Бетон и арматура для производства ЖБИ

1. Бетон и арматура для производства ЖБИ ЛЕКЦИЯ 1

Расходчиков М.А. инженер конструктор
В тексте презентации использовались материалы
презентации Бруссера М.И., а также
нормативных документов

2. Бетон

Искусственный камень,
состоящий из:
Крупного заполнителя
(например, гранитный
щебень)
Мелкого заполнителя
(например, песок)
Вяжущего (например,
цемент)
Воды
Добавок
(воздухововлекающие,
пластифицирующие)

3. Плотность бетона

Бетоны бывают различных видов по плотности,
самые распространенные виды:
Тяжелые бетоны, с плотностью от 2000 до
2400кг/м3
Легкие бетоны с плотностью от 800 до
2000кг/м3
Особо легкие бетоны, с плотностью до 800 кг/м3
Менее распространены особо тяжелые бетоны, с
плотностью 2500кг/м3 и выше

4. Классы бетона, выпускаемые на заводе

Рядовые бетоны
В7.5
В10
В12.5
В15
В20
В22.5
В25
В30
В40
Высокопрочные
бетоны
В45
В50
В55
В60
В65

5. Переход от марок бетона к классам

До 1978г в нашей стране использовались марки
бетона. Марка бетона определялась по
результатам испытания 3-х кубов, прочность на
сжатие которых, должно быть не ниже
требуемой марки.
Начиная с ГОСТа 18105-86 было введено
понятия коэффициента вариации – то есть
величины разброса прочности готовой смеси,
изготавливаемой на заводе, в развитие этих норм
был выпущен ГОСТ 18105-2010 и планируется к
выходу ГОСТ 18105-2017

6. Различная прочность при различных коэффициентах вариации

7. Переход от марки бетона к классу бетона при определенном коэффициенте вариации

В ГОСТ 26633-85 был следующий переход от марок
бетоны к классам (в формуле R – марка бетона, В – класс
бетона)
Число 0.135 – коэффициент вариации, принятый 13.5%.
Раньше такой средний коэффициент вариации был
принят на заводах по производству ЖБИ. Сейчас он
может быть различным

8. Прочность бетона на сжатие при различных коэффициентах вариации

9. Кубиковая и призменная прочность бетона на сжатие

Кубиковая прочность
бетона – при испытании
стандартных кубов
150х150х150
Призменная прочность
бетона – испытание
призм 150х150х600.
Переход от призменной к
кубиковой прочности по
формуле:
Rb=Rm*(0.770.001*Rm), но не менее
0.72*Rm, где
Rm – кубиковая прочность
бетона
Rb-призменная прочность
бетона.
В СП 63 принята
призменная прочность

10. Кубиковая и призменная прочность бетона на сжатие

Для примера возьмем бетон, марки по прочности
350 кг/см2, переведем ее в класс бетона при
коэффициенте вариации v = 13.5%.
В = R*0.0980665*(1-1.64*v)=350*0.0980665*(11.64*0.135)=26.72МПа.
Ближайший класс по СП 63 = В25
Для него перейдем от кубиковой прочности к
призменной Rb=Rm*(0.77-0.001*Rm)=25*(0,770,001*25)=18.625 (согласно таблице 6.7 для В25
призменная прочность = 18.5 МПа)

11. Расчетная и нормативная прочности бетона

В предыдущем слайде мы рассмотрели величину
нормативной прочности бетона на сжатие, но в
расчетах, как правило, используется расчетная
прочность бетона.
Переход от нормативной прочности к расчетной
осуществляется по формулам раздела 6.1.11 СП63.
Rb = Rbn/yb, где Rb-расчетная прочность, Rbn –
нормативная прочность, yb- коэффициент
надежности. Для тяжелых бетонов yb = 1.3
Для предыдущего примера Rb=18,5/1,3= 14,23МПа
(согласно СП 63 таблице 6.8 для класса бетона В25, Rb
= 14.5МПа)

12. Морозостойкость бетона

– количество циклов
замораживания и оттаивания, которое выдерживает
образец (по старому ГОСТ при потере не более 5%
массы и не более 15% прочности)
В новой редакции ГОСТ 10060-2012 потеря массы
до 2% расчет ведется с учетом коэффициента
вариации (см. раздел 5.2.4)
Обозначается буквой F и цифрой, означающей
количество циклов. Согласно СП 63
морозостойкость бывает F50…F1000
Назначается морозостойкость согласно СП 28
защита строительных конструкций от коррозии

13. Водонепроницаемость бетона

— это способность
искусственного камня не
пропускать влагу под
определенным давлением.
Обозначается с помощью
символа W и четных цифр в
диапазоне от 2 до 20, которые
обозначают давление в МПа
10 -1, при котором фрагменты
бетона высотой и диаметром
0,15 м выдерживают напор
воды и не пропускают ее
через себя.
Чем выше прочность бетона
(то есть чем выше класс), тем
плотнее структура и тем
выше водонепроницаемость и
морозостойкость бетона

14. Соотношение между классом бетона и морозостойкостью/водонепроницаемостью

В нормативной литературе
обязательной для
применения отсутствуют
зависимости между
классами бетона и
морозостойкостью и
водонепроницаемостью, но
для ориентира можно
использовать статью
НИИЖБа, где данные
зависимости приведены,
однако в идеальном
варианте проектировщик
должен связаться с
производителем бетона и
уточнить возможность
производства

15. Бетон В7.5 F300 W12???

