Ячеистый бетон прочность на сжатие

Ячеистый бетон прочность на сжатие

Тяжелые бетоны отличаются высокой прочностью, но при этом имеют большую массу и низкие теплоизоляционные свойства. При строительстве высотных зданий оба эти качества становятся неважными по сравнению с надежностью конструкции.

А вот для малоэтажного строительства куда выгоднее оказываются легкие бетоны. Особенно пористый материал – ячеистый бетон.

Технические характеристики ячеистого бетона

Ячеистый бетон относится к разряду легких строительных материалов. Однако метод получения его основан не на добавлении легких заполнителей как, например, при производстве шлакобетона, а на внедрении пузырьков воздуха.

Полученная легкая губчатая масса отличается куда меньшим весом, а главное – прекрасными теплоизоляционными свойствами.

Способ получения

Ячеистый бетон прочность на сжатиеНа технические характеристики материала влияет способ получения. По методу производства различают несколько видов бетона.

  • Газобетон – искусственный камень, в котором приблизительно сферические поры с диаметром в 1–3 мм равномерно распределены по всему объему и не сообщаются друг с другом. Получают материал путем внедрения в свежеприготовленную смесь газообразователей – чаще всего, алюминиевую пудру. Они взаимодействуют с известковым или сильнощелочным цементным раствором с выделением газа, который и вспенивает застывающий бетон.
  • Пенобетон еще проще в получении: пенообразователь – мыло или гидролизованный протеин, добавляют в смесь и стабилизирует путем перемешивания. Иногда достаточно ввести в готовый раствор стабилизированную пену. Поры замкнутые, распределены равномерно.
  • Комбинацией обоих методов получают пеногазобетоны. Порой, такой способ более экономичен.

По сравнению друг с другом прочность у газобетона выше.

Однако прочность любого из видов материала можно повысить автоклавной обработкой.

Объемная масса

Для ячеистых бетонов важна такая характеристика, как объемная масса, то есть вес единицы объема – 1 куб. м. По этому показателю и пено- и газобетоны разделяют на три категории:

  • теплоизоляционный материал – бетон с объемной массой в 300–500 кг/куб. м. Для сооружения несущей стены он не используется;
  • конструкционно-теплоизоляционный – при объемной массе в 500–900 кг/куб.м. его можно применять и для опорных перегородок;
  • конструкционный материал имеет объемную массу в пределах 1000–1200 кг/куб м. и к легким бетонам, по сути, уже не относится.

Теплоизоляционный материал приготовляется без заполнителей. Другие варианты могут включать и наполнители – обычно это мелкий или молотый песок.

Вес сооружения определяется объемной массой бетона. Рассчитать его нетрудно. В среднем 1 кв. м. стены весит 300–450 кг, если сделан из пенобетона, и 145–240, если из газобетона.

Кроме того, и на вес, и на прочность влияет характер вяжущего: силикатный газобетон, например, будет тяжелее при той же степени пористости. А вот водопоглощение у силикатных вариантов выше. Поэтому их применение по сравнению с цементным ячеистым бетоном ограничено.

Размеры

Размеры блоков из ячеистого бетона (газо- и пенобетона) заметно отличаются. В зависимости от назначения габариты их могут быть следующими:

  • гладкий базовый блок: ширина – 200–500 мм, высота – 200 мм, длина – 600 мм;
  • блоки для перегородок: ширина – 75–150 мм при такой же длине и высоте;
  • блоки для перемычек: ширина 250–400 мм, при высоте в 200 мм и длине в 500 мм.

Кроме того, выпускаются разнообразные блоки сложной формы.

Изготовить из стандартных модулей блоки другого размера труда не составляет: ячеистый бетон так же послушен в обработке как дерево и прекрасно соединяется обычными гвоздями. Про применение и энергоэффективные и другие основные свойства ячеистого бетона, вес блоков и их плотность читайте ниже.

Свойства материалов

Плотность

Ячеистый бетон прочность на сжатиеНаиболее важным свойством ячеистого бетона (в т.ч. блоков и плит) являются теплоизоляционное, зависит оно от плотности и от степени пористости. Характер вяжущего и условия твердения практически не влияют на этот фактор. В зависимости от количества и от объема закрытых пор теплопроводность блоков из ячеистого бетона будет увеличиться или уменьшаться.

Однако и прочность, и теплопроводность материала оказываются зависящими от степени пористости. Эту зависимость легко проследить по данным таблицы.

