Mikä on betonin lujuus ja mitkä ovat siihen vaikuttavat tekijät?

By
Er. Kaushal Kishore,
Materiaaliteknikko, Roorkee

betonin lujuus
sementti, kuten vesi, kiviaines ja joskus myös sekoitteet, on yksi betonin ainesosa. Näiden materiaalien sekoittaminen määrätyissä suhteissa tuottaa betonia. Näin ollen pelkkä sementti ei ole rakennusmateriaali, vaan betoni on rakennusmateriaali. Tietyn sementin ja hyväksyttävien kiviainesten osalta lujuuteen, joka voidaan kehittää toimivalla, oikein sijoitetulla sementin, kiviaineksen ja veden seoksella (samoissa sekoitus -, kovetus-ja testausolosuhteissa), vaikuttaa :

a)sementin suhde veden sekoitukseen
b)sementin suhde kiviainekseen, laastin lujuus, laastin ja karkean kiviaineksen välinen sidos.
c) aggregaattihiukkasten luokittelu, pintarakenne, muoto, lujuus ja jäykkyys.
d) kiviaineksen enimmäiskoko.

betonin lujuus liittyy suoraan hydratoidun sementtitahnan rakenteeseen. Betonin ilma tuottaa tyhjiöitä. Ylimääräinen vesi betonissa haihtua jättää tyhjät betoniin. Näin ollen W / C-suhteen kasvaessa myös sementtitahnan huokoisuus betonissa kasvaa. Huokoisuuden kasvaessa betonin puristuslujuus vähenee.

sementin lujuus V / S betonin lujuus
ei ole mahdollista suunnitella lujaa betoniseosta heikkolujuisen sementin kanssa. Sementin lujuuden vaihtelu johtuu suurelta osin sen valmistuksessa käytettyjen raaka-aineiden epäyhtenäisyydestä, ei vain eri hankintalähteiden välillä, vaan myös louhoksella. Lisäksi erot valmistusprosessin yksityiskohdissa ja ennen kaikkea kiliinin polttamiseen käytetyn hiilen tuhkapitoisuuden vaihtelu vaikuttavat kaupallisten sementtien ominaisuuksien vaihteluun. Tämä ei tarkoita sitä, etteikö nykyaikainen sementin valmistus olisi erittäin kehittynyt prosessi.

vuoteen 1975 asti sementin massatuotanto Intiassa oli vain OPC-33-luokkaa. Tällä sementillä havaittiin vaikeuksia saada lujaa betonia. Kuluttajan on yleensä ollut vaikea saada johdonmukaista ja varmistettua korkealujuisen sementin toimitusta esijännitetylle betonille ja tietyille betonielementeille. Näiden erityisvaatimusten osalta bis julkaisi: 8112, OPC-43-luokan sementin eritelmä. Nyt, lajikkeet sementin valmistettu Intiassa ovat:

1.Tavallinen Portlandsementti (Luokka OPC-33, OPC-43 ja OPC-53. OPC-33 Grade lähes hävisi Intian markkinoilta)
2.Portland Pozzolana Cement (PPC)
3.Sulfaattiresistenssisementti (SRC)

testitulokset eri merkkisementin vähimmäis – enimmäispuristuslujuudesta on esitetty taulukossa-1.

sementin lujuuden vaihtelun vuoksi myös näistä sementeistä valmistetun betonin lujuus vaihtelee. Oikean lähestymistavan betoniseoksen Suunnittelu, jos tilat paikalla ovat käytettävissä, jossa annetaan joukko materiaaleja, vaatimukset ja sivuston olosuhteet oma W/C suhde v/s puristuslujuus betonin käyrä olisi kehitettävä paikan päällä itse.

usein havaitaan, että OPC-43-laatuluokkaan merkityt sementtisäkit saattavat todellisuudessa sisältää paljon korkeampaa laatua olevaa sementtiä. PPC sementti kohti on koodi on vain 33 luokan. Jossa kuten pusseissa se on merkitty 43 MPa tai 53 MPa. Site sementti näytteitä olisi testattava sen todellinen lujuus ja muut ominaisuudet. On tapauksia, joissa korkealuokkaista sementtiä käytetään jopa matalalujuisessa betonissa, laastina tai jopa rappauksessa. Tämä voi johtaa betonin/pintojen tarpeettomaan halkeiluun.

heikkolaatuisessa OPC: ssä vahvistuminen jatkuu 28.päivän jälkeenkin. OPC: n korkeamman luokan varhaisen lujuuden ansiosta betonin lujuus ei kasva paljon yli 28.päivän. Kuumuus nesteytys korkeampi OPC on suurempi, mahdollisuudet mikro-halkeilua betonin on paljon suurempi. Siten aikana alkuasetusjakson betonin, korkeampi pää nesteytys voi johtaa vahingolliseen mikro-halkeilua kanssa betonissa, joka ei välttämättä ole näkyvissä pinnalla. Tilanne voi olla huonompi, kun meillä on tapana lisätä sementin määrää betonissa uskoen, että tällainen lisäys on parempi sekä betonin lujuuden että kestävyyden kannalta.

Taulukko-1 : Puristuslujuus eri laatua sementin:

sementin lujuuden vaihtelu on esitetty seuraavassa : (N/mm2)
OPC-43 Luokka : 7-päivää 24.7-57.7 ja 28-päivää 40.0-74.5
OPC-53 Luokka : 7-päivää 37.8-57.8 ja 28-päivää 52.5-73.9
PPC : 7-päivää 25.5-52.6 ja 28-päivää 48, 0-67, 0
Huom.: Sementin puristuslujuus (CS) on keskiarvo.

Me engineeringcivil.com olemme kiitollisia Sir Kaushal Kishorelle tämän tutkimuspaperin toimittamisesta ja kaikkien Rakennusinsinöörien auttamisesta ymmärtämään konkreettisen lujuuden käsite ja siihen vaikuttavat tekijät.