrazení ji bude pouze nadále získávat.
Třídy a druhy betonu
Vzhledem k tomu, že konstrukční prvky budovy (základy, stěny, schodiště) musí během provozu odolávat různému stupni zatížení, používá se při výstavbě beton s různými vlastnostmi. Třída a třída betonu jsou důležitými indikátory pevnosti, které se berou v úvahu při stavbě jakéhokoli objektu. Aby nedošlo k přeplatku za drahé složení, je důležité je identifikovat.
- Třída betonu je průměrná hodnota pevnosti získaná vyhodnocením série vzorků. Označení – M50, M100. M1000 (čísla udávají, jakou zátěž v kilogramech snese 1 cm betonového povrchu). Například: vezmeme-li beton třídy M200, vytvarujeme z něj 5 kostek, otestujeme je pod tlakem, pak každá z nich bude vykazovat jiné hodnoty pevnosti. Ale průměrná hodnota bude 200 kg/cm2.
- Třída betonu je minimální zaručená hodnota pevnosti betonu získaná zvážením série obrázků. Hodnota „třída betonu“ byla zavedena později, je regulována SNiP 2.03.01-84 „Betonové a železobetonové konstrukce“ a bere v úvahu heterogenitu pevnosti betonu. Označení: B3.5, B5. B60 (digitální hodnota odpovídá tlaku, který betonová krychle nebo hranol vydrží bez destrukce v megapascalech, MPa). Například: třída B25 říká, že při analýze 100 stejných vzorků tohoto betonu má nejméně 95 kusů krychovou pevnost R>=25MPa.
Abychom to shrnuli: třída označuje garantované hodnoty, značka pouze průměrnou hodnotu.
V současnosti se má za to, že použití jakostí betonu na základě pevnosti v tlaku ztratilo svůj fyzikální význam, protože Podle současných dokumentů jsou pevnostní charakteristiky betonu regulovány s přihlédnutím k rovnoměrnosti pevnosti betonu.
Tabulka shody tříd a značek
Vztah mezi pevnostními třídami betonu v MPa a nejbližšími pevnostními stupni v kg/m3 se standardním variačním koeficientem rovným 13,5 % pro konstrukční beton.
Třída betonu pro pevnost v tlaku, MPa | Průměrná pevnost betonu, kgf/cm² | Nejbližší značka z hlediska síly | Třída pevnosti betonu v tlaku | Průměrná pevnost betonu, kgf/cm² | Nejbližší značka z hlediska síly |
V0,35 | 5,01 | M5 | B27,5 | 360,2 | M350 |
V0,75 | 10,85 | M10 | B30 | 392,9 | M400 |
V1 | 14,47 | M15 | B35 | 458,4 | M450 |
V1,5 | 20,85 | M25 | B40 | 523,9 | M550 |
V2 | 28,94 | M25 | B45 | 589,4 | M600 |
V2,5 | 32,74 | M35 | B50 | 654,8 | M700 |
V3,5 | 45,8 | M50 | B55 | 720,3 | M700 |
B5 | 65,5 | M75 | B60 | 785,8 | M800 |
B7,5 | 98,2 | M100 | B65 | 851,3 | M900 |
B10 | 131 | M150 | B70 | 916,8 | M900 |
B12,5 | 163,7 | M150 | B75 | 982,3 | M1000 |
B15 | 196,5 | M200 | B80 | 1047,7 | M1000 |
B20 | 261,9 | M250 | B90 | 1178,7 | M1150 |
B22,5 | 294,7 | M300 | B100 | 1309,6 | M1300 |
B25 | 327,4 | M350 |
Co určuje pevnost betonu?
Konečnou pevnost konstrukce ovlivňuje několik faktorů:
- množství a kvalita pojiva (čím vyšší obsah cementu nebo jiných složek, tím větší pevnost konečného výrobku);
- druh a vlastnosti plniva. (použití jemnozrnného plniva snižuje pevnostní charakteristiky a použití hrubozrnného plniva s drsným povrchem poskytuje ve výsledku lepší přilnavost a konečnou pevnost);
- množství vody (přebytečná kapalina vede k tvorbě pórů, které výrazně snižují výkonnostní vlastnosti a životnost konstrukce a nedostatek znemožní správné položení směsi);
- teplotní podmínky (nejlepší okolní teplota pro tvrdnutí roztoku je +15. +20°C s relativní vlhkostí 90–100%. Při teplotách pod 0°C beton přestává tvrdnout a v teple a suchu rychle ztrácí vlhkost a může prasknout);
- kvalita míchání složek a stupeň zhutnění (čím těsněji jsou částice roztoku navzájem spojeny, tím odolnější bude struktura).
Jak zvýšit pevnost betonu?
