Beskerming van wapening teen korrosie
Volgens die huidige Eurokodes is die minimum dikte van die betonbedekkingslaag (cnom) voorgeskryf. Die dikte van so ’n betonlaag is die kleinste afstand van die buitenste oppervlak van die gewapende betonelement tot die eerste wapening. By linêre elemente is dit die beugel, en by oppervlak-elemente is dit die onderste lengtestaafwapening. Die nominale bedekkingslaag word gedefinieer as: cnom = cmin + Δcdev
cmin is die minimum voorgeskrewe beskermende laag, waarvan die waarde afhang van die hechtingstoestande van die beton en wapening, omgewingstoestande, bedekking op die wapening, ens. Δcdev is die waarde wat ’n afwyking in uitvoering verteenwoordig. Afhangend van die blootstellingsklas van die gewapende-betonelement bestaan daar verskillende waardes van die nominale beskermende laag; dit wissel meestal van 2,5 cm tot 3,5 cm. Vir fondamente word aanvaar dat dit 5cm.
Die gedrag van sementmortel en beton by gereelde verhitting en afkoeling
Die sterkte van vars beton kan vinnig verhoog word deur geleidelike verhitting met stoom of deur dit in geleidelik verhitte water te hou, en daarna liggies af te koel. Op hierdie manier verskyn na ’n eendaagse prosedure sterktes wat by die gewone prosedure eers na ’n paar weke bereik word. Die mate van effek hang af van die sement en die soort aggregaat, terwyl baie beter resultate egter met magere beton as met vetterige beton verkry word.
Indien verhitting en afkoeling binne wye grense plaasvind, sal daar aansienlike spanning in die beton-element ontstaan as verhitting en afkoeling vinnig uitgevoer word. In so ’n geval, en veral by gereelde herhaling, moet daar rekening gehou word met die ontstaan van krake wat van buite na binne dring en die meganiese eienskappe van die beton beïnvloed. Verskillende soorte sement gedra hulle anders, en daarom word vir praktiese toepassing ’n sorgvuldige keuse van sement aanbeveel.
Termiese deurlaatbaarheid van beton
Die termiese geleidingskoëffisiënt van beton hang af van die eienskappe van die aggregaat en sement, van die hoeveelheid sement, die hoeveelheid mengwater, die voginhoud van die beton, asook van die temperatuurhoogte. Volgens toetse met plate van 10 cm dik en van sterk gedroogde beton is vasgestel dat die termiese geleidingskoëffisiënt λ 1,163 W/mK by 10 oC is, en met plate van beton wat in water gelê het, beloop dit tot 2,326 W/mK. Dikker plate het groter termiese geleidingskoëffisiënte gegee; die grootste waarde het 2,38 W/mK beloop.
Uitsetting van beton onder hitte
Uitsetting hang in groot mate af van die aggregaat, daarna van die voginhoud van die beton, en ook van die sement self. Tot dusver bekende grenswaardes by 0 tot 40 oC beloop ongeveer 6 tot 13*10-6 m/m vir elke graad.
Weerstand teen herhaalde belasting
1. Druksterkte by vermoeiing. Die begrip vermoeiingssterkte word hier in ’n algemene betekenis gebruik; vir tegniese toepassing moet die vermoeiingssterkte altyd aangedui word (druk, trek, afwisselende druk en trek, buiging, afskuiving, suiwer afskuiving, uitknikking) sowel as die manier van belading (slegs rus, slegs gereeld, gedeeltelik rus en gedeeltelik staan).
Druksterkte by moegheid as gevolg van stilstaande belasting: daar moet verwag word dat die weerstand teen langtermynbelasting minstens ¾ van die sterkte sal wees wat by gewone druktoetsing voorkom.
Druksterkte by moegheid as gevolg van herhaalde belastings (basiese dinamiese sterkte): vir die basiese dinamiese druksterkte van betonkolomme van verskillende samestelling, en veral met verskillende hoeveelhede sement en met verskillende korrelgroottes, is gevind dat dit ten minste 0,5 van die prisma-sterkte onder gewone belasting tot breuk beloop. Daarby is 260 belastingsiklusse per minuut toegepas; die totale aantal siklusse waarvoor hierdie basiese dinamiese sterkte bepaal is, was twee miljoen. Met die toename in die aantal siklusse per minuut (getoets is met 10 tot 450 siklusse per minuut), het ook die aantal herhalings wat tot breuk gelei het, toegeneem.
