Adhes.ru

Стройматериалы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как испытывают бетон на прочность — методы

Как испытывают бетон на прочность — методы

Бетон очень часто используется для изготовления несущих элементов различных конструкций. Его прочностные характеристики во многом определяют надежность и долговечность сооружений. Для их контроля предусмотрены лабораторные испытания бетона и растворов, которые требуют особого подхода и тщательности исполнения. Получить реальные результаты качества материала можно, только изучив особенности и порядок применения различных методик.

Испытание цемента позволяет изучить различные его характеристики:

  • Прочность на изгиб и сжатие.
  • Плотность.
  • Сроки схватывания.

Сейчас в продаже представлено множество сортов цемента. И зачастую крайне сложно определить, какие из них можно безопасно использовать. С помощью лабораторного исследования эту проблему можно решить в короткие сроки. Причины ухудшения качества цемента могут быть самыми разными, начиная от нарушения технологии производства и заканчивая неправильным хранением и транспортировкой.

Атмосферный консистометр КЦР-01

Кондиционирование цементных растворов, измерение времени загустевания при атмосферном давлении API 10B-2, п. 5.4 / ГОСТ 26798.1-96 п.7 / ISO 10426-2

Атмосферный консистометр КЦР-01 Китай

Атмосферный консистометр КЦР-01 Китай соответствует требованиями американского института нефти. Испытания цементных растворов требует измерения времени загустевания, содержания свободной воды, вязкости, реологических свойств, водоотдачи и других свойств. Дизайн серии атмосферного консистометра соответствует нормам американского нефтяного института 10 средних разделов и 9 положений. Атмосферный консистометр КЦР-01 Китай разработан специально для подготовки цементного раствора для испытаний по различным параметрам в строгом соответствии со Спецификацией 10 Стандарта API. Приборы используются в лабораториях, предназначенных для исследований программ цементирования скважин, исследованиях и испытаниях цементных добавок, заводского контроля качества цемента, промысловых лабораторий сервисных компаний. Цементные растворы первоначально затворяются в миксере постоянной скорости, затем раствор размещают в Атмосферный консистометр КЦР-01 Китай. Атмосферный консистометр КЦР-01 Китай

Данная машина имеет следующие характеристики: Цифровой температурный контроллер, может регулировать температуру; Программирование температуры воды в ванне соответствующее стандартам Американского Нефтяного Института.

Методики кондиционирования ISO 10426-2

Кондиционирование всего цементного раствора должно начинаться при температуре 27°С ± 1°С (80°F ± 2°F), или при температуре, соответствующей условиям скважины, и нагревать согласно соответствующей схеме.

Кондиционирование при атмосферном давлении

В течение 1 мин после смешивания помещают цементный раствор в контейнер консистометра, работающего при атмосферном давлении.

Нагревают цементный раствор до температуры TPBHC или TPS согласно схеме определения времени загустевания, которая наиболее близко имитирует фактические полевые условия. Если консистометр атмосферного давления не оснащен измерителем температуры цементного раствора, термостат необходимо нагревать в соответствии с подходящей схемой.
Если предпочтительно нагревать сам раствор, а не термостат, его нагревают в соответствии с подходящей схемой.

После кондиционирования извлекают лопасть и энергично перемешивают раствор шпателем, чтобы обеспечить его однородность.

Заполняют ячейку для определения фильтрационных потерь в соответствии

Определение времени загустевания ГОСТ 26798.1-96

Консистометр, работающий при атмосферном давлении, для испытания цементов, предназначенных для низких, нормальных и умеренных температур.

Консистометр, работающий при повышенном давлении, для испытания цементов, предназначенных для повышенных температур. Допускается применение данного консистометра для испытаний цементов, предназначенных для низких, нормальных и умеренных температур,
эксплуатируемого в данном случае при атмосферном давлении.

Частота вращения консистометров должна быть (150 ± 5) об/мин. Консистометры должны быть откалиброваны в соответствии с инструкцией к прибору.

Атмосферный Консистометр АК-01 США создает условия для схватывания раствора, в то время как раствор подвергается нагреву до желаемой температуры при атмосферном давлении. Раствор помещается в стандартные по спецификациям API латунные чашки, которые вращаются со скоростью 150 об/мин.
1 — лопастное устройство; 2 — стакан

Подготовка и проведение испытания

Цементное тесто заливают в стакан консистометра до отметки на его внутренней стороне. Испытание проводят в соответствии с инструкцией к прибору.