Пористость, % Плотность, кг/куб.м. Прочность на сжатие, МПа Теплопроводность, ВТ/(м.К)
50 1100–1200 10–15 0,33–0,40
60 900–1100 5–12 0,24–0,30
70 700–800 2,5–5 0,17–0,22
80 400–600 1,2–4 0,10–0,14
90 200–300 0,7–1,2 0,06–0,08
95 200 0,4–0,7 0,06

Плотность ячеистых материалов определяется в сухом состоянии путем сжатия куба с ребром в 20 см, выдержанного положенные 28 суток. Маркируется буквой D, приведенные цифры указывают на плотность материала в кг/куб.м.

К ячеистым бетонам относят следующие марки: D 200, D 250, D 300, D 350, D 400, D 500, D 600, D 700, D 800, D 900, D 1000, D 1100.

Прочность

Класс материла или его прочность определяет стойкость вещества к сжатию. Образцом для исследования служит такой же бетонный куб после твердения.

Коэффициент указывает на предельное давление, которое материал может выдержать без разрушения. Так, для В 0,35 это давление равно 0,5 МПа.

Условия твердения

На прочность и, соответственно, класс прочности заметно влияет характер связующего и условия твердения. Так, бетон автоклавный превышает по прочности такой же материал, затвердевший в естественных условиях почти в 6–8 раз.

Не менее важным фактором оказывается количество воды затворения. Избыточный объем не связывается, а образует полости и прослойки, что, конечно, сильно снижает показатель. Поэтому обязательным этапом при изготовлении материала выступает вибрационное воздействие и во время приготовления раствора, и в период вспучивания.

  • Несущая способность материала определяется его плотностью. Так, теплоизоляционные материалы на основе ячеистых бетонов нельзя применять при строительстве несущих стен, опор или перекрытий любого плана, в то время как конструкционный вариант с плотностью в 1100 кг/куб.м. используют для сооружения и стен, и панелей.
  • Морозостойкость заметно влияет на долговечность материалов, поэтому количество циклов замораживания и оттаивания при насыщении водой является показателем весьма важным. По этому параметру ячеистый материал уступает обычным бетоном, так как поры, все же, в большей степени впитывают влагу. Чтобы снизить поглощение, производят смеси с максимальным количеством замкнутых пор.

Цифра означает количество циклов, которые переносит материал без разрушения. Учитывая, что в основном ячеистый бетон используют для теплоизоляции снаружи, очевидна необходимость в защитном или декоративном слое.

Величина водопоглощения

Ячеистый бетон прочность на сжатие

  • Величина водопоглощения зависит от типа вяжущего. Так, ячеистый бетон на основе портландцемента поглощает меньше воды, чем на основе извести или гипса. Если первый вариант разрешается применять в помещениях с влажностью до 50%, то гипсовый материал требует защиты в любом случае.
  • Огнестойкость ячеистых бетонов выше обычных, что, однако не позволяет применять материалы в условиях, где требуется прочность при постоянной высокой температуре. Термостойкость или жаропрочность пенобетонов невелика: материал начинается разрушаться при температурах выше 400 С.

Однако краткое нагревание изделия из ячеистого бетона переносят вполне удовлетворительно. Так, при нагреве блока класса. В 0,35 прогиб материала на 24 мм при общей толщине 400 мм наблюдался только на 151 минуте воздействия. Прогиб в 18 мм – на 61 минуте. Это достаточные показатели для того чтобы считать материал пожаростойким.

Экологичность

Экологичность, то есть, оценка природности сырья, энергоемкости процесса, возможности природной переработки и прочее, зависит от способа изготовления, но в целом намного превышает не только железобетон, но и глиняные и силикатные кирпичи. По данным Минздрава пенобетон имеет показатель равный 2,00.

Долговечность

Вопрос о долговечности пенобетона остается открытым, поскольку не так давно он эксплуатируется. Производители утверждают, что срок службы здания из газобетона составляет около 100 лет при условии проведения капитального ремонта после 60 лет.

Однако не секрет, что на долговечность материала сильно влияют условия. Так, слишком высокая влажность вызовет разрушение намного раньше.

Про ГОСТ на ячеистые бетоны и блоки, а также технические условия расскажем ниже.

О некоторых «скрытых» свойствах ячеистых газобетонов расскажет этот видеосюжет:

Производство, характеристики материалов, используемых при изготовлении, и параметры ячеистого бетона регулирует ГОСТ 25485-89. Стандарты определяют показатели классов бетона по прочности, морозостойкости, а также все остальные параметры, необходимые для определения конструкционных возможностей материала.

