Professionaalne arhiivisisu: artikkel säilitab ajaloolisi väiteid, tabeleid ja diagramme tsementmördi ja betooni kohta, kuid see ei ole segu projekt, materjali spetsifikatsioon, betoneerimiskava, konstruktsiooniarvutused, katsejuhend ega olemasoleva elemendi hindamine. Koostise, omadused, kokkupuuteklass, konsistents, paigaldusviis, hooldus, kvaliteedikontroll ja projekteerimisväärtused peavad määrama vastutavad eksperdid vastavalt konkreetsele objektile, deklareeritud materjalidele ja kehtivatele standarditele.
Tänapäeval on Savo Kusić keskendunud puitakendele, puit-alumiiniumakendele, kohandatud akendele, ustele ja pakkumistaotlustele. See artikkel jääb ajalooarhiiviks ega kujuta endast pakkumist betoonkonstruktsioonide projekteerimiseks, tootmiseks, katsetamiseks ega teostamiseks.
Üldandmed
Tsemendimördi koostis või samba, raudbetoonvahekonstruktsiooni, töödeldud betoonelemendi, kõnniteeplaadi, sillakaare või betoontee betooni koostis loetakse reeglina rahuldavaks, kui kõnealune ehituselement on valmistatud minimaalse materjali- ja tööjõuga nii, et see on piisavalt vastupidav ja otstarbeks sobiv. Seda, mida pidada püsivaks ja otstarbeks sobivaks, tuleb määratleda igal üksikjuhul eraldi: seetõttu tuleb enne hoone ehitamisega alustamist kindlaks teha, millised omadused peavad olema mördil ja betoonil survetugevuse, paindetugevuse, ilmastikukindluse, veekindluse jms osas. Ehitusmääruses on selleks palju erinevaid juhiseid, samuti palju arvulisi piiranguid.
Ehitustöövõtja ülesanne on tagada, et üksikute kinnistute väärtused vastaksid nõutavatele väärtustele. Betooni omadusi saab oluliselt mõjutada, kui kasutada täna olemasolevaid teadmisi.
Tingimused homogeensete omadustega betooni valmistamiseks
Kui ehituselemendi survetugevus pärast 28 päeva peaks olema 40 MPa või kui katendi betooni puhul on nõutav, et 28 päeva pärast peab paindetugevus olema 4,5 MPa, siis ei tohi neid piirväärtusi üheski kohas ületada; alumine piirväärtus võib olla lähedane tingimuslikule väärtusele. Kui objekti teostamisel järgitakse kitsamaid piire, siis seda paremini täidab töövõtja oma ülesannet. See on väga kahjulik, kui tinglikud väärtused jäävad teatud - isegi mõnest - kohast kaugele alla.
Ajaloolised väärtused ja retseptid: Allolevad arvud, proportsioonid, märgised, hooldusprotseduurid ja piirangud on sisu säilitamiseks üle kantud algsest artiklist. Neid ei tohiks kasutada kaasaegse retsepti, aktsepteerimiskriteeriumide või segude disaini, laboratoorsete testide, materjalideklaratsioonide, tehnoloogilise plaani ja kohaldatavate eeskirjade asendajatena.
Tsemendimördi ja betooni survetugevus
Survetugevuse suurus sõltub suuresti tsemendi omadustest, tsemendi kogusest, liiva ja täitematerjali kogusest ja koostisest, betoonis oleva vee hulgast paigaldamise ajal, paigaldusviisist jne.
Tabel 1. Täitematerjali koguse mõju samale mördikogusele.
1. tsement
Tsemendimördi ja betooni survetugevused on määratud varasemate vaatlustega ja on määratletud määrustega.
2. Tsemendi kogus
Vastavalt joonisele fig. 1a, survetugevus suureneb tsemendi koguse suurenemisega, kui mördi osakaal betoonis jääb samaks, samal ajal kui tsemendi kogus mördis suureneb ja betooni konsistents hoitakse pidevalt muutumatuna. Kui mördi kogus jääb muutumatuks ja ainult täitematerjali kogus suureneb või väheneb, muutub tugevus vaid veidi seni, kuni mördi kogus on piisav kõigi täitematerjalide terade mahutamiseks. Betooni survetugevus ei suurene tsemendi koguse suurenemisega lõputult - ainult teatud piirini. Pärast seda piiri on tugevuse kasv hinna suhtes ebaoluline, mis tsemendi koguse suurenemisega oluliselt suureneb. Optimaalne tsemendi kogus betooni 1 m3 jaoks on 300-350 kg.
Tabel 2. Liiva koguse mõju betoonis.
3. Mördi kogus betoonis
Betooni survetugevuse määrab mördi tugevus, mida kinnitavad tabelid 1 ja 2. See kehtib ainult juhul, kui täitematerjali tugevus on suurem kui mördi tugevus ja kui mördi kogus on piisav täitematerjali jämedate terade terviklikuks katmiseks.
4. Agregaatide granulomeetriline koostis
Sideaine kasutamine saavutatakse täies ulatuses, kui täitematerjalide granulomeetriline koostis betoonis vastab proportsioonidele, mis on graafiliselt näidatud joonisel 2. Joonisel 2 kehtib täielikult laiendatud kõver jõe- ja purustatud kruusa kohta. See kõver näitab, et kogu täitematerjalist peab 25% läbima sõela, mille ava on #0,2mm; 65% peab läbima #3mm läbimõõduga sõela. Täitematerjali ülempiir määratakse #7mm läbimõõduga sõela abil.
Tänapäeva standardid täitematerjalide granulomeetrilise koostise määramisel on erinevad. Koondmurrud on neli: 0/4mm, 4/8 mm, 8/16mm ja 16/31,5mm. Koondkategooriad määratakse sõltuvalt ülekaaluliste ja alakaaluliste terade hulgast.
Joon. 1.
Joon. 2.
5. Vee koguse mõju värskele betoonile
Betooni survetugevus sõltub suurel määral lisatava vee hulgast. Väikseim veekogus, mille juures betoon saavutab suurima tugevuse, saadakse siis, kui betooni tihendamisel või vibratsioonil ilmnevad selgelt märgatavad “higistamise” märgid, st kui tihendamisel tekib õhuke tsemendipiima kiht. Veekoguse edasise suurenemisega survetugevus väheneb. Sel juhul on esikohal vesitsemendi tegur - vee ja tsemendi massi suhe betooni 1 m3-sse. Optimaalne vesitsemendi tegur täieliku hüdratatsiooni saavutamiseks on 0,38 - 0,42. Praktikas on seda raske saavutada ja need väärtused tuletatakse eksperimentaalselt, kuid see on kindlasti suunatud. Kui veekogus on ebapiisav, ei saa tsement täielikult hüdraatuda ja betoon ei saavuta kavandatud tugevust. Vee lisamine, kui seda pole vaja, “lämbutab” ka betooni, nii et see ei saavuta oma kavandatud tugevust. Pärast betooni paigaldamist on vaja seda järgmise seitsme päeva jooksul regulaarselt hooldada. Toitmine hõlmab betoonpinna pihustamist/kastmist, et kompenseerida aurustunud vett ja et tsement saaks plaanipäraselt hüdreeruda.
6. Temperatuuri mõju
Ehitiste ehitamisel külmal aastaajal tuleb betooni ladustada nii, et see ei puutuks kokku külma mõjuga enne, kui kõvenemine on edenenud sellisel määral, et survetugevus on vähemalt 10 MPa. Kui see protseduur ilma pikema jututa läbi viia, saab vajaliku efekti saavutada ennekõike antifriisi, kiirendi vms lisamisega. Antifriis hoiab ära vee külmumise ettevalmistatud betoonis ning kiirendid kiirendavad hüdratatsiooniprotsessi, mis talvel on äärmiselt aeglane. Kasutada võib ka aluminaattsementi, mis sobib eriti hästi pakasega töödeks, kui tegemist on väiksemate hoonetega. Kui veega küllastunud betoon puutub sageli kokku korduva külmumise ja sulamisega (nt hüdrotehniliste rajatiste puhul), siis võib betooni purunemist oodata külmumise alguses, kui betooni survetugevus on alla 15 MPa. Kõrge õhu- ja materjalitemperatuuri korral tuleb betooni hoida pidevalt niiske ja jahedana. Samuti on kohustuslik katta värske betoonmass mis tahes materjaliga, mis takistab betoonpinna kuumenemist. Kõrgete temperatuuride (üle 50 °C) mõjul on betooni survetugevuse kujunemine ebapiisava hoolduse korral ettearvamatu.
Ohutus ja toimivus: tsemenditolm ja värske betoon võivad kahjustada silmi, nahka ja hingamisteid ning segistid, pumbad, vibraatorid, raketised, tugipostid ja rasked elemendid kujutavad endast täiendavaid mehaanilisi riske. Lisaaineid ei lisata meelevaldselt, samuti ei kasutata ajaloolisi külma ja sooja ilma viiteid ilma kinnitatud retsepti, tehniliste lehtede, betoneerimisplaani, kaitsevahendite ja järelevalveta.
Betooni tõmbetugevus
Betooni tõmbetugevus sõltub suuresti katsekehade ristlõike suurusest. Katsekehade ristlõike suurendamisega saadi väiksem tõmbetugevus. Katsetades lõigu 400 cm2 prismasid, mis valmistati tavalisest raudbetooni segust ja olid umbes kolm kuud niiskes õhus vananenud, saadi tõmbetugevus umbes 1,2-2 MPa. Torude jms spetsiaalsed segud andsid kuni umbes 4 MPa ja isegi rohkem, kui katsekehade paksus vastas praktikas kasutatavale paksusele. Pritsitud betooni jaoks (ehitusbetoon valmistatud ehitusplatsil) saadi kuni 3,6 MPa. Betooni venivus kuni purunemiseni, mõõdetuna millimeetrites 1m juures, oli keskmiselt 0,07-0,13 mm/m.
Betooni tõmbetugevus on selle survetugevusega võrreldes tühine. Peaaegu kõigil juhtudel kasutatakse raudbetooni, millel on tugevdus, mis on ette nähtud elemendis olevate tõmbejõudude kandmiseks. Arvatakse, et betoon ei kannata pinges midagi, nii et projekteerijad on ohutuse poolel. Betooni tõmbetugevus on kümme korda väiksem kui betooni survetugevus.
Betooni tõmbetugevus painutamisel
Ristkülikukujuliste osadega betoontalade paindetugevus on suurem kui samade mõõtmetega kehade tõmbetugevus. Selle põhjuseks on eelkõige asjaolu, et betooni pikenemistegur kasvab kiiremini kui koormus, mistõttu ei realiseeru tavapärase arvutusmeetodiga eeldatud pingejaotus. Painde all olevas talas tekib suurim tõmbepinge ainult pingutatud rihma piirtasapinnal ja kui koormus on tala keskel, isegi ainult ühe lõigu välisservas.
Pehmest või vedelast betoonist valmistatud 28 päeva vanuste kehade paindetugevuse suurus oli 2-6 MPa; tihendatud betoonist valmistatud talad, pihustatud betooni proovid ja ka torkbetoonbetoonproovid, mis olid mitu kuud vanad ja mida hoiti esmalt märjas ja seejärel kuivas olekus, andsid paindetugevuse tulemuseks 3,2 MPa. Samast materjalist plaatide puhul, mida hoiti vee all 8 päeva, määrati paindetugevuse väärtus 6,3 MPa.
Betooni kokkutõmbumine, paisumine ja roomamine
_Kahanemine ja turse. Kokkutõmbumispraod. Kokkutõmbumispinged. Kui märjana hoitud betoonkehad kuivavad, algab kuivamine pinnalt ja liigub sisemusse. Väljastpoolt võib betoon olla peaaegu õhukuiv, kui selle südamik on veel niiske. Kuiv kiht kipub kokku tõmbuma, niiske südamik mitte või kahaneb vähesel määral. Selle tulemusena tekivad sellises betoonkehas välispindadele tõmbepinged ja südamikus survepinged.
Kui tõmbepinged ületavad betooni tõmbetugevust, tekivad kokkutõmbumisest tulenevad praod, mis tungivad südamiku suunas sügavamale või madalamale ning väiksema tugevusega kohtadesse. Kuivamise edenedes südamik järk-järgult kahaneb, välispindade tõmbepinged vähenevad.
