Главная » Стройматериалы

Зависимость прочности бетона от фракции

Как выбрать правильную фракцию щебня для изготовления железобетонной конструкции?

Прежде чем, определиться, какая фракция щебня нужна при выполнении бетонных работ по изготовлению железобетонных изделий и конструкций, необходимо рассмотреть такие понятия как щебень и его фракция.

Какую фракцию щебня применять при изготовлении железобетонных конструкций?

Щебень – строительный материал, получаемый дроблением плотных горных пород на фракции 5÷70 мм и более. Он обладает неокатанной, шероховатой поверхность. После дроблении щебня выполняют его рассев по фракциям.

В зависимости от того, из которой горной породы производят щебень, существуют следующие разновидности щебня:

  1. известняковый;
  2. гравийный, или просто гравий;
  3. гранитный;
  4. искусственный (из отходов производства, например, шлаковый).

Гранитный заполнитель считается одним из лучших, – он обладает высокой прочностью, но при этом по стоимости он самый дорогой.

Фракция щебня – это совокупность частиц одинакового размера или интервала.

Итак, далее необходимо разобраться, зачем щебень добавляют в бетонную смесь? Кратко, рассмотрим причины, из-за которых необходимо применять щебень, а затем рассмотрим какой именно фракции необходимо добавлять в бетонную смесь, чтоб получить прочную и долговечную конструкцию.

Для чего необходимо добавлять щебень для приготовления бетона?
  1. Щебень составляет скелет бетона, это примерно 80…85% от всего объема. Щебень в бетоне называют крупным заполнителем.
  2. Применение крупного заполнителя в бетоне позволяет минимизировать процессы усадки, ползучести, увеличивает прочность, плотность, водонепроницаемость и трещинностойкость конструкции.
  3. Так как самим дорогим компонентом бетона является цемент, значит, необходимо стремится снизить его расход, без ухудшения свойств изготовляемого бетона. Одним из факторов получения высокой прочности бетона является плотность – чем плотнее бетон, тем он прочнее. Чтоб уменьшить межзерновое пространство (пустоты) в бетоне, необходимо подобрать такие размеры частиц песка и щебня, чтобы при уплотнении бетонной смеси пространство между крупными частицами щебня заняли более мелкие частицы крупного заполнителя, а пустоты между мелкими частицами щебня заняли крупные частицы песка и т.д. Значит, для хорошего бетона необходимо иметь частицы крупного заполнителя нескольких фракций. Такой подход к расчету состава бетона экономит значительное количество цемента при строительстве. Экономия цемента объясняется следующим: мелкие частицы цемента как клей, который должен покрыть и «склеить» между собой все поверхности песка и щебня. Как известно, частицы крупного размера имеют меньшую удельную поверхность, чем частицы маленького размера, следовательно, если щебень и песок очень мелкий, количество цемента для его «склеивания» необходимо больше, или того количества цемента будет не достаточно для обволакивания поверхностей (значительно снизится прочность). Чтоб убедится в правильности вышеприведенного обоснования, необходимо посчитать состав бетона (можно по методу НИИЖБа) с применением сначала крупной фракции, а потом с несколькими фракциями, а затем сравнить расход цемента.

На карьерах по добыче гранитного или другого щебня согласно ГОСТ 8267-93 выпускают после дробления следующие основные фракции щебня:

  • 5 (3) ÷ 20 мм;
  • 5 (3) ÷ 10 мм;
  • 10 ÷ 15 мм;
  • 10 ÷ 20 мм;
  • 15 ÷ 20 мм;
  • 20 ÷ 40 мм;
  • 40 ÷ 80 (70) мм.
  • Также могут выпускаться по индивидуальному заказу фракции 70 (80) ÷ 120 мм, 120 ÷ 150 мм.
Какие фракции используют для приготовления бетона? Как правильно выбрать необходимые фракции щебня?

Однако, для получения качественного бетона зачастую используют не одну, а две-три фракции щебня, или есть щебень разного размера. На предприятиях по изготовления бетона и железобетонных конструкций по ГОСТ 8267-93 в лабораториях ОТК (отдел технического контроля) определяют проверку зернового состава, наименьший d и наибольший D номинальные размеры щебня. Данные характеристики щебня определяют способом просеивания щебня через стандартные сита и взвешивают остатки на каждом сите. Далее определяются полные остатки на каждом сите. Полученные результаты сравнивают со значениями в таблице 1 из ГОСТ 8267-93.

