Цементный камень будет прочнее при прочих равных условиях в возрасте

Обновлено: 26.01.2025

Тест по дисциплине Основы материаловедения

Типовые задания для оценки промежуточной аттестации:
Промежуточная аттестация проводится в форме проверочной работы по итогам текущих тестов. Отметка выставляется в виде среднего арифметического значения.

Критерии оценки:

№ 1. Совокупность химических элементов и оксидов в материале характеризует его:

1 ) химический состав; 2) фазовый состав; 3) минералогический состав; 4) зерновой состав.

№ 2. Совокупность природных или искусственных химических соединений характеризует:

1) химический состав материала; 2) минералогический состав материала;

3) фазовый состав материала; 4) зерновой состав материала.

№ 3. Совокупность в материале гомогенных частей системы, однородных по составу, свойствам и физическому строению характеризуется:

1) химическим составом; 2) фазовым составом; 3) минералогическим составом; 4) зерновым составом.

№ 4. Макроструктура - это строение материала, видимое:

1) на молекулярно-ионном уровне; 2) в оптический микроскоп;

3) в электронный микроскоп; 4) невооруженным глазом или при небольшом увеличении.

№ 5. Микроструктура - это строение материала:

1) на молекулярно-ионном уровне; 2) видимое в оптический микроскоп;

3) видимое в электронный микроскоп; 4) видимое невооруженным глазом или при небольшом увеличении.

№ 6. Макроструктура строительного материала может быть:

1) кристаллическая; 2) коагуляционная; 3) волокнистая; 4) аморфная.

№ 7. Конгломератная макроструктура характерна:

1) для бетонов; 2) древесины; 3) зернистых и порошкообразных материалов;

4) теплоизоляционных материалов.

№ 8. Истинная плотность - это масса единицы объема материала:

1) в абсолютно плотном состоянии; 2) в естественном состоянии;

3) в рыхлонасыпанном состоянии; 4) во влажном состоянии.

1) масса вещества материала в единице его объема;

2) масса материала в абсолютно сухом состоянии;

3) масса единицы объема материала в естественном состоянии;

4) степень заполнения объема материала твердым веществом.

№ 1 0 . Насыпная плотность - это:

1) массы единицы объема материала в рыхлом (сыпучем) состоянии;

2) степень заполнения объема материала твердым веществом; 3) пустотность материала;

4) степень заполнения объема материала порами.

№ 1 1 . Пористость характеризует:

1) относительный объем пустот в рыхлом сухом материале;

2) относительный объем пор в веществе сухого материала;

3) относительный объем пор и пустот в веществе влажного материала;

4) объем воздуха между зернами материала, находящегося в рыхлонасыпанном состоянии.

№ 1 2 . Влажность характеризует:

1) содержание воды в материале;

2) способность материала впитывать и удерживать воду в нормальных условиях;

3) способность материала впитывать и удерживать воду при давлении ниже атмосферного или при кипячении;

4) способность материала поглощать влагу из воздуха.

№ 13. Водопоглощение - это способность материала поглощать влагу:

1) при кипячении; 2) нормальной температуре и атмосферном давлении;

3) давлении ниже атмосферного; 4) одностороннем гидростатическом давлении.

№ 1 4 . Гигроскопичность - это способность материала:

1) поглощать воду при атмосферном давлении; 2) поглощать воду при вакууме;

3) поглощать водяной пар из воздуха; 4) пропускать воду под давлением.

№ 15 . Коэффициент размягчения является характеристикой:

1) морозостойкости материала; 2) водостойкости материала;

3) химической стойкости материала; 4) твёрдости материала.

№ 16 . Коэффициент размягчения водостойких материалов:

1) равен 0; 2) равен 0,8;3) менее 0,8; 4) более 0,8.

№ 17 . Теплопроводность - это свойство материала:

1) аккумулировать тепло при нагревании и выделять тепло при остывании;

2) сопротивляться действию огня в течение определенного времени;

3) передавать тепло от одной поверхности к другой;

4) выдерживать длительное воздействие высокой температуры.

1) способность материала, сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, вызванных внешними силами;

2) способность материала при нагружении изменять размеры и форму;

3) способность материала восстанавливать первоначальную форму в течение некоторого времени;

4) способность разрушаться без образования заметных остаточных деформаций.

№ 19. В каких единицах измеряется прочность материалов:

1) кгс; 2) МПа; 3) Н; 4) Па-с?

№ 2 0. Твердость материала - это:

1) его прочность при истирании; 2) стойкость при ударе;

3) способность разрушаться без заметной деформации;

4) способность материала противостоять проникновению в него другого более твердого тела.

№ 2 1. Истираемость - это способность материала:

1) сопротивляться внешним механическим нагрузкам;

2) сопротивляться проникновению в него другого материала;

3) уменьшаться в массе и объеме под действием истирающих нагрузок;

4) сопротивляться одновременному действию истирающих и ударных нагрузок.

1) небольшие по объему скопления минералов в земной коре;

2) значительные по объему скопления минералов в земной коре;

3) вещества определенного химического строения и состава;

4) вещества с характерными физико-механическими свойствами.

№ 23. Горная порода, состоящая из одного минерала, называется:

1) полиминеральная; 2) минеральная; 3) мономинеральная; 4) органическая.