16. Удобоукладываемость бетона. Подвижные и растекающиеся смеси

Пластичные смеси
Растекающиеся смеси
бывают следующих
(обычно для П4, П5):
марок по осадке
Р1 = менее 35см
конуса:
Р2 = 35…41см
Подвижные:
Р3 = 42…48см
П1 = 1…4см
Р4 = 49…55см
П2 = 5…9см
Р5 = 56…62см
П3 = 10…15см
Р6 = более 62см
П4 = 16-20см
П5 = более 20см
Как правило, используют понятие подвижности,
самая распространенная марка для монолита П3

17. Удобоукладываемость бетона. Жесткие смеси

В случае осадки
конуса равной нулю,
смесь жесткая и она
характеризуется
временем
вибрирования до
уплотнения:
От Ж1 = 5…10с до
Ж5 = более 50с
(подробнее см ГОСТ
7473)

18. Особо легкий бетон на заводе: Полистиролбетон

Состоит из цемента,
воды,
воздухововлекающей
добавки, а также
гранул
пенополистирола
(пенопласта).
Плотность ПБ
варьируется от 200 до
600 кг/м3, прочность
при этом от 3кг/см2 до
класса В2.5

19. Применение полистиролбетона

Ненесущие стены
многоэтажных зданий
Несущие и самосущие стены
малоэтажных зданий

20. Основные преимущества полистиролбетона?

Более высокая морозостойкость
Лучшая теплопроводность

21. Виды арматуры.

Рассмотрим арматуру, используемую на заводе.
Стержневая арматура глобально делится на 2 вида:
с физической площадкой текучести и с условной.
К первой относятся, такие классы арматуры как:
А240 (AI), А400с(AIII), А500с, В500с, А500сп, АIIIв
(А540в), А600с
Арматура А240(AI)
Арматура А400(AIII)

22. Виды арматуры. Арматура с физической площадкой текучести

Отдельно хотелось бы
отметить, что арматура
А240…А600 в настоящее
время относится с
физической площадкой
текучести, относится к
свариваемой (но тут замечу,
что арматура А500с
изготавливается сейчас
преимущественно
термомеханически
упрочненная и при сварке
С1-Ко по ГОСТ 14098
разупрочняется, т.е. стык
несет меньше). То же
относится и к стали В500с
(см. ГОСТ 34028-2016)

23. Виды арматуры. Арматура с условной площадкой текучести

К арматуре с условной площадкой текучести
относится арматура Ат800 (АтV), ВрI, а также
некоторые другие виды, которые на заводе не
используются (например Ат1000, К1400, К1700).
Все эти виды арматуры относятся к не свариваемой
(точнее, сварить, например С1-Ко можно
попробовать, но сопротивление в месте стыка
будет гарантированно ниже, а на сколько
предугадать практически невозможно)

24. Различие сталей с физическим и условным пределом текучести

Вначале для обоих сталей удлинение пропорционально
усилию (выполняется закон Гука).«Мягкие» стали с
физическим пределом текучести (до А600с) отличаются тем,
что момент наступления текучести хорошо заметен (т.е. на
разрывной машине стержень удлиняется при неизменном
усилии)

25. Различие сталей с физическим и условным пределом текучести

После прохождения площадки текучести усилие
начинает возрастать до разрывного (временное
сопротивление - сигма у на графике). И как
правило, величина предела текучести является
нормативным сопротивлением арматуры
растяжению.
У сталей с условным пределом текучести, таким
сопротивлением является напряжение, при
котором остаточная пластическая деформация
составляет 0.2%

26. Влияние хим. состава на свойства арматуры

Рассмотрим на примере горячекатанной арматуры
класса А400с (AIII по еще действующему ГОСТ
5781-82*)
Горячекатанную AIII изготавливают из стали марок
35ГС и 25Г2С, соответственно первые 2 цифры
означают содержание углерода в сотых частях
процента (0.35% - для 35ГС и 0.25% - для 25Г2С),
Г2-содержание легирующей добавки(марганца до 2
%, Г-соответственно до 1%, С-содержание хрома до
1%.
Чем больше доля углерода в арматурной стали, тем
хуже ее свариваемость, в чем не трудно убедиться,
открыв ГОСТ 14098-2014 таблицу А.1, по многим
позициям арматура из стали 35ГС проигрывает по
свариваемости.

27. Некоторые особенности арматуры А500с

По способу производства
различается арматура А500с
горячекатанная из стали марки
25Г2С и термомеханически
упрочненная из Ст3(сейчас
для ЖБИ в основном именно
такая). Для мостовых
конструкций есть требование,
что сталь из которой
изготавливается арматура
должна быть 25Г2С. Также
одно время выпускалась
арматура А500 без «с» из
рельсов, с массовой долей
углерода 0.8%. Она не гнулась,
не варилась и изготавливалась
по ТУ, в новом ГОСТ 34028
возможность ее производства
исключили.

28. Различие А400с, А500, А540 (AIIIв)

Как можете видеть на графике, разрывное усилие для всех
трех видов арматуры одинаково, различие только в величине
физического предела текучести