Диаметр отверстий контрольных сит, мм

Размер фракций бетона

Прочность бетона и его пригодность для целей того или иного строительства зависит от качества материалов, из которых он изготовлен. Один из показателей правильного выбора составляющих любого раствора - фракция бетона. Она зависит от степени крупности частиц щебня и песка, используемых в процессе приготовления.

Фракция бетона зависит от крупности частиц песка и щебня, которые используются в процессе приготовления раствора.

Степень прочности бетона

По своей прочности бетон подразделяют на марки.

В зависимости от характера строящегося объекта и места строительства используется материал различных марок. Этот показатель позволяет определить величину максимальной нагрузки в килограммах на 1 см2 площади подобного основания.

Марка цемента влияет на место его использования. Так, цемент самой высокой марки можно использовать для строительства стратегических объектов.

Для возведения стратегически важных строительных объектов, например, огромного моста, требуется элемент самой высокой марки, выдерживающий максимальные нагрузки. Материал с небольшим показателем предельной нагрузки может использоваться при строительстве небольшого дачного домика.

Марку изделия определяет фракция каждой из его составляющих. Для приготовления раствора необходимы три основных ингредиента:

Все эти материалы перемешиваются в различных пропорциях с добавлением воды. Марка материала определяется качеством цемента, технологией приготовления раствора, а также характеристиками щебня и песка.

Фракция щебня

Данный элемент представляет собой мелкие камешки, получаемые при дроблении кусков крупного размера гранитных или известняковых пород. Поверхность этих осколков шероховатая, благодаря этому свойству данный компонент отлично сцепляется с раствором песка и цемента и выполняет функцию крупного заполнителя в растворе.

Предельно возможный размер частицы материала называют его фракцией. Каждая фракция наделяет бетон определенными свойствами. Крупные камешки повышают прочность, а мелкие частицы способны наиболее плотно заполнить образующиеся при изготовлении раствора полости.

Гранитный щебень является самым прочным, но при этом и самым дорогим.

Наиболее дешевый и распространенный - известняковый щебень. Элемент из гранита более прочен, но дороже обходится в производстве.

Читайте также: Качества монолитного пенобетона

Для изготовления мелких форм щебня требуются довольно большие затраты времени и денег, идущие на дробление огромных кусков гранитной глыбы. Поэтому мелкий гранитный элемент достаточно дорогой.

Материал мелкой характеристики идет на изготовление асфальтового покрытия, декоративных элементов, а также бетона, используемого для малого строительства. Чтобы увеличить прочность изделия, приготовленного с добавлением мелких частиц, нужно добавлять больше данных компонентов и снизить количество песка в растворе. Слишком маленькое количество элементов мелкой фракции приведет к появлению трещин в строительных конструкциях. Средняя величина от 20 до 40 мм используется для создания раствора довольно высокой прочности, достаточной для возведения конструкций различного назначения. Для строительства с использованием большого количества бетона необходим в его составе щебень крупной классификации, составляющей от 40 до 70 мм.

Пригодность его для изготовления той или иной марки бетона зависит также от формы элементов. В массе ингредиентов определяют процентное соотношение частиц пластинчатой и игловатой форм. Фракциями такой формы называют камешки, толщина которых меньше, чем их длина в три раза или больше.

В зависимости от процентного содержания таких частиц в щебне, его делят на три вида:

Наибольшую плотность раствору придает элемент кубовидной формы, так как его зерна содержат минимальное количество игловатых и пластинчатых частиц и максимально близко приближены друг к другу.

При производстве материала нужно использовать компоненты одного размера. Одновременное добавление в смесь крупного и мелкого материала приведет к рыхлости и малой плотности готового раствора.

Фракция песка

Различные фракции песка получаются благодаря просеивания речного, промытого и полностью высушенного песка.

Еще одна составляющая бетона. в зависимости от чистоты и размеров частиц которые в нем находятся, это песок. Чтобы данный аксессуар обладал наивысшей плотностью, он должен включать в себя песок различных фракций.

Читайте также: Применение дорожного бетона

Таким образом, удается избежать образования пустот в растворе и снизить количество цемента, идущего на увеличение плотности.