Время от начала затворения цемента до момента включения привода вращения стакана консистометра не должно превышать 10 мин.

Временем загустевания цементного теста считают время от начала затворения цемента водой до момента достижения цементным тестом консистенции 30 Bс.

Читайте так же:
Производство цемента применения огарков

Test Fluid Conditioning API 10B-2 Атмосферный Консистометр АК-0Атмосферный Консистометр АК-01 США

Условия схватывания, создаваемые для растворов, всегда играют важную роль в тестировании скважинных цементов, и Атмосферный консистометр способен подготовить цементный раствор для испытаний на определение времени загустевания, на содержание свободной воды, на водоотдачу, на вязкость и на другие реологические свойства цементных растворов.

Conditioning simulates the conditions the test fluid will encounter during placement into the wellbore. Conditioning should be done according to a schedule that reflects the expected conditions under which the test fluid will be exposed during placement. If possible, the schedule should use the temperatures and pressures of the well. Alternatively, the conditioning can be done at atmospheric pressure.

Atmospheric-pressure Conditioning

This procedure is limited to a maximum temperature of 88 °C (190 °F). If the boiling point of water at the test location is less than 100 °C (212 °F), adjust conditioning temperatures accordingly.

a) Within 1 min after mixing using test fluid, fill the slurry container of the atmospheric-pressure consistometer to the fill line.

b) Heat the test fluid from ambient temperature or a temperature that simulates field surface mixing temperature to TPBHC in accordance with the thickening-time schedule that most closely simulates actual field conditions. If the atmospheric consistometer is not capable of heating on a controlled temperature ramp, heat as rapidly as the instrument is capable and record the time to TPBHC. If the atmospheric-pressure consistometer is not equipped to measure test fluid temperature, the bath should be heated in accordance with the appropriate schedule.

c) With test fluids containing additives that are not affected by sudden temperature increases, the slurry
container may be placed in the heating bath preheated to the test temperature [± 3 °C (± 5 °F)] or other initial temperature that is appropriate. Care should be taken to prevent unusual behavior such as gelation, increase in free fluid, or poor response to additives such as retarders and fluid-loss control agents, when conditioning the fluid.

d) After the slurry reaches test temperature (the temperature must be verified by measurement), hold the test temperature for 30 min ± 30 s to allow the test fluid temperature to reach equilibrium. This
hold time may be modified to simulate cementing operations. However, proper note should be made of this in the test report.

e) Remove the paddle and stir the test fluid briskly with a spatula to ensure it is uniform.

f) Continue with the desired test.

ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Атмосферный консистометр используется в лабораториях, предназначенных для исследований программ цементирования скважин, исследованиях и испытаниях цементных добавок, заводского контроля качества цемента, промысловых лабораторий сервисных компаний. Работа и калибровка проста и понятна при обучении. Цементный раствор затворяется по Разделу 5 Спецификации 10 API, затем быстро заливается в один из контейнеров прибора. Крыльчатка погружается в контейнер. Контейнер помещается в водяную баню с управляемой температурой и начинается перемешивание. Прибор разработан так, что операция перемешивания может начинаться в течение 1 минуты или менее в соответствии со Спецификацией 10 API. Температура в водяной бане указывается на панели контроллера. Модель может поставляться с плоттером для записи параметров в стандартном формате.

Основные составляющие прибора:

  1. Чаша для цементного набора
  2. Механизм вращения
  3. Механизм потенциометра: собирает и показывает консистенцию тестируемого образца
  4. Калибровка разновесами, способствующая поддержке показаний калиброванными
  5. Прочный корпус

Технические характеристики

Интервал консистенции0~100 баррелей конденсата
Максимальное давлениеатмосферное
Максимальная температура93 С°
Скорость вращения контейнера150 об/мин
Вместимость емкости470 мл
Напряжение на входеAC 220 В±5%;50 Гц
Мощность на входе2 КВт
Мощность подогрева1.5 КВт
Окружающая температура0~50 С°
Габаритные размеры43×47×65 см
Вес55 кг
Читайте так же:
Производство цемента сухим методом

Самовосстанавливающийся бетон как один из трендов строительства в 2020 г.