К ним относятся:

  • средняя плотность – ГОСТ 12730.1 или ГОСТ 17623;
  • прочность на растяжение и сжатие: показания снимаются по бетонному кубу установленного размера спустя 28 суток – ГОСТ 10180;
  • модуль упругости регулирует ГОСТ 24452 или приложение 5;
  • теплопроводность – измеряется на образцах с разной степенью пористости и выбранных согласно ГОСТ 10180;
  • сорбционная влажность – способность к впитыванию воды регулирует ГОСТ 24816 и ГОСТ 17177;
  • отпускную влажность определяет ГОСТ 12730.2 и ГОСТ 21718. Показатель различный для строительства в сухом, нормальном или влажном климате;
  • морозостойкость бетона по классам и допустимая усадка определяется, соответственно, приложениями 3 и 2;
  • паропроницаемость определяется требованиями ГОСТ 25898.

Документы содержат не только характеристики сырья, способа изготовления и полученного материала, но и полное описание методик, по которым должна проводится оценка. Ячеистый бетон, подобранный на основе показателей ГОСТ в полной мере соответствует своему эксплуатационному назначению.

Характеристики ячеистого бетона, блоков из них (пр. стеновых) позволят правильно подобрать материал для каждого строительного объекта и для любых условий эксплуатации. На крупных объектах материал чаще всего служит теплоизолятором, но в малоэтажном строительстве он незаменим благодаря своей легкости.

О свойствах неавтоклавного ячеистого газофибробетона расскажет следующий видеосюжет:

Способность материала противостоять разрушению при действии внешних сил, вызывающих деформацию и внутренние напряжения, называется прочностью и характеризуется пределом прочности. Сущность метода определения прочности заключается в измерении минимальных усилий, разрушающих специально изготовленные контрольные образцы при их статической нагрузке с постоянной скоростью роста нагрузки и последующем вычислении напряжений при этих усилиях в предположении упругой работы материала. Под действием внешних сил строительные материалы в конструктивных элементах испытывают различные внутренние напряжения, основными их которых являются сжатие, растяжение, изгиб, кручение, срез и т.д.

Прочность строительных материалов в основном характеризуется пределом прочности при сжатии или растяжении.

Прочность при сжатии ячеистого бетона выше, чем при растяжении, поэтому при необходимости восприятия растягивающих усилий используют армирование.

Ячеистые бетоны относятся к классу хрупких материалов, поэтому, как все хрупкие материалы, при сжатии разрушаются от растягивающих напряжений, возникающих в направлении, перпендикулярном действию сжимающей нагрузки, или от напряжений среза. Прочность при сжатии зависит от плотности и влагосодержания материала.

Читайте так же:  Как утеплить старый пол в частном доме

Прочность при растяжении практически составляет 1/4-1/6 прочности при сжатии. Прочность на растяжение при изгибе несколько выше, чем прочность при чистом растяжении. Предельная прочность при срезе составляет примерно 25-30% прочности при сжатии, а при чистом срезе может быть принята как при осевом растяжении.

Класс ячеистого бетона по прочности на сжатие обозначается В1,0, В1,5, В2,0 и т.д. Обычно для Д400 соответствует В1,5-В2,0 (18-28 кг/см2), для Д500 – В2,5-В3,5 (35-50 кг/см2), для Д600 В3,5-В5,0 (50-70 кг/см2). Прочность блоков из ячеистого бетона напрямую зависит от качества сырья и технологии производства.

Помощь технолога практика. Как сделать качественный и недорогой бетон и строительные материалы?

Прочность ячеистого бетона — простая методика определения

Ячеистый бетон прочность на сжатие

Мой опыт работы подсказывает, что производя стеновые блоки из ячеистого бетона , необходимо постоянно контролировать их прочность. Это нужно делать оперативно, чтобы вносить корректировку в рецептуру составов.

Хочу порекомендовать Вам ОЧЕНЬ ПРОСТОЙ и достаточно точный способ, который позволяет опрелить прочность ячеистого бетона, в основном блоков. Но можно проверять прочность ячеистого бетона и при заливке крупных объемов. Особенно важно, что вообще этот метод годится проверять прочность блоков изготовленных из любого материала, но с относительно небольшой (в пределах 5,0 МПа) прочностью на сжатие.

Ячеистый бетон прочность на сжатиеЯчеистый бетон прочность на сжатие

Эта методика и приспособление для, дл того чтобы определить прочность ячеистого бетона и в частности пено и газобетонных блоков проверена мною неоднократно в течение нескольких лет, в реальных цеховых условиях.

Описание методики и порядок расчета сделаны в виде готовых таблиц.

