Armatūros apsauga nuo korozijos
Pagal dabartinius Eurokodus nustatytas minimalus betono apsauginio sluoksnio storis (cnom). Tokio betono sluoksnio storis yra mažiausias atstumas nuo gelžbetoninio elemento išorinio paviršiaus iki pirmosios armatūros. Linijiniuose elementuose tai yra apkaba, o plokštuminiuose elementuose – apatinė išilginė armatūra. Nominalus apsauginis sluoksnis apibrėžiamas taip: cnom = cmin + Δcdev
cmin yra minimalus nustatytas apsauginis sluoksnis, kurio reikšmė priklauso nuo betono ir armatūros sukibimo sąlygų, aplinkos sąlygų, armatūros dangos ir kt. Δcdev yra reikšmė, nusakanti įgyvendinimo nuokrypį. Priklausomai nuo gelžbetoninio elemento poveikio klasės, nominalus apsauginis sluoksnis gali būti įvairus; dažniausiai jis svyruoja nuo 2,5 cm iki 3,5 cm. Pamatams laikoma, kad jis yra 5cm.
Cementinio skiedinio ir betono elgsena dažnai kaitinant ir vėsinant
Šviežio betono stiprumą galima greitai padidinti palaipsniui jį kaitinant garais arba laikant palaipsniui šildomame vandenyje, o po to lėtai aušinant. Taip po vienos dienos procedūros pasiekiami stiprumai, kurie įprastu būdu pasiekiami tik po kelių savaičių. Poveikio laipsnis priklauso nuo cemento ir užpildo rūšies, tačiau su liesu betonu pasiekiami daug geresni rezultatai negu su riebiu betonu.
Jei šildymas ir vėsinimas vyksta plačiose ribose, betoniniame elemente atsiras dideli įtempiai, jei šildymas ir vėsinimas atliekami greitai. Tokiu atveju, ypač kai tai kartojasi dažnai, reikia tikėtis atsirandančių plyšių, kurie skverbiasi iš išorės į vidų ir veikia betono mechanines savybes. Tuo pat metu skirtingi cementai elgiasi nevienodai, todėl praktiniam taikymui rekomenduojama kruopščiai pasirinkti cementą.
Betono šiluminis laidumas
Betono šilumos laidumo koeficientas priklauso nuo užpildo ir cemento savybių, cemento kiekio, vandens kiekio mišiniui, betono drėgnumo, taip pat nuo temperatūros. Tyrimais su 10 cm storio plokštėmis ir iš stipriai išdžiovinto betono nustatyta, kad šilumos laidumo koeficientas λ yra 1,163 W/mK prie 10 °C, o su plokštėmis iš vandens prisigėrusio betono jis siekia iki 2,326 W/mK. Storesnės plokštės davė didesnius šilumos laidumo koeficientus; didžiausia vertė siekė 2,38 W/mK.
Betono plėtimasis nuo šilumos
Plėtimasis labai priklauso nuo užpildo, taip pat nuo betono drėgnumo ir nuo paties cemento. Iki šiol žinomos ribinės vertės nuo 0 iki 40 oC yra apie 6 iki 13*10-6 m/m kiekvienam laipsniui.
Atsparumas dažnam apkrovimui
1. Gniuždymo stipris nuovargiui. Nuovargio stiprio sąvoka čia vartojama bendrąja prasme; techniniam taikymui visada reikia nurodyti nuovargio stiprį (gniuždymas, tempimas, kaitinis gniuždymas ir tempimas, lenkimas, kirpimas, grynasis kirpimas, klupimas) taip pat apkrovimo būdą (tik pastovi, tik dažna, iš dalies pastovi ir iš dalies dažna).
Gniuždymo stipris esant nuovargiui dėl pastovios apkrovos: reikia tikėtis, kad atsparumas ilgalaikei apkrovai sudaro bent ¾ to stiprio, kuris gaunamas įprastu gniuždymo bandymu.
Atsparumas gniuždymui nuovargio dėl dažnų apkrovų atveju (pagrindinis dinaminis stipris): nustatyta, kad pagrindinis dinaminis betoninių stulpų, įvairios sudėties, ypač su skirtingais cemento kiekiais ir skirtinga granuliacija, gniuždymo stipris yra ne mažesnis kaip 0,5 prizminio stiprio esant įprastai apkrovai iki lūžio. Tuo tikslu buvo taikyta 260 apkrovos ciklų per minutę; bendras ciklų skaičius, kuriam buvo nustatomas šis pagrindinis dinaminis stipris, siekė du milijonus. Didėjant ciklų skaičiui per minutę (buvo tiriama nuo 10 iki 450 ciklų per minutę), didėjo ir pakartojimų skaičius, vedantis prie lūžio.
Nuovargio slėginis stipris, veikiant kartu pastoviosioms ir pasikartojančioms apkrovoms: Kai prie pasikartojančių apkrovų buvo pridėtos pastoviosios apkrovos, didėjant pastoviosioms apkrovoms mažėjo pasikartojančių apkrovų amplitudžių, kurios paprastai buvo kartojamos du milijonus kartų, reikšmės. Pavyzdžiui, pav. 1 rodo, kad pasikartojančių apkrovų amplitudės S sudarė:
- ramios apkrovos atveju, kai σu = 6 kg/cm2 S = 109 kg/cm2
- esant ramiam apkrovimui, kai σu = 118 kg/cm2 S = 39 kg/cm2
- ramiosios apkrovos atveju, kai σu = 157 kg/cm2 S = 8 kg/cm2
Pav. 1
pav. 2
2. Betono lenkiamasis stipris nuovargio metu. Tyrimai, parodyti pav. 2, taikant sijas, nuolat laikytas drėgnoje būsenoje, parodė, kad esant pagrindinei dinaminei apkrovai lenkiamasis stipris nuovargio metu yra 28 kg/cm2, o įprastas lenkiamasis stipris sudarė 53 kg/cm2, kas atitinka santykį 0,53.
Lengvasis betonas
Lengvasis betonas (betonas, kurio tūrinis svoris mažesnis nei 18 kN/m3) gaunamas naudojant lengvus, porėtus užpildus, tokius kaip pemza, aukštakrosnių šlakas, katilų šlakas, be to, naudojant skiedinius iš natūralaus arba dirbtinio smėlio ir miltų su priemaišomis, kurios ruošiant skiedinį išskiria dujas (dujinis betonas) arba skiedinyje sukelia putojimą (putų betonas).
Lengvasis betonas, be kita ko, plačiai naudojamas mūro blokams ir pemzos plokštėms sienoms bei stogams gaminti; sausos būsenos jis prastas šilumos laidininkas; stipris yra vidutinis, bet jis lengvai pritaikomas, todėl saugiai galima gaminti lengvus blokus gyvenamųjų pastatų laikančiosioms sienoms.
Kaip dujų susidarymo priemonė dujiniame betone naudojami aliuminio milteliai. Priklausomai nuo priemaišų kiekio ir kitų sąlygų gaunama daugiau ar mažiau porėta medžiaga, kurios sausas svoris yra apie 3 kN/m3 ir daugiau.
1. Lengvojo betono tūrinis tankis. Naudojant natūralų pemzą galima garantuoti tūrinį tankį – laikant medžiagą išdžiovintą iki 105 oC – nuo 7 kN/m3 ir daugiau, esant gniuždymo stipriui 2 MPa. Tikėtinas tūrinis tankis iš esmės yra užpildo ir cemento birių medžiagų tūrių suma. Dujinis betonas, kurio tūrinis tankis didesnis kaip 8 kN/m3, paprastai techniškai netinkamas.
2. Lengvojo betono slėginis stipris. Užpildomajam betonui be ypatingų priemonių galima pasiekti 8 MPa stiprius, o su žvyru net iki 12 MPa. Reikalingi nuolatiniai tinkamumo bandymai. Porėtas betonas (dujinis betonas ir putų betonas) laikančiosioms sienoms tinka tik po sukietinimo garų slėgyje. Naudojant tinkamas žaliavas galima užtikrinti 6 kN/m3 tankį ir 5 MPa slėginį stiprį.
3. Lengvojo betono lenkimo stipris. Lenkimo ir gniuždymo stiprio santykis praktinių poreikių ribose pasirodė esąs santykinai didelis, o stipriams didėjant šis santykis mažėja.
4. Lengvojo betono susitraukimo laipsnis. Susitraukimo laipsnis daugiausia priklauso nuo užpildo elastingumo, taip pat nuo sukietėjusio cemento sudėties kiekio; lengvojo betono susitraukimas yra didesnis negu žvyro betono susitraukimas. Plytų skaldos betonas per vienus metus parodė bendrą susitraukimo laipsnį apie 0,65 mm/m. Šviežiai pristatyti natūralaus pumekso elementai per 14 m mėnesius sutrumpėjo maždaug 0,8 mm/m. Dujų betono ir putų betono mėginiai, kietėję ore, parodė dar daug didesnį susitraukimą, net daugiau kaip 2 mm/m. Reikia nepamiršti, kad kiekvienas betonas, sudrėkęs nuo lietaus ir tirpstančio sniego, brinksta, o vėliau džiūdamas vėl susitraukia.
Pav. 3
5. Šilumos laidumo koeficientas. Šilumos laidumo koef. mažėja didėjant tūrinei masei, ir kitoms sąlygoms esant vienodoms, jis tuo mažesnis, kuo oro poros yra smulkesnės ir tolygiau pasiskirsčiusios. Orui sausam supiltam betonui jis buvo (λ = 0,4625 esant 9 kN/m3; λ = 0,58 – 0,7 esant 12 kN/m3; λ = 0,81 – 1,05 esant 16 kN/m3). Orui sausam akytajam betonui duomenys pateikti pav. 3.
PASTABA:
- 0,1 kcal/mhoC = 0,1163 W/mK
- 0,1 kg/dm3 = 100 kg/m3 = 1 kN/m3