Бетонның физикалық қасиеттері

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Бетонның физикалық қасиеттері

Ең алдымен бетонның қатқан және қатпаған араласпа тығыздығын ажырата білу қажет. Егерде бетонның араласпа құрамы анықталып, құрамындағы қоспалары нақты өлшемдермен салынса, онда оны мінсіз тығыз бетон деп атауымызға болады. Мұндай бетон араласпасының тығыздығы құрамында ауа бөлшектері болмаса, теориялық есептеулері нақты сәйкес келеді.

Бетон араласпасының тығыздау сапасын, тығыздау коэффициентімен бағаланады.

(7. 1)

Мұнда, ρ _н және ρ _е - бетонның нақты және есептелген араласпа тығыздығы.

Қалыпты жағдайда көпшілігі k _тығ ≈1 алуға тырысады, бірақ механикалық діріл немесе әртүрлі факторлар әсерінен ауа бөлшектерінің пайда болуы әсерінен k _тығ ≈0, 96 . . . 0, 98 құрайды.

Қатайған бетон құрамында судың жарты бөлігін ғана химиялық қосылыс түрінде кездестіруге болады. Судың қалған жарты бөлігі өз орнын алады немесе буланып кетеді. Сол себепті қатқан бетон ешқашанда абсолютті тығыз күйінде болмайды. Бетонның кеуектілігін мына формула арқылы анықтаймыз

(7. 2)

мұнда С және Ц - бетонның су мен цемент шығыны, кг/м ³ ; w - цемент массасына байланысты судың химиялық мөлшері. Қалыпты жағдайда 28 тәуліктік бетондар үшін w=0, 15 алады.

Бетонның тығыздалуы, дәнді толтырғыштардың мұқият салынуы әсерінен, толтырғыш арасындағы қуыстардың аз болуын қамтамасыз етеді және бетон құрамына қосылатын цемент мөлшерін үнемдеуге болады. Сонымен қоса цементті гидратациялануы кезеңіндегі қосылғыштардың мөлшерін арттыруға (жоғары беріктікті портландцемент, глиноземді және ұлғаятын цемент) немесе өзінің абсолюттік мәнінен артық етіп (пуццолонды портландцемент) алуға болады. Бетонның араласпа құрамындағы қалып қойған ауа бөлшектерін, бетонды жою кезеңінде вакуумдау немесе престеу арқылы жоюға болады. Бетонның тығыздығы - беріктікті, өткізбеушілікті, мәңгілікті анықтаудағы ең маңызды бөлігі болып табылады.

Бетонның өткізгіштігі

Гидротехникалық және басқа да бірқатар үймереттердің бетонының маңызды сипаттамасы болып, оның өткізгіштігі табылады. Ол материалдың ылғалдануға және қатуға, әртүрлі атмосфералық факторлардың әсеріне және агрессивтік орталардың әсеріне қарсы тұру қабілетін анықтайды. Тәжірибеде бетонның суөткізгіштігінің маңызы зор.

Бетонның өткізгіштігі оның кеуектілігіне, тесіктерінің құрылымына және тұтқыллар мен толтырғыштардың қасиеттеріне байланысты. Бетон капиллярлы-кеуекті, яғни әртүрлі көлемдегі капиллярлар мен кеуекті жұқа торлы материал болып табылады. Көлемі 10 ^-5 см көлемдегі цемент гелінің кеуегі жататын майда тесіктер мен капиллярлар мүлдем су өткізбейді. Көлемі 10 ^-5 см аспайтын майда кеуектер мен капиллярлар ылғалдылық градиенті, қысым әсері немесе осмотикалық әсердің салдарынан жүретін суды сүзуге жарамды. Сондықтан бетонның өткізгіштігі бетондағы ірі кеуектер мен капиллярлардың көлемі мен таралуына байланысты.

Ірі кеуектердің V _ік (%) көлемін мына формула бойынша анықтауға болады:

(7. 3)

Бетондағы ірі кеуектердің көлемі 0-40% шамасында ауытқиды. Бетонның ірі кеуектілігі С/Ц төмендегенде, цементтің гидратациялану деңгейі артқанда, бетон қоспасына ауаның кіруі азайғанда, бетон құрылымын нығыздайтын химиялық қоспаларды пайдалану кезінде төмендейді.

Бетонның өткізгіштігі мен ірікеуектілігінің арасындағы байланыс 7. 1 суретте көрсетілген. Ірі кеуектілік су цемент қатынасына байланысты болғандықтан, С/Ц өткізгіштігінің байланыстығын көрсетуге болады. (7. 2 сурет) . Тәжірибеде бұл байланыстылықтан ауытқушылықты байқауға болады, өйткені бірдей С/Ц ірі кеуектілігі цементтің түрі мен шығынына, бетонның өткізгіштігіне біршама әсер ететін бірқатар факторлар мен нығыздалу деңгейіне байланысты болады.

