3. Egenskaper For Betong

3.1 Egenskaper for betong

Betong er en kunstig konglomeratstein laget hovedsakelig Av Portland sement, vann og aggregater. Når først blandet vann og sement utgjør en pasta somomgir alle de enkelte delene av aggregatet for å lage en plastblanding. En kjemiskreaksjon kalt hydrering finner sted mellom vann og sement, og betong normaltendringer fra en plast til en fast tilstand på ca 2 timer. Deretter betongfortsetter å få styrke som det kurerer. En typisk styrke-gevinst kurve er vist I Figur1. Næringen har vedtatt 28-dagers styrke som referansepunkt, og spesifikasjonerofte refererer til kompresjonstester av sylindere av betong som knuses 28 dager etterde er laget. Den resulterende styrken er gitt betegnelsen f ‘ c

I løpet av den første uken til 10 dager med herding er det viktig at betongen ikke bepermitted å fryse eller tørke ut fordi en av disse, forekomster ville være verydetrimental til styrkeutvikling av betongen. Teoretisk, hvis den holdes i fuktighetmiljø, betong vil få styrke for alltid, men i praksis blir ca 90% av sin styrke oppnådd i de første 28 dagene.

Betong har nesten ingen strekkfasthet (vanligvis målt til å være omtrent 10 til 15% av sinkompresjonsstyrke), og av denne grunn blir den nesten aldri brukt uten noen form forforsterkning. Dens trykkfasthet avhenger av mange faktorer, inkludert kvalitet ogproporsjoner av ingrediensene og herdemiljøet. Den eneste viktigsteindikator for styrke er forholdet mellom vannet som brukes i forhold til mengden sement.I utgangspunktet, jo lavere dette forholdet er, desto høyere blir den endelige betongstyrken. (Thisconcept ble utviklet Av Duff Abrams Fra Portland Cement Association tidlig på 1920-tallet og er i bruk over hele verden i dag. 0,3 etter vekt er nødvendig for å sikre at vannet kommer i kontakt med alle sementpartikler (dermed sikre fullstendig hydrering). I praksis er typiske verdier ide 0,4 til 0.6 område for å oppnå en gjennomførbar konsistens slik at fersk betong canbe plassert i formene og rundt tett linjeavstand armeringsstenger.

Typiske spenningskurver for ulike betongstyrker er vist I Figur 2. Meststrukturelle betong har f ‘ c-verdier i 3000 til 5000 psi-området. Imidlertid vil lavere storycolumns av høyhus noen ganger utnytte betong av 12,000 eller 15,000 psi toreduce kolonnen dimensjoner som ellers ville være svært store. Selv om figur 2 indikerer at maksimumsbelastningen som betong kan opprettholde før den knuses, varierer omvendt med styrke ,en verdi på 0,003 er vanligvis tatt (som et forenklende tiltak) for bruk i utviklingen av designequations.

fordi betong ikke har noen lineær del til sin spenningskurve, er det vanskelig å måle en riktig modul av elastisitetsverdi. For betong opp til ca 6000 psi kan det væreomtrent som

(1)

hvor w er enhetsvekten (pcf), er f ‘ c sylinderstyrken (psi).(Det er viktig at enhetene til f ‘ c uttrykkes i psi og ikke ksi når squareroot er tatt). Vekttettheten av armert betong ved bruk av vanlig sand og steinaggregater er ca 150 pcf. Hvis 5 pcf av dette er tillatt for stålet og w er tatt as145 I Ligning (1), så

(2)

E-verdier som dermed er beregnet, har vist seg å være akseptable for bruk i avbøyningberegninger.
når betongen herder, krymper den fordi vannet som ikke brukes til hydrering gradvis fordamper fra den herdede blandingen. For store kontinuerlige elementer kan slik krymping resultere iutvikling av overskytende strekkspenning, spesielt hvis et høyt vanninnhold gir stor krymping. Betong, som alle materialer, gjennomgår også volumendringer på grunn avtermiske effekter, og i varmt vær legger varmen fra den eksoterme hydratiseringsprosessen tildette problemet. Siden betong er svak i spenning, vil det ofte utvikle sprekker på grunn av slikekrymping og temperaturendringer. For eksempel, når en nyplassert betonglab-on-grade utvides på grunn av temperaturendring, utvikler den interne trykkstressersom det overvinter friksjonen mellom den og bakken. Senere når betongencools land krymper som det stivner) og prøver å kontrakt, er det ikke sterk nok intensjon å motstå de samme friksjonskrefter. Av denne grunn sammentrekning ledd er oftebrukes til å kontrollere plasseringen av sprekker som uunngåelig oppstår og såkalt temperatur ogkrinkage forsterkning er plassert i retninger der forsterkningen ikke allerede har værtspesifisert av andre grunner. Formålet med denne forsterkningen er å imøtekomme theresulting strekkspenninger og for å minimere bredden på sprekker som utvikler seg.

i tillegg til stammer forårsaket av krymping og termiske effekter, deformerer betong også på grunn av kryp. Creep Er Økende deformasjon som finner sted når et materiale opprettholder ahigh stressnivå over en lang tidsperiode. Når konstant påførte belastninger (for eksempel dødbelastninger) forårsaker betydelige trykkpåkjenninger, vil kryp oppstå. I en stråle, for eksempel, kan den ekstra langsiktige avbøyningen på grunn av kryp være så mye som to ganger den første elastiske avbøyningen. Dette gjøres vanligvis ved å legge til komprimeringstål.

