Co to jest wytrzymałość betonu i jakie są czynniki na nią wpływające?

Do
Kaushal Kishore,
inżynier materiałowy, Roorkee

wytrzymałość betonu
Cement jak woda, kruszywa i czasami domieszki są jednym ze składników betonu. Mieszanie tych materiałów w określonych proporcjach powoduje powstanie betonu. W związku z tym sam cement nie jest materiałem budowlanym, to beton jest materiałem budowlanym. Dla danego cementu i akceptowalnych kruszyw, na wytrzymałość, która może być wytworzona przez wykonalną, właściwie umieszczoną mieszaninę cementu, kruszyw i wody (w tych samych warunkach mieszania, utwardzania i testowania) wpływa :

a)stosunek cementu do wody mieszającej
b)stosunek cementu do kruszyw, wytrzymałość zaprawy, wiązanie między zaprawą a gruboziarnistym kruszywem.
c)Stopniowanie, tekstura powierzchni, kształt, wytrzymałość i sztywność cząstek kruszywa.
D) maksymalny rozmiar agregatu.

wytrzymałość betonu jest bezpośrednio związana ze strukturą uwodnionej pasty cementowej. Powietrze w betonie wytwarza puste przestrzenie. Nadmiar wody w betonie odparowuje pozostawiając puste przestrzenie w betonie. W związku z tym, wraz ze wzrostem stosunku W / C, zwiększa się również porowatość pasty cementowej w betonie. Wraz ze wzrostem porowatości zmniejsza się wytrzymałość betonu na ściskanie.

wytrzymałość cementu V / S wytrzymałość betonu
nie jest możliwe zaprojektowanie mieszanki betonowej o wysokiej wytrzymałości z cementem o niskiej wytrzymałości. Różnice w wytrzymałości cementu wynika w dużej mierze z braku jednolitości surowców stosowanych do jego produkcji, nie tylko między różnymi źródłami zaopatrzenia, ale także w kamieniołomie. Ponadto różnice w szczegółach procesu wytwarzania, a przede wszystkim różnice w zawartości popiołu w węglu wykorzystywanym do wypalania kilinu, przyczyniają się do zmiany właściwości cementów handlowych. Nie można zaprzeczyć, że nowoczesna produkcja cementu jest wysoce zaawansowanym procesem.

do 1975 roku masowa produkcja cementu w Indiach była tylko klasą OPC-33. Stwierdzono trudności w uzyskaniu wysokiej wytrzymałości betonu z tego cementu. Konsument jest zwykle trudno uzyskać spójne i zapewnione dostawy wysokiej wytrzymałości cementu do betonu sprężonego i niektórych elementów prefabrykowanych betonu. Dla tych specjalnych wymagań BIS opublikowany jest: 8112, Specyfikacja dla cementu klasy OPC-43. Obecnie odmiany cementu produkowane w Indiach są:

1.Zwykły Cement portlandzki (Gatunek OPC-33, OPC-43 i OPC-53. Klasa OPC-33 prawie zniknęła z rynku indyjskiego)
2.Portland Pozzolana Cement (PPC)
3.Cement odporny na siarczany (SRC)

wyniki badań różnych marek cementu o minimalnej do maksymalnej wytrzymałości na ściskanie podano w tabeli-1.

ze względu na zmienność wytrzymałości cementu, Beton wykonany z tego cementu będzie również miał zmienną wytrzymałość. Dla prawidłowego podejścia w projektowaniu mieszanki betonowej, jeśli obiekty na miejscu są dostępne, z danym zestawem materiałów, wymagań i warunków terenowych własny stosunek W / C v / S wytrzymałość na ściskanie krzywej betonu powinny być opracowane na miejscu.

często obserwuje się, że worki cementowe oznaczone jako klasa OPC-43 mogą naprawdę zawierać cement o znacznie wyższej jakości. Cement PPC zgodnie z kodem IS ma tylko 33 klasy. Gdzie jak na workach jest oznaczony jako 43 MPa lub 53 MPa. Próbki cementu miejscu powinny być badane pod kątem jego rzeczywistej wytrzymałości i innych właściwości. Istnieją przypadki, w których stosuje się cement wyższej jakości nawet do betonu o niskiej wytrzymałości, jako zaprawę, a nawet do tynkowania. Może to prowadzić do niepotrzebnego pękania betonu / powierzchni.

w OPC o niskiej jakości przyrost siły będzie kontynuowany po 28 dniu. Ze względu na wczesny przyrost siły wyższej klasy OPC wytrzymałość betonu nie wzrasta znacznie powyżej 28 dnia. Ciepło hydratacji wyższego gatunku OPC jest wyższe, szanse na mikropęknięcia betonu są znacznie większe. Tak więc podczas początkowego okresu wiązania betonu, wyższa Głowica nawodnienia może prowadzić do uszkodzenia mikropęknięć w betonie, które mogą nie być widoczne na powierzchni. Sytuacja może być gorsza, gdy mamy tendencję do zwiększania ilości cementu w betonie z przekonaniem, że taki wzrost jest lepszy zarówno dla wytrzymałości, jak i trwałości betonu.

Tabela-1 : Wytrzymałość na ściskanie różnych gatunków cementu:

różnice w wytrzymałości cementu podano poniżej : (w N/mm2)
Klasa OPC-43 : 7-dni od 24,7 do 57,7 i 28-dni od 40,0 do 74,5
Klasa OPC-53 : 7-dni od 37,8 do 57,8 i 28-dni od 52,5 do 73,9
PPC : 7-dni od 25,5 do 52,6 i 28-dni od 48,0 do 67,0
uwaga: Wytrzymałość na ściskanie (CS) danego cementu są wartościami średnimi.

my w engineeringcivil.com jesteśmy wdzięczni Sir Kaushal Kishore za przedłożenie tego artykułu badawczego i pomoc wszystkim inżynierom budowlanym w zrozumieniu pojęcia wytrzymałości betonu i czynników wpływających na niego.