Бетон в Симферополе
от производителя

+7(978)703-2749
+7(978)703-2769

О прочности бетона при различных режимах твердения

Качество бетона на заводах железобетонных изделий контролируется по отпускной прочности (обычно около 70% марочной) и 28-суточной. В настоящее время разрабатывается нормативный документ, предусматривающий для оценки прочности бетона необходимость учитывать не только средние показатели, но и изменчивость прочности. Представляет интерес выявить соотношения между вариацией прочности бетона непосредственно после теплообработки изделий или контрольных образцов и через 28 сут. Зная такое соотношение и располагая данными о характере роста прочности во времени, можно прогнозировать величину гарантированного минимума 28-суточной прочности по результатам испытаний отпускной прочности бетона.

Анализ заводских данных показал, что коэффициент вариации прочности образцов, подвергнутых теплообработке, превышает в ряде случаев коэффициент вариации прочности образцов, хранившихся в нормально-влажностных условиях. Следует выявить причину повышения вариации прочности теплообработаного бетона (непостоянства режима тепловой обработки или деструктивные процессы, развивающиеся в бетоне при обработке в среде с высокой температурой).

На московском заводе ЖБИ № 6 теплообработка пустотных настилов ведется в щелевых трехъярусных камерах. На ярусы камер трех конвейеров подают изделия из бетона одного состава. Коэффициент вариации отпускной прочности бетона, вычисленный по лабораторным журналам за один месяц составляет 22,3 %; коэффициент вариации прочности бетона нормального хранения за этот же период – 13%. При разбивке лабораторных данных на три группы, соответствующие каждому из ярусов щелевой камеры, выявлено, что коэффициенты вариации прочности по ярусам ниже общего по заводу. Одной из причин этого является разница средних прочностей бетона (табл. 1), которая объясняется одинаковыми режимами тепловой обработки изделий.

Статистические характеристики прочности I конвейер II конвейер III конвейер
1-я камера 2-я камера 3-я камера 4-я камера
ярусы
1 2 3 1 2 1 2 3 1 2 3
R, кг/см2 188 197 207 184 196 230 192 194 206 185 206
R, кг/см2 28 37 30 28 38 38 30 43 36 36 34
CV, % 15,1 18,8 14,7 15,3 19,3 16,7 15,8 22,3 17,6 19,4 16,4
CV, % в среднем по ярусам 17,4
CV, % в целом по заводу 22,3

Подсчет коэффициента вариации прочности по заводу или конвейеру нельзя признать целесообразным, если различие средних показателей прочности по технологическим щелям не являются случайными. Проверена гипотеза о существенности отличия средних показателей к прочности по ярусам по критерию Стьюдента. Установлено, что нельзя считать различие средних показателей случайным и, следовательно, объединение данных по всем камерам и ярусам при расчете вариации влечет за собой повышение показателя изменчивости до уровня, не свойственного данному процессу.

Аналогичные данные получены в специальном эксперименте, когда в течение одной смены отобраны пробы бетонной смеси от каждого второго приготовляемого замеса (60 проб). Из каждой пробы изготовлено по 3 образца-куба для хранения в нормально-влажностных условиях и 3 образца-куба для теплообработки вместе с заводской продукцией в каждом из трех ярусов щелевой камеры одного из заводских конвейеров. Результаты эксперимента показаны в табл. 2.

Статистические характеристики прочности Нормально влажностное хранение Пропаривание
ярусы
1 2 3 1 2 3
R, кг/см2 234 240 250 186 154 146
σ, кг/см2 20,8 23,0 23,8 16,5 17,3 16,5
CV, % 8,9 9,6 9,5 8,9 11,3 11,7

Расчеты показали, что предположение о равенстве средних прочностей по ярусам оказалось несостоятельным. При объединении показателей прочности для всех ярусов в одну выборку различие средних значений обуславливает повышение коэффициента вариации с 10,4 % в среднем для трех ярусов до 14,1 % для конвейера.

Как видно из табл. 2, даже при поярусной разбивке результатов прочности образцов, прошедших теплообработку, коэффициент вариации их прочности несколько превышает коэффициент вариации прочности бетона, хранившегося в нормально-влажностных условиях. Но эти данные не дают еще оснований утверждать, что увеличение коэффициента вариации – следствие ускоренного твердения бетона. Причиной этого может быть неравномерность во времени режимов твердения по ярусам камеры. Подтверждение такого предположения можно получить, рассмотрев динамику изменения прочности образцов-близнецов нормально-влажностного хранения образцов после теплообработки (рис. 1). Пики и впадины на ломаных, соответствующих обоим режимам хранения почти полностью совпадают, т.е. они не являются следствием тепловой обработки. В то же время, разность в передних показателях прочности теплообработанного бетона и бетона нормально-влажностного хранения, во многом зависящая от колебаний параметров режима теплообработки, не остается постоянной.

изменение прочности бетона за смену

Аналогичны данные экспериментальных работ, проведенных на Московском заводе ЖБИ № 9. Здесь эксперимент продолжался 3 мес. Каждый день отбирали по 2 пробы, изготавливал из них образцы-близнецы, проходившие теплообработку и хранившиеся в нормально-влажностных условиях. Коэффициент взаимной корреляции между RПРОП и R28НВ оказался равным 0,7, что свидетельствует о возможности с достаточной точностью прогнозировать 28-суточную прочность на этом заводе по данным отпускной прочности бетонов.

Изменение прочности бетона

Свидетельством того, что ускоренному твердению бетона не обязательно сопутствует рост неоднородности прочности являются результаты проведенных на Московских заводах ЖБИ №7 и №6 специальных экспериментов (рис. 2). Здесь сравнивалась динамика прочности образцов-близнецов хранившихся 28 сут. нормально-влажностных условиях после теплообработки и без неё. Средние показатели прочности стандарты и коэффициенты вариации прочности оказались весьма близкими.

Таким образом, при постоянном режиме тепловой обработки бетона основную роль в формировании изменчивости его прочности играют изменчивость свойств материалов и непостоянство состава смеси. Причиной более высокой изменчивости прочности теплообработанного бетона по сравнению с прочностью бетона нормально-влажностного твердения является непостоянство режима теплообработки.

Представляет интерес характер изменения вариации прочности бетонов ускоренного твердения при последующем наборе ими прочности во времени. Проведен анализ результатов испытаний отпускной прочности бетонных образцов (горячих и через 4 ч после тепловой обработки) сравнительно с прочностью теплообработанных образцов, хранившихся затем 28 сут. в нормально-влажностных условиях.

Рассмотрены результаты испытаний по 20 технологическим линиям отдельно за различные периоды их работы. Сделано 28 представительных выборок и обработано около 10000 результатов испытаний.

Среднее квадратическое отклонение прочности, как правило, возрастает во времени менее интенсивно по сравнению с ростом средней прочности. Из-за отставания скорости роста среднего квадратического отклонения от роста средней прочности коэффициент вариации прочности в подавляющем большинстве рассмотренных случаев (68%) с возрастом бетона снижается, в 7% случаев коэффициент вариации не изменился и в 25% – увеличился.

Выводы

Основной причиной превышения вариации прочности теплообработанного бетона над вариацией прочности бетона нормального твердения является непостоянство режима теплообработки.

При стабильном режиме теплообработки возможно достаточно точное прогнозирование 28-суточной прочности по результатам испытаний бетона после теплообработки.

Коэффициент вариации прочности бетона с набором её во времени, как правило, понижается из-за отставания роста стандарта прочности от роста среднего значения.

Ещё не оценен
  • Share