Величина частиц песка или его модуль крупности определяется путем его просеивания через наборы сит с разным диаметром отверстий. Исходя из модуля крупности, выделяют следующие типы песка:

Мелкий песок, имеющий модуль крупности 1,5-2 мм, используют при производстве бетона с максимальной нагрузкой до 200 кг на 1 см2. Такой тип изделий может использоваться, например, для строительства подводной конструкции моста. Крупный песок с величиной частиц 2,5 мм и больше идет на изготовление раствора марки от 350 и выше.

Для получения наиболее качественного материала рекомендуется использовать разные компоненты песка - крупные и мелкие. Существуют определенные отраслевые стандарты, которые определяют оптимальное соотношение частиц.

Влияние размера наполнителей

Щебень и песок играют в процессе образования бетона важную роль - они создают каркас, который принимает на себя все напряжение усадки. В результате строители получают элемент, имеющий коэффициент усадки меньший, чем он был бы без использования этих наполнителей.

Правильно подобранные фракции щебня и песка позволяют повысить прочность и упругость получаемой в итоге смеси. Конструкция меньше подвергается деформации под воздействием нагрузок, повышается устойчивость к длительным сильным воздействиям, в результате чего материал избегает необратимого деформирования.

Щебень и песок делают процесс изготовления более дешевым, ведь цемент - материал гораздо более дорогой.

Все эти положительные свойства придают бетону только качественные наполнители с необходимыми фракциями. Как у мелких, так и у больших размеров щебня и песка есть свои плюсы и минусы, каждый из них подходит для определенной марки раствора, важно только правильно учесть пропорции всех ингредиентов. При соблюдении этих условий получится бетон разного назначения.

ГЛАВА 5. ПРОЧНОСТЬ БЕТОНА

§ 5.6. ЗАВИСИМОСТЬ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА ОТ ЕГО СОСТАВА

Общие закономерности, показывающие зависимость прочности бетона от различных факторов, были рассмотрены в предыдущих главах. Однако на практике составы и структура бетона могут изменяться в широких пределах и в ряде случаев это необходимо учитывать и вносить определенные коррективы в основные зависимости при проектировании состава бетона.

Материалы (цемент, песок, гравий) могут по-разному влиять на свойства бетонов, различающихся по составу и структуре. В одних составах наилучшим образом проявляются их положительные свойства, в других—материалы используются нерационально. Неодинаково сказываются на бетонах различных составов и структуры и особенности технологии.

Предполагая условия приготовления и формования бетона одинаковыми, рассмотрим возможное изменение структуры и свойств бетона в двух случаях: при изменении цементно-водного отношения при постоянных соотношениях содержания цемента и заполнителя в бетоне и при изменении соотношения цемента и заполнителя при постоянном значении подвижности бетонной смеси или цементно-водного отношения.

Смесь цемента и заполнителя может связывать и удерживать строго определенное количество воды, находящейся на поверхности частиц твердой фазы, в ее порах и капиллярах.

Каждая структура имеет свои закономерности, определяющие ее свойства и влияние на них различных факторов. Так, для структуры первого типа, когда зерна заполнителя не соприкасаются друг с другом, решающее значение имеют свойства цемента; в структуре второго и особенно третьего типа, где заполнитель создает жесткий скелет, а его зерна находятся с контакте друг с другом (через тонкую цементную прослойку), на свойства бетона заметное влияние оказывают свойства не только цемента, но и заполнителя. Эти зависимости свойств бетона от структуры и качества материалов следует учитывать при проектировании его состава

Отдельные фракции заполнителя по разному влияют на свойства бетона. Крупный плотный заполнитель заметно влияет на прочность бетона при сжатии и в меньшей мере — на подвижность или водопотребность бетонной смеси.

Мелкий заполнитель, наоборот, значительно изменяя водопотребность бетонной смеси, меньше влияет на прочность бетона, (в оптимальных составах)

Различное влияние заполнителя на свойства бетона объясняется их ролью в структуре. Крупный заполнитель создает каменный скелет в бетоне, заметно влияет на характер напряженного состояния, на деформации и трещинообразование при нагружении бетона. Мелкий заполнитель, располагаясь между зернами крупного, оказывает меньшее влияние на поведение бетона под нагрузкой и, следовательно, на его прочность.

Влияние крупного заполнителя в бетоне возрастает при уменьшении степени раздвижки его зерен раствором, каким бы путем это ни достигалось: повышением ли жесткости смеси и сокращением расхода цемента или уменьшением крупности песка. В бетоне крупный заполнитель содействует уплотнению прослоек раствора, как бы являясь своеобразным пригрузом, что имеет большое значение при использовании мелких песков. С другой стороны, регулируя влагообмен растворной части, в частности предохраняя ее от излишней потери влаги при выдерживании в неблагоприятных условиях, крупный заполнитель заметно влияет на условия твердения цементного камня. В результате свойства раствора в бетоне отличаются от его свойств в образцах из раствора Это также в определенной мере объясняет меньшее влияние качества песка на прочность бетона. Например, в наших опытах при замене крупного песка (Мор=2,79) мелким (/Vfop=0,69) прочность раствора 1:2 понизилась на 62%, а прочность бетона — всего на 5%- С другой стороны, водопотребность бетонной смеси сильно зависит от удельной поверхности заполнителей и на эту характеристику мелкий заполнитель, удельная поверхность которого в несколько раз больше, чем крупного, оказывает более заметное влияние

Таким образом, основные зависимости свойств бетона от различных факторов, которые используют в технологических расчетах, в частности при определении состава, носят средний статистический характер и от них возможны значительные отклонения. Поэтому технологические расчеты рекомендуется проверять опытами.

Наилучшими свойствами обладают бетоны оптимальных составов, в которых свойства материалов используются наиболее полно. Эти бетоны имеют повышенные плотность и прочность при сжатии (при заданном Ц/В), более высокое соотношение Яр/Ясж и т. д. Способы проектирования составов бетона, рассмотренные в последующих главах, обеспечивают получение оптимальных или близких к ним составов бетона.

Основные свойства бетонов также можно представить как функцию структурных характеристик— концентрации цементного камня в бетоне и его истинного водоцементного отношения. Эти характеристики учитывают влияние как цемента, так и заполнителя

Для более полной характеристики строения бетона необходимо оценить не только его макроструктуру, но и микроструктуру. Микроструктуру можно оценивать по характеру пористости цементного камня и заполнителя, а также пористости, получаемой за счет воздухововлечсния при введении химических добавок.

Особенностью данного критерия является то обстоятельство, что концентрация цементного камня определяется на основе истинного водоцементного отношения Тем самым учитывается влияние па структуру и свойства бетона заполнителя (через его водо- потребность) и процесса формирования структуры (схватывания цемента). Ведь твердение цемента после его схватывания происходит в рамках первоначально сложившейся структуры и от ее строения и свойств во многом будут зависеть окончательные свойства бетона. Если первоначальная структура слабая, с большим количеством пор и дефектов, то и прочность бетона даже после длительного твердения окажется невысокой, так как новообразований цементного камня не хватит для исправления дефектов первоначальной структуры.

Состав бетонов. ЗАВИСИМОСТИ СВОЙСТВ БЕТОНА ОТ ЕГО СОСТАВА

Удобоукладываемость бетонных смесей зависит от их состава. свойств применяемых заполнителей. Для расчетов зависимости прочности бетонов на заполнителях.
www.bibliotekar.ru/spravochnik-121-beton/3.htm

Источники: http://gidproekt.com/kak-vybrat-pravilnuyu-frakciyu-shhebnya-dlya-izgotovleniya-zhelezobetonnoj-konstrukcii.html, http://1pobetonu.ru/vidy/frakciya-betona.html, http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-176-tehnologia-betona/51.htm

Комментариев пока нет!

Ваше имя *
Ваш Email *

Сумма цифр внизу: код подтверждения

Избранные статьи

Свайный фундамент своими руками фото

Винтовой фундамент своими далее...


Замена бревен в деревянном доме

Как выполняется замена нижних венцов далее...


Сколько стоит построить деревянный дом под ключ

СКОЛЬКО СТОИТ ПОСТРОИТЬ ДОМ ИЗ БРЕВНА: ПОД КЛЮЧ далее...


Интересно

Ленточный фундамент под забор из профнастила

Фундамент для ограждения из металлопрофиля своими руками КомпанияРусская Ограда . Мы занимаемся установкой заборов, ворот (в том числе автоматических), установкой столбов и линий ЛЭП далее...


Бетонные полы в банях на свайном фундаменте

Способы утепления полов в банях на винтовых сваях Некоторые владельцы вынуждены возводить постройки на участках при помощи свайных оснований. далее...


Монтаж топки камина своими руками видео

Монтаж чугунной топки камина своими руками. Видео. Монтаж чугунной топки камина своими руками, видео о котором всегда можно найти в сети Интернет – дело далее...