Druksterkte by vermoeiing as gevolg van die gelyktydige werking van stilstaande en herhalende laste: Wanneer stilstaande laste by die herhalende laste gevoeg is, het die amplitude-waardes van die herhalende laste, wat andersins twee miljoen keer herhaal is, met die toename van die stilstaande laste afgeneem. Byvoorbeeld toon fig. 1 dat die amplitudes van die herhalende laste S was:
- by stil belasting vir σu = 6 kg/cm2 S = 109 kg/cm2
- by stille belasting vir σu = 118 kg/cm2 S = 39 kg/cm2
- by ruslading vir σu = 157 kg/cm2 S = 8 kg/cm2
Figuur 1
Fig. 2
2. Buigsterkte van beton by vermoeiing. Toetse wat op fig. 2 getoon word vir balke wat voortdurend in ’n vogtige toestand gehou is, het by die basiese dinamiese belasting getoon dat die buigsterkte by vermoeiing 28 kg/cm2 beloop, terwyl die gewone buigsterkte 53 kg/cm2 beloop het, wat ooreenstem met die verhouding 0,53.
Ligbeton
Ligbeton (beton met ’n gewig onder 18 kN/m3) word verkry deur die gebruik van ligte, poreuse agregate soos: puimsteen, hoogoondslak, ketelslak, en ook deur die gebruik van mortel van natuurlike of kunsmatige sand en meel met bymiddels wat tydens die bereiding van die mortel gasse ontwikkel (gasbeton) of skuimvorming in die mortel veroorsaak (skuimbeton).
Ligte beton word onder meer baie gebruik vir die vervaardiging van messelblokke en plaveiselplate van puimsteen vir mure en dakke; in droë toestand is dit ’n swak geleier van hitte; die sterkte is matig, maar dit laat maklik verwerk, sodat ligte blokke vir draende mure van woongeboue met vertroue vervaardig kan word.
As ’n middel om gasvorming in gasbeton te veroorsaak, word aluminiumpoeier gebruik. Afhangende van die hoeveelheid bymengings sowel as van ander omstandighede, word ’n min of meer poreuse materiaal verkry, met ’n droë gewig van ongeveer 3 kN/m3 en hoër.
1. Volumieke gewig van ligte beton. Met natuurlike puimsteen kan volumieke gewigte gewaarborg word – in die oondgedroogde toestand by 105 oC ingesluit – vanaf 7 kN/m3 en hoër, met druksterktes van 2 MPa. Die volumieke gewig wat verwag kan word, is ongeveer die som van die toeslagmateriaal en die sement in los toestand. Gasbeton met volumieke gewigte bo 8 kN/m3 is in die reël tegnies ongeskik.
2. Druksterkte van ligte beton. Vir stortbeton kan sonder enige besondere maatreëls sterktes van 8 MPa bereik word, en met gruis selfs tot 12 MPa. Deurlopende geskiktheidstoetse is nodig. Poreuse beton (gasbeton en skuimbeton) is slegs ná verharding onder stoomdruk geskik vir draende mure. Met geskikte grondstowwe kan volumieke gewigte van 6 kN/m3 en druksterktes van 5 MPa gewaarborg word.
3. Buigsterkte van ligte beton. Die verhouding tussen buig- en druksterkte het binne die grense van praktiese behoeftes betreklik groot geblyk te wees, en namate die sterktes toeneem, neem dié verhouding af.
4. Krimpingsgraad van ligte beton. Die krimpingsgraad hang hoofsaaklik af van die elastisiteit van die aggregaat, sowel as van die hoeveelheid van die samestelling van verharde sement; die krimping van ligte beton is groter as die krimping van beton van gruis. Beton van baksteenkrummels het gedurende een jaar ’n totale krimpingsgraad van ongeveer 0,65 mm/m getoon. Vars gelewerde elemente van natuurlike puimsteen het vir 14 m maande met ongeveer 0,8 mm/m verkort. Monsters van gasbeton en skuimbeton wat in die lug verhard het, het nog veel groter krimpings getoon, selfs meer as 2 mm/m. Daar moet nie vergeet word dat elke beton by bevogtiging deur reën en gesmelte sneeu uitswel, en by latere uitdroging weer krimp nie.
Fig. 3
5. Koëffisiënt van warmtegeleidingsvermoë. Die koëffisiënt van warmtegeleidingsvermoë neem af met die volumemassa, en onder verder gelyke toestande word dit des te kleiner hoe kleiner en meer eweredig die lugporieë versprei is. Vir lugdroë los beton het dit beloop (λ = 0,4625 vir 9 kN/m3; λ = 0,58 – 0,7 vir 12 kN/m3; λ = 0,81 – 1,05 vir 16 kN/m3). Vir lugdroë gasbeton gee fig. 3 die gegewens.
LET WEL:
- 0,1 kcal/mhoC = 0,1163 W/mK
- 0,1 kg/dm3 = 100 kg/m3 = 1 kN/m3