Joon. 3.
Joon. 4.
Betooni kokkutõmbumise hulk sõltub tsemendi tüübist, tsemendi kogusest, vee kogusest valmistamisel, kivitäitematerjali granulomeetrilisest koostisest ja elastsusest, samuti vanusest ning eelkõige hooldusviisist ja kliimast ning olulisel määral ka betoonelemendi mõõtmetest.
_ Betooni pikisuunalised muutused sammastes ja talades, mis on avatud pikaajalisele koormusele. Betooni roome._ Kolm aastat kuivas keldriruumis lubatud koormuse all seisnud sambaid, mis olid valmistatud tavalise koostisega betoonist, lühendati pidevalt vastavalt joon. 3 ja oluliselt rohkem kui võrdseid, kuid koormamata veerge. Neid deformatsioone, mis toimuvad aeglaselt, ületades koormamata betooni kokkutõmbumisastme, nimetatakse “libisemiseks”. Roomamisaste sõltub betooni koostisest, koormuse suurusest ja kestusest, samuti betooni niiskusest. Märg betoon roomab palju vähemal määral kui kuiv betoon, joon. 4. Pikka aega ilma koormuseta kuivatatud betoon roomab koormuse all vaid veidi. Pingutuskoormuse ajal toimub roome sarnasel määral kui survekoormuse ajal, joon. 5.
Betooni roome, st betooni pidev järeleandmine koormuse all toob kaasa armatuuri osakaalu suurenemise raudbetoonis koormuse vastuvõtmisel, mis tugevasti tugevdatud sammaste puhul võib kaasa tuua betooni enda olulise leevenduse.
Joon. 5.
Mõrad ja deformatsioonid: näidatud kokkutõmbumise ja roome trendid ei ole piisavaks aluseks konkreetse objekti pragude, läbipainde, kandevõime või vastupidavuse hindamiseks. Olemasolevale ehitisele on vajalik ülevaatus, dokumentatsioon, mõõtmised ja arvutused; uusehitise puhul on asjakohane projekt, materjali omadused, keskkonnatingimused, ehitusjärg ja kehtivad eeskirjad.
Libisemiskindlus armatuuri ja betooni vahel
Raudbetoonkonstruktsioonide armatuur peaks täielikult neelama tõmbejõude, kui betooni takistus on ületatud betooni kokkutõmbumisel ja välisjõudude mõjul. Selleks on vajalik, et armatuur saaks oma koormused betooniga kokkupuutepindade kaudu üle kanda betoonile, et armatuuri kinnitus ei puruneks lubatud koormuste all. Ankurdamine on kinnitatud vardade otstes olevate konksudega. Olemasolevad armatuurvarraste tüübid ja jaotus on tehtud põikiribide alusel: B500A (sile riba), B500B (ribaga ühes suunas) ja B500C (riba kahes suunas).
Armatuur ja kaitsekiht: ajaloolised märgised, ribide kirjeldus ja ankurdusviis ei ole tänase tugevduse valiku ega detailistamise aluseks. Terase tüüp, läbimõõt, ühendus, ankurdamine, ülekate, kaugus, kaitsekiht ja paigaldus määratakse kindlaks projektiga ning kinnitatakse jälgitava dokumentatsiooni ja ehitusplatsil toimuva kontrolliga.
Tsemendimördi ja betooni kulumiskindlus
Mördid vastavalt joonisele. 18 on selles osas samuti eriti head; granulomeetrilise koostise osas tuleks üldiselt järgida ülaltoodud survetugevuse juhiseid. Lisaks on soovitatav kasutada kivi, millel on kõrge kulumis- ja löögikindlus. Heast kõvast kivist vastupidavamad lisandid suurendavad betooni kulumiskindlust, kui neil on sobiv tera suurus ja kuju. Märg betoon kulub kiiremini kui kuiv betoon; niiskus aitab lihvida.
Betooni vastupidavus ilmastikumõjudele
Kui on vaja seada tingimused ilmastikukindla betooni tootmiseks, tuleks eelkõige lähtuda eelnevalt ehitatud konstruktsioonidel omandatud kogemustest. Kõigepealt tuleks tähelepanu pöörata järgmisele:
- Kuidas valida kivi? - Kivi valimisel tekib sageli säästlikkuse huvides raskusi, kas on vaja kasutada kivi, mis sarnaselt killustiku või killustikuga osutub lamedaks ja põhjustab seeläbi betooni halva kinnitumise või on tegemist ebapiisava ilmastikukindlusega kiviga. Sellega seoses tuleb seada ranged nõuded, et välisbetooniks kasutatakse ainult hea ilmastikukindlusega kivi
- Kui palju tsementi on vaja betooni jaoks? - Välispindadel peab betoon olema piisavalt vett mitteläbilaskev. Selleks saab kasutada betooni granulomeetrilise koostise mõju kohta vee läbilaskvusele tehtut ja selle põhjal määrata vajalik tsemendi kogus. Mõned optimaalsed tsemendikogused jäävad vahemikku 300–350 kg betooni m3 kohta, kuid see võib igal üksikjuhul olla väga erinev (see sõltub paljudest teguritest).
- Millise granuleerimise ja milliste betooni granuleeritud koostise omaduste poole peaksime püüdlema? - Oleneb juhtumist - jõe täitematerjal on soodsam, ebaühtlase koostisega; purustatud täitematerjal võib olla mõnes mõttes parema kvaliteediga, kuid sellel on teravad terakesed, mis võivad mõnes betoonisegus olla kahjulikud.
- Millist betooni tugevust on vaja? - Sellele küsimusele on palju keerulisem vastata kui neile, millest on juba räägitud. Seetõttu viitavad kõik varasemad ettepanekud piiratud võimalustele. Selle probleemi lahendamiseks viidi läbi mitmeid katseid, mis näitasid, milline tugevus peaks olema betoonil, et see püsiks pikka aega vastupidav tsüklilisele külmumisele ja sulamisele. Jõuti järeldusele, et enne korduvat külmutamist ja sulatamist peaks betooni survetugevus olema vähemalt 15 MPa. Kui betooni töödeldakse väljastpoolt, on vaja suuremaid tugevusi; sellisel juhul on soovitatav anda vähemalt 25 MPa.
- Millise konsistentsiga betoon sobib? - Betooni konsistentsi osas on praegu arusaamine, et valatud betooniga tuleb olla ettevaatlik, kuna see aitab oma suure veekogusega kaasa eritumisele, mille tagajärjed avalduvad selles, et igale valatud kihile tekib enam-vähem väljendunud peeneteralise ja veerikka mördi kiht. Sellel mördil on väiksem tugevus, suurem võimsus vett imada jne.
- Kuivõrd tuleks arvestada objekti kuju? - Kui näiteks välispind on sorteeritud, siis olulisel osal betoonist jääb rohkem lund ja jääd kui seina siledate pindadega töötlemisel. Leotamine võib kesta kaua ja seetõttu on märjas olekus külmutamine ja sulatamine tavalisem. Eesmärk on hoida lund, jääd ja prahti hoonel võimalikult lühikesena.
Juhul, kui betooni töödeldakse väljastpoolt, tuleb arvestada, et selle tulemusel muutub vee läbilaskvus reeglina suuremaks ning pinnal lebavad suured täitematerjali tükid lõhutakse kivilõikuri tööriistaga. Kui töödeldud betoon sisaldab armatuuri, on vaja erilist ettevaatust, et säilitada piisavalt betooni (kaitsekihi) armatuuri kaitset. Vee tungimist betooni saab teatud määral takistada katete/lisanditega.
Vastupidavust ei määra üks väärtus: kokkupuude vee, pakase, soolade, kulumise ja keemilise toimega eeldab koordineeritud materjalide valikut, disainitud kaitsekihti, kontrollitud paigaldust ja hooldust, lahendatud drenaaži, regulaarset ülevaatust ja hooldust. Ainuüksi pinnakate või lisand ei suuda kompenseerida vale koostist, halba paigaldust, pragusid, ebapiisavat kaitsekihti või lahendamata veepeetust.