არმატურის დაცვა კოროზიისგან
დღევანდელი ევროკოდების მიხედვით განსაზღვრულია ბეტონის დამცავი ფენის მინიმალური სისქე (cnom). ასეთი ბეტონის ფენის სისქე არის მინიმალური მანძილი რკინა-ბეტონის ელემენტის გარე ზედაპირიდან პირველ არმირებამდე. ხაზობრივ ელემენტებში ეს არის უჯრა, ხოლო ზედაპირულ ელემენტებში — ქვედა გრძივი არმირება. ნომინალური დამცავი ფენა განისაზღვრება როგორც: cnom = cmin + Δcdev
cmin არის მინიმალურად დადგენილი დამცავი ფენა, რომლის მნიშვნელობა დამოკიდებულია ბეტონისა და არმატურის შეჭიდების პირობებზე, გარემო პირობებზე, არმატურის საფარზე და ა.შ. Δcdev არის მნიშვნელობა, რომელიც წარმოადგენს შესრულების გადახრას. რკინაბეტონის ელემენტის ექსპოზიციის კლასის მიხედვით არსებობს ნომინალური დამცავი ფენის სხვადასხვა მნიშვნელობები; ის ყველაზე ხშირად მერყეობს 2,5 cm-დან 3,5 cm-მდე. საძირკვლებისთვის ითვლება, რომ იგი არის 5cm.
ცემენტის ხსნარისა და ბეტონის ქცევა ხშირი გათბობისა და გაცივებისას
ახალი ბეტონის სიმტკიცე შეიძლება სწრაფად გაიზარდოს ორთქლით თანდათანობით გათბობით ან თანდათანობით გაცხელებულ წყალში დაყოვნებით, შემდეგ კი ნელა გაგრილებით. ამ გზით ერთდღიანი პროცესის შემდეგ მიიღება ისეთი სიმტკიცეები, რომელთაც ჩვეულებრივი პროცესისას რამდენიმე კვირის შემდეგ აღწევენ. მოქმედების ხარისხი დამოკიდებულია ცემენტსა და შემავსებლის ტიპზე, თუმცა ღარიბი ბეტონით გაცილებით უკეთესი შედეგები მიიღება, ვიდრე მდიდარი ბეტონით.
იმ შემთხვევაში, თუ გათბობა და გაგრილება ფართო საზღვრებში ხორციელდება, ბეტონის ელემენტში მნიშვნელოვანი დაძაბულობები წარმოიშობა, თუ გათბობა და გაგრილება სწრაფად მიმდინარეობს. ასეთ შემთხვევაში, განსაკუთრებით კი ხშირი განმეორებისას, უნდა ველოდოთ ბზარების წარმოქმნას, რომლებიც გარედან შიგნით ვრცელდება და გავლენას ახდენს ბეტონის მექანიკურ თვისებებზე. ამასთან, სხვადასხვა ცემენტი სხვადასხვაგვარად იქცევა, რის გამოც პრაქტიკული გამოყენების მიზნით რეკომენდებულია ცემენტის გულდასმით შერჩევა.
ბეტონის თბოგამტარობა
ბეტონის თბოგამტარობის კოეფიციენტი დამოკიდებულია შემავსებლისა და ცემენტის თვისებებზე, ცემენტის რაოდენობაზე, მოსამზადებელი წყლის რაოდენობაზე, ბეტონის ტენიანობაზე, ასევე ტემპერატურის სიდიდეზე. 10 cm სისქის ფირფიტებითა და ძლიერ გამოშრობილი ბეტონით ჩატარებული გამოცდებით დადგინდა, რომ თბოგამტარობის კოეფიციენტი λ შეადგენს 1,163 W/mK-ს 10 oC-ზე, ხოლო წყალში ნამყოფი ბეტონის ფირფიტებით ის აღწევს 2,326 W/mK-მდე. უფრო სქელი ფირფიტები იძლეოდა თბოგამტარობის უფრო დიდ კოეფიციენტებს; მაქსიმალური მნიშვნელობა შეადგენდა 2,38 W/mK-ს.
ბეტონის გაფართოება სითბოზე
გაფართოება დიდწილად დამოკიდებულია აგრეგატზე, შემდეგ ბეტონის ტენიანობაზე და თავად ცემენტზეც. აქამდე ცნობილი ზღვრული მნიშვნელობები 0-დან 40 oC-მდე შეადგენს დაახლოებით 6-დან 13*10-6 m/m-ს თითო გრადუსზე.
