Цемент 500 пропорции для бетона: Бетон М500: технические характеристики

Содержание

Бетон М500: технические характеристики — Соржа

Бетон М500: технические характеристики

Бетон М500 представляет собой строительную смесь, состоящую из цемента, воды, пластификатора и гравия, пропорции которых соответствуют ТУ, что обеспечивает более высокие показатели технических характеристики в отличие от марок М450 и М550, изготавливаемых в связи с требованиями ГОСТ. Важно также и обозначить соответствие марки М500 классу В40. Состав и пропорции на единицу измерения равную 1 м3: цемент – 422 кг, вода – 148 л, пластификатор – 5,1 л, гравий – 1248 кг. Оптимальная температура застывания: от 15 до 20 градусов при влажности воздуха от 90%.

Бетон М500 состав

Цемент	422 кг/м.куб.
Гравий (суммарная масса)	1248 кг/м.куб.
Пластификатор	5,1л/м.куб.
Вода	148 л/м.куб.

Наименование бетон марки М500 обозначает структурную прочность при сжатии во время затвердевания к двадцать восьмому дню, что соответствует 500 кгс/кв. см. Регулировка структурных особенностей и основных показателей прочности осуществляется в зависимости от качества главных составляющих материала. В песке должна отсутствовать пыль, вода используется чистая.

Марка бетона М500 отличается от аналогичных материалов высоким уровнем защиты от попадания влаги. Материал выдерживает без структурных повреждений более трехсот периодов замерзаний. Этот показатель один из лучших среди всех марок бетона, представленных на рынке. Уровень морозоустойчивости сохраняется в диапазоне F200-F300. Значение подвижности — П3 — П5.

Технические характеристики

Среднее время первоначального застывания смеси: 1 – 3 часа. Средний период полноценного застывания бетона с возможностью последующей эксплуатации: примерно 10 дней. Сокращение периода застывания возможно при повышенной температуре воздуха с пониженной влажностью или умеренном искусственном нагревании.
Прочность на сжатие: затвердевший куб бетона с размерами 0,15х0,15х0,15 выдерживает нагрузку равную 20 МПА. Марка М500 соответствует классу В40.
Водонепроницаемость: класс W12. В зависимости от используемых добавок класс водонепроницаемости рассматриваемой марки бетона может варьироваться от 10 до 16.
Морозостойкость: класс F300 (поверхность) и класс F400 (основание). Морозостойкость бетона напрямую зависит от количества жидкости в бетоне, так как при превращении в лед жидкость приобретает увеличенный объем и более плотную структуру. Содержание воды минимально за счет замещения цементом в марках бетона с повышенной прочностью. Выше прочность — выше морозостойкость.
Подвижность: класс от П3 до П5. Данный показатель характеризуется степенью осадки бетона в сантиметрах: П3 – от 10 до 15, П4 – от 16 до 20, П5 – от 21 до 25.