№ 24. Основные группы горных пород согласно генетической классификации:

1) рыхлые, сцементированные, химические осадки; 2) магматические, излившиеся, глубинные; 3) магматические, осадочные, метаморфические; 4) массивные, обломочные.

№ 25. Горные породы, образовавшиеся в результате естественного процесса разрушения других пород под влиянием воздействий внешней среды, называются:

1) магматические ; 2) метаморфические; 3) осадочные; 4) глубинные.

№ 26. Горные породы, образовавшиеся под влиянием высоких температур и давления из осадочных и магматических горных пород, называются:

1) изверженные; 2) глубинные; 3) обломочные; 4) метаморфические.

№ 27. Кристаллический кремнезем это:

1) плагиоклаз; 2) опал; 3) кварц; 4) ортоклаз.

1) магматическая излившаяся; 2) осадочная химическая;

3) метаморфическая; 4) магматическая глубинная.

№ 29 . Осадочная горная порода:

1) мрамор; 2) известняк; 3) гранит; 4) базальт.

№ 30. Известняк является сырьем для получения:

1) строительного гипса; 2) извести и портландцемента; 3) керамических материалов; 4) каустического магнезита.

№ 31 . Метаморфическая горная порода:

1) песок; 2) глина; 3) андезит; 4) кварцит.

№ 32. К грубообработанным материалам из горных пород относят:

1) цокольные плиты; 2) стеновые камни; 3) щебень, гравий; 4) бортовые камни.

№ 33. К изделиям из горных пород относят:

1) брусчатку; 2) щебень; 3) бутовый камень; 4) песок.

№ 34 . Пластичность глины зависит:

1) от водопотребности глины; 2) содержания пылеватых частиц; 3) дисперсности частиц; 4) содержания кварца.

№ 35. К керамическим стеновым изделиям относят:

1) плитки для облицовки стен; 2) кирпич и камни; 3) керамический гранит; 4) плитки для полов.

№ 36. Керамзит используют в качестве заполнителя для изготовления:

1) тяжелых цементных бетонов; 2) легких цементных бетонов; 3) полимербетонов; 4) ячеистых бетонов.

№ 37. К какой группе по условиям твердения относятся гипсовые вяжущие:

1) гидравлические; 2) воздушные; 3) смешанные; 4) автоклавные?

1) не изменяется в объеме; 2) незначительно увеличивается в объеме; 3) уменьшается в объеме; 4) сильно увеличивается в объеме.

№ 39. У строительного гипса контролируется показатель:

1) влажность; 2) тонкость помола; 3) средняя плотность; 4) равномерность изменения объема.

№ 40. Сроки схватывания гипсового теста определяют на приборе:

1) вискозиметр Суттарда; 2) кольцо и шар; 3) прибор Вика; 4) пенетрометр.

№ 41. Марку гипса по прочности определяют в возрасте:

1) 45 минут; 2) 2 часа; 3) 10 часов; 4) 28 суток.

№ 42. Условное обозначение гипсовых вяжущих:

1) Р 50 ; 2) М 400; Г - 5 А I; 3) Г - 5 А I; 4) 4.

№ 43. Гипсовые и гипсобетонные изделия предназначены для применения в условиях:

1) водных; 2) воздушно-сухих и влажных; 3) любых по влажности ; 4) только воздушно-сухих с влажностью воздуха не более 60 %.

№ 44. Бетон - это искусственный каменный материал, полу ченный в результате затвердевания смеси, состоящей:

1) из крупного и мелкого заполнителя, воды; 2 ) заполнителей, вяжущего, воды и различных добавок; 3) вяжущего, воды и различных добавок; 4) мелкого заполнителя, вяжущего и воды.

№ 45 . Основная классификация бетонов производится:

1) по пористости; 3) условиям твердения; 2) прочности; 4) средней плотности .

№ 46. Средняя плотность тяжелого цементного бетона составляет:

1) более 2500 кг/м3; 2) 2200 - 2500 кг/м3; 3) менее 1800 кг/м3; 4) 1800 - 2200 кг/м3.

№ 47 . Средняя плотность легких бетонов:

1) более 2200 кг/м3; 2) менее 1800 кг/м3; 3) 1800 - 2200 кг/м3; 4 ) менее 500 кг/м3.

№ 48 . Роль заполнителей в бетоне:

1) регулируют свойства бетонной смеси; 2) образуют совместно с водой цементный камень; 3) формируют жесткий каркас бетона; 4) ускоряют твердение бетона.

№ 49. Крупный заполнитель в бетоне имеет размер зерен:

1) от 0,16 до 2 мм; 2) от 5 до 70 мм; 3) от 0,16 до 5 мм; 4) от 0,16 до 150 мм.

№ 50. Мелкий заполнитель для бетона имеет размер зерен:

1) от 0,16 до 2 мм; 2) от 5 до 70 мм; 3) от 0,16 до 5 мм; 4) от 0,16 до 70 мм.

№ 51. Основным классификационным признаком песка является:

1) насыпная плотность; 2) пустотность; 3) содержание органических примесей; 4) зерновой состав.

№ 52. Какой параметр определяет крупность песка:

1) наибольшая крупность зерен; 2) модуль крупности; 3) частный остаток; 4) полный остаток?

№ 53. Для приготовления бетона рекомендуется использовать песок:

1) средний; 2) повышенной крупности; 3) очень мелкий; 4) очень крупный.

№ 54. Пластифицирующие добавки:

1) ускоряют твердение бетона в начальные сроки; 2) повышают прочность бетона при снижении водоцементного отношения; 3) не влияют на свойства бетона; 4) снижают морозостойкость бетона.

№ 55. К основным свойствам бетонной смеси относят:

1) морозостойкость и водонепроницаемость; 2) прочность и морозостойкость; 3) тиксотропность и удобоукладываемость; 4) скорость твердения.

№ 56. Удобоукладываемость - это способность бетонной смеси:

1) сохранять свою однородность при транспортировании; 2) легко принимать заданную форму, сохраняя при этом однородность; 3) сохранять свою вязкость при механическом воздействии; 4) изменять свои реологические характеристики под влиянием механических воздействий и восстанавливать их после прекращения воздействий.

№ 57. Подвижность бетонной смеси характеризуется:

1) осадкой конуса (см); 2) величиной водоцементного отношения; 3) расплывом конуса (диаметр основания, см); 4) временем вибрирования смеси (секунды) на стандартном приборе.

№ 58. В каком возрасте бетон прочнее при прочих равных условиях:

1) 14 суток; 2) 56 суток; 3) 28 суток; 4) 90 суток ?

№ 59. Класс прочности бетона - это:

1) средняя прочность бетона в возрасте 28 суток; 2) гарантированная прочность бетона с учетом его неоднородности, принимаемая с обеспеченностью 0,95; 3) средняя прочность бетона в партии; 4) гарантированная прочность бетона в зависимости от средней прочности.

№ 60. В состав строительной растворной смеси входит:

1) вяжущее и вода; 2) глина с песком, затворяемая водой; 3) смесь вяжущего, песка, добавок и воды; 4) смесь глины, извести, цемента и воды.

№ 61. Почему в состав строительного раствора не вводится крупный заполнитель:

1) крупный заполнитель понижает пластичность растворной смеси; 2) строительный раствор применяют в виде тонкого слоя; 3) крупный заполнитель ухудшает коррозионную стойкость раствора; 4) крупный заполнитель повышает стоимость раствора?

№ 62. Пластификаторы вводятся в состав растворных смесей:

1) для повышения пластичности и водоудерживающей способности; 2) повышения прочности раствора; 3) снижения водопроницаемости раствора; 4) повышения декоративности раствора.

№ 63. От чего в большей степени зависит подвижность растворной смеси:

1) от крупности песка; 2) количества песка; 3) количества воды; 4) количества добавок?

№ 64. Что влияет на прочность кладочного раствора, работающего на плотном основании: 1) прочность основания; 2) активность и расход цемента; 3) вид цемента; 4) прочность заполнителя?

№ 65. Органические вяжущие материалы - это:

1) материалы жидкой, вязкопластичной или твердой консистенции, черного или темно-коричневого цвета, получаемые в результате переработки нефти, каменного угля, горючих сланцев; 2) синтетические смолы, содержащие твердые наполнители; 3) сложная смесь высокомолекулярных углеводородов; 4) коллоидная система, состоящая из 2-х и более компонентов.

Критерии оценки:

Прочность бетона: от чего она зависит

Более 6000 лет бетон используется человеком для возведения монолитных конструкций и строительства дорог.

Основное качество бетона, которое широко используется в строительстве — его прочность. Бетон по прочности сравним с камнем, но он значительно удобнее в работе: ему можно придать любую форму. Именно сочетание прочности и удобства обработки сделало его настолько популярным.

Но, если прочность камня очевидна изначально, прочность бетона зависит от многих факторов.

Технологические факторы, которые влияют на прочность бетона

Бетон начинается с цемента — порошкового вещества водного твердения, которое смешивают с водой и заполнителями. Затем полученную смесь укладывают в опалубку, после чего начинается длительный процесс отвердевания. Каждый из этих этапов влияет на прочность материала.

Активность цемента

От активности цемента зависит, насколько прочным получится бетон.

Справка

Активностью цемента называют предел прочности на сжатие цементных образцов в возрасте 28 суток. Этот параметр лежит в основе классификации цементов на марки.

Активность цемента связана со следующими факторами:

Таким образом, основа прочного бетона — свежий качественный, правильно смолотый цемент.

Водоцементное соотношение

Одним из важнейших параметров бетонной смеси является соотношение в ней воды и цемента.

В зависимости от количества воды и полученной консистенции, смеси подразделяются на жесткие и подвижные. Подвижные смеси делятся на 5 типов:

П1 — малоподвижные;
П2—П3 — универсальные;
П4 — подвижные смеси, не требующие уплотнения;
П5 — литьевые.

Подвижность смеси измеряется конусом Абрамса; в зависимости от осадки бетонного конуса по сравнению с первоначальным размером назначается класс по подвижности.

Чем меньше в смеси воды, тем, теоретически, более высокую прочность можно ожидать от бетона.

Реакции гидратации полностью обеспечиваются при в/ц = 0,3. Но при таком количестве воды получается очень жесткая смесь, которая требует серьезной обработки. В противном случае она не уплотнится, в бетоне останутся полости и крупные поры, которые снизят его прочность.

Добавление воды в бетонную смесь увеличивает ее подвижность; бетонная смесь становится более пластичной, самоуплотняющейся и укладывается без пустот, но излишняя вода отрицательно влияет на прочность, что можно видеть в таблице.

Оптимальное решение этого противоречия — добавление пластификатора в бетонную смесь:

Пластификатор увеличивает подвижность смеси на 1—2 пункта без добавления лишней воды и, соответственно, без снижения прочности.
Добавление пластификатора повышает прочность бетона, поэтому, используя заданную марку цемента, для получения бетона расчетной прочности можно снизить количество цемента, как минимум, на 10% (до 20%), что, учитывая цены на цемент, обеспечит существенную экономию.
Смеси с добавлением пластификаторов, благодаря своей подвижности, легко укладываются и уплотняются, в некоторых случаях не требуя обработки вибрацией (литые смеси).
Пластификатор препятствует расслаиванию и увеличивает срок жизни бетонной смеси, что важно в том случае, если ее необходимо транспортировать к месту строительства.
Если в конструкции используется арматура, добавление пластификатора улучшает адгезию бетона к арматуре.

Суперпластификаторы сочетают пластифицирующее воздействие с другими свойствами: водоредуцирующим, противоморозным и другими.

Заполнители

В состав бетонной смеси, помимо цемента и воды, входят заполнители:

крупные (щебень, гравий);
мелкие (песок).

Зерно крупного заполнителя может иметь различные размеры (от 20 мм и менее - до 100 мм). В зависимости от используемого заполнителя бетоны делятся на:

тяжелые (на плотном крупном и мелком заполнителе);
мелкозернистые (на плотном мелком заполнителе).

Их состав регулируется ГОСТ 26633-2015 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия».

Методы замеса

Повышение прочности обеспечивают такие методы обработки цемента, как:

мокрая активация цемента;
виброактивация цемента.

Суть мокрой активации цемента в том, что в бетономешалку загружают все компоненты смеси, кроме песка, а воду заливают частично. Во время работы бетономешалки частицы крупного заполнителя растирают цемент в течение 5 минут, затем загружаются остальные компоненты. В результате этой процедуры цемент, особенно лежалый, активируется.

Виброактивация заключается в перемешивании и одновременной вибрации цемента с песком, в результате чего степень гидратации цемента повышается, а его активность увеличивается на 30–40%.

Важно!

Добавление в бетонную смесь пластификатора позволяет повысить активность даже лежалого цемента.

Армирование

Бетонные сооружения, укрепленные арматурой, показывают более высокую прочность, чем не армированные изделия. Заменой или дополнением к арматуре выступает объемное армирование с помощью различных видов фибры. Бетон с добавлением фибры более прочный и устойчивый к образованию трещин, также он дает меньше усадки.

Обработка при укладке

Прочность бетона напрямую зависит от его плотности, то есть, отсутствия полостей и крупных пор.

Чтобы обеспечить высокую плотность, используется обработка свежеуложенного бетона вибрацией. Это дорогостоящее мероприятие, которое требует больших затрат труда и электроэнергии. Смеси, содержащие пластификатор, отличаются удобоукладываемостью и могут обойтись без обработки, что сэкономит немало средств и времени.

Уход за бетоном и оптимальные условия твердения

Как уже упоминалось, цемент — это вяжущее водного твердения, а это значит, что для образования кристаллической структуры плотного бетонного камня необходимо, чтобы высокая влажность поддерживалась, как минимум, до достижения критической прочности бетона.

Справка!

Критической называют прочность бетона, по достижении которой неблагоприятные условия окружающей среды уже не оказывают на него существенного отрицательного влияния. Она указывается в проектной документации, обычно это 30–50%, иногда до 70% от расчетной прочности бетона. Как правило, критическая прочность бетона достигается на 7-е сутки.

Пока бетонная смесь сохраняет влажность, реакции гидратации продолжаются с образованием прочного материала.

Прочность бетона нарастает неравномерно: в первые сутки процессы идут наиболее быстро, затем их скорость постепенно снижается, что можно видеть на графике.

Расчетной прочности бетон достигает по истечении 28 суток. Медленный набор прочности продолжается многие месяцы после этого.

Чтобы бетон набрал расчетную прочность, необходимо обеспечить оптимальные условия твердения:

влажность воздуха, близкая к 100%;
температура воздуха 18–20 °С.

Важно!

При влажности воздуха 40% твердение бетона практически прекращается.

Если окружающий воздух слишком сухой, применяется уход за бетоном: его поливают водой и укрывают пленкой для сохранения влажности.

Температура также является важным фактором, который влияет на прочность.

При снижении температуры окружающего воздуха процессы твердения бетона замедляются, а при температуре ниже 0°С — практически прекращаются, что видно из таблицы.

Поэтому основным мероприятием ухода за бетоном при зимнем бетонировании является сохранение тепла и обогрев уложенного бетона.

Для достаточно массивных, толстостенных конструкций бывает достаточно «метода термоса»: смесь замешивают из подогретых материалов (кроме цемента; его греть нельзя), прогревают теплым воздухом опалубку, а свежеуложенный бетон укрывают теплоизолирующими материалами. Поскольку реакции гидратации являются экзогенными, то есть протекают с выделением тепла, этого может быть достаточно, чтобы бетон успешно набрал критическую прочность. Технологи следят за температурным градиентом, не допуская слишком большой разницы температур у поверхности бетона и на глубине.

Если конструкция недостаточно габаритная или имеет тонкие стенки, такой метод не подходит; в этом случае применяют обогревающие мероприятия: устройство тепловых шатров, прогревание электродами, тепловыми матами и другие.

Как влияет замораживание на набор прочности бетона?

Если конструкция была залита и замерзла, не набрав критической прочности, а весной оттаяла, набор прочности продолжится, но в итоге прочность бетона будет ниже.

Важно!

Независимо от применения сохраняющих тепло или прогревающих мероприятий при бетонировании в зимнее время целесообразно использовать противоморозные добавки, которые снижают температуру замерзания воды в смеси и ускоряют процессы гидратации цемента, позволяя бетону набирать прочность даже в условиях очень низких температур.

Обратная ситуация складывается при высоких температурах. В этом случае бетон схватывается слишком быстро, но может пересыхать, а это негативно влияет на прочность готового изделия. Поэтому в жару бетон поливают водой и укрывают.

Взаимосвязь прочности бетона и его морозостойкости и водонепроницаемости

Как уже было сказано, прочность бетона напрямую зависит от его плотности. Высокая плотность, в свою очередь, влияет на другие характеристики материала.

Бетон — материал пористый. Несмотря на свою плотность и твердость, он имеет большое количество пор и капилляров, которые могут впитывать воду. Поэтому при эксплуатации в условиях высокой влажности в порах бетонных конструкций могут развиваться бактерии, грибы, плесень. Продукты жизнедеятельности этих микроорганизмов приводят к разрушению бетона.

Если конструкция эксплуатируется в условиях низких температур, влага в порах бетона при замерзании расширяется и приводит к появлению трещин. С каждым циклом «замораживание—оттаивание» размер и количество микротрещин увеличиваются, разрушая бетон.

Вот почему бетон высокой плотности показывает более высокую устойчивость к воде и низким температурам: в нем меньше пор и они имеют маленький размер.

В целях дополнительной защиты от влаги применяются специальные добавки для объемной гидрофобизации, а также мастики и пропитки для бетона.

Классификация бетонов по прочности

Классы присваиваются бетонам по результатам испытаний, в ходе которых отливку в форме куба подвергают сжатию до разрушения.

Справка

В СССР бетоны классифицировались на марки, сейчас они подразделяются на классы.

Марка бетона обозначалась литерой «М» и числовым обозначением, которое соответствовало среднему выдерживаемому давлению, измеряемому в кг/см2.

Класс бетона обозначается литерой «В» и числовым обозначением, которое показывает предельную прочность бетона на сжатие в МПа (то есть, максимальное сжатие, которое образец выдерживает без разрушения).

Поэтому класс бетона точнее показывает его прочность, чем марка. Определить соответствие марки бетона классу можно по специальной таблице, но необходимо учитывать, что это соответствие не полное.

Для чего нужно знать прочность бетона

Планируя строительство, необходимо правильно выбрать бетон нужного класса прочности.

Разные конструкции предъявляют различные требования.

Например, деревянный дом не дает такую большую нагрузку на фундамент, как кирпичный, тем более, многоэтажный дом. Баня или гараж — менее ответственные постройки, чем жилой дом.

В то же время, избыточная прочность бетона тоже нежелательна, поскольку бетон высокого класса дороже.

Поэтому для каждого типа конструкций выбирается бетон подходящего класса:

легкие бетоны класса В7,5 применяются для подготовительных работ;
бетоны класса В12,5 — для бетонирования дорожек, стяжек, заливки фундаментов нетяжелых сооружений;
В15 — при строительстве зданий до двух этажей;
В20 — для ленточных фундаментов, лестниц и ненагруженных перекрытий;
В22,5 — для фундаментов, дорожек, площадок, монолитных стен;
В25 — для монолитных стен, бассейнов, фундаментов;
В30 — для гидротехнических конструкций и мостов;
В35 — для дамб, гидротехнических сооружений;
В40 — для мостов, метро, плотин и других видов конструкций со специальными требованиями.

Методы определения прочности бетона

Для присвоения бетону класса прочности испытывают кубические образцы с размером ребра 150 мм. В ходе испытания образцы разрушаются.

Существуют и другие методы определения прочности бетона путем механического воздействия:

Метод отрыва и скалывания. В ходе испытания из бетона выдергивается заранее заделанный стержень.
Метод вдавливания. Используется специальный штамп или шариковый молоток (например, молоток системы Физделя, молоток Кашкарова).
Метод упругого отскока.

Последний относится к неразрушающим методам, что очень удобно, если нужно узнать прочность готовой конструкции: метод простой, точный и оперативный в применении. Для его проведения используется молоток Шмидта (склерометр), который используется также для определения прочности других материалов (например, кирпича). Поэтому молотки выпускаются с разными вариантами энергии удара.

Для испытания необходим участок конструкции площадью не менее 100 см2. Небольшие изделия должны быть закреплены. Молоток устанавливается перпендикулярно к зоне измерения. Его удар не должен приходиться на арматуру или крупные раковины.

На каждом участке производят не менее 10 замеров.

