Про бетон і розчини

У сучасних умовах особливо гостро коштує питання про підвищення якості бетону і залізобетонних конструкцій. Лише відповідна якість залізобетонних конструкцій і висока ефективність їх виробництва можуть забезпечити конкурентоспроможність на ринку будівельних матеріалів. З кожним роком збільшується різноманітність бетонів, розширюються області їх вживання, що пред'являються до них вимоги, сировинна база виробництва. У технології бетону перейшли до багатокомпонентних рецептур з добавками-регулювальниками, використовуються нові физико-хімічні процеси, застосовується складне устаткування з елементами автоматизації і так далі У цих умовах завдання управління якістю бетону виробів і конструкцій із залізобетону ускладнюється. Під управлінням якості на сучасному етапі розуміється цілеспрямована дія на чинники, що впливають на якість продукції, причому дія, поліпшуюча показники і вибране на підставі наявної інформації з безлічі можливих дій. Завдання ускладнюється тим, що що відбуваються при виробництві бетонів физико-хімічні, термодинамічні і інші процеси вивчені не настільки глибоко, аби на основі теоретичних положень можна було б дати цим процесам кількісну оцінку і визначити розрахунковою дорогою міра впливу технологічних чинників на якість кінцевої продукції. Оскільки властивості і процеси здобуття залізобетону управляються статистичними закономірностями, однією з доріг забезпечення його якості є математичний підхід в оцінці, виробленні дій і їх оптимізації. По нормативних документах, що діють, на проектування бетонних і залізобетонних конструкцій за основну характеристику міцності бетону прийнятий клас по міцності при стискуванні або розтягуванні, відповідний значенням гарантованої міцності бетону із забезпеченістю 95% для залізобетонних виробів і конструкцій. Для виконання цієї гарантії необхідну міцність бетону призначають залежно від фактичного коефіцієнта варіації з умови здобуття забезпеченості нормативного опору не нижче вищезгаданою і одночасно забезпеченості розрахункового опору не нижче 99,8%. Середня міцність бетону (Rб) для кожного класу визначається з умови вищезгаданої забезпеченості по формулі Rб =B/(1-1,64v), де В — значення класу бетону, МПа; V — коефіцієнт варіації міцності бетону для даного виробництва. У виробничих умовах на конкретних підприємствах збірних залізобетонних конструкцій і бетонних заводах фактичні значення коефіцієнтів варіації можуть істотно вагатися: від 5-7% на підприємствах з добре організованим технологічним процесом до 20-25% і вище на підприємствах з погано налагодженою технологією або що використовують нестабільні матеріали. При низьких значеннях коефіцієнта варіації підприємство має можливість понизити необхідну міцність і відповідно понизити собівартість пр одукциі, скоротивши витрату цементу. При високих значеннях коефіцієнта варіації щоб уникнути зниження надійності конструкції або споруди підприємство, згідно ГОСТ 18105-86, повинне підвищити необхідну міцність і прийняти необхідні заходи, направлені на зниження коефіцієнта варіації. Єство такого управління міцністю бетону при статистичній обробці даних результатів випробувань бетону по міцності на стискування може бути проілюстроване малюнком 1. На малюнку показано три варіанти розподілу міцності бетону на стискування при забезпеченості нормативного опору 95%. Графік 1 відповідає коефіцієнту варіації V1 і відповідно графіки 2 і 3 — коефіцієнтам варіації V2 і V3 за умови, що V1<v2<v3. Прийнявши, що V2 відповідає прийнятому нормативному коефіцієнту варіації -13,5%, видно, що при меншому коефіцієнті варіації (V1) нормативний опір забезпечується при меншій середній міцності (R1), а при більшому коефіцієнт е варіації (V3) для тієї ж забезпеченості необхідно підтримувати велику середню міцність (R3). Контроль міцності і приймання бетону збірних і монолітних конструкцій проводиться по партіях, в які включають конструкції або бетонну суміш, виготовлені за однією технологією за певний проміжок часу тривалістю від однієї зміни до одного тижня. Міцність бетону (ГОСТ 18105-86) визначається по двох характеристиках: по середній міцності в партії і коефіцієнту варіації міцності в партії, усередненому по всіх партіях за аналізований період. По першій характеристиці виробляється приймання партій по міцності, а по другій — призначення необхідної міцності. Коефіцієнт варіації міцності бетону в партії обчислюють: 1) при масовому виробництві збірних конструкцій і товарної бетонної суміші — як середній по всіх партіях за аналізований період (не менше 15 партій); 2) при виробництві окремих партій — за даними не менше 30 одиничних значень міцності. Для що нерегулярний випускається проду кциі вказаний коефіцієнт варіації не обчислюється, а приймається рівним коефіцієнту варіації бетону іншого складу, що випускається регулярно, за умови, що він виготовляється за тією ж технологією і відрізняється міцністю не більше ніж на два класи (марки). При всій переконливості положень стандарту умови його частенько не виконуються на підприємствах індустрії буд з ряду причин, у тому числі: — значне зниження обсягів виробництва, випадкове, нерегулярне виготовлення однотипних видів виробів, через що не набирається достатньої кількості серій зразків для статистичної оцінки однорідності за певний період; — потрібне виконання розрахунків, на які витрачається значний час, за відсутності переконаності в їх значущості і необхідності. Проте за цей час технологія виробництва не стала досконало, однорідність показників якості бетону не стала вища. За даними /1/, середній розмах лише вміст цементу в об'ємі бетонної суміші при роботі бетоносмесителей при нудітельного дії склав 29,6%, максимальний — 63%, мінімальний — 12,7%. Слід уточнити, що в світовій практиці оцінка міцності бетону як матеріалу з властивостями, що змінюються, залежними від безлічі чинників, виробляється з врахуванням статистичної обробки результатів випробувань. Стандартом ЕН 206 "Бетонів.

Читати далі

Серед тих, хто робить прогнози, — Марк Шиковіч Файнер, доктор технічних наук, заслужений винахідник України, автор 150 наукових праць по бетоноведенію. Його спеціалізація — добавки до цементам і бетонів, діагностика конструкцій. Неважко здогадатися, що прогнози відомого в країні фахівця стосуються будівництва і, зокрема, наслідків порушення технології, а незрідка і помилкових вирішень фахівців при виробництві бетонних конструкцій. В середині 90-х років по північних містах Росії прокотилася хвиля обвалів. Потім на очах став руйнуватися міст станції метро “Ленінські гори” в Москві. Чому це сталося? Як вважає Марк Файнер, в гонитві за кількістю і дешевизною нехтували якістю, і в бетон, з якого зводилися життєво важливі об'єкти, домішували хлорідниє добавки. Вони прискорювали темпи затвердіння бетону, але, що надзвичайно небезпечно, роз'їдали металеву арматуру. В результаті будівельна конструкція не витримувала навантаження. Спохопилися і українські будівельники і нарешті прислухалися до фахівців з бетоноведенію: хлориди небезпечні для армованих конструкцій.

Читати далі

Довговічність бетону на заповнювачі з переробленого бетону будівництв, що зносяться, Введення Бетон на заповнювачі з переробленого бетону відповідно до характеру його вживання має бути досить довговічним, тобто стійким до циклічної дії морозу і будь-яких інших впливів. Для випробовуваного бетону на заповнювачі з переробленого бетону була встановлена задовільна морозостійкість після 150 циклів, але він нестійкий проти впливу морозу і кислотних розморожуючих засобів. У пропонованій статті наводяться основні вимоги до складу бетону з використанням заповнювача з переробленого бетону (щебінь з бетону і відсівши — фракція 0,4 мм). Під довговічністю будівельних матеріалів ми розуміємо стійкість цих матеріалів до дії зовнішніх чинників, які змінюють їх властивості. Мається на увазі корозія бетону, під якою розуміються пр оцесси, що ведуть до його руйнування унаслідок хімічних реакцій або фізичних дій. У бетоні або на його поверхні, а також на поверхні сталевої арматури з'являються різні дефекти (злами, тріщини, деформація, відшарування, наліт, плями), що викликаються корозійними процесами. При цьому хімічну дію надають розчини кислот і солей, органічні сполуки, гази, забруднене повітряне середовище, тверді шкідливі речовини, фізичне — температура нижча за нуль, високі температури, механічне стирання, біологічне, — плісневий грибок, мікроорганізми. Інтенсивність впливу названих чинників залежить від властивостей бетону і бетонних конструкцій (стану поверхні, її пористості), а також від агресивності середовища (вигляду і концентрації агресивних речовин, температури і середньої вологості середовища і інших впливів, що виникають на кордоні бетон-середовище). У бетоні головним чином виникають тріщини, які прискорюють вплив агресивного середовища. Tрещини виникають в місцях, де локальна напруга в мі кроструктуре бетону перевищила міцність бетону (цементного каменя). Локальний напружений стан викликається зовнішніми силами (навантаження, температура) і внутрішніми чинниками (усадка, температурна деформація). Tрещини розміром до 100 m m в основному не знижують здатності конструкції, що несе, тріщини до 50 m m не знижують водонепроникності, проте будь-яка тріщина погіршує довговічність бетону. Tрещини виникають вже при схоплюванні бетону, і перш за все — після його затвердіння (наприклад, температурний градієнт від 25о до 30oС сприяє виникненню тріщин). 1. Mорозостойкость бетону Під морозостійкістю розуміється здатність водонасиченого бетону чинити опір руйнівній дії заморожування, що циклічно повторюються, і відтавання. Хімічно зв'язана вода ніколи не перетворюється на лід. Вода гелю перетворюється на лід лише при дуже низьких температурах (повністю замерзає при -73oС). Капілярна вода перетворюється на лід при температурі приблизно -0,5oС, оскільки в капіляр ах знаходиться розчин. Tемпература утворення льоду залежить від розміру капілярів. При пониженні температури залежно від розмірів капілярів утворюється льодова шуга, яка з великих за розміром капілярів вдавлюється в капіляри меншого розміру. Поступово збільшується об'єм, оскільки об'єм льоду на 1/11 (9%) більше об'єму води. Виникаючий кристалічний тиск льоду перевищує відмітку 200 MПa. Лід утворюється спочатку на поверхні бетону, а залежно від зростання інтенсивності охолоджування проникає до серцевини бетонного виробу і викликає збільшення його об'єму. Після танення льоду зберігається 1/3 сумарного розтягування. Морозостійкість бетону залежить від наступних чинників. а) З точки зору морозостійкості вік бетону можна розділити на чотири періоди часу — в кожен з цих періодів бетон володіє різною морозостійкістю. 1-й період триває від замісу до початку схоплювання бетону. Замерзання не буде причиною порушення структури, лише збільшиться пористість (приблизно на 10%) . Після підвищення температури і відтавання продовжується гідратація без якого-небудь руйнування конструкції. 2-й період триває від початку схоплювання бетону до придбання ним міцності RZ = 5-8 MПа.

Читати далі