Argief professionele inhoud: die artikel bewaar historiese aansprake, tabelle en diagramme oor sementmortel en beton, maar is nie ’n mengselontwerp, materiaalspesifikasie, betonplan, struktuurberekening, toetsgids of evaluering van ’n bestaande element nie. Die samestelling, eienskappe, blootstellingsklas, konsekwentheid, metode van installasie, versorging, kwaliteitbeheer en ontwerpwaardes moet deur verantwoordelike kundiges bepaal word volgens die spesifieke voorwerp, verklaarde materiale en geldige standaarde.
Vandag is Savo Kusić gefokus op houtvensters, hout-aluminiumvensters, pasgemaakte vensters, deure en versoeke om kwotasie. Hierdie artikel bly as ’n historiese argief en verteenwoordig nie ’n aanbod om betonstrukture te ontwerp, vervaardig, toets of uitvoer nie.
Algemene data
Die samestelling van die sementmortel of die samestelling van die beton van ’n pilaar, gewapende beton-mezzanine-struktuur, verwerkte betonelement, sypaadjieblad, brugboog of betonpad, sal as ’n reël as bevredigend beskou word indien die betrokke konstruksie-element met die minste hoeveelheid materiaal en arbeid op so ’n wyse gemaak is dat dit voldoende duursaam en geskik is vir die doel. Wat as permanent en geskik vir die doel beskou moet word, moet op ’n geval-tot-geval basis gedefinieer word: dus, voordat met die bou van ’n gebou begin word, is dit nodig om te bepaal watter eienskappe mortel en beton moet hê in terme van druksterkte, buigsterkte, weerstand teen verwering, waterdigtheid, ens. Daar is baie verskillende instruksies hiervoor in die bouregulasies, asook baie numeriese beperkings.
Die taak van die konstruksiekontrakteur is om te verseker dat die waardes van individuele eiendomme aan die vereiste waardes voldoen. Die eienskappe van beton kan grootliks beïnvloed word indien kennis wat vandag beskikbaar is, gebruik word.
Voorwaardes vir die maak van beton met homogene eienskappe
Indien die druksterkte van ’n bouelement na 28 dae 40 MPa behoort te wees, of indien dit vir die beton van ’n plaveiselstruktuur vereis word dat die buigsterkte na 28 dae 4,5 MPa moet wees, dan moet hierdie grenswaardes op geen plek oorskry word nie; die onderste grenswaarde kan naby aan die voorwaardelike waarde wees. As nouer perke tydens die uitvoering van die voorwerp bereik word, hoe beter voer die kontrakteur sy taak uit. Dit is baie skadelik as die gekondisioneerde waardes ver tekort skiet tot sekere - al is dit net ’n paar - plekke.
Historiese waardes en resepte: Die syfers, proporsies, merke, versorgingsprosedures en limiete hieronder is van die oorspronklike artikel oorgedra om die inhoud te bewaar. Hulle moet nie as ’n moderne resep, aanvaardingskriteria of plaasvervanger vir die mengselontwerp, laboratoriumtoetse, materiaalverklarings, tegnologiese plan en toepaslike regulasies gebruik word nie.
Druksterkte van sementmortel en beton
Die grootte van die druksterkte hang grootliks af van die eienskappe van die sement, die hoeveelheid sement, die hoeveelheid en samestelling van sand en aggregaat, die hoeveelheid water in die beton tydens installasie, die metode van installasie, ens.
Tabel 1. Die invloed van die hoeveelheid aggregaat by dieselfde hoeveelheid mortel.
1. Sement
Die druksterktes van sementmortel en beton is deur vorige waarnemings bepaal en word deur regulasies gedefinieer.
2. Hoeveelheid sement
Volgens fig. 1a, die druksterkte neem toe met ’n toename in die hoeveelheid sement as die proporsie mortel in die beton dieselfde bly, terwyl die hoeveelheid sement in die mortel toeneem en die konsekwentheid van die beton voortdurend onveranderd gehou word. As die hoeveelheid mortel onveranderd bly en slegs die hoeveelheid aggregaat toeneem of verminder, sal die sterkte net effens verander solank die hoeveelheid mortel voldoende is om al die aggregaatkorrels te bevat. Die druksterkte van beton sal nie onbepaald toeneem met ’n toename in die hoeveelheid sement nie - slegs tot ’n sekere limiet. Na daardie limiet sal die toename in sterkte onbeduidend wees in verhouding tot die prys, wat aansienlik sal toeneem met die toename in die hoeveelheid sement. Die optimale hoeveelheid sement vir 1 m3 beton is 300-350 kg.