При ударе молоток замеряет значение отскока; по окончании испытаний высчитывается средняя величина с поправкой на угол, под которым молоток соприкасался с поверхностью, после чего с помощью кривых перевода высчитывается прочность материала на сжатие.

Разновидности бетона

Помимо классификации по прочности, бетоны подразделяются на группы и по другим признакам:

по подвижности;
по морозостойкости;
по водостойкости;
по плотности (легкие, особо легкие, тяжелые, особо тяжелые);
по назначению;
по виду вяжущего (полимерцементные, гипсовые, шлакощелочные, силикатные, цементные, специальные).

Водонепроницаемость бетона: что это, и от чего она зависит

Бетон — один из самых распространенных в строительных работах материалов.

Поскольку он используется для изготовления объектов, которые напрямую контактируют с неблагоприятными условиями окружающей среды, большое значение имеет способность бетона не пропускать воду.

Почему бетон может пропускать воду, и чем это грозит?

Дело в том, что, хотя бетон выглядит очень плотным и неуязвимым, он имеет большое количество пор и капилляров в своей структуре.

По капиллярам в толщу бетона попадает вода. В результате там может развиться жизнедеятельность бактерий и грибков, споры которых всегда есть в воздухе и воде. Эти микроорганизмы и микрофлора способны серьезно навредить бетону, поскольку продукты их жизнедеятельности содержат губительные для него кислоты и щелочи.

В холодные сезоны, когда температура воздуха опускается ниже нуля, вода в порах бетона замерзает и, согласно законам физики, расширяется. Повторные циклы замораживания и оттаивания приводят к появлению микротрещин, в которые попадает еще больше воды. Так постепенно прочный и крепкий материал разрушается.

Важно!

Водонепроницаемость бетона имеет особенно большое значение для конструкций, которые в процессе эксплуатации будут намокать: фасады зданий, которые намокают от осадков и могут впитывать влагу из воздуха; фундаменты, особенно на влажных грунтах, в которых вода легко перемещается как вниз так и вверх по грунту возле стен и под полом подвала; гидротехнические сооружения; полы в производственных помещениях и т.д.

Факторы, влияющие на водонепроницаемость бетона

На количество и размер пор и капилляров в толще бетона напрямую влияет его плотность, поскольку, чем выше плотность, тем меньше в бетоне пор, и меньше их диаметр.

Факторы, которые приводят к снижению плотности бетона:

некачественное перемешивание смеси;
плохое уплотнение бетона;
излишек или недостаток воды затворения;
несоблюдение условий, необходимых для отвердевания бетона.

Эти факторы связаны друг с другом.

Для получения бетона вяжущее вещество водного твердения — цемент — смешивают с водой и заполнителями. Чтобы запустить реакции гидратации, продуктом которых и является прочный материал с кристаллической структурой (бетон), достаточно водоцементного соотношения, равного 0,3.

На практике такое в/ц обычно не используется; нужно 0,45–0,55, чтобы у бетонной смеси была нормальная для работы консистенция. Тем не менее, чем ниже в/ц, тем плотнее будет бетон, но низкое водоцеменное соотношение приводит к снижению подвижности бетона (смесь становится «жесткой»), и укладка его становится очень трудоемкой. Без виброобработки при укладке бетона в нем возможно появление каверн и полостей, что впоследствии плохо скажется на плотности и водонепроницаемости.

Казалось бы, проблему легко решить, добавив воды. Но это ошибочный ход мыслей; при излишнем добавлении воды в смесь не вся вода вступает в реакцию с цементом. Излишки воды впоследствии высыхают, но они оставляют полости, из-за чего прочность бетона снижается.

Важно!

Трудоемкие процедуры по уплотнению бетона можно заменить добавлением в бетонную смесь пластификаторов. Эти добавки разработаны таким образом, чтобы минимизировать размер пор и улучшить удобоукладываемость бетона, вследствие чего бетонное изделие получится более плотным, а значит, и менее проницаемым для воды.

Дополнительные преимущества использования пластификаторов:

экономия цемента и воды;
экономия времени и электроэнергии благодаря отсутствию виброобработки;
увеличение срока жизни бетонной смеси.

Советуем изучить: Пластификаторы

Еще один фактор снижения водонепроницаемости бетона — большая усадка, из-за которой появляются трещины.

Причины усадки:

отсутствие или недостаток армирования;
неправильные условия, в которых бетон отвердевает.

Важно!

Оптимальные условия твердения бетона — температура около 18° С и почти стопроцентная влажность. При снижении температуры скорость набора прочности снижается вплоть до полной остановки при температуре ниже +5° С. С другой стороны, при повышении температуры воздуха появляется риск высыхания бетона, а поскольку цемент — это вяжущее водного твердения, высыхание приводит к снижению прочности.

Чтобы набор прочности происходил оптимально, используются специальные химические противоморозные добавки, которые позволяют вести бетонные работы даже в морозы, а также используют другие методы (укрывание и обогрев бетона). В жаркую погоду бетон укрывают и поливают водой. Для предотвращения усадки бетон армируют не только металлической арматурой, но и специальными волокнами, к примеру, фиброволокном.

Советуем изучить: Фиброволокно

Как возраст бетона влияет на его водонепроницаемость

Вот почему водонепроницаемость бетона с возрастом увеличивается, особенно в тех случаях, когда набор прочности происходил в условиях повышенной влажности.

Способы определения водонепроницаемости

Водонепроницаемость бетона имеет большое значение для конструкций, которые эксплуатируются в условиях высокой влажности, а также при низких температурах. Вот почему необходимы критерии ее оценки и способы определения.

ГОСТ 12730.5-84 рекомендует следующие методы оценки водонепроницаемости бетона:

По «мокрому пятну». На образец в специальной установке под давлением подается вода, пока она не просочится на обратную сторону. Давление постепенно повышают и регистрируют ту его величину, при которой вода просочится сквозь бетон.
По коэффициенту фильтрации. Через образец пропускают воду и измеряют количество фильтрата и время фильтрации.

Оба этих метода очень длительные, поэтому разработаны ускоренные способы, которые применяются чаще:

По воздухопроницаемости.
Измерение коэффициента фильтрации фильтратометром.

Характеристика марок бетона по водонепроницаемости

Водонепроницаемость в маркировке бетонов обозначается литерой W с числовым показателем от 2 до 20 в соответствии с ГОСТ 26633 и обозначает максимальное давление воды, которое выдерживает бетонный образец цилиндрической формы высотой 150 мм в ходе стандартных испытаний (в МПА*10 -1 ).

Повышенная водонепроницаемость начинается с W6 и выше. Для большинства конструкций такой водонепроницаемости бетона достаточно.

Способы повышения водонепроницаемости бетона

Водонепроницаемость бетона можно повысить различными способами, выбор оптимального метода или их комбинаций зависит от конкретных целей и требований:

Применение пластифицирующих добавок с одновременным снижением водоцементного соотнощения с целью получить более плотный, а значит, более водонепроницаемый бетон.
Использование глиноземистого цемента.
Добавление сульфатов железа или алюминия в бетонную смесь.
Добавление в смесь гидрофобизаторов (объемный метод гидрофобизации).
Использование пропиток и обмазочных материалов.

Гидрофобизаторы делятся на группы по типу активного вещества:

кремнийорганические полимеры (силоксаны);
кремнийорганические олигомеры (силиконы);
алкинсиликонаты калия;
алкилалкоксисиланы и силоксаны;
алюминат натрия.

Если старые гидрофобизаторы отличались токсичностью, современные добавки достаточно безопасны.

Преимущества гидрофобизаторов:

повышают прочности бетона;
в некоторых случаях увеличивают подвижность бетонной смеси, позволяя обойтись без пластификатора;
повышают морозостойкость;
защищают арматуру;
безопасны.

Основной их недостаток — повышение теплопроводности бетона и снижение его теплоизолирующих свойств.

Какой бетон использовать для фундамента

Для фундамента прежде всего выбирают бетон по прочности. Дома бывают разные: легкие деревянные, более тяжелые кирпичные или из других материалов, одно-, двух и многоэтажные. Соответственно, они требуют разных показателей прочности бетона. Бетон низкой прочности не выдержит нагрузку, что может закончиться фатально, а избыточная прочность приведет к нерациональному расходованию средств.

При выборе бетона учитывается и характер грунта. Большое значение имеет водонепроницаемость бетона, поскольку он будет контактировать с грунтом.

Важно!

Если дом строится в местности с высоким залеганием грунтовых вод, выбирают более высокий класс бетона и используют гидрофобизирующие добавки.

Для строительства зданий не выше двух этажей, а также бань, деревянных домов применяют бетон В15. Для многоэтажных кирпичных домов — В22,5.

В20 считается универсальным классом бетона для фундаментов в частном строительстве.

Важно!

Чтобы обеспечить необходимую прочность, подвижность П3—П4, морозостойкость F150 и водостойкость W6, используют, как минимум, 310 кг цемента на 1 куб бетонной смеси.

Принимаясь за самостоятельные строительные работы, следует понимать их объем и трудоемкость. Возможно, имеет смысл закупать готовый бетон. Если же бетонная смесь замешивается и укладывается собственными силами, огромным подспорьем в работе будут специальные добавки для бетона, такие, как пластификаторы и гидрофобизаторы. Они позволяют экономить средства на оплату цемента, воды, электроэнергии, затраты времени и труда на замес, укладку и обработку бетона и при этом получать изделия безупречного качества.

GardenWeb

Основные свойства бетона — прочность, пористость, морозостойкость, водонепроницаемость, огнестойкость.

Бетон на портландцементе набирает прочность постепенно. При нормальной температуре и постоянном сохранении влажности рост прочности бетона продолжается длительное время, но скорость набора прочности со временем затухает. Прочность бетона характеризуется его маркой (рис. 1).

Марка бетона определяется по пределу прочности при сжатии образцов-кубов размером 150Х 150Х 150 мм, изготовленных из рабочей бетонной смеси и твердевших 28 сут в нормальных условиях (температура (20±2) °С и относительная влажность воздуха 95 %). Методы определения прочности бетона регламентированы ГОСТ 10180—78.

Для тяжелых бетонов были установлены следующие марки: М50, М75, М100, Ml50, М200, М250, М300, М350, М400, М450, М500, М600, М700 и М800.

Прочность бетона зависит от прочности составляющих его материалов и от прочности сцепления их друг с другом. Но прочность заполнителя (песка, щебня, гравия), как правило, выше прочности самого бетона, поэтому мало влияет на последнюю. Таким образом, прочность бетона определяется главным образом прочностью затвердевшего цементного камня и прочностью его сцепления с заполнителем.

Рис. 1. Изменение прочности бетона во времени

Прочность сцепления между цементным камнем и заполнителями определяется в основном качеством поверхности заполнителя. Для обеспечения высокой прочности сцепления поверхность зерен заполнителя должна быть чистой и шероховатой, Например, бетон на щебне при прочих равных условиях прочнее бетона на гравии.

Морозостойкость бетона зависит от количества и характера (открытые и закрытые) пор, а также от морозостойкости заполнителя.

Для получения достаточной морозостойкости бетон изготовляют из морозостойких заполнителей, снижают до минимума содержание в нем воды, при этом максимально плотно укладывают бетонную смесь с помощью вибраторов или других механизмов. Кроме того, целесообразно применять гидрофобные и пластифицированные цементы или поверхностно-активные гидрофобизирующие добавки.

Согласно СНиП 2.03.01-84, марки по морозостойкости для тяжелых бетонов F50, 75, 100, 150.

Огнестойкость. Под огнестойкостью бетона понимают его способность сохранять прочность при кратковременном воздействии высоких температур, например при пожаре. При кратковременном нагреве благодаря малой теплопроводности бетон прогревается на небольшую глубину, причем содержащаяся в нем вода (в том числе и химически связанная) испаряется, понижая температуру бетона. При длительном действии высоких температур в бетоне могут произойти необратимые химические изменения, сопровождающиеся потерей им прочности.

Для устройства конструкций топок, печей и промышленных труб применяют специальный жароупорный бетон на глиноземистом цементе и жаростойких заполнителях.

Самым важным свойством бетона является его прочность, т.е. способность сопротивляться внешним силам не разрушаясь. Как и природный камень, бетон лучше всего сопротивляется сжатию, поэтому за критерий прочности бетона строители приняли предел прочности бетона при сжатии. Чтобы определить прочность бетона, из него изготовляют эталонный кубик с ребром 200 мм. Затем на гидравлически прессе такой кубик подвергают сжатию, доводя до разрушения. По этому, зная разрушающую нагрузку и площадь поперечного сечения образца, можно определить прочность. Например, если бетонный кубик с ребром 200 мм разрушился при нагрузке 800 кН (80 тонн), то предел прочности при сжатии будет равен 20 МПа (200 кгс/см2).

В зависимости от прочности на сжатие бетон делится на марки. Марку бетона строители определяют по пределу прочности эталонного кубика с ребром 200 мм. Так, в Советском Союзе в строительстве применяют следующие марки бетона: 600,500, 400, 300, 250, 150, 100 и ниже. Выбор марки определяется условиями, в которых будет работать бетон.

Прочность бетона зависит от прочности каменного заполнителя (щебня, гравия) и от качества растворенного в воде цемента: бетон будет тем прочнее, чем прочнее каменные заполнители и чем лучше они будут скреплены цементным клеем. Прочность природных камней не изменяется со временем, а вот прочность бетона со временем даже растет.

Другим важным свойством бетона является средняя плотность -отношение массы материала ко всему его объему (выражается в кг/м3, г/см3 или процентах). Средняя плотность бетона всегда меньше 100%.

Средняя плотность сильно влияет на качество бетона, в том числе и на его прочность: чем выше средняя плотность, бетона, тем он прочнее. Поры в бетоне, как правило, появляются при его изготовлении: в результате испарения излишней воды, не вступившей в химическую реакцию с цементом при его твердении, при плохом перемешивании бетонной смеси и, наконец, при недостатке цемента.

Водостойкость — это свойство бетона противостоять действию воды не разрушаясь. Чтобы определить водостойкость бетона, изготовляют два образца: один в сухом виде раздавливают на прессе и определяют его нормальную прочность. Другой образец предварительно погружают в воду, а после насыщения водой также разрушают на прессе. Из-за ослабления связей между частицами прочность образца уменьшается. Отношение прочности насыщенного водой образца к прочности в сухом виде называется коэффициентом размягчения материала. Для бетона он больше 0,8. Кроме того, на водостойкость бетона оказывают влияние гидратные новообразования, которые имеют очень низкую растворимость. Поэтому бетон является водостойким и может применяться для сооружений, подвергающихся действию воды — плотин, пирсов, молов.

Теплопроводность характеризует способность бетона передавать через4 свою толщину тепловой поток, возникающий из-за разности температур на поверхностях бетона. Теплопроводность бетона почти в 50 раз меньше, чем у стали, но зато выше, чем у строительного кирпича.

Сравнительно невысокая теплопроводность обеспечивает бетону довольно высокую огнестойкость — способность материала выдерживать действие высоких температур. Бетон может выдержать в течение длительного времени температуру выше 1000 °С. При этом он не разрушается и не трескается.

Все знают, что если в поры камней проникает вода, то, замерзая, она расширяется и тем самым разрушает даже самые крепкие горные породы. Бетон же при насыщении водой может выдерживать многократное замораживание и оттаивание. При этом он не разрушается и почти не снижает своей прочности. Это свойство называется морозостойкостью.

Применение тяжелого или легкого бетона определяется типом Конструкции и условиями ее эксплуатации.

Читайте также: