Материалы для конструктивных бетонов

Согласно ГОСТ 10178 Портландцемент. Шлакопортландцемент. Технические условия» маркировка цементов выглядит следующим образом:

ПЦ	500	ДО	Н	Пл
			Б	ГФ
1	2	3	4	5

1 – обозначение типа цемента (ПЦ, ШПЦ, ССПЦ – сульфато стойкий ПЦ);

2 – обозначение марки цемента (300, 400, 500, 550, 600);

3 – указатель вещественного состава цемента: ДО – в цементе отсутствуют минеральные добавки; Д5 и Д20 – 5% добавок и 20% добавок). В группе ШПЦ этого указателя нет.

4 – Н: цемент с нормированным минералогическим составом клинкера.

Б: быстротвердеющий цемент, т.е. с нормированной прочностью в 3-е суток не ниже 55% проектной.

5 – Пл: пластифицированный, т.е. в составе цемента пластифицирующие добавки.

ГФ: гидрофобизированный цемент- для бетонов с высокой морозостойкостью

Существуют тенденции в области развития нормативной базы цементной промышленности. Так с 01.03.2002 введен в действие ГОСТ 30744- 2001 на испытания цемента, гармонизированный с европейским стандартом EN 196-1, в котором предусмотрено использование для испытаний полифракционного песка по ГОСТ 6139. При замене песка на полифракционный фактическая активность цемента повышается ориентировочно на одну марку. Однако, испытания активности при В/Ц=0,5 вместо 0,4 приводят к снижению показателя прочности, так что фактически марка цемента в связи с изменением в стандартах практически не изменится. ГОСТ 30744 действует параллельно с ГОСТ 310.1- 310.4 и должен использоваться при поставках цементов по нормам EN 197-1.

С 01.09.2004 введен ГОСТ 31108-2003 «Цементы общестроительные», который предусматривает:

1.деление цементов по вещественному составу на 5 типов:

-ЦЕМ 1- ПЦ;

-ЦЕМ 2- ПЦ с минеральными добавками;

-ЦЕМ 3- ШПЦ;

-ЦЕМ 4- ППЦ ( пуццолановый ПЦ);

-ЦЕМ 5- композитный цемент.

2. нормирование прочности только по классам по прочности: 22,5;32,5;42,5;52,5;

3. нормирование прочности в 2 и 7( для классов 22,5 и 32,5), и 28 суточном возрасте;

4. изменения в методике определения некоторых показателей назначения.

Указанные изменения в стандартах на цемент способствуют «сближению» показателей качества продукции, производимой в различных странах. Один из ключевых моментов в оценке качества- методики определения показателей качества продукции. Введение ГОСТ 30744 устанавливает для цементов, производимых отечественной промышленностью, такие же методы оценки показателей качества, какие приняты в странах Европы.

Расчет состава тяжелого бетона

Расчет состава тяжелого бетона выполняется с целью определения рационального соотношения между компонентами бетонной смеси.

В основу расчета положен:

1. Принцип абсолютных объемов, т.е. утверждения о том, что в единице объема бетонной смеси в уплотненном состоянии содержатся объемы компонентов смеси и больше ничего;

2. Эмпирические зависимости. Расчет состава производителя на 1м³ бетона в уплотненном состоянии.

Фундаментальный закон прочности:

R_p=R₀(1-F)^x формула Бальшина,

где х>1

R_о- прочность материала при условно нулевой пористости.

R_p- прочность бетона при пористости Р.

Х- показатель степени (для бетона Х₅≈3)

Р- величина пористости.

Зависимость прочности материала от величины пористости выглядит следующим образом:

Упрощенный механизм формирования пористости бетона:

1. Возьмем 1 грамм цемента и воды 0,25 грамм

Т огда объем цемента:

2. Тогда суммарный объем веществ 0,567 см³ ( V_ц + V_воды)

3. Масса продуктов образования (или гидратации): 1 г + 0,25 г = 1,25 г

^{ц в}

истинная плотность гидратированного цемента = 2,443 г/см³

V=m/ρ=1,25/2,443=0,512 (см³)

4. Объем нового образования меньше объема реагирующих веществ: 0,567 см³ > 0,512 см³. Это явление называется КОНТРАКЦИЯ или СТЯЖЕНИЕ.

Возьмем цемент 1 г , воды 0,4 г.

Больше 25% химической воды цемент связать не может, поэтому V=0,512 см³ остается неизменным.

ПОРИСТОСТЬ – это любое пространство, не заполненное твердой фазой.

Первый фундаментальный закон бетоноведения

С увеличением водоцементного отношения при прочих равных условиях пористость цементного наличия возрастает.

Второй закон бетоноведения:

С увеличением водоцементного отношения при прочих равных условиях (время, t°) прочность бетона уменьшается.

ФОРМУЛА БЕЛЯЕВА

Формула была выведена в 1926 г.

Где: R – предел прочности бетона при сжатии;

R_ц- активность цемента;

К – коэффициент, зависящий от вида заполнителя;

Более точный показатель степени 1,39 (а не 1,5).

Основной закон прочности бетона Боломе-Скрамтаева

R = aR_ц (Ц/В - b), Ц/В < [Ц/В]

R = a₁R_ц (Ц/В + b), Ц/В > [Ц/В]

а₁= 0,43 высокого качества заполнители

0,40 среднего качества заполнители

0,37 низкого качества заполнители

а = 0,65 высокое

0,60 среднее

0,55 низкое

[Ц/В] = 1/(1,68*НГ) ≈ 2,5

[Ц/В] – предельная величина

а – коэффициент, зависящий от качества заполнителя

b = 0,5