Tabel 2. Die invloed van die hoeveelheid sand in beton.
3. Hoeveelheid mortel in beton
Die druksterkte van beton word bepaal deur die sterkte van die mortel, soos bevestig deur tabelle 1 en 2. Dit is slegs geldig as die sterkte van die aggregaat groter is as die sterkte van die mortel en indien die hoeveelheid mortel voldoende is om die growwe korrels van die aggregaat volledig te bedek.
4. Granulometriese samestelling van aggregate
Die benutting van die bindmiddel sal tot die volle omvang bereik word indien die granulometriese samestelling van die aggregate in die beton ooreenstem met die verhoudings wat grafies in die figuur 2 getoon word. In Figuur 2, is die volledig verlengde kurwe van toepassing op rivier en gebreekte gruis. Hierdie kurwe toon dat van die totale aggregaat, 25% deur ’n sif met ’n opening #0,2mm moet gaan; 65% moet deur die #3mm deursnee sif gaan. Die boonste limiet vir die aggregaat word bepaal deur die #7mm deursnee sif.
Vandag se standaarde vir die bepaling van die granulometriese samestelling van aggregate verskil. Daar is vier saamgevoegde breuke: 0/4mm, 4/8 mm, 8/16mm en 16/31,5mm. Aggregatkategorieë word bepaal na gelang van die hoeveelheid oorgewig en ondergewig korrels.
Fig. 1.
Fig. 2.
5. Effek van hoeveelheid water op vars beton
Die druksterkte van beton hang in ’n groot mate af van die hoeveelheid bygevoegde water. Die kleinste hoeveelheid water waarteen die beton die hoogste sterkte behaal, word verkry wanneer, tydens verdigting of vibrasie van die beton, tekens van duidelik merkbare “sweet” verskyn, dit wil sê wanneer ’n dun lagie sementmelk tydens verdigting gevorm word. Met ’n verdere toename in die hoeveelheid water neem die druksterkte af. In hierdie geval is die water-sementfaktor in die eerste plek - die verhouding van massa water en massa sement tot 1 m3 van beton. Die optimale water-sementfaktor vir die bereiking van volledige hidrasie is 0,38 - 0,42. In die praktyk is dit moeilik om te bereik en hierdie waardes word eksperimenteel afgelei, maar dit is beslis daarop gemik. As die hoeveelheid water onvoldoende is, sal die sement nie ten volle kan hidreer nie en die beton sal nie die ontwerpte sterkte bereik nie. Om water by te voeg wanneer dit nie nodig is nie, “versmoor” ook die beton sodat dit nie sy ontwerpsterkte bereik nie. Nadat die beton geïnstalleer is, is dit nodig om dit gereeld vir die volgende sewe dae te versorg. Koestering behels die spuit/water van die betonoppervlak om te kompenseer vir die verdampte water en sodat die sement kan hidreer soos beplan.
6. Effek van temperatuur
Wanneer geboue in die koue seisoen gebou word, moet die beton so gestoor word dat dit nie aan die invloed van ryp blootgestel word voordat verharding so gevorder het dat die druksterkte ten minste 10 MPa is nie. As hierdie prosedure sonder meer uitgevoer word, kan die nodige effek eerstens verkry word deur vriesmiddel, versneller, ens by te voeg. Vriesmiddel voorkom vries van water in die voorbereide beton, en versnellers versnel die hidrasieproses, wat uiters stadig in die winter is. Aluminaat sement kan ook gebruik word, wat veral geskik is vir werke in ryp, as dit ’n kwessie van kleiner geboue is. Indien beton in ’n waterversadigde toestand gereeld aan herhaalde bevriesing en ontdooiing blootgestel word (bv. in die geval van hidrotegniese fasiliteite), kan vernietiging verwag word indien die beton aan die begin van bevriesing ’n druksterkte van minder as 15 MPa het. In die geval van hoë lug- en materiaaltemperature moet die beton voortdurend klam en koel gehou word. Dit is ook verpligtend om die vars betonmassa te bedek met enige materiaal wat die verhitting van die betonoppervlak sal verhoed. Onder die invloed van hoë temperature (oor 50 °C) is die ontwikkeling van die druksterkte van beton onvoorspelbaar indien sorg nie voldoende is nie.
Veiligheid en werkverrigting: sementstof en vars beton kan die oë, vel en asemhalingskanaal beskadig, en mengers, pompe, vibrators, bekisting, stutte en swaar elemente hou bykomende meganiese risiko’s in. Bymiddels word nie arbitrêr bygevoeg nie, en ook nie historiese koue en warm weerverwysings word gebruik sonder ’n goedgekeurde resep, tegniese blaaie, betonplan, beskermende toerusting en toesig nie.
Treksterkte van beton
Die treksterkte van beton hang grootliks af van die deursneegrootte van die toetsmonsters. Deur die deursnee van die toetsmonsters te vergroot, is ’n laer treksterkte verkry. By die toets van die prismas van seksie 400 cm2, wat gemaak is van die gewone mengsel vir gewapende beton en nadat dit vir ongeveer drie maande in vogtige lug verouder het, is treksterktes van ongeveer 1,2-2 MPa verkry. Spesiale mengsels vir pype, ens. het tot ongeveer 4 MPa en selfs meer opgegee, as die dikte van die toetsliggame ooreenstem met die dikte wat in die praktyk gebruik word. Vir gespuitbeton (skietbeton wat op die konstruksieterrein voorberei is), is tot 3,6 MPa verkry. Verlenging van beton tot breuk gemeet in millimeter by 1m is gevind as gemiddeld 0,07-0,13 mm/m.
Die treksterkte van beton is weglaatbaar in vergelyking met sy druksterkte. In byna alle gevalle word gewapende beton gebruik, wat wapening het wat ontwerp is om die spanningskragte in die element te dra. Daar word van mening dat beton niks in spanning dra nie, sodat ontwerpers aan die kant van veiligheid is. Die treksterkte van beton is tien keer laer as die druksterkte van beton.
Treksterkte van beton wanneer dit gebuig word
Die buigsterkte van betonbalke met reghoekige seksies is groter as die treksterkte van liggame van dieselfde afmetings. Dit is hoofsaaklik te wyte aan die feit dat die verlengingskoëffisiënt van beton vinniger groei as die las, sodat die spanningsverspreiding wat deur die gewone berekeningsmetode aanvaar word, nie gerealiseer word nie. In ’n balk wat aan buiging blootgestel is, vind die hoogste trekspanning slegs in die grensvlak van die gespanne gordel plaas, en wanneer die las in die middel van die balk is selfs net op die buitenste rand van een seksie.
Die grootte van die buigsterkte van 28 dae oue liggame, gemaak van sagte of vloeibare beton, is gevind as 2-6 MPa; balke gemaak van gekompakteerde beton, monsters van gespuitbeton sowel as monsters van spuitbetonbeton, oud vir etlike maande en eers in ’n nat en dan in ’n droë toestand gestoor, het buigsterkteresultate van 3,2 MPa gelewer. Vir plate gemaak van dieselfde materiaal wat vir 8 dae onder water gehou is, is die buigsterktewaarde van 6,3 MPa.
Krimp, swelling en kruip van beton
Krimp en swelling. Krimp krake. Krimpspannings. Indien betonliggame wat in ’n nat toestand gehandhaaf is, aan droog blootgestel word, sal die droging by die oppervlak begin en na die binneland vorder. Aan die buitekant kan beton amper lugdroog wees terwyl sy kern nog klam is. Die droë laag is geneig om te krimp, die klam kern sal nie, of sal slegs in ’n klein mate krimp. As gevolg hiervan, in so ’n betonliggaam verskyn trekspannings op die buitenste oppervlaktes, en drukspannings in die kern.
As die trekspannings die treksterkte van die beton oorskry, sal krake verskyn as gevolg van krimping wat dieper of vlakker na die kern binnedring, en op plekke met laer sterkte voorkom. Soos droog vorder, krimp die kern geleidelik, die trekspannings op die buitenste oppervlaktes verminder.
Fig. 3.
Fig. 4.
Die hoeveelheid betonkrimping hang af van die tipe sement, die hoeveelheid sement, die hoeveelheid water tydens voorbereiding, van die granulometriese samestelling en elastisiteit van die klipaggregaat, sowel as van ouderdom, en veral van die manier van instandhouding en klimaat, en tot ’n aansienlike mate van die afmetings van die betonelement.
Langsveranderinge van beton in kolomme en balke wat aan langtermynbelading blootgestel is. Betonkruip. Kolomme wat vir drie jaar onder die toelaatbare las in ’n droë kelderruimte gestaan het en van beton van gewone samestelling gemaak is, is voortdurend verkort volgens fig. 3, en aansienlik meer as gelyke maar afgelaaide kolomme. Hierdie vervormings, wat stadig plaasvind en die graad van krimp van onbelaaide beton oorkom, word “kruip” genoem. Die graad van kruip hang af van die samestelling van die beton, die grootte en duur van die las, asook van die humiditeit van die beton. Nat beton kruip in ’n baie mindere mate as droë beton, fig. 4. Beton wat lank gedroog is sonder blootstelling aan vrag, kruip net effens onder las. Tydens spanningbelading vind kruip in ’n soortgelyke mate plaas as tydens druklading, fig. 5.
Kruip van beton, d.w.s. die konstante oplewer van beton onder lading lei tot ’n toename in die aandeel van wapening in die ontvangs van die las in gewapende beton, wat in die geval van swaar gewapende kolomme kan lei tot ’n aansienlike verligting van die beton self.
Fig. 5.
Kreke en vervormings: die krimp- en kruipneigings wat getoon word, is nie ’n voldoende basis vir die evaluering van krake, defleksies, dravermoë of duursaamheid van ’n spesifieke voorwerp nie. ’n Inspeksie, dokumentasie, metings en berekeninge word vereis vir die bestaande konstruksie; vir ’n nuwe konstruksie is die projek, materiaaleienskappe, omgewingstoestande, volgorde van konstruksie en geldige regulasies relevant.
Glyweerstand tussen wapening en beton
Versterking in gewapende betonkonstruksies moet ten volle trekkragte ontvang wanneer die weerstand van die beton tydens spanning oorskry word as gevolg van krimping van die beton en die invloed van eksterne kragte. Vir hierdie doel is dit nodig dat die wapening sy vragte na die beton kan oordra deur die kontakvlakke met die beton, en op so ’n wyse dat die verankering van die wapening nie onder die toegelate vragte breek nie. Ankering word met hake aan die einde van die tralies vasgemaak. Tipes wapeningsstawe wat bestaan, en die verdeling word gemaak op grond van dwarsribbe, is: B500A (gladde staaf), B500B (’n staaf met ’n rib in een rigting) en B500C (staaf met ribbes in twee rigtings).
Versterking en beskermende laag: historiese merke, beskrywing van ribbes en metode van ankering is nie die basis vir die keuse of detail van vandag se versterking nie. Die tipe staal, deursnee, verbinding, verankering, oorvleueling, afstand, beskermende laag en installasie word deur die projek bepaal en bevestig deur naspeurbare dokumentasie en beheer by die konstruksieterrein.
Weerstand van sementmortel en beton om te dra
Mortiere volgens fig. 18 is ook besonder goed in hierdie opsig; wat die granulometriese samestelling betref, moet die instruksies wat hierbo gegee is oor die druksterkte oor die algemeen gevolg word. Daarbenewens word ’n klip aanbeveel wat hoë weerstand teen slytasie en impak toon. Bymiddels wat meer bestand is as goeie harde klip verhoog die slytvastheid van beton as dit ’n geskikte korrelgrootte en -vorm het. Nat beton slyt vinniger as droë beton; vog help skuur.