Многие эксперты отрасли считают, что в ближайшее время мы увидим, как самовосстанавливающийся бетон используется на дорогах, зданиях и домах. Поскольку бетон является наиболее широко производимым и потребляемым материалом в строительной отрасли, эксперты считают, что к 2030 году только в США будет использоваться около 5 миллиардов тонн в год.

Отчасти это связано с городским бумом, который наблюдается в Китае и Индии. По квотам на выбросы Соединенные Штаты составляют лишь 8% от общего объема в этой области.

Исторя самовосстанавливающегося бетона

В 2005 г. были обнаружены бактерии, производящие минералы, которые могут помочь устранить микротрещины в бетоне. Доктор Хенк Джонкерс, микробиолог из Дельфтского университета (Голландия), стал основоположником научных разработок в области производства биоконструкций, которые могут принести пользу для проектов гражданского строительства.

Дмитрий Сорокин берет пробы из российских содовых озер. Бактерии, используемые для разработки самовосстанавливающегося бетона, пришли из высокощелочного природного источника.

Самовосстанавливающийся бетон мог бы решить проблему разрушения бетонных конструкций задолго до окончания срока их службы. Бетон по-прежнему является одним из основных материалов, используемых в строительной отрасли, от фундамента зданий до конструкции мостов и подземных парковок. Традиционный бетон имеет недостаток, он имеет тенденцию трескаться при воздействии напряжения. Целебный агент, который работает, когда бактерии, внедренные в бетон, превращают питательные вещества в известняк, разрабатывается на факультете гражданского строительства и геологии в Дельфте с 2006 года. Этот проект является частью более широкой программы по изучению потенциала самовосстановления пластмасс, полимеров, композитов, асфальта и металлов, а также бетона. Доктор Хенк Джонкерс, микробиолог, специализирующийся на поведении бактерий в окружающей среде, разработал самозаживляющийся бетон в лаборатории и начал полномасштабные испытания на открытом воздухе в 2011 году. Первые самовосстанавливающиеся бетонные изделия стали появляться на рынке в 2013 г. Ожидается, что они увеличат срок службы многих строительных конструкций.

Зачем это нужно?

Крошечные трещины на поверхности бетона делают всю конструкцию уязвимой, потому что вода просачивается внутрь, разрушая бетон и разъедая стальную арматуру, что значительно сокращает срок службы конструкции. Бетон очень хорошо выдерживает сжимающие силы,но не растягивающие. При растяжении он начинает трескаться, поэтому его укрепляют сталью, чтобы выдерживать растягивающие усилия. Сооружения, построенные в условиях высокого уровня воды, такие как подземные подвалы и морские сооружения, особенно уязвимы к коррозии стальной арматуры. Автомобильные мосты также уязвимы, поскольку соли, используемые для удаления льда с дорог, проникают в трещины в конструкциях и могут ускорить коррозию стальной арматуры. Во многих строительных конструкциях растягивающие силы могут привести к образованию трещин, и это может произойти относительно скоро после того, как конструкция будет построена. Ремонт обычных бетонных конструкций обычно включает нанесение бетонного раствора, который приклеивается к поврежденной поверхности. Иногда ступку нужно вставить в существующую конструкцию с помощью металлических штырей, чтобы она не отвалилась. Ремонт может быть особенно трудоемким и дорогостоящим, поскольку зачастую очень трудно получить доступ к сооружению для проведения ремонта, особенно если они находятся под землей или на большой высоте.

Пример сильно поврежденной бетонной опорной балки автомобильного моста. Этот столб подвергся коррозии арматуры из-за попадания антиобледенительных солей через микротрещины, образовавшиеся в бетоне