3.2 Blandingsforhold

ingrediensene i betong kan proporsjoneres etter vekt eller volum. Målet er ågi ønsket styrke og bearbeidbarhet på minimum bekostning. Noen ganger er detspesielle krav som slitestyrke, holdbarhet i tøffe klima eller vannimpermeabilitet, men disse egenskapene er vanligvis relatert til styrke. Noen ganger spesifiseres betong med høyere styrke selv om en lavere f ‘ c-verdi ville ha møtt allestrukturelle krav.

som nevnt tidligere, er et lavt vann-til-sement-forhold nødvendig for å oppnå sterkbetong. Det ser derfor ut til at ved å bare holde sementinnholdet høyt, kan man bruke nok vann til god bearbeidbarhet og fortsatt ha et lavt w/c-forhold. Problemet er atsement er den mest kostbare av de grunnleggende ingrediensene. Dilemmaet er lett å se iskematiske grafer Av Figur 3.

siden større aggregatstørrelser har relativt mindre overflatearealer (for sementpasta til frakk) og siden mindre vann betyr mindre sement, blir det ofte sagt at man bør bruke den største praktiske aggregatstørrelsen og den stiveste praktiske blandingen. (De fleste buildingelements er konstruert med en maksimal samlet størrelse på 3/4 til 1 i, større størrelser beingprohibited av nærhet av armeringsjern.)

en god indikasjon på vanninnholdet i en blanding land dermed bearbeidbarhet) kan hadfra en standard slump test. I denne testen er en metallkegle 12 i høy fylt med friskbetong på en bestemt måte. Når kjeglen løftes, blir massen av betong” slumps ” nedover (Figur 4) og den vertikale dråpen referert til som nedgangen.De fleste betongblandinger har nedgang i 2-til 5-in-området.

3.3 Portland Sement

råvarer Av Portland sement er jernmalm, kalk, alumina og silika, whichare brukes i ulike proporsjoner avhengig av sement blir gjort. Disse areground opp og sparket i en ovn for å produsere en klinker. Etter avkjøling er klinkeren veldigfiner bakken (til omtrent tekstur av talkumpulver) og en liten mengde gips er lagt til for å forsinke den innledende innstillingstiden. Det er fem grunnleggende typer Portland sement ibruk i dag:

• type I-Generelt formål

• TYPE II-Sulfat motstand, betong i kontakt med høy sulfat jord

• TYPE III-Høy tidlig styrke, som får styrke raskere Enn Type I, slik at skjemaer kan fjernes raskere

• TYPE IV-Lav varme av hydrering, til bruk i massiv konstruksjon

• Type V-Alvorlig sulfat motstand

Type I er den minst kostbare og brukes til de fleste betongkonstruksjoner. TypeIII er også ofte ansatt fordi det gjør former som skal gjenbrukes raskt, allowingconstruction tid til å bli redusert. Det er viktig å merke seg at Mens TYPE III får strengthfaster enn Type I, tar det ikke sitt første sett noe tidligere).

3,4 Aggregater

Fint aggregat (sand) består av partikler som kan passere gjennom en 3/8 i sil; grove aggregater er større enn 3/8 tommer i størrelse. Aggregater skal være rene, harde oggodt gradert, uten naturlige spaltningsplaner som de som forekommer i skifer eller skifer.Kvaliteten på aggregater er svært viktig siden de utgjør ca 60 til 75% av volumet av betongen; det er umulig å lage god betong med dårlige aggregater. Graden av både fint og grovt aggregat er svært viktig fordi det å ha et fullt utvalg av størrelser reduserer mengden sementpasta som trengs. Velgraderte aggregater har en tendens til å gjøremixen mer brukbar også.

normal betong er laget med sand og steiner, men lett betong kan lages ved hjelp av industrielle biprodukter som utvidet slagg eller leire som lette aggregater. Dettebetong veier bare 90 til 125 pcf og høy styrke er vanskeligere å oppnåpå grunn av de svakere aggregatene. Imidlertid kan betydelige besparelser realiseres i vilkårav bygningen selvvekt, noe som kan være svært viktig når man bygger på visse typerjord. Isolerende betong er laget med perlit og vermikulitt, den veier bare ca 15til 40 pcf og har ingen strukturell verdi.

3,5 Tilsetninger

Tilsetninger er kjemikalier som tilsettes til blandingen for å oppnå spesielle formål eller for å oppfylle visse konstruksjonsforhold. Det er i utgangspunktet fire typer: air-entrainingagents, workability agenter, retarding agenter og akselererende agenter.

i klima der betongen vil bli utsatt for fryse-tine sykluser luft er deliberately blandet inn med betongen i form av milliarder av små luftbobler om0. 004 i i diameter. Boblene gir sammenkoblede veier slik at vann i nærheten av overflaten kan unnslippe som det utvides på grunn av frysende temperaturer. Uten luft-entraining, overflaten av betong vil nesten alltid spall av når utsatt for gjentatt frysing andthaging. (Air-entraining har også den svært gunstige bivirkningen av å økearbeidbarhet uten økning i vanninnholdet.) Medført luft skal ikke forvirresmed innesluttet luft, noe som skaper mye større hulrom og skyldes feil plasseringog konsolidering av betongen. Innfanget luft, i motsetning til innblandet luft, er aldrigunstig.

Bearbeidelsesmidler, som inkluderer vannreduserende midler og myknere, tjener til å redusere tendensen av sementpartikler til å binde sammen i flokker og dermed unnslippe completehydration. Fly aske, et biprodukt av brenning av kull som har noen sementitiousegenskaper, brukes ofte til å oppnå et lignende formål. Superplasticizers er relativt nye tilsetninger som når de legges til en blanding tjener til å øke nedgangen i stor grad, noe som gjør blandingen veldig suppe i kort tid og gjør det mulig å plassere en lavvannsinnhold eller ellers veldig stiv) betong lett. Superplasticizers er ansvarligefor den siste utviklingen av svært høy styrke betong, noen over 15.000 psibefordi de i stor grad reduserer behovet for overflødig vann for bearbeidbarhet.

Retardere brukes til å bremse settet av betong når store masser må plasseres og betong må forbli plast i lang tid for å forhindre dannelse av “kalde ledd” mellom en sats betong og neste sats. Acceleratorertjene til å øke frekvensen av styrkeøkning og for å redusere den innledende innstillingstiden. Dettekan være gunstig når betong må plasseres på en bratt skråning med en enkelt form eller nårdet er ønskelig å redusere tidsperioden der betong må beskyttes motfrysing. Den mest kjente akseleratoren er kalsiumklorid, som virker for å øke varmen av hydrering, og dermed forårsaker betongen å sette opp raskere.

andre typer kjemiske tilsetningsstoffer er tilgjengelige for en rekke formål. Noen avdisse kan ha skadelige bivirkninger på styrkeøkning, krymping og andreegenskaper av betong, og testpartier er tilrådelig hvis det er tvilom bruk av en bestemt blanding.

3.6 ACI-Koden

American Concrete Institute (ACI), basert I Detroit, Michigan, er en organisasjon av designprofessorer, forskere, produsenter og konstruktører. En av funksjonene erå fremme sikker og effektiv design og bygging av betongkonstruksjoner. Den ACIhas mange publikasjoner for å hjelpe designere og byggherrer; den viktigste interms av bygningskonstruksjoner har rett Byggekode Krav For Forsterket Betong Og Kommentarer. Den er produsert av Committee 318 Av American ConcreteInstitute og inneholder de grunnleggende retningslinjene for building code tjenestemenn, arkitekter, ingeniører og utbyggere om bruk av armert betong for bygningskonstruksjoner.Informasjon presenteres om materialer og konstruksjon praksis, standard tester, analyse og design, og strukturelle systemer. Dette dokumentet er vedtatt av de flestebyggingskodemyndigheter I Usa som en standardreferanse. Det gir allrules om forsterkende størrelser, fabrikasjon og plassering og er en uvurderlig ressurs for både designer og detailer.

Periodiske oppdateringer skjer (1956, 1963, 1971, 1977, 1983, og 1989), og denne teksten gjørkonstant referanse til 1989-utgaven, kaller DEN ACI-Koden eller Bare Koden.Dokumenter og tjenestemenn refererer også til DET ved sin numeriske betegnelse, ACI 318-89.

3.7 Referanser

Boethius, A. og Ward1-Perkins, J. B. (1970). Etruskisk og romanarkitektur, Penguin Books, Middlesex, England.
Cassie, W. F. (1965). “Den Første Strukturelle Forsterketbetong,” Strukturell Betong, 2 (10).
Collins, P. (1959). Betong, Visjonen Om En Ny Arkitektur, Faber Og Faber, London.
Condit, C. W. (1968). Amerikansk Bygning, Materialer og Teknikkerfra De Første Koloniale Bosetningene til I Dag, University Of Chicago Press.
Drexler, A. (1960). Ludwig Miles van Der Rohe, George Braziller, New York.
Farebror, J. E. C. (1962). “Betong-Fortid, Nåtid og fremtid,” bygningsingeniør, oktober.
Mainstone, R, J. (1975). Utviklingen I Strukturell Form, MITPress, Cambridge.