Pro zlepšení vlastností betonových výrobků stavitelé přidávají speciální přísady (změkčovadla, stabilizátory), používají portlandský cement jako pojivo, vyztužují je skelným vláknem a výztuží a hotové konstrukce potahují impregnací.
Zimní betonování
Při teplotách pod nulou je vytvrzení roztoku obtížné. Betonová malta je směs kameniva a vody. Při hnětení dochází k hydrataci (spojení s vodou). Když teplota klesne na -5⁰C, tuhnutí kompozice se zpomalí 2krát a při nule se úplně zastaví. Počínaje 0 °C začne voda v roztoku mrznout s tvorbou ledových krystalků. Zároveň rozšiřuje a ničí strukturu betonu, který nedosáhl kritické pevnosti.
Proto je hlavní podmínkou úspěšného nalévání v mrazu dodržování technologie kalení, konkrétně udržení tepla a vlhkosti. Optimální teplota pro získání pevnosti značky je teplota asi 20⁰C.
Úspěšné získání kritické pevnosti trvá 3 až 7 dní, během kterých jsou přijata opatření k umělému zahřátí čerstvě položené malty.
- Izolace a vytápění betonového staveniště pomocí teplovzdušných pistolí a topných kabelových systémů je nákladná metoda, která vyžaduje velké množství energie.
- Zavádění nemrznoucích přísad (snížení bodu tuhnutí vody nebo zvýšení rychlosti tuhnutí roztoku) je nejekonomičtější metodou.
Během prvního týdne může beton získat až 60-70% své značky, poté již jeho zmrazení nebude mít škodlivé následky. Snížením teploty pod nulu se proces zrání pouze zastaví, po rozmrazení se opět obnoví.
Jak sami určit pevnost betonu?
Připravený roztok vizuálně zkontrolujte.
- Měl by mít šedou barvu s namodralým nádechem. Přítomnost žluté nebo červené barvy znamená překročení obsahu písku v receptuře.
- Když nalijete malé množství do jámy, měli byste získat dort bez vrstev nebo prasklin.
- Konzistence je homogenní, bez sraženin nebo hrudek a neodděluje se.
Zmrzlou strukturu zkontrolujeme zkouškou pomocí kladiva a dláta. Po úderu na beton střední silou kladivem (o hmotnosti 0,3-0,4 kg) odhadneme hloubku výsledného promáčknutí a přibližně korelujeme s třídou. Pokud ona:
- přesahuje 1 cm – B5 (M75),
- méně než 0,5 cm – B10 (M150),
- na B15-25 (M200-250) – mělká stezka,
- na B25 (M350) je nepatrná značka.
Kontaktujte laboratoř I.D.K Nabídneme individuální podmínky pro výzkum!
Klíčovou výhodou betonových konstrukcí je jejich vysoká pevnost a spolehlivost. V závislosti na značce lze materiál použít v různých podmínkách. V tomto případě závisí stupeň vytvrzení na různých faktorech.
náborový proces
Beton je oblíbený kamenný materiál, který vzniká ze směsi vody, pojiva a kameniva. Do jeho složení jsou zavedeny specializované přísady, které jsou zodpovědné za speciální vlastnosti a funkce.
V procesu hydratace vznikají spolehlivé monolitické sloučeniny, které získávají vlastnosti odolného umělého kamene. Vytvoření monolitu trvá několik týdnů (až 28 dní) a získání továrních kvalit trvá až 6 měsíců.
- Uchopení. Je to počáteční fáze.
- kalení. Dokončovací fáze.
Se znalostí všech norem zrání je možné určit, kolik let vydrží monolitická struktura.
uchopení
Není možné použít stavební materiál ihned po nalití. Před tím je nutné se seznámit s harmonogramem nabírání pevnosti betonu a specifiky každé fáze jeho zrání. Často je směs dodávána na stavbu pomocí speciálního zařízení, takže je udržována v mobilním stavu pomocí automatizovaného zařízení. Technologie tixotropie zachovává základní parametry konzistence až do okamžiku nalití, pozastavení přirozeného zrání.
Pokud je však směs uchovávána déle než je povolená doba nebo je vystavena vysokým teplotám, požadované pracovní vlastnosti se zhorší. V tabulce vývoje pevnosti betonu je uvedeno, že tuhne za dobu 20 minut až 20 hodin. Pokud je práce prováděna při nízkých teplotách v zimě, termín se prodlouží na 6-10 hodin.
Pro ochranu konstrukce před deformací je nutné se postarat o přítomnost teplého bednění. Vyztužené prvky jsou pečlivě zahřáté a zbaveny ledu. V létě je teplé bednění neúčinné.
Někteří odborníci používají pro zimní práce specializované přísady a tepelně izolační materiály. Při výběru této možnosti se musíte seznámit s jejich vlastnostmi a návodem k použití.
- Parní.
- Elektrický proud.
- Vařená limetka.
- exotermické cementy.
- Všechny druhy urychlovačů.
Odborníci doporučují začít roztok nalévat do forem při +20°C. V tomto případě dojde k nastavení po 1 hodině a nebude trvat déle než 60 minut. V horkém počasí se proces vyskytuje téměř okamžitě.
Pokud jsou použity třídy M300 a M200 a okolní teplota je udržována na +20 °C, proces tuhnutí potrvá 1 hodinu.
Když víte, kolik betonu získá pevnost, můžete správně vypočítat dobu projektu a určit přibližné finanční náklady.
kalení
Dalším krokem je vytvrzení betonové směsi vlivem hydratace. Proces spočívá ve vzniku nových sloučenin z cementových minerálů. Pokud ve složení roztoku není žádná vlhkost, vytvrzování se zpomalí nebo úplně zastaví, díky čemuž materiál nezíská požadovanou pevnost a začne praskat.
Za normálních teplotních podmínek a dostatečného množství kapaliny se pevnost neustále zvyšuje. Mezi příznivé podmínky patří teplota +20 °C a index vlhkosti vzduchu alespoň 90 %.
Pokud jsou tyto požadavky splněny, bude proces budování pevnosti trvat 7-14 dní. Pro tento termín obdrží roztok 60-70% deklarované síly, po které se proces zpomalí.
Když je beton udržován ve vodě, jeho pevnostní vlastnosti budou vyšší než při vytvrzování na vzduchu. Suché prostředí přispívá k rychlému odpařování vlhkosti a zastavení procesu. To je způsobeno skutečností, že zrna cementové směsi nemají čas vstoupit do hydratace. Proto, aby se předešlo nepříjemným následkům, je nutné vyloučit předčasné vysychání betonu.
Během tuhnutí monolitu se neustále mění jeho objem. Materiál se také smršťuje – v povrchových zónách je to rychlejší než ve vnitřní části. V případě nedostatku vlhkosti při tvrdnutí vzniknou na povrchu betonu smršťovací trhliny. K defektům dochází také při vydatném uvolňování tepla.
Doba zrání betonu závisí také na okolní teplotě. Na nízkých úrovních se proces zpomaluje a na vysokých úrovních se zrychluje.
Pokud bude budovaná konstrukce vystavena dodatečnému zatížení nebo bude potřeba rychleji demontovat bednění, bude nutné proces tvrdnutí urychlit. Pro takové úkoly se používají specializované přísady. Jejich koncentrace se stanovuje empiricky ve stavební laboratoři.
Pro získání tovární pevnosti v krátkém čase je nutné maltu správně udržovat a udržovat ji vlhkou, chránit ji před nárazy, nárazy a poškozením. Při nesprávné péči se materiál stane nekvalitním a náchylným k praskání.
Klíčovým důvodem nedostatku pevnosti je nízká teplota, která stavebníky provází při zimní betonáži.
- Zpomalení hydratace a růst termínů souboru.
- Zmrznutí kapaliny ze složení betonové směsi, díky kterému je soubor pevnostních vlastností pozastaven.
Při nízkých teplotách se doba pro získání pevnostních vlastností značně prodlužuje, proto se do suroviny přidávají speciální komponenty.
V zimních podmínkách používají inženýři nemrznoucí přísady, které nastartují procesy náboru a sníží bod tuhnutí kapalné látky.
V případě potřeby urychlete vytvrzování při vysoké teplotě nebo vysoké vlhkosti, surovina se zahřívá. Po nalití směsi musí být povrch betonu zpevněn rohožemi nebo štíty, které udrží teplotu před hydratací a udrží požadované podmínky. Pokud výplň zamrzne, je zakázáno ji používat k další práci.
Elektrické vytápění betonu je žádané na stavbách, kde je přístup k transformátorům s vysokým výkonem. Betonářské práce s použitím elektrického zařízení jsou nejlepším způsobem, jak získat pevnost v továrně, aniž by došlo ke snížení výkonnosti materiálu.
V zimě se beton zakrývá, aby byl povrch chráněn před tepelnými ztrátami.
Vlastnosti kalení
Doba zrání betonu závisí na různých faktorech. Když indikátory teploty klesnou, proces se zpomalí a nulová značka teploměru jej zastaví, protože kapalina ve směsi začíná zamrzat a kvalita materiálu se zhoršuje.
V nepřítomnosti požadovaného množství vlhkosti nemůže betonová konstrukce získat tovární vlastnosti a proces je značně urychlen během vytvrzování v autoklávu. Přítomnost vlhkosti ve vzduchu zkracuje interval.
Harmonogram ošetřování betonu B25 je určen jeho složením. Sloučeniny vyšší třídy tvrdnou rychleji, což nutí pracovníky, aby začali zpracovávat rychleji. V období od 3 do 10 dnů po nalití musí být materiál opatřen výhodnými podmínkami. Za teplého počasí je roztok pokryt vodoodpudivým filmem a samotný kámen je navlhčen každý den 6-7krát.
Směs musí být izolována od přímých paprsků. V zimě se beton uměle zahřívá a izoluje. Pro tyto účely se používá speciální topné zařízení, které zabraňuje zamrznutí kapaliny a chrání konstrukci před srážkami. Je nutné dodržovat normativně bezpečné období náboru, které je uvedeno v diagramech SNiP.
Co určuje sadu síly
- Značka cementové směsi.
- Podíl vody a cementu.
- Podíl ostatních přísad.
- Způsob těsnění.
- Teplotní a vlhkostní podmínky.
- Způsob a rychlost pokládky.
- Kvalita a intenzita vlhkosti.
S rostoucí jakostí betonu je nutné měnit poměry složek, protože na nich závisí konečné pevnostní vlastnosti.
Základy vyrobené z vysoce kvalitních cementových směsí se vyznačují zvýšenou spolehlivostí, dlouhou životností a pevností. Během chladného období se kámen stává odolnějším díky schopnosti generovat teplo, ale aby se vyrovnal plán tvorby monolitu, je lepší do kompozice přidat specializované přísady. Jsou určeny k urychlení tuhnutí a zastavení hydratace.
S takovými složkami kompozice získá sílu značky po 2 týdnech. Soubor pevnostních vlastností je ovlivněn typem složek kompozice. Hlinitanový cement lze tedy vytvrdit i při silném mrazu, protože je schopen uvolnit 7x více tepla než klasický portlandský cement.
Důležitou roli hraje tvar a frakce zrn organických přísad. Pokud mají nepravidelný tvar a drsný povrch, vytváří to příznivé podmínky pro přilnavost a zlepšuje kvalitu materiálu. S rostoucím podílem vody dochází ke stratifikaci hmoty.
Pro urychlení procesu a zkrácení doby vytvrzování betonu je lepší použít pískový beton s minimálním poměrem voda/cement. Pokud materiál nemá dobré zhutnění, během procesu zrání obdrží ne více než 50% deklarované pevnosti. Pomocí ručních zhutňovacích zařízení můžete zvýšit číslo o 30-40%.
Rozvrh podle dne
Harmonogram pro získání tovární pevnosti betonu za den udává časový interval, po který směs získává tovární vlastnosti. V příznivém prostředí má kompozice čas “dozrát” za 28 dní, přičemž nejvyšší účinnost vytvrzování je zaznamenána během prvních 5 dnů. Týden po nalití dosahuje index pevnosti 70%. Zároveň je povoleno přistoupit k další práci až po získání 100% hodnoty, tzn. po 28 dnech.
Jak se však mění podmínky prostředí, mohou se hodnoty grafu změnit. Aby bylo možné přesně určit, jak dlouho beton zcela ztvrdne, měly by být provedeny kontrolní zkoušky vzorků.
- Expozice betonu v bednění.
- Zrání směsi po demontáži konstrukce bednění.
Pokud se práce provádějí během chladného období, musí být konstrukce dodatečně zahřátá a chráněna hydroizolačními materiály. Jinak se proces polymerace zpomalí.
Typ betonu M200-M300 (řešení bylo vytvořeno na bázi portlandského cementu M400-M500) | Průměrná denní teplota, při které beton tvrdne, °C | Interval kalení | ||||||||
1 | 2 | 3 | 5 | 7 | 14 | |||||
Pevnost betonu v tlaku (% tovární hodnoty) | ||||||||||
-3 | 3 | 6 | 8 | 12 | 15 | 20 | ||||
5 | 12 | 18 | 28 | 35 | 50 | |||||
+5 | 9 | 19 | 27 | 38 | 48 | 62 | ||||
+10 | 12 | 25 | 37 | 50 | 58 | 72 | ||||
+20 | 23 | 40 | 50 | 65 | 75 | 90 |
Pro urychlení procesu a zkrácení doby působení by měl být použit pískový beton s minimálním poměrem vody k cementu. Pokud je poměr vody a cementu ¼, termíny z harmonogramu se zkrátí 2krát. Pro dosažení pozitivního výsledku lze kompozici zředit změkčovadly.
Normativní dokumenty upravující ošetřování betonové směsi
Klíčovým dokumentem upravujícím podmínky tvrdnutí betonu je GOST 18105-2010. Zpracování betonu je také řízeno normou GOST 26633-2012. Pro průmyslovou výstavbu budov se používají jiné právní úkony.
Pevnostní vlastnosti betonových konstrukcí závisí na mnoha faktorech a vznikají pod vlivem různých podmínek. Úkolem stavebníků je připravit správnou betonovou směs a zajistit příznivé podmínky pro zvýšení pevnosti.