Контрольная работа: Свойства дорожных строительных материалов

Основные свойства бетонной смеси и способы ее оценки. Основными свойствами бетона являются прочность по видам нагрузок, ее изменение во времени, плотность, водонепроницаемость, морозостойкость, упруго - пластические свойства ( усадка, ползучесть, кратковременные деформации ) и ряд других специальных свойств.

При постоянном качестве заполнителей, способе уплотнения и условиях твердения прочность бетона зависит от марки (активности) цемента и водоцементного отношения В/Ц:

Rá=f(Rö;Â/Ö)

Закон водоцементного отношения справедлив одного возраста, твердевших в одинаковых температурно-влажностных условиях, при одинаковой степени уплотнения.

Прочность при растяжении при изгибе (Па) определяются по ГОСТ 10180-78:

R

где Р - разрушающая нагрузка, Н;

l – расстояние между опорами, м;

b и h – соответственно ширина и высота балки, м.

Прочность бетона с щебнем при растяжении при изгибе на 15 – 20% выше, чем с гравием. При использовании известнякового щебня этот показатель выше, чем в случае применения гранитного щебня.

Если твердение бетона происходит в благоприятных условиях, то его прочность непрерывно увеличивается и в возрасте 3 лет может удваиваться по сравнению с мрачной (28 сут.), что позволяет экономить цемент. Наиболее быстро растет прочность бетона при его твердении в воде.

Прочность бетона со временем изменяется, примерно, по логарифмическому закону. Исходя из этого при расчетах прочности бетона для разных сроков можно пользоваться приближенной эмпирической формулой:

Rn=

где Rn – предел прочности бетона при сжатии на n-e сутки, МПа;

 - предел прочности на 28 сут. МПа;

lg28 и lg n – десятичные логарифмы возраста бетона, выраженного в сутках.

Эта формула, однако, применима только для бетона на обычном портландцементе средних марок и обеспечивает удовлетворительную прочность при n≥3. При нормальных условиях твердения бетонных образцов их средняя прочность в 7-суточном возрасте составляет 0,6 – 0,7 марочной прочности. В возрасте 3 мес. прочность образцов выше марочной примерно на 10 – 15%, а в возрасте 1 год – на 30-40%. На скорость роста прочности бетона влияет минералогический состав цемента и начальное содержание воды в бетонной смеси. Высокоалитовые цементы твердеют быстрее, чем белитовые; жесткие смеси обеспечивают более быстрое твердение бетона, чем подвижные.

Бетоны, твердеющие в воздушно – сухой среде, в зависимости от состава и вида цемента могут снижать прочность до 50% и иметь низкую стойкость. При этом арматура подвергается коррозии. Наиболее благоприятными условиями для твердения бетона являются влажные условия.

Плотность бетона зависит от пористости цементного камня, заполнителей и степени уплотнения бетонной воды, ухода за бетоном, т.е. количества испарившейся воды, вида цемента, водоцементного отношения, объема вовлеченного воздуха.

Высокая плотность бетона достигается при тщательно подобранном зерновом составе заполнителей, оптимальном количестве цементного теста, снижении водоцементного отношения, тщательном уплотнении, пониженном количестве воды затворения, оптимальных условиях твердения бетонов в зависимости от вида применяемого цемента, а также при введении в бетонную смесь пластифицирующих добавок.

По водонепроницаемости тяжелый бетон делится на девять марок: W2, W4, W6, W8, W10, W12, W16, W18, W20 (цифра означает выдерживаемое давление воды). Бетоны, имеющие в основном только тонкие капиллярные поры, практически водонепроницаемы.

Морозостойкость бетонов оценивают числом циклов попеременного замораживания и оттаивания образцов в насыщенном водой состоянии, которое выдерживают бетонные образцы в возрасте 28 сут. без снижения прочности при сжатии более 15% и потери в массе более 5%. Для разных видов и классов бетона число циклов попеременного замораживания и оттаивания различно и колеблется от 50 до 1000.

Ползучесть бетона – это свойство необратимо деформироваться под влиянием длительно действующих нагрузок, а также усадки и других факторов. Ползучесть носит линейный характер без каких – либо существенных разрушений бетона при напряжениях в нем 60% предела прочности при сжатии. При увеличении нагрузок в бетоне развиваются микротрещины и пластические деформации. При напряжениях в бетоне до 90% предела прочности он разрушается.

Ползучесть возрастает с повышением нагрузки на бетон и уменьшается с увеличением длительности твердения. С увеличением значений В/Ц, расхода цемента, подвижности смеси, влажности бетона, деформации ползучести возрастают.

Трещинообразование зависит от прочности, усадки, ползучести бетона. Применение цементов с умеренной экзотермией обеспечивает снижение трещинообразования. Бетонов в ряде сооружений может подвергаться истирающим нагрузкам. С уменьшением значений В/Ц, а также при длительном и качественном уходе за бетоном его износостойкость возрастает.

Практика эксплуатации бетонных и железобетонных конструкций и сооружений показала, что в ряде случаев под влиянием физико–химического воздействия жидкостей и газов бетон может разрушаться. Коррозия бетона связана с разрушением цементного камня.

Общая задача

Вариант №5

Необходимо вычислить статистические характеристики распределения предела прочности при сжатии бетона по 10 пробам.

Исходные показатели прочности и результаты вычислений приведем в таблице 2.

Вычисляем по формуле (1) среднее арифметическое:

=76,59/10=7,659 МПа.

Дисперсия по формуле (2)

=0,124690/10=0,012469.

Среднее квадратическое отклонение по формуле (3)

σ==0,35 МПа

Коэффициент вариации по формуле (4)

V=0,35/7,659=0,046, или 4,6%.

Вычисления показали, что средняя прочность бетона составляет 7,659 МПа, распределение прочности характеризуется разбросом ±0,35 МПа, изменчивость прочности бетона составляет 4,6%

Таблица 2