Vad är konkret styrka och vilka faktorer påverkar det?

Av
Er. Kaushal Kishore,
Material Engineer, Roorkee

betong styrka
Cement som vatten, aggregat och vissa gånger tillsatser är en av ingrediensen i betong. Blandningen av dessa material i specificerade proportioner ger betong. Följaktligen är cement inte ett byggmaterial, det är betongen som är ett byggmaterial. För en given cement och acceptabla aggregat påverkas styrkan som kan utvecklas av en fungerande, korrekt placerad blandning av cement, aggregat och vatten (under samma blandnings -, härdnings-och testförhållanden) av :

a)förhållandet mellan cement och blandningsvatten
b)förhållandet mellan cement och aggregat, mortelns styrka, bindningen mellan morteln och det grova aggregatet.
c)gradering, ytstruktur, form, styrka och styvhet hos aggregerade partiklar.
d) maximal storlek på aggregatet.

betongens styrka är direkt relaterad till strukturen hos den hydratiserade cementpastaen. Luft i betong producerar tomrum. Överskott av vatten i betong avdunsta lämna tomrummen i betongen. Följaktligen ökar också porositeten hos cementpastaen i betongen när W/C-förhållandet ökar. När porositeten ökar minskar betongens tryckhållfasthet.

styrka av CEMENT V / S styrka av betong
det är inte möjligt att utforma en betongblandning med hög hållfasthet med cement med låg hållfasthet. Variationen i styrka av cement beror till stor del på bristen på enhetlighet i de råvaror som används vid tillverkningen, inte bara mellan olika försörjningskällor, men också med i ett stenbrott. Vidare bidrar skillnader i detaljer om tillverkningsprocessen och framför allt variationen i askinnehållet i kol som används för att avfyra kilinen till variationen i egenskaperna hos kommersiella cement. Detta är inte att förneka att den moderna tillverkningen av cement är en mycket sofistikerad process.

fram till 1975 var massproduktionen av cement i Indien endast OPC-33-klass. Det var svårt att erhålla höghållfast betong med denna cement. Konsumenten har normalt haft svårt att få konsekvent och säkerställt leverans av höghållfast cement för förspänd betong och vissa föremål av prefabricerad betong. För dessa särskilda krav bis publicerade är: 8112, specifikation för OPC – 43 Grade cement. Nu är de sorter av cement som tillverkas i Indien:

1.Vanlig Portlandcement (klass OPC-33, OPC-43 och OPC-53. OPC – 33 klass nästan försvunnit från indiska marknaden)
2.Portland Pozzolana Cement (PPC)
3.Sulfatmotstånd Cement (SRC)

testresultat av olika märken av cement minimum till maximal tryckhållfasthet anges i tabellen-1.

på grund av variation av cementstyrka kommer betongen från dessa cement också att ha variabel styrka. För ett korrekt tillvägagångssätt i Betongblandningsdesignen, om anläggningarna på platsen är tillgängliga, med den givna uppsättningen material, krav och platsförhållanden bör egen vikt/C-förhållande v/s tryckhållfasthet hos betongkurvan utvecklas på själva platsen.

det observeras ofta att cementpåsar märkta som OPC – 43-klass verkligen kan innehålla cement av mycket högre kvalitet. PPC cement enligt is-koden är endast av 33 klass. Där som på påsar är det märkt som 43 MPa eller 53 MPa. Platscementprover bör testas för dess faktiska styrka och andra egenskaper. Det finns fall där högre kvalitet cement används även för låg styrka betong, som murbruk eller till och med för putsning. Detta kan leda till onödig sprickbildning av betong / ytor.

i lågkvalitativ OPC fortsätter förstärkningen i styrka efter 28: e dagen. På grund av tidig styrka vinst av högre grad av OPC betongstyrkan ökar inte mycket längre än 28: e dagen. Värmen av hydrering av högre kvalitet OPC är högre, chanserna för mikrosprickning av betong är mycket större. Således under initial härdningsperiod av betong, den högre chef för hydrering kan leda till skadliga mikrosprickor med i betongen som inte kan vara synlig på ytan. Situationen kan bli värre när vi tenderar att öka mängden cement i betong med en tro på att en sådan ökning är bättre för både styrka och hållbarhet av betong.

Tabell-1 : Tryckhållfasthet av olika grad av Cement:

variationen i cementstyrka ges nedan : (i N/mm2)
OPC-43 Grad : 7-dagar från 24,7 till 57,7 och 28-dagar från 40,0 till 74,5
OPC-53 Grad : 7-dagar från 37,8 till 57,8 och 28-dagar från 52,5 till 73,9
PPC : 7-dagar från 25,5 till 52,6 och 28-dagar från 48,0 till 67,0
Obs: Tryckhållfasthet (CS) av cement som ges är medelvärden.

vi på engineeringcivil.com är tacksamma för Sir Kaushal Kishore för att ha skickat in detta forskningspapper och hjälpt alla civilingenjörer att förstå begreppet betongstyrka och faktorer som påverkar det.