7. 1-сурет. Ірі кеуек көлемінің k _ік 7. 2-сурет. С/Ц-тің k _ік бетон өткізгіштік

бетон өткізгіштік коэффициентке коэффициентке қатынасы.

қатынасы.

Бетонның ылғалдануы кезінде кеуектері мен капиллялары физикалық беткі күштердің әсерінен, осы капиллярларды тығындай отырып, өзінің жұмсақтығын жоғалтатын сумен толтырылады. Яғни кеуектер мен капиллярлардың кольматациялануы жүреді, ол бетонның өткізгіштігін төмендетеді.

Уақыт өте бетонның кеуектілігінің сипаты өзгереді, цементтің гидратациялану өнімдерімен артатын, ірікеуектердің көлемі азаяды, және нәтижесінде юетонның өткізгіштігі азаяды. (7. 3 сурет) .

7. 3-сурет. Бетон жасының С суөткізгіштік (30 тәуліктегі

100% суөткізгіштік) әсері.

Бетонның өткізгіштігін тұрақты қысымдағы 1 сағат ішінде1см ² үлгі арқылы өткізілген В (С) көлемімен өлшенетін, өткізгіштік коэффициентімен бағалауға болады:

7. 4

Мұнда, А-үлгінің ауданы; t- уақыты; (р ₁ -р ₂ ) -қысым градиенті.

Тығыз бетондар әдетте суды сүзбейді, сондықтан оларды анықтау үшін, суөткізгіштігі бойынша маркасы, мысалы W2, W4 және т. б. Бұл сипаттама арнайы сынақтармен анықталады және бетонның қандай қысымға дейін су өткізбейтінін көрсетеді.

Бетонның өткізбегіштігін арттыруда оның біртектілігіні мен оны қатыру және пайдалану процесінде материалдың тұтастығын сақтаудың маңызы зор. Кезектестіріп ылғалдау және қатыру кезінде бетонның отыруының салдарынан майда сызаттардың пайда болуы бетонның өткізгіштігін біршама азайтуы мүмкін.

Бетонның кеуектілігінің көлемі мен сипаты бетонның газөткізгіштігіне күшті әсер етеді. Кеуектің сумен немесе химиялық реакция нәтижесінде кольматациялануы бетонның газ өткізгіштігін төмендетеді. Бетонның газөткізгіштігі атмосфералық факторлардың әсерінен бетон мен болатты тот басу процесінің жүруі кезінде ролі артады.

Бетонның өткізгіштігін арттыру үшін арнайы әдістерді пайдаланады.

Бетонның өткізгіштігін төмендету деңгейі және әдістері:

Бетонды дайындау кезінде:

Органикалық және гидрофобты қоспаларды қосу . . . 2 . . . 10

Бейорганикалық қоспалар . . . 5-1000

Қоюланған заттар немесе термопластикалық полимерлерді қосу -10-500

Арнайы заттарды дайындағанан кейін сіңіру . . . 50-1000

Бетонның беткі қабатын гидрофобтануы . . . 2-10

Арнайы қабыршақтандыратын қоспамен қаптау . . . 10-100

Ары қарай полимерлеу арқылы мономерді сіңіру . . . 50-1000

Бетонды дайындау кезінде қоспалар немесе арнайы заттарды қосу қарапайым және тиімді әдіс болып саналады. Бұл мақсатта қолданылатын қоспалар жетерлік ГЖК типіндегі қоспалар, әртүрлі беткі-белсенді заттар, суда еритін шайырлар, кейбңр латекстер, эмульсиялар мен суспензиялар кеңінен қолданылады. Кей жағдайда полимерлердің майда ұнтақталған ұнтақтары мысалы, пека қолданылады. Бетон қатқаннан кейін оны ысытады, полимер материалдар жұмсарады және оның өткізгіштігін төмендете отырып, бетонның кеуектерін кольматациялайды. Бейорганикалық қоспалардың арасынан хлорлы темір, натрий алюминаты, сұйық әйнек т. б кеңінен қолданылады. Бетонның өткізбеушілік қасиетінің артуына майда ұнталған қоспалар мен микрокремнеземді қосу әсер етеді. Кешенді қоспалар мен отырмайтын қоспалар алуға ықпал ететін. Арнайы тұтқыр заттарды пайдалану кезінде жақсы нәтижеге қол жеткізуге болады.

Қатқан бетонның өткізгіштігі, оны петролатуммен, сұйық әйнекпен, күкіртпен, парафинмен және бетонның кеуектері мен капиллярларын кольматациялайтын басқа да заттарды қосу кезінде төмендейді. Бетонға мономерлер немесе олардың негізіндегі қоспаларды қосу тиімді болып саналады. Полимербетондар мүлдем өткізбейтін болып табылады.

Бетонның аязға төзімділігі

Бетонның аязға төзімділігі деп, оның қаныққан күйінде бірнеше рет қатуы мен ери алу қасиетін атайды. Бұл жағдпйдағы бетонның бұзылуын болдыратын негізгі себеп болып, қатқна судан пайда болатын майда сызаттардың түбі менкеуектердің қабырғаларына әсер ететін қысым табылады. Қату кезінде су 9% көлемінде артады.

Судың артуына өте жоғары кернеу пайда болуы мүмкін, бетонның қатты сұлбасы кедергі келтіреді. Қату және ерудің қайталануы бетонның құрылымының біртіндеп жұмсарып, бұзылуына әкеп соқтырады. Алдымен шығыңқы жиектері, одан кейін беткі қабаты және бетонның іші бұзыла бастайды. Бетонның қоспаларының температурасының арту коэффициенті мен температуралық-ылғал градиенттердің арасындағы айырмашылықтың салдарынан пайда болатын кернеу де біршама әсер етеді.

Бетонның аязға төзімділігін анықтау үшін кезекті қатыру және еріту әдістерін пайдаланады. Сынақ әдістері, қатыру температурасы, сумен қанығу жағдайы мен үлгінің көлемдері, циклдің ұзақтығы бетонның аязға төзімділігінің көрсеткіштеріне әсер етеді.

Суда немесе тұз ерітінділерінде қатыру кезіндегі қату температурасының төмендеуіне байланысты бетон тез бұзылады.

Бетонның аязға төзімділігінің критерийі болып, үлгінің салмағцынлағы шығын 5% құрайтын, ал оның тығыздығы 25% төмендейтін циклдердің көлемі табылады. Циклдердің бұл көлемі бетонның аязға төзімділігі бойынша маркасын анықтайды: ауыр бетон үшін Ғ50 . . . Ғ500.

Бетонның аязға төзімділігі оның құрылымына, әсіресе кеуектілігінің сипатына байланысты, өйткені соңғысы суық температурада бетонда пайда болатын мұздың көлемі мен таралуын анықтайды, яғни бетонның құрылымының бәсеңсу процесінің жүру қарқындылығы мен пайда болатын кернеудің көлемін анықтайды.

Бетонның көлемі 10 ^-5 см майда кеуектеріндетіпті қатты суықта (-70 С ⁰ кезінде де) мұзға айналмайтын су болады, сондықтан майда кеуектер бетонның аязға төзімділігіне онша әсер етпейді. Соңғысы бетондағы ірікеуектерге және оның құрылымына көп байланысты.

7. 4-суретте. С/Ц-тің 1-ші қалыпты жағдайдағы бетон

мен 2-ші ауалық бетон жағдайындағы

F суыққа төзімділікке қатынасы.

Бетонның аязға төзімділігін арттыратын екі тәсіл қарастырылады:

1) бетонның тығыздығын арттыру, ірі кеуектердің көлемі мен олардың су өткізгіштігін азайту, мысалы, С/Ц азайту арқылы, кеуектердің қабырғаларына су өткізбейтін қоспаларды пайдалану, арнайы қоспаларды қосу арқылы кеуектерді кольматациялау;

2) арнайы ауа кіргізетін қоспалар арқылы, бетонды қарапайым сумен қанықтыру кезінде толтырылмайтын, бірақ оның қатуы кезінде суды кіргізетін бетонда ауадағы кеуектердің резервтік көлемін жасау. Су цемент қатынасынан аязға төзімділіктің тәуелдігі 7. 4-суретте көрсетілген. Әдетте аязға төзімді бетонның С/Ц 0, 5 аспауы тиіс.

Бетонның аязға төзімділігін арттырудың тиімді тәсілі болып, ауа кіргізгіш қоспаларды пайдалану табылады. Аязға төзімді бетон алу үшін, ауаның түйіршіктерінің арасындағы арақашықтық 0, 025см аспауы тиіс. Сондықтан тиімділікке қол жеткізу үшін, ауа кіргізудің белгілі көлемін қамтамасыз етумен қатар, майда көлемдегі ауа тамшыларын алу қажетол олардың жалпы көлемін азайтуға және ауа кіргізудің нәтижесінде оның тығыздығын азайту арқылы бетонның аязға төзімділігін арттыруға ықпал етеді. Әдетте ауа кіргізетін қоспалармен бірге олардың көлемін көрсететін кеуектердің үлесті беті 1000 . . . 2000см ² /см ³ құрайды, кеуектердің көлемі -0, 005-0, 1 см, ал олардың арасындағы арақашықтық 0, 0025см аспайды.

Ауа кіргізудің оңтайлы көлемі 4-6% құрайды және цементтің, судың және ірі толтырғыштың шығынымен анықталады. Көлемі толтырғыштың ірілігі азайған және цемент пен судың шығыны артқан кезде көбейеді.

7. 4. Жылу физикалық қасиеттері

Конструкциялар мен үймереттердің пайдаланудағы сенімділігін арттыруда оның жылуфизикалық қасиеттерінің маңызы зор: жылу өткізгіштігі және температуралық деформациялары.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.