ხშირ დატვირთვაზე გამძლეობა
1. კუმშვადობის სიმტკიცე დაღლილობისას. დაღლილობისას სიმტკიცის ცნება აქ გამოყენებულია ზოგადი მნიშვნელობით; ტექნიკური გამოყენებისთვის ყოველთვის უნდა იყოს მითითებული დაღლილობის სიმტკიცე (კუმშვა, გაწელვა, მონაცვლეობითი კუმშვა და გაწელვა, მოხრა, ჭრა, სუფთა ჭრა, გადაღუნვა) ასევე დატვირთვის რეჟიმი (მხოლოდ მშვიდი, მხოლოდ ხშირი, ნაწილობრივ მშვიდი და ნაწილობრივ მდგარი).
დაღლილობით გამოწვეული შეკუმშვის სიმტკიცე მუდმივი დატვირთვისას: მოსალოდნელია, რომ ხანგრძლივი დატვირთვის მიმართ მდგრადობა შეადგენს მინიმუმ ¾-ს იმ სიმტკიცისა, რომელიც ჩვეულებრივ შეკუმშვით გამოცდაზე ჩნდება.
გამძლეობა დაღლილობისას ხშირმა დატვირთვებმა (ძირითადი დინამიკური სიმტკიცე): დადასტურდა, რომ სხვადასხვა შემადგენლობის ბეტონის სვეტების ძირითადი დინამიკური კუმშვის სიმტკიცე, განსაკუთრებით ცემენტის სხვადასხვა რაოდენობითა და სხვადასხვა გრანულაციით, შეადგენს არანაკლებ 0,5-ს პრიზმის სიმტკიცისა ჩვეულებრივი დატვირთვისას მტვრევამდე. ამასთან შესრულებული იყო 260 ციკლი წუთში; ციკლების საერთო რაოდენობა, რომლისთვისაც განისაზღვრებოდა ეს ძირითადი დინამიკური სიმტკიცე, შეადგენდა ორ მილიონს. წუთში ციკლების რაოდენობის ზრდასთან ერთად (გამოცდილი იყო 10-დან 450 ციკლამდე წუთში), გაიზარდა იმ განმეორებათა რაოდენობაც, რომლებიც მტვრევამდე მიჰყავდა.
დაღლისას შეკუმშვის სიმტკიცე ერთდროული მშვიდი და განმეორებადი დატვირთვების მოქმედებისას: როდესაც განმეორებად დატვირთვებს ემატება მშვიდი დატვირთვები, მშვიდი დატვირთვების ზრდასთან ერთად მცირდებოდა განმეორებადი დატვირთვების ამპლიტუდების მნიშვნელობები, რომლებიც ჩვეულებრივ ორჯერ მილიონჯერ მეორდებოდა. მაგალითად, სურ. 1 აჩვენებს, რომ განმეორებადი დატვირთვების ამპლიტუდები S შეადგენდა:_
- მშვიდი დატვირთვისას σu = 6 kg/cm2 S = 109 kg/cm2
- მშვიდი დატვირთვისას σu = 118 kg/cm2 S = 39 kg/cm2
- მშვიდი დატვირთვისას σu = 157 kg/სმ2 S = 8 kg/სმ2
სლ.1
სლ.2
2. ბეტონის მოხრის სიმტკიცე დაღლილობისას. სურ. 2-ზე ნაჩვენებმა გამოცდებმა, რომლებიც მუდმივად ნესტიან მდგომარეობაში შენარჩუნებულ სხივებზე ჩატარდა, ძირითადი დინამიკური დატვირთვის დროს აჩვენა, რომ მოხრის სიმტკიცე დაღლილობისას შეადგენს 28 kg/cm2, ხოლო ჩვეულებრივი მოხრის სიმტკიცე იყო 53 kg/cm2, რაც შეესაბამება შეფარდებას 0,53.
მსუბუქი ბეტონი
მსუბუქი ბეტონი (ბეტონის სიმკვრივე 18 კნ/მ3-ზე ნაკლები) მიიღება მსუბუქი, ფოროვანი შემავსებლების გამოყენებით, როგორიცაა: პემზა, მაღალღუმელის შლაკი, საქვაბე შლაკი; გარდა ამისა, გამოიყენება ბუნებრივი ან ხელოვნური ქვიშისა და ფქვილისგან დამზადებული ხსნარი ისეთი დანამატებით, რომლებიც ხსნარის მომზადებისას გამოყოფენ აირს (გაზობეტონი) ან ხსნარში იწვევენ ქაფიანობას (ქაფობეტონი).
მსუბუქი ბეტონი, სხვა გამოყენებებთან ერთად, ფართოდ გამოიყენება წყობის ბლოკებისა და პემზის ფილის დასამზადებლად კედლებისა და სახურავებისთვის; მშრალ მდგომარეობაში ის სითბოს ცუდი გამტარია; სიმტკიცე ზომიერია, თუმცა ადვილად რეგულირდება, რის შედეგადაც საიმედოდ შეიძლება დამზადდეს მსუბუქი ბლოკები საცხოვრებელი შენობების მზიდი კედლებისთვის.
გაზიანი ბეტონის დასაგაზად გამოიყენება ალუმინის ფხვნილი. დანამატების რაოდენობისა და სხვა პირობების მიხედვით მიიღება მეტად ან ნაკლებად ფოროვანი მასალა, რომლის მშრალი მასა დაახლოებით 3 kN/m3-ია და მეტიც.
1. მსუბუქი ბეტონის მოცულობითი წონა. ბუნებრივი პემზის შემთხვევაში შეიძლება გარანტირებული იყოს მოცულობითი წონა — 105 oC-მდე გამოშრობის მდგომარეობაში იგულისხმება — 7 kN/m3-იდან და ზემოთ, შეკუმშვის სიმტკიცით 2 MPa. მოსალოდნელი მოცულობითი წონა დაახლოებით შეადგენს შემავსებლისა და ცემენტის ჯამს ნაყარი მდგომარეობაში. გაზბეტონი, რომლის მოცულობითი წონა 8 kN/m3-ს აღემატება, როგორც წესი, ტექნიკურად შეუფერებელია.
2. მსუბუქი ბეტონის კუმშვადობის სიმტკიცე. ნაყარ ბეტონზე განსაკუთრებული ზომების გარეშე შეიძლება მიღწეულ იქნას სიმტკიცე 8 MPa-მდე, ხოლო ხრეშთან ერთად — 12 MPa-მდეც კი. საჭიროა მუდმივი შესაბამისობის გამოცდები. ფოროვანი ბეტონი (გაზბეტონი და ქაფბეტონი) მზიდ კედლებისთვის ვარგისია მხოლოდ ორთქლის წნევით გამაგრების შემდეგ. შესაფერისი ნედლეულის შემთხვევაში შეიძლება უზრუნველყოფილ იქნას მოცულობითი წონა 6 kN/m3 და კუმშვადობის სიმტკიცე 5 MPa.
3. მსუბუქი ბეტონის მოხრის სიმტკიცე. მოხრისა და შეკუმშვის სიმტკიცეებს შორის თანაფარდობა პრაქტიკული საჭიროების ფარგლებში შედარებით დიდი აღმოჩნდა, ხოლო სიმტკიცეების ზრდასთან ერთად ეს თანაფარდობა მცირდება.
4. მსუბუქი ბეტონის შეკუმშვის ხარისხი. შეკუმშვის ხარისხი ძირითადად დამოკიდებულია შემავსებლის ელასტიკურობაზე, ასევე გამაგრებული ცემენტის შემადგენლობის რაოდენობაზე; მსუბუქი ბეტონის შეკუმშვა უფრო დიდია, ვიდრე ხრეშის ბეტონის შეკუმშვა. აგურის ნამსხვრევების ბეტონმა ერთი წლის განმავლობაში აჩვენა შეკუმშვის საერთო ხარისხი დაახლოებით 0,65 mm/m. ახლად მიწოდებული ბუნებრივი პემზის ელემენტები 14 m თვის განმავლობაში შემცირდა დაახლოებით 0,8 mm/m-ით. გაზობეტონისა და ქაფბეტონის ნიმუშებმა, რომლებიც ჰაერზე მყარდებოდა, აჩვენა კიდევ უფრო დიდი შეკუმშვა, თუნდაც 2 mm/m-ზე მეტი. არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ ყოველი ბეტონი წვიმითა და გამდნარი თოვლით დატენიანებისას შუპდება, ხოლო შემდგომ გაშრობისას კვლავ იკუმშება.
სლ.3
5. თბოგამტარობის კოეფიციენტი. თბოგამტარობის კოეფიციენტი მცირდება მოცულობითი წონასთან ერთად და, სხვა თანაბარ პირობებში, მით უფრო მცირედ ხდება, რაც უფრო მცირეა მისი ჰაერის ფორები და რაც უფრო ერთგვაროვნადაა ისინი განაწილებული. ჰაერზე მშრალი ჩამოსხმული ბეტონისთვის იგი შეადგენდა (λ = 0,4625 9 კნ/მ3-ზე; λ = 0,58 – 0,7 12 კნ/მ3-ზე; λ = 0,81 – 1,05 16 კნ/მ3-ზე). ჰაერზე მშრალი გაზობეტონისთვის მონაცემებს იძლევა სურ. 3.
შენიშვნა:
- 0,1 kcal/mhoC = 0,1163 W/mK
- 0,1 kg/dm3 = 100 kg/m3 = 1 kN/m3