Weerstand van beton teen verwering
Wanneer dit nodig is om die voorwaardes vir die vervaardiging van weerbestande beton te stel, moet ’n mens eerstens begin by die ervaring wat opgedoen is met voorheen geboude strukture. Eerstens moet aandag gegee word aan die volgende:
- Hoe om ’n klip te kies? - Daar is dikwels probleme met die keuse van klip om ekonomiese redes, of dit nodig is om ’n klip te gebruik wat, soos gebreekte sand of gebreekte klip, plat sou blyk te wees en daardeur swak inbedding van beton veroorsaak, en of dit ’n klip is met onvoldoende weerstand teen weersinvloede. In hierdie verband moet streng vereistes gestel word, dat slegs klip met goeie weerbestandheid vir eksterne beton gebruik word
- Watter hoeveelheid sement word benodig vir beton? - Op eksterne oppervlaktes moet die beton voldoende ondeurdringbaar vir water wees. Vir hierdie doel kan gebruik word wat vasgestel is oor die invloed van die granulometriese samestelling van beton op waterdeurlaatbaarheid en op grond daarvan kan die benodigde hoeveelheid sement bepaal word. Sommige optimale hoeveelhede sement wissel tussen 300-350 kg per m3 beton, maar dit kan baie van geval tot geval verskil (dit hang van baie faktore af).
- Watter soort granulering en watter eienskappe van die korrelsamestelling van beton moet ons na streef? - Dit hang van geval tot geval af - rivieraggregaat is gunstiger, ongelyke samestelling; gebreekte aggregaat kan in sommige aspekte van beter gehalte wees, maar dit het skerp korrels wat in sommige betonmengsels skadelik kan wees.
- Watter sterkte van beton word benodig? - Hierdie vraag is baie moeiliker om te beantwoord as dié wat reeds bespreek is. Daarom verwys alle vorige voorstelle na beperkte geleenthede. Om hierdie probleem op te los, is verskeie toetse uitgevoer wat gewys het watter sterkte beton moet hê om vir ’n lang tyd bestand teen sikliese vries en ontdooiing te bly. Daar is tot die gevolgtrekking gekom dat beton, voordat dit herhaaldelik aan bevriesing en ontdooiing blootgestel word, ’n druksterkte van minstens 15 MPa moet toon. As die beton van buite verwerk word, is hoër sterktes nodig; in so ’n geval word dit aanbeveel om ten minste 25 MPa te verskaf.
- Watter konsekwentheid van beton is geskik? - Wat die konsekwentheid van die beton betref, is daar tans ’n begrip dat ’n mens versigtig moet wees met gegote beton, aangesien dit met sy groot hoeveelheid water die uitskeiding aanhelp, waarvan die gevolge gemanifesteer word op die manier dat ’n min of meer uitgesproke laag fynkorrelige en waterryke mortel op elke gegote laag voorkom. Daardie mortel het minder sterkte, groter krag om water te absorbeer, ens.
- In watter mate moet die vorm van die voorwerp in ag geneem word? - As die buitenste oppervlak byvoorbeeld gegradeer word, word meer sneeu en ys op ’n beduidende deel van die beton vasgehou as wanneer die muur met gladde oppervlaktes behandel word. Week kan lank duur, en daarom is vries en ontdooiing in ’n nat toestand meer algemeen. Die doel is om sneeu, ys en puin op die gebou so kort as moontlik te hou.
In die geval dat die beton van buite verwerk word, moet in gedagte gehou word dat gevolglik die waterdeurlaatbaarheid as ’n reël hoër word en dat groot stukke aggregaat wat op die oppervlak lê, met die klipkapper se gereedskap opgebreek word. As die behandelde beton wapening bevat, is spesiale versigtigheid nodig om die beskermende effek van die beton (beskermende laag) vir die wapening voldoende te bewaar. Die penetrasie van water in beton kan tot ’n sekere mate deur bedekkings/bymiddels voorkom word.
Duursaamheid word nie deur ’n enkele waarde bepaal nie: blootstelling aan water, ryp, soute, slytasie en chemiese werking vereis ’n gekoördineerde keuse van materiale, ’n ontwerpte beskermende laag, beheerde installasie en versorging, opgelosde dreinering, gereelde inspeksies en instandhouding. ’n Deklaag of bymiddel alleen kan nie vergoed vir verkeerde samestelling, swak installasie, krake, onvoldoende beskermende laag of onopgeloste waterretensie nie.