Опишу Все обстоятельно и подробно в деталях (Ведь правда говорят, что именно в «деталях» кроется «дьявол»)

Для тех, кто производит пенобетон и газобетон в виде блоков (и не только блоков но и монолитов), особенно методом заливки в формы, возникает необходимость определять прочность ячеистого бетона на протяжении всего времени твердения т. е. включительно до 28 суток.

Это необходимо для определения динамики набора прочности и корректировки состава смеси в случае изменения исходных параметров (температура окружающей среды и воды, другой песок и цемент, пенообразователь, пластификатор и многое другое). Есть методика описанная в ГОСТе – 21529-89 – для разрушения на прессе, но для производителя, особенно с небольшими объемами 15-20 куб в сутки это хлопотно и дорого.

Расскажу как это делал я у себя в цехе. Методика позаимствована у машиностроителей и металлургов, усовершенствована и вместе с тем упрощена применительно к ячеистому бетону, а самое главное она законна. Что для этого нужно иметь:

1 — Стальной шарик от подшипника диаметром 20мм (можно до 30мм), но расчеты произведены и таблицы составлены под диаметр 20мм. К тому же опыт показывает, что это оптимальный размер для испытания блоков в 3х, 7ми и 28ми суточном возрасте в условиях нормального твердения.

2 — Пластина толщиной 10мм и размером 100×100мм и с отверстием по центру 21,0мм (шарик должен свободно, без усилий и заеданий проходить через это отверстие). Пластина может быть изготовлена из любого материала металл, пластик, плотная фанера и т. д. на ваше усмотрение). Пластина нужна для фиксации шарика, предотвращения чрезмерного погружения его в пенобетон более чем на 0,5d , т к при этом нарушается точность расчетов.

3 — Грузы 3х видов: а) 10кг, б) 20кг, в) 30кг. В идеальном варианте грузы должны быть в виде квадратных гирь (такие бывают в продаже), но это дорого, да и не везде они есть. Я делаю по другому. Берем стандартную тротуарную плитку размером 30x30x5см, проверено она весит 10кг, таких нужно 3шт.

4 — Нужен также штангенциркуль самого малого размера с глубиномером. Приступаем к работе:

Ячеистый бетон прочность на сжатиеЯчеистый бетон прочность на сжатие

1. Выбираем блок для проведения испытаний без явных и видимых дефектов.

2. Укладываем на его поверхность квадратную пластинку 100×100 мм с отверстием под шарик.

3. Вставляем в отверстие шарик диаметром 20мм.

4. Берем двумя руками груз весом 10, 20, 30 кг (или другого веса с отклонением не более 30% от указанных, в этом случае таблицу пересчитаете сами) и осторожно опускаем его на шарик на 5-10 сек.

5. В зависимости от того сколько суток стеновые блоки из ячеистого бетона набирают прочность и марки производимых блоков шарик оставляет вмятину (лунку) правильной формы и разной глубины.

6. Замеряем штангенциркулем глубину лунки и записываем в журнал. Это как раз самое сложное точно измерить глубину лунки, нужно иметь «штангель» с глубиномером и ползунок «штангеля» должен очень свободно и без «заеданий» перемещаться.

7. Во избежание погрешности на каждом блоке проводим испытание в 3х местах.

8. Высчитываем среднее арифметическое.

9. Практика показывает, что в 3х суточном возрасте используется груз 10кг.

10. 7 суточном – 20кг.

11. 28 суток – 30кг.

12. По глубине вмятины (лунки) и рассчитывается прочность ячеистого бетона на сжатие изделия. По формуле : P = N/S где P – прочность на сжатие кг/см2 (то, что нам нужно определить) N – груз в кг. S – 2*pi*R*H где Pi – 3,14 R – радиус шарика в см H – глубина вмятины в см. Например: Взяли шарик 20мм в диаметре, R =1 см. Груз =20 кг Получили вмятину 3,0 мм (0.3 см).

Итого прочность ячеистого бетона равна: 20 : (2*3,14*1см*0,3) = 10,61 кг/см2. Какая должна быть прочность производимых Вами блоков из ячеистого бетона. Возьмем данные из ГОСТа 21520-89 «Блоки из ячеистых бетонов стеновые мелкие».

Марка пенобетонапо средней плотности D 500 D 600 D 700 D 800 D 900
Класс бетона по прочности на сжатиене менее в МПа В1,5 В2,0 В2,0 В2,5 В2,5
То же самоев кг/см2 М20 М25 М25 М35 М35

Сначала нужно определить какой марки блоки Вы производите т. е. какая у них плотность. Это определяется по формуле : D = Ц + П + 0,25В где D – плотность пенобетона (вес1 м3в 28 суточном возрасте) Ц – количество цемента в кг на1 м3 пенобетона П – количество песка на1 м3 пенобетона В – количество воды на1 м3 пенобетона.

Например Ваша дозировка на приготовление 1 м3 пенобетона составляет : Цемент-330 кг; Песок –210 кг; Вода –220 литров; D = 330 + 210 + 0,25*220 = 595 кг/м3. Округляем – Вы производите пенобетон марки – D 600. Кстати основной объем производства пено и газобетонных блоков обычно и относится к D 600.

Прочность ячеистого бетона на сжатие в этом случае должна составлять : а) В 3х суточном возрасте 30% ——– 25x0.3 = 7,5 кг/см2. б) В 7ми суточном возрасте 60% —— 25x0,6 = 15 кг/см2. в) В 28ми суточном возрасте 100% — 25x1,0 = 25 кг/см2.

Эти данные должны быть для Вас ориентиром при проведении испытаний. Для упрощения и удобства расчета предела прочности все данные сведены в таблицу.

Прочность ячеистого бетона кг/см2 Глубинавмятины мм Груз10 кг Груз20 кг Груз30кг
P 1 16,0 32,0 48,0
P 2 8,0 16,0 24,0
P 3 5,3 10,6 16,0
P 4 4,0 8,0 12,0
P 5 3,2 6,4 9,6
P 6 2,7 5,4 8,0
P 7 2,3 4,6 6,9
P 8 2,0 4,0 6,0
P 9 1,8 3,6 5,3
P 10 1,6 3,2 4,8

Дам пояснения, как работать с таблицей.

1 Вы проверяете блоки 3х суточной выдержки, прочность должна быть не менее 7,5 кг/см2.

а) Ваш груз 10 кг, вмятина (смотрим по горизонтали) – 2,0 мм, прочность 8,0 кг/см2 – результат хороший, блок соответствует ГОСТу.

б) Груз 10 кг, вмятина 4 мм, прочность 4,0 кг/см2 – прочность неудовлетворительная на данном этапе, нужно искать причины, это может быть неправильная рецептура, нарушение технологии или недобор прочности за 3 суток из за температурного режима. В цехе холодно, температура должна быть +20 град или необходимо применять ускорители твердения.

2 Вы проверяете блоки 7 ми суточной выдержки, прочность должна быть не менее 15,0 кг/см2 :

а) Используете груз 20,0 кг вмятина должна быть в пределах 2,0-2,3 мм, если больше причины те же, что и в пункте 1.

б) Если используете груз 30,0 кг, то вмятина не должна быть больше 6,0-6,3 мм.

3 Вы производите окончательную и заключительную проверку блока на прочность на 28 сутки, прочность должна быть не менее 25,0 кг/см2 :

а) При данной проверке используется груз не менее

25,0 кг, вмятина должна быть не более 2,0 мм, если больше значит причины в нарушении технологии.

Еще несколько советов:

1 Если не нашли шарик 20 мм можно использовать другой от 15 до 30 мм, в таком случае по формуле пересчитайте значение «p» и составьте новую таблицу.

2 Вы не нашли грузы 10, 20,30 кг берите другие с отклонениями 20-30 % пересчитайте значение «p» и составьте для пользования другую таблицу.

3 Мой опыт обучения этой методике показывает, что после недельной тренировки опытные технологи даже пытаются по вмятине «на глазок» определить прочность ячеистого бетона на выпускаемой ими продукции, чего я не советую Вам делать.

4 Советую проверять песок, который Вы используете: а) на влажность, б) на истинную плотность в) модуль крупности, это можно посмотреть в рубрике "Полезное о бетоне"

5 Не советую применять «ПРАВИЛО КЛЮЧА». Если не знаете, что это такое, то лучше и не знать. А если знаете, то лучше не применять. На этом все.

Уважаемые коллеги, на моем сайте много интересного и кроме бетона, поэтому рекомендую Вам посмотреть другие материалы о некоторых уникальных, по своему, технологиях по производству строительных материалах:

2 Вспученный вермикулит и перлит — сегодня, это новые возможности для производства и бизнеса.

3 Серобетон и сероасфальт – уникальные технологии и оборудование для их производства.

4 Ячеистый бетон — что лучше? Выбираем оптимальный вариант. Лучший и недорогой вариант технологии и оборудования для производства строительных блоков из неавтоклавного газобетона

5 Полистиролбетонные негорючие блоки для строительства методом без опалубочного строительства.

Ну вот на этом позвольте мне закончить, кликните по этой ссылке и посмотрите другие интересные материалы моего сайта.

Желаю Вам успешной работы!

С уважением, Николай Пастухов.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector