Марка и класс бетона в чем разница: Прочность: марка и класс бетона

Класс бетона и марка по прочности таблица

Бетонная смесь изготавливается путем смешения цемента, воды, пески, щебня. После укладки смесь затвердевает. Кроме песка и щебня используют гранит, известняк, гравий. Главной характеристикой бетонной смеси являются класс бетона и марка по прочности, которые можно найти в таблице.

Содержание

1. Марка и класс – в чём разница?
2. Марки бетона и их характеристики
3. Переход от марки бетона к классу
4. Новое обозначение классификации бетонов
5. Водонепроницаемость
6. Получение высокомарочного водонепроницаемого бетона
7. Морозостойкость
8. Как определить прочность готового бетона
9. Какие факторы влияют на прочность бетона
10. Область использования бетона по маркам и классам

Марка и класс – в чём разница?

Основные показатели, которые указывают на прочность бетона, являются марка и класс. Расчетную прочность бетонное изделие набирает через 28 дней после заливки. Но с течением времени материал становится еще более прочным. Так что значение прочности может измениться. Причем процесс затвердевания не останавливается со временем: качественный состав будет постепенно твердеть. Поэтому при определении прочностных характеристик для марки бетона берется среднее значение прочности.

Марки бетона и их характеристики

Определяющим критерием для типа марки является количество цемента в бетонной смеси, от которого и зависит ее твердость. Так, обозначение «марка М200» будет означать, что данное бетонное изделие выдержит давление 200 кгс/см2, то есть обладает прочностью на сжатие с силой 200 кгс/см2.
Класс бетона «В», как и марка, отражает прочность материала на сжатие, но точнее определяет этот параметр. Различие класса бетона B от марки M заключается в методе определения характеристики материала по прочности.

Сколько цемента на 1 куб бетона для фундамента читайте в дополнительном материале

В документации обычно бетонный материал характеризуется классом, но в реальном строительстве от применения обозначения марки еще не отказались. Соответствие марки и класса бетона регламентирует ГОСТ 26633-91.

Полное обозначение класса бетона выглядит, как комбинация буквы «В» и цифры, означающей максимально возможную силу сжатия, выраженную с мегапаскалях. Например, «В45» сообщает, что бетонное изделие выдержит давление в 45МПа. Коэффициент достоверности класса бетона составляет 0,95.

Соотношение марки и класса бетона по прочности

Класс бетона	Средняя прочность на сжатие данного класса		Ближайшая марка бетона
	кгс/см2	Н/мм2
В 3,5	46	4,5	М50
B 5	65	6,2	М75
В 7,5	98	9,5	М100
B 10	131	13	М150
В 12,5	164	16	М150
B 15	196	19	М200
В 20	262	25	М250
B 25	327	30	М350
В 30	393	36	М400
B 35	458	43	М450
В 40	524	50	М550
B 45	589	56	М600
В 50	655	63	М600
B 55	720	70	М700
В 60	786	76	М800

На заметку! Существует термин « марка бетона по прочности на растяжение», однако, он указывается только тогда, когда именно этот параметр играет ключевую роль в будущей конструкции.

Переход от марки бетона к классу

Например, перевод класса бетона в марку можно провести, обратившись к таблице классификации бетона по маркам и классам:

Класс бетона по прочности (С) по ДБН	Класс бетона по прочности (В) по СНиП	Средняя прочность бетона данного класса R		Ближайшая марка бетона по прочности М, кгс/см2	Отклонение ближайшей марки бетона от средней прочности класса R — M / R * 100%
		Мпа	кг/см2
—	В0,35	0,49	5,01	М5	+0,2
—	В0,75	1,06	10,85	М10	+7,8
—	В1	1,42	14,47	М15	-0,2
—	В1,5	2,05	20,85	М25	-1,9
—	В2	2,84	28,94	М25	+13,6
—	В2,5	3,21	32,74	М35	-6,9
—	В3,5	4,50	45,84	М50	-9,1
—	В5	6,42	65,48	М75	-14,5
—	В7,5	9,64	98,23	М100	-1,8
С8/10	В10	12,85	130,97	М150	-14,5
С10/12,5	В12,5	16,10	163,71	М150	+8,4
С12/15	В15	19,27	196,45	М200	-1,8
С16/20	В20	25,70	261,93	М250	+4,5
С18/22,5	В22,5	28,90	294,5	М300	+1,9
С20/25	В25	32,40	327,42	М350	-6,9
С25/30	В30	38,54	392,90	М400	-1,8
С28/35	В35	44,96	458,39	М450	+1,8
С32/40	В40	51,39	523,87	М550	-5,1
С35/45	В45	57,82	589,4	М600	+1,8
С40/50	В50	64,24	654,8	М700	+6,9
С45/55	В55	70,66	720,3	М700	-2,8

Соотношение числа в обозначении класса бетона (не марки) и прочности выражается через коэффициент 13. 5%. В таблице указывается параметр R, обозначающий среднюю прочность. Этот параметр можно вычислить, если нет под рукой таблицы соответствия классов бетона и марок. Формула следующая:

R = В : (0.0980665 * (1- 1.64 * v)) ,

где В – это величина сжатия в классе, v = V : 100 = 13.5 : 100 = 0.135 , 0.0980665 = коэффициент перехода из системы МПа в систему кгс/см2

Нужно помнить, что прочность для класса бетона выражается в МПа, а для марок – в кгс/см2 . Результат вычисления покажет, что средняя прочность для класса В10 будет равна 131 кгс/см2

Новое обозначение классификации бетонов

В таблице соответствия марок и классов бетона, приведенной выше, в первом столбце есть новые обозначения классов, пришедшие из Европейского Союза. Раньше применяли обозначения вида В25. В новой классификации бетона это будет обозначаться, как С20/25.

Как появилась такая аббревиатура? В некоторых странах ЕС (Англия и другие) для определения прочности бетонных изделий на сжатие применяют цилиндр, у которого высота вдвое больше диаметра. А в других странах для этих целей применяется бетонный кубик. Из-за разницы в форме и весе образцов значения прочности будут разными.

Расшифровка класса бетона С20/25 будет означать:

• прочность кубика на сжатие 25 МПа;
• прочность цилиндра на сжатие 20 МПа.
  Бетон С20/25 означает В25, а какая марка будет соответствовать, можно найти в таблице расшифровки марки бетона и их характеристик.

Новая система соответствия и обозначения классов бетона применяется, но привычные «В10-В1000» используются чаще.
Для полноценной оценки типа материала используются другие важные технические характеристики: водонепроницаемость и морозостойкость.

Водонепроницаемость

Попадающая в микротрещины бетонной конструкции вода может привести к существенным разрушениям при последующем промерзании. Водонепроницаемость измеряется уровнем односторонним гидростатическим давлением (кгс/см²), когда образец не пропускает влагу.

Улучшить показатели водонепроницаемости позволяют уплотнители и гидрофобные добавки. Стоимость бетонной смеси с высокой водонепроницаемостью существенно выше. Зато бетонная конструкция из такой смеси не нуждается в гидроизоляции и дольше прослужит. Именно из водонепроницаемого материала изготавливаются пешеходные дорожки, бетонные укрепления, бордюры и другие объекты, подвергающиеся постоянному воздействию внешней среды.

Влагонепроницаемость материала определяется водоцементным соотношением в составе и коэффициентом фильтрации. Согласно ГОСТу существует 10 уровней водонепроницаемости: W2, W4, W6, W8, W10, W12, W16, W14, W18, W20. Непроницаемость означает, бетонный образец 15-сантиметровой высоты выдержит в стандартных условиях определенное максимальное давление воды.

В зависимости от влагопроницаемости бетонная смесь классифицируется на три категории:

• «Н» – нормальная влагостойкость W2-W4;
• «П» — пониженная проницаемость W4-W6;
• «О» – особо низкая влагопроницаемость W8 –W20.

Наиболее стойкой к воде и является марка W20.

Однако из-за высокой стоимости W10-W20 применяют только на фундаментальных стройках: строительство бункеров, гидротехнических объектов, водохранилищ. Данные типы обладают еще одним важным качеством: морозостойкостью.

Получение высокомарочного водонепроницаемого бетона

Для этой цели используются способы:

• применяется высокопрочный цемент М600-М1000, который при гидратации поглощает воды намного больше, чем другие типы цемента. ВВ результате образуется плотная камнеподобная масса ;
• в бетонную смесь добавляют воздухововлекающие наполнители: сульфаты алюминия или железа, повышающие уплотнение материала при укладке;
• применяются пластификаторы, понижающие водоцементное соотношение;
• в бетонную смесь добавляются гидроизоляционные составляющие.

Морозостойкость

На упаковку материала наносится соответствующая маркировка, указывающая на степень морозостойкости. Данное свойство определяется числом циклов заморозки/разморозки, при которых материал деформируется.

Образец материала погружают в воду или спецраствор, выдерживают там до полного впитывания, потом замораживают до -18 градусов. Периодически замеряют, насколько материалом утеряна прочность. После завершения ряда циклов определяется показатель морозостойкости.

Маркировка морозостойкости

По ГОСТу морозостойкость отмечается следующим образом: F50, F100, F150, F200, F300, и данные марки группируются по схеме:

• Меньше F50: низкий уровень морозостойкости, применяется крайне редко.
• F50 — F100: умеренные, широко используются в строительстве.
• F150, F200: повышенная морозоустойчивость, выдерживает сильные изменения температур.
• F300 — F500: высокая морозоустойчивость, применяется в особо сложных условиях.
• Выше F500: повышенная морозостойкость, применяется в редких случаях. В смеси применяют высокомарочный цемент и добавляют специальные вещества.

Как определить прочность готового бетона

Есть несколько способов диагностики прочностных характеристик бетонной конструкции. Наиболее распространенный определения прочности — способ соскалывания. Но существуют и другие способы:

• Неразрушающая проверка с помощью специальных аппаратов.
• Способ локальных разрушений.
• При ударном способе фиксируется ударная энергия при соприкосновении оборудования и поверхности.
• Ультразвуковой способ с помощью волнового датчика.
• Разрушающие способы с изъятием фрагментов из бетонной конструкции.

Какие факторы влияют на прочность бетона

Прочность бетонной смеси зависит от водоцементного соотношения. Наиболее распространенные соотношение, применяемое на практике: 0,3 : 0,5. При меньшем значении раствор приобретет низкую пластичность, при большем – улучшится подвижность, но понизится прочность.
Качество бетонной смеси на основе цемента зависит не только от входящих компонент, но и от их соотношения.

Состав бетона по маркам и классам таблица

Внимание! Чем больше цемента содержится в бетонной смеси, тем выше марка и прочность бетонной конструкции.

Область использования бетона по маркам и классам

Каждый класс бетонной смеси применяется для определенных целей и условий, для которых он подходит.

БЕТОН М100 И М150. Материал сотой марки не имеет высокую прочность. Поэтому используется для штукатурки, предварительных работ до заливки дорожного покрытия. При сооружении фундамента М100 и М150 используются для создания площадки род установку арматурного каркаса. Этот бетон подходит для монтажа бордюров, тротуарных дорожек и других объектов, где не будет высоких силовых нагрузок.

МАРКА М200. Из марки М200 обычно заливают бетонные полы и делают стяжки, заливают небольшие дорожки, лестницы, площадки. Иногда с помощью раствора возводят фундаменты, но для домов из легких материалов. При этом почвы должны быть устойчивыми, и подземные воды должны находиться поглубже.

М300 пользуется популярностью. Этот раствор отлично подходит для фундамента, подпорных стенок, заборов, монолитных стен небольших жилых и хозяйственных зданий.

БЕТОН М350. Данный раствор применяется для сооружения фундаментов и монолитных стеновых панелей, балок, плит перекрытия и т. п.

М400. Прочный вид раствора используется при сооружении зданий и объектов особого назначения: полотна и подпорки мостов, плотины ГЭС, взлетно-посадочные полосы.

таблица, характеристики, сфера применения, цены

До недавнего времени строители обходились единственным показателем, характеризующим прочность бетона – его маркой (М). Теперь все чаще встречается еще одна цифра – гарантированный класс (В). Пока эти два значения применяются параллельно, на равных, но вскоре фактическая прочность запросто может вытеснить марочную. Разберемся, что обозначают эти понятия, и зачем понадобилось вводить два параметра.

Оглавление:

1. Марка и класс бетона
2. Характеристики и область применения
3. Нюансы выбора
4. Цена за кубометр

В чем разница?

Маркой называют среднюю прочность бетона с отклонением от заявленных показателей в 5% случаев. И вина здесь вовсе не производителя раствора – погрешность вполне естественна. Несоответствие возникает даже при четком соблюдении рецептуры, поскольку предел прочности на сжатие зависит и от свойств применяемых заполнителей. По мере укладки и вызревания бетона также возможны различные изменения в монолите – здесь уже влияние оказывают созданные для него условия.

К тому же разрыв не слишком велик, и со стороны ГОСТ здесь все чисто. Основная характеристика М указывает, сколько килограмм-силы, приложенной к поверхности бетона площадью в 1 см2 он выдержит без разрушения. На производстве марочная прочность измеряется в лаборатории сжатием кубика со стороной 15 см на прессе, ультразвуком, методом ударного импульса и другими способами.

Класс бетона – гарантированная (подчеркнем это слово) прочность, где возможная погрешность уже учтена. Его ввели для уточнения характеристик цементного камня, поскольку разбег показателей в пределах одной марки оказался слишком существенным, чтобы закрывать на это глаза. То есть цифровая запись класса после литеры «В» обозначает, какую нагрузку способен действительно выдерживать монолит. Она измеряется в единицах МПа, что равняется примерно 10,2 кГс/см2.

Если речь идет об одном материале, логично предположить, что соотношение классов и марок при сжатии для тяжелого бетона будет постоянным – равным все тем же 10,2. Это не так. Есть и другие тонкости, которые нужно учитывать: среднее значение всегда идет с очень грубым округлением, к тому же шаг измерений для показателей М и В немного отличается. Для В1,5-В5 он составляет полтора класса, дальше – 2,5, а начиная с В30 разрыв уже идет в 5 МПа. Марки свыше М100 изменяются только полусотнями, а после М600 шаг увеличивается до 100 кГс/см2.

Из-за этого возникает разница в численных значениях, и порой довольно большая. Коэффициент вариации в каждом случае даже для нормативных цифр будет отличаться, но при необходимости его принимают равным 13,5 % – именно таков средний разброс рассматриваемых параметров. Чтобы не путаться при выборе характеристик смеси и не заниматься лишними расчетами, нужна таблица соответствия класса и марки бетона, а также их сравнение с фактическими показателями прочности.

По таблице легко отследить, что иногда одна марка бетона может иметь разные фактические показатели прочности. Класс это отражает, а привычная запись после буквы М – нет.

• М100 (В7,5).

Довольно слабый вид бетона, относящийся к тощим. Его лучше пустить на изготовление тонкослойной стяжки, подбетонки и пр. Для объемных монолитных конструкций в строительстве он практически не используется из-за минимальной морозостойкости (F50) и водонепроницаемости (W2). Разве что для легких фундаментов в прочных сухих грунтах – скальных или обломочных. Также из него нередко изготавливаются блоки ФБС. Бетон М150 или класс В10-В12,5 мало чем отличается от этой марки, по крайней мере, сфера применения и недостатки у него те же, только показатель прочности чуть повыше.

• М200 (В15).

Весьма распространенный мелкозернистый материал, который нашел широкое применение в частном строительстве. Класс прочности бетона В15 вполне годится для возведения небольших фундаментов под легкие постройки, изготовления ЖБИ, лестничных маршей и отливки внутренних перегородок. Морозостойкость М200 достигает 100-150 циклов, водонепроницаемость укладывается в пределы 0,4-0,6 атм. У этого бетона тоже есть чуть более крепкий «двойник» – М250 с теми же возможностями применения.

• М300 (В22,5).

Надежная универсальная марка товарного бетона, которая используется повсеместно. Это лидер рынка и самый востребованный материал в любых сферах. Малоэтажное строительство и промышленные объекты, фундаменты и монолитные стены, а также ЖБИ различного назначения – все это изготавливается из М300 прочностью 22,5 МПа. Водонепроницаемость достигает W6, морозостойкость – не меньше 200 циклов.

• М350 (В25).

Этот класс бетона нашел применение в возведении сильно нагруженных конструкций типа балок, несущих плит и колонн. Также его нередко используют для отливки чаш резервуаров и покрытий в аэропортах. Водонепроницаемость на уровне W8 (на два класса выше, чем у М300), морозостойкость соответствует предыдущей марке. Везде, где строениям предстоит работать в сложных условиях и при больших нагрузках, лучше использовать именно В25.

• М400 (В30).

Очень прочный и дорогой вид бетона, предназначенный для промышленного строительства, возведения ответственных и гидротехнических конструкций, мостов. Отличается хорошими показателями водонепроницаемости W10 и морозостойкостью F300. Но из-за высокого содержания цемента он слишком быстро схватывается, поэтому чаще используется вместе с добавками, замедляющими первоначальное твердение.

Особенности выбора

Марка бетона для фундамента частного дома определяется на основании расчетов веса постройки со всеми эксплуатационными нагрузками. И говорить, что какая-то из рассмотренных разновидностей особенно популярна, было бы неправильно. Но в целом для легких зданий хватает М200-М250. Если же дом возводится в 2-3 этажа и из тяжелых материалов (вроде полнотелого кирпича), то здесь понадобится монолит прочностью не ниже М300. А вот применение бетона М400 частными застройщиками уже считается нецелесообразным, из-за высокой стоимости в том числе.

Принимать во внимание только разделение растворов по прочности не совсем корректно, поскольку такая однобокая классификация не дает представления обо всех свойствах готового цементного камня. А ведь именно они определяют сферу его применения. И прежде чем купить бетон подходящего класса, придется учитывать существование различных марок, описывающих другие его характеристики:

• Морозостойкость F50-F300 – количество циклов замерзания/оттаивания монолита с потерей прочности до 5 %.
• Водонепроницаемость в пределах W2-W20 (от 0,2 до 2 атм) – способность противостоять проникновению влаги под соответствующим давлением.
• Пластичность или удобоукладываемость смеси (П1-П5) – временная характеристика, описывающая только подвижность жидкого раствора, после схватывания уже не играющая никакой роли.
• Жесткость (Ж1-Ж4) – здесь предусмотрены 4 класса, разделяющие бетоны на жесткие (тощие) и пластичные. Первые используются для заливки крупных форм, вторые – тонких и густоармированных конструкций. Отнесение смесей к той или иной категории зависит от водоцементного соотношения.

Впрочем, данные по стойкости цементного камня завязаны на его плотность, а значит, и на прочностные характеристики. И если класс бетона В7,5 (М100) обладает минимальной влаго- и морозостойкостью, то с повышением марки увеличиваются и показатели F и W. А вот пластичность в итоге может быть снижена.

Таблица цен

Марка (класс)	Морозо-устойчивость, F (циклов)	Стоимость, руб/м3
		W2	W4	W6	W8	W10
М100 (В7,5)	50	2860
М200 (В15)	75	3220	3230
	100		3170	3270
	150		3260	3300
М300 (В22,5)	100		3370	3410	3450
	150			3420	3460
	200			3440	3470
М350 (В25)	150			3500	3570	365
	200			3540	3600	3690
	300			3550	3640	3700

Что подразумевается под «осадкой бетона» и почему это имеет значение?

Существует несколько различных типов бетона , и важно знать, подходит ли тот, который вы используете, для работы. Одна вещь, которую следует принять во внимание, — это «усадка» бетона — читайте дальше, чтобы узнать больше о том, что это такое и как это влияет на вашу работу.

• Хотите заказать бетон для проекта? Разместите заказ и забронируйте дату доставки с нашей командой, позвоните нам по телефону 0800 8595371 для цитаты!

Что означает «спад»?

«Подвижность» бетона относится к консистенции свежего бетона до того, как он схватится: чем выше посадка, тем более жидким является бетон. Это довольно запутанный термин для сложно звучащего процесса, но на самом деле он довольно прост, когда все сводится к минимуму.

Вы можете подумать, что слово «проседание» немного неуместно в контексте бетона, обычно относящееся к акту сутулости или погружения, но на самом деле оно довольно уместно — оно называется так, потому что измеряется путем проверки того, насколько сильно свая бетона оседает, когда его оставляют стоять! Тест проводится путем заполнения конуса образцом бетона, удаления конуса и измерения того, насколько бетон осел.

Класс осадки бетона

Осадка бетона маркируется в зависимости от того, к какому классу он относится, от S1 до S5, исходя из его среднего значения осадки – это показано в таблице ниже. Бетон класса S1 представляет собой относительно сухую смесь, которая становится более жидкой по мере продвижения по классам.

Класс	Диапазон снижения	Снижение цели
С1	10 – 40	20
С2	50 – 90	70
С3	100 – 150	130
С4	160 – 210	180
С5	210 – Н/Д	220

С точки зрения того, как следует использовать каждый класс, по общему мнению, бетоны S1 лучше всего подходят для бордюров и трубопроводов, S2 — для ленточных фундаментов и жестких плит, а S3 — для траншейных фундаментов, требующих высокой текучести.

Бетоны классов S4 и S5 требуют помощи опытного технолога по бетону из-за их типичного специального применения, такого как фундаменты, плиты и перекачка / укладка бетона.

Зачем проводить тест на осадку?

Испытание на осадку бетона — это способ определения консистенции различных бетонов. Преимущества проведения теста на осадку заключаются в том, что он показывает удобоукладываемость бетона и легкость его текучести, а также является индикатором неправильно замешанного замеса.

Ознакомьтесь с нашим руководством по испытаниям бетона на осадку . — подробное руководство о том, как выполнить успешное испытание на осадку.

При работе над большим проектом с несколькими партиями бетона испытание на осадку может помочь обеспечить однородность каждой партии. Таким образом, знание того, какова осадка вашего бетона и к какому классу он относится, очень важно для подготовки бетонной смеси к работе.

Здесь, в Total Concrete , мы поставляем высококачественный бетон в регионах Суррей и Уокинг, смешанный нами на нашем современном бетонном заводе для полного контроля качества.

Позвоните команде по телефону 0800 859 5371 для оформления заказа.

Для получения дополнительной информации или размещения заказа, не стесняйтесь свяжитесь с нашей дружной командой сегодня .

Глава 3. Летучая зола в бетоне на портландцементе. Факты о летучей золе для инженеров-дорожников. Переработка отходов. Устойчивое развитие. Тротуары.

<<

< Предыдущий

Содержимое

2

3

4

5

6

7

8

9

10 10

Далее >

>>

• Введение
• Требования к дизайну и спецификациям смесей
• Свойства летучей золы
• Прочие составляющие
• Строительная практика

Введение

Использование летучей золы в бетоне на портландцементе (PCC) имеет много преимуществ и улучшает характеристики бетона как в свежем, так и в затвердевшем состоянии. Использование летучей золы в бетоне улучшает удобоукладываемость пластичного бетона, а также прочность и долговечность затвердевшего бетона. Использование летучей золы также экономически эффективно. При добавлении в бетон летучей золы количество портландцемента может быть уменьшено.

Преимущества свежего бетона. Как правило, летучая зола приносит пользу свежему бетону, снижая потребность в воде для смешивания и улучшая текучесть пасты. В результате получаются следующие преимущества:

• Улучшенная работоспособность. Частицы летучей золы сферической формы действуют как миниатюрные шарикоподшипники в бетонной смеси, обеспечивая эффект смазки. Этот же эффект также улучшает прокачиваемость бетона за счет снижения потерь на трение в процессе прокачки и отделки плоской поверхности.

  Рисунок 3-1: Летучая зола улучшает удобоукладываемость бетона дорожного покрытия.

• Снижение потребности в воде. Замена цемента золой-уносом снижает потребность в воде при данном спаде. Когда летучая зола используется в количестве около 20 процентов от общего количества вяжущего, потребность в воде снижается примерно на 10 процентов. Более высокое содержание летучей золы приведет к более высокому снижению расхода воды. Снижение потребности в воде практически не влияет на усадку/растрескивание при высыхании. Известно, что некоторая летучая зола снижает усадку при высыхании в определенных ситуациях.

• Пониженная теплота гидратации. Замена цемента таким же количеством летучей золы может снизить теплоту гидратации бетона. Это снижение теплоты гидратации не снижает долгосрочного прироста прочности или долговечности. Пониженная теплота гидратации уменьшает проблемы с повышением температуры при укладке массивного бетона.

Преимущества затвердевшего бетона. Одним из основных преимуществ летучей золы является ее реакция с доступной известью и щелочью в бетоне с образованием дополнительных вяжущих соединений. Следующие уравнения иллюстрируют пуццолановую реакцию летучей золы с известью с образованием дополнительного связующего на основе гидрата силиката кальция (C-S-H):

		(hydration)
Cement Reaction:	C 3 S +	H → C-S-H + CaOH
Pozzolanic Reaction:	CaOH +	S → C-S-H
		диоксид кремния из зольных компонентов

• Повышенный предел прочности. Дополнительное связующее, полученное в результате реакции золы-уноса с доступной известью, позволяет бетону из золы-уноса со временем продолжать набирать прочность. Смеси, предназначенные для получения эквивалентной прочности в раннем возрасте (менее 90 дней) в конечном итоге превысит прочность цементобетонных смесей без прямого смешивания (см. рис. 3-2).

Рис. 3-2: Типичное увеличение прочности зольного бетона.

• Пониженная проницаемость. Уменьшение содержания воды в сочетании с образованием дополнительных вяжущих компаундов уменьшает взаимосвязь пор бетона, тем самым уменьшая проницаемость. Снижение проницаемости приводит к повышению долговечности и устойчивости к различным формам износа (см. рис. 3-3)

Рисунок 3-3: Проницаемость зольного бетона.

Состав смеси и технические требования

Процедуры дозирования бетонных смесей с летучей золой (FAC) обязательно немного отличаются от процедур для обычного PCC. Основные рекомендации по выбору пропорций бетона содержатся в Руководстве по бетонной практике Американского института бетона (ACI), раздел 211. 1. Дорожные агентства обычно используют варианты этой процедуры, но основные концепции, рекомендованные ACI, широко признаны и приняты. В ACI 232.2 очень мало информации о пропорциях.

Летучая зола используется для снижения стоимости и повышения эффективности РСС. Как правило, от 15 до 30 процентов портландцемента заменяют летучей золой, а еще более высокие проценты используются для укладки массивного бетона. Эквивалентный или больший вес летучей золы заменяется удаленным цементом. Соотношение замены летучей золы и портландцемента обычно составляет от 1:1 до 1,5:1.

Состав смеси должен быть оценен с различным процентным содержанием летучей золы. Кривые зависимости времени от силы могут быть построены для каждого условия. Чтобы соответствовать требованиям спецификации, разрабатываются кривые для различных коэффициентов замещения и выбирается оптимальный процент замещения. Расчет смеси должен быть выполнен с использованием предлагаемых строительных материалов. Рекомендуется, чтобы тестируемый бетон с летучей золой включал местные материалы при оценке эффективности.

Цементные факторы. Поскольку добавление летучей золы вносит свой вклад в общее количество вяжущего материала, доступного в смеси, минимальный коэффициент цемента (портландцемент), используемый в PCC, может быть эффективно уменьшен для FAC. ACI признает этот вклад и рекомендует использовать соотношение вода/(цемент плюс пуццолан) для FAC вместо обычного соотношения вода/цемент, используемого в PCC.

Частицы летучей золы вступают в реакцию со свободной известью в цементной матрице, образуя дополнительный вяжущий материал и, таким образом, увеличивая долговременную прочность.

Свойства летучей золы

Тонкость. Тонкость летучей золы важна, поскольку она влияет на скорость пуццолановой активности и удобоукладываемость бетона. Спецификации требуют минимум 66 процентов прохождения через сито 0,044 мм (№ 325).

Удельный вес. Хотя удельный вес напрямую не влияет на качество бетона, он имеет значение для определения изменений других характеристик летучей золы. Его следует регулярно проверять в качестве меры контроля качества и сопоставлять с другими характеристиками летучей золы, которые могут колебаться.

Химический состав. Реакционноспособные алюмосиликатные и алюмосиликатные компоненты летучей золы обычно представлены в номенклатуре их оксидов, таких как диоксид кремния, оксид алюминия и оксид кальция. Изменчивость химического состава регулярно проверяется в качестве меры контроля качества. Алюмосиликатные компоненты реагируют с гидроксидом кальция с образованием дополнительных вяжущих материалов. Летучая зола, как правило, способствует повышению прочности бетона быстрее, когда эти компоненты присутствуют в более мелких фракциях летучей золы.

Содержание триоксида серы ограничено пятью процентами, так как было показано, что большее количество увеличивает расширение строительного бруска.

Доступные щелочи в большинстве золы меньше предела спецификации в 1,5 процента. Содержание выше этого может способствовать проблемам расширения щелочных заполнителей.

Содержание углерода. LOI — это показатель несгоревшего углерода, оставшегося в золе. Он может варьироваться до пяти процентов в соответствии с AASHTO и шести процентов в соответствии с ASTM. Несгоревший углерод может поглощать воздухововлекающие примеси (AEAs) и повышать потребность в воде. Кроме того, некоторая часть углерода в летучей золе может быть инкапсулирована в стекло или иным образом быть менее активной и, следовательно, не влиять на смесь. И наоборот, некоторая летучая зола с низкими значениями LOI может иметь тип углерода с очень большой площадью поверхности, что приведет к увеличению доз AEA. Изменения в LOI могут способствовать колебаниям содержания воздуха и требуют более тщательного мониторинга вовлеченного воздуха в бетон в полевых условиях. Кроме того, если летучая зола имеет очень высокое содержание углерода, частицы углерода могут всплывать вверх во время процесса отделки бетона и могут образовывать темные полосы на поверхности.

Другие составляющие

Агрегаты. Как и в случае любой бетонной смеси, необходимы соответствующие отбор проб и тестирование, чтобы гарантировать, что заполнители, используемые в составе смеси, имеют хорошее качество и соответствуют материалам, которые будут использоваться в проекте. Заполнители, содержащие реакционноспособный кремнезем, могут использоваться в FAC.

Цемент. Летучая зола может эффективно использоваться в сочетании со всеми типами цементов: портландцементом, цементом с высокими эксплуатационными характеристиками и цементами с добавками. Однако следует соблюдать особую осторожность при использовании летучей золы с высокой начальной прочностью или пуццолановых цементов. Для оценки влияния добавления летучей золы на характеристики бетона с высокой начальной прочностью необходимо провести соответствующие испытания смеси. Смешанные или пуццолановые цементы уже содержат летучую золу или другой пуццолан. Дополнительная замена цемента повлияет на ранний набор прочности. Характеристики цемента различаются, как и летучая зола, и не все комбинации дают хороший бетон. Выбранный портландцемент должен быть испытан и одобрен сам по себе, а также оценен в сочетании с конкретной используемой летучей золой.

Воздухововлекающие добавки (AEAs). Чем выше содержание углерода в летучей золе, тем сложнее контролировать содержание воздуха. Кроме того, если содержание углерода меняется, необходимо тщательно контролировать содержание воздуха и изменять нормы дозирования примеси, чтобы обеспечить надлежащие уровни вовлечения воздуха.

Ретардеры. Добавление летучей золы не должно заметно изменять эффективность химического замедлителя схватывания. Некоторая летучая зола может задерживать время схватывания и может уменьшить потребность в замедлителе схватывания.

Водяные редукторы. Бетон с летучей золой обычно требует меньше воды, но его можно улучшить с помощью добавки, уменьшающей количество воды. Эффективность этих добавок может варьироваться в зависимости от добавления летучей золы.

Практика строительства

Бетонные смеси с летучей золой могут быть разработаны с теми же характеристиками, что и смеси PCC, с небольшими отличиями. При смешивании и размещении любого FAC могут быть желательны некоторые незначительные изменения в полевых условиях. Полезными будут следующие общие практические правила:

Заводские операции. Для хранения летучей золы требуется отдельный водонепроницаемый, герметичный бункер или сборный бункер. Будьте осторожны и четко пометьте загрузочную трубу для летучей золы, чтобы предотвратить перекрестное загрязнение при доставке. Если отдельный бункер для хранения не может быть предоставлен, можно разделить силос для цемента. Если возможно, используйте перегородку с двойными стенками для предотвращения перекрестного загрязнения. Благодаря сферической форме частиц сухая летучая зола более текучая, чем сухой портландцемент. Угол естественного откоса летучей золы обычно меньше, чем у цемента.

Как и в случае любой бетонной смеси, время и условия смешивания имеют решающее значение для производства качественного бетона. Увеличение объема пасты и удобоукладываемости бетона (эффект шарикоподшипников), связанные с использованием летучей золы, обычно улучшают эффективность смешивания.

Полевая практика. Начиная с первой доставки бетона на строительную площадку, каждую загрузку следует проверять на наличие вовлеченного воздуха до тех пор, пока персонал проекта не будет уверен, что достигается постоянное содержание воздуха. После этого периодические испытания должны продолжаться для обеспечения согласованности. Бетон следует укладывать как можно быстрее, чтобы свести к минимуму потери воздуха при длительном перемешивании. Следует следовать обычной практике консолидации. Следует избегать чрезмерной вибрации, чтобы свести к минимуму потери внутреннего воздуха.

Удобоукладываемость смеси FAC позволяет легко наносить ее. Многие подрядчики сообщают об улучшении гладкости покрытий FAC по сравнению с покрытиями, построенными с использованием обычного PCC. FAC содержит больше пасты, чем обычный PCC, что благоприятно сказывается на отделке. Более медленное развитие FAC на ранней стадии может также привести к более длительному удержанию влаги.

Рисунок 3-5: Отделка бетона золой-уносом

Поиск и устранение неисправностей. Тем, кто впервые использует летучую золу в бетоне, следует оценить эффективность предлагаемых смесей до начала строительства. Все ингредиенты бетона должны быть проверены и оценены для разработки желаемого состава смеси.

Содержание воздуха. Тонкость летучей золы и улучшенная удобоукладываемость FAC, естественно, затрудняют выделение и удержание вовлеченного воздуха. Кроме того, остаточный несгоревший углерод в золе поглощает часть воздухововлекающего агента и затрудняет достижение желаемого содержания воздуха. Зола с более высоким содержанием углерода, естественно, требует более высокого содержания AEA. Проверка качества и контроль качества золы у источника должны гарантировать, что используемая летучая зола поддерживает однородное содержание углерода (LOI) для предотвращения недопустимых колебаний вовлекаемого воздуха. Новые технологии и процедуры для решения проблемы несгоревшего углерода в летучей золе описаны в главе 10.

Меньшая начальная прочность. Бетонные смеси с летучей золой обычно имеют более низкую прочность в раннем возрасте. Более медленный набор прочности может потребовать усиления форм для смягчения гидравлических нагрузок. Следует отметить, что снятие опалубки и открытие для движения могут быть отложены из-за более медленного набора прочности. Низкая ранняя сила может быть преодолена с помощью ускорителей.

Сезонные ограничения. График строительства должен предусматривать время для FAC, чтобы набрать достаточную плотность и прочность, чтобы выдерживать противообледенительные применения и циклы замораживания-оттаивания перед зимними месяцами. Прирост прочности FAC минимален в холодные месяцы. Хотя пуццолановые реакции значительно уменьшаются при температуре ниже 4,4°C (40°F), прирост прочности может продолжаться более медленными темпами из-за продолжающейся гидратации цемента.