Как работает биобетон

Специально подобранные виды бактерий рода Bacillus, наряду с кальциевым питательным веществом, известным как лактат кальция, а также азотом и фосфором, добавляются к ингредиентам бетона при его смешивании. Эти самовосстанавливающиеся агенты могут дремать в бетоне до 200 лет.Однако, когда бетонная конструкция повреждена и вода начинает просачиваться через трещины, которые появляются в бетоне, споры бактерий прорастают при контакте с водой и питательными веществами. Активировавшись, бактерии начинают питаться лактатом кальция. По мере того как бактерии питаются кислородом, он расходуется, а растворимый лактат кальция превращается в нерастворимый известняк. Известняк затвердевает на потрескавшейся поверхности, тем самым уплотняя ее. Он имитирует процесс, с помощью которого переломы костей в человеческом теле естественным образом исцеляются клетками остеобластов, которые минерализуются, чтобы переформировать кость. Потребление кислорода при бактериальном превращении лактата кальция в известняк имеет дополнительное преимущество. Кислород является важным элементом в процессе коррозии стали, и когда бактериальная активность израсходовала его полностью, это увеличивает долговечность стальных железобетонных конструкций. Две части самовосстанавливающегося агента (бактериальные споры и питательные вещества на основе лактата кальция) вводятся в бетон в виде отдельных гранул керамзита шириной 2-4 мм, которые гарантируют, что агенты не будут активированы в процессе смешивания цемента. Только когда трещины открывают гранулы и входящая вода приводит лактат кальция в контакт с бактериями, они активируются. Испытания показали, что когда вода просачивается в бетон, бактерии быстро прорастают и размножаются. Они превращают питательные вещества в известняк в течение семи дней в лаборатории. На улице, при более низких температурах, процесс занимает несколько недель. Начальная точка исследования заключалась в том, чтобы найти бактерии, способные выживать в экстремальной щелочной среде. Цемент и вода имеют значение рН до 13, когда смешиваются вместе, обычно это враждебная среда для жизни: большинство организмов погибает в среде со значением рН 10 или выше. Поиск сосредоточился на микробах, которые процветают в щелочных средах, которые можно найти в естественных условиях, таких как щелочные озера в России, богатые карбонатами почвы в пустынных районах Испании и содовые озера в Египте. Образцы эндолитических бактерий (бактерий, которые могут жить внутри камней) были собраны вместе с бактериями, обнаруженными в отложениях озер. Было обнаружено, что штаммы бактерий рода Bacillus процветают в этой высокощелочной среде. Еще в Дельфтском университете бактерии из образцов выращивали в колбе с водой, которая затем использовалась в качестве части водной смеси для бетона. В небольшой бетонный блок были встроены различные виды бактерий. Каждый бетонный блок будет оставлен на два месяца, чтобы его крепко установить. Затем блок измельчали в порошок, а остатки проверяли, выжили ли бактерии. Было обнаружено, что единственной группой бактерий, которые смогли выжить, были те, которые производили споры, сравнимые с семенами растений. Такие споры имеют чрезвычайно толстые клеточные стенки,которые позволяют им оставаться неповрежденными до 200 лет, ожидая лучшей среды для прорастания. Они активизируются, когда бетон начинает трескаться, пища становится доступной, а вода просачивается в структуру. Этот процесс понижает рН высокощелочного бетона до значений в диапазоне (рН от 10 до 11,5), при которых происходит активация бактериальных спор. Поиск подходящего источника пищи для бактерий, которые могли бы выжить в бетоне, занял много времени, и было испробовано много различных питательных веществ, пока не было обнаружено, что лактат кальция является источником углерода, который обеспечивает биомассу. Если он начинает растворяться в процессе смешивания, лактат кальция не влияет на время схватывания бетона.

Читайте так же:
Применение цемента шпц 400

До и после. Фотографии поверхности плиты из самовосстанавливающегося бетона. Трещина видна на левом изображении, а справа белый известняк заполнил щель

Первые полномостабные испытания

Полномасштабное тестирование новых бетонных конструкций было начато в Европе в 2011 г. Небольшая структура или часть структуры была создана из самовосстанавливающегося материала и наблюдается в течение нескольких лет. Также определенные конструкции оснащены некоторыми панелями из самовосстанавливающегося бетона, а другие — обычным бетоном, чтобы можно было сравнить поведение этих двух элементов. Можно ли использовать вышеназванные бактерии для ремонта существующих конструкций? Чтобы ответить на этот вопрос, Делфтский университет получил финансирование в размере 420 000 евро от правительства Нидерландов. Два ученых-постдокторанта потратят два года на разработку системы самоисцеления, которая будет применяться к существующим структурам. В ходе исследования тестируются две системы. В первом методе бактерии и питательные вещества нанесены на структуру в виде самовосстанавливающегося раствора, который может быть использован для восстановления крупномасштабных повреждений. Во втором методе бактерии и пищевые питательные вещества растворяются в жидкости, которая распыляется на поверхность бетона, откуда она может просачиваться в трещины. Голландское правительство выделило 450 000 евро на финансирование еще одного исследовательского проекта, который будет проводиться на бетонных подвальных стенах и предварительно отлитых бетонных полах, которые уязвимы для грунтовых вод. Между тем продолжается работа по устранению озабоченности промышленности относительно того, могут ли бактерии выжить в спящем состоянии в течение всего срока службы бетонной конструкции. Данные из образцов почвы, взятых из пустынных районов и хранящихся в музеях, показывают, что почва все еще содержит живые споры бактерий после 200 лет хранения. Для решения других проблем проводятся лабораторные испытания, направленные на ускорение процесса старения самовосстанавливающегося бетона. Испытания будут подвергать бетон экстремальным условиям для имитации смены сезонов и циклов экстремальных температур, более влажных периодов и периодов сушки.

Читайте так же:
Книги по цементной стяжки

Недостатки самовосстанавливающегося матерала

Есть два ключевых препятствия, которые необходимо преодолеть, если самовосстанавливающийся бетон должен трансформировать бетонное строительство в следующем десятилетии. Первая проблема заключается в том, что глиняные гранулы, содержащие самовосстанавливающийся агент, составляют 20% от объема бетона. Эти 20% обычно состоят из более твердого заполнителя, такого как гравий. Глина намного слабее обычного заполнителя, и это ослабляет бетон на 25% и значительно снижает его прочность на сжатие. Во многих конструкциях это не было бы проблемой, но в специализированных приложениях, где требуется более высокая прочность на сжатие, например в высотных зданиях, она не будет жизнеспособной.

Второй недостаток заключается в том, что стоимость самовосстанавливающегося бетона примерно вдвое превышает стоимость обычного бетона, которая в настоящее время составляет около 80 евро за кубометр. По словам инженеров, при цене около 160 евро за кубический метр самовосстанавливающийся бетон будет жизнеспособным продуктом только для некоторых строительных конструкций, где стоимость бетона намного выше из-за его гораздо более высокого качества, например, для прокладки туннелей и морских сооружений, где безопасность является большим фактором, или в конструкциях, где имеется ограниченный доступ для ремонта и технического обслуживания. В этих случаях увеличение стоимости за счет введения самовосстановляющих средств не должно быть слишком обременительным. Вдобавок к этому, если производить в промышленных масштабах, то считается, что самовосстанавливающийся бетон может значительно снизиться в цене. Если срок службы конструкции можно продлить на 30%, то удвоение стоимости самого бетона все равно сэкономит много денег в долгосрочной перспективе.

Вы можете оставить сообщение

Поля обязательные для заполнения помечены *.

Процедура тестирования прочности бетонных кубов

Понадобится:

Машина для испытания на сжатие испытательный лабораторный пресс

Подготовка конкретного кубического образца

Пропорция и материал для изготовления этих образцов для испытаний взяты из того же бетона, который используется в строительстве объекта в полевых условиях.

Образчик для изготовления кубов бетона

Необходимо 6 образцов кубов 15 * 15 см

Смешивание бетона для испытания куба

Смешайте бетон вручную или в лабораторном смесителе

Ручное смешивание

  1. Смешайте цемент и мелкий заполнитель на водонепроницаемой неабсорбирующей платформе, пока смесь не будет тщательно смешана и не приобретет однородный цвет.
  2. Добавьте грубый заполнитель и смешайте с цементом и мелким заполнителем, пока грубый заполнитель не будет равномерно распределен по всей партии.
  3. Добавьте воду и перемешивайте, пока бетон не станет однородным и не приобретет желаемой консистенции.

Подготовка кубов для теста

  1. Почистить бугры и нанести масло
  2. Залить бетон в формы слоями толщиной около 5 см.
  3. Уплотните каждый слой, используя не менее 35 ударов на слой, используя трамбующий предмет
  4. Выровняйте верхнюю поверхность, выровняйте ее шпателем
Читайте так же:
Цемент lafarge м500 50кг

Образцы для испытаний хранятся на влажном воздухе в течение 24 часов, и по истечении этого периода образцы помечаются, удаляются из форм и хранятся в чистой пресной воде до вынимания перед испытанием.

Инструкция по изготовлению из подручных материалов

Для того чтобы сделать гладилку для бетона своими руками необходим минимальный набор инструментов и простые доступные любому материалы.

Из материалов для изготовления самодельного приспособления потребуются следующие:

  • алюминиевый рифлёный лист толщиной 1,5 мм;
  • листовая сталь толщиной 2,5 мм;
  • стальная труба диаметром 32 мм;
  • труба из нержавеющей стали диаметром 25 мм;
  • полипропиленовая труба диаметром 20 мм;
  • две шайбы с наружным диаметром 44 мм;
  • 2 болта М6×45;
  • 4 болта М8×25 или М10×25 с гайками и шайбами;
  • 2 отрезка стальной цепочки.

В процессе изготовления самодельного приспособления потребуются следующие инструменты:

  • угловая шлифмашинка (болгарка) с диском по металлу;
  • дрель;
  • набор головок (торцевых ключей);
  • аккумуляторный шуруповерт;
  • сварочный аппарат;

Сам же процесс изготовления данного инструмента описан в следующем видео:

16 и 24 что это за цифры.

Для метода отрыва со скалыванием используют анкеры трёх типов.

Отличие анкера первого типа от остальных заключается в том, что он замоноличивается в конструкцию при укладке бетонной смеси его отрыв производится в проектном (или промежуточном) возрасте таким же прибором, что и анкеры второго и третьего типов, в остальном же испытания не отличаются.

Анкеры второго типа бывает двух размеров: ø16х25мм и ø24х48мм.

Анкер размером ø24х48мм используется в случае, если ориентировочная прочность бетона в конструкции 5-100МПа.

Анкер размером ø16х25мм используется в случае, если ориентировочная прочность бетона в конструкции 40-100МПа. Использование анкера ø16мм для испытания низкомарочных бетонов недопустимо без построения градуировочной зависимости.

На фотографии представлен анкер второго типа со специальной гайкой, замеряющей проскальзывание анкера.

Чтобы провести испытания правильно и получить максимально точные данные нужно обратить внимание на следующие моменты:

  1. Перед просверливанием отверстия для анкера, следует прибором для поиска арматуры найти и обозначить сетку армирования (чтобы буром не попадать в арматуру), если на пути бура попадается армирующая сетка сверлить нужно в середину ячейки.
  2. Сверлить отверстие нужно, отступив от края плоской конструкции не менее 0,5м.
  3. Отверстие сверлиться строго перпендикулярно бетонной поверхности.
  4. Не следует сверлить конструкции в местах максимального напряжения.
  5. Количество точек испытания определяется следующим образом: три точки испытания на одну плоскую конструкцию (стена, плита перекрытия, ростверк), залитую в одну захватку. Одна точка на 4 погонных метра вытянутой конструкции (колонна, ригель), так же залитую в одну захватку, но не менее трёх точек. Под одной захваткой следует понимать заливку бетонной смеси с одного бетонного узла, одного класса бетона в одни рабочие сутки без перерыва в бетонировании до образования холодного шва. Т.е. если меняется класс бетона, дата бетонирования или завод поставщик смеси, это получается новая захватка, требующая испытания на прочность.
  6. Просверленное отверстие следует тщательно очистить от бетонной пыли. Только после этого нужно поместить собранный анкер в отверстие и максимально хорошо закрутить его гаечным ключом до максимального раскрытия.
  7. При вырыве из бетона анкер должен цепляться за бетон не менее чем 9/10 своей длины погруженной в толщу бетона. Длину сцепления хорошо видно в воронке вырыва после испытания и можно померить линейкой. Если таким замером выясняется, что анкер цепляется менее 9/10 своей длины, это значит, что слизана нарезка губок анкера и губки надо менять на новые.
  8. Если при проведении отрыва анкер начал проскальзывать и вылезать наружу, нужно замерять длину проскальзывания, эта длина вносится в корректировку результатов испытания. Для замера проскальзывания пользуются специальной гайкой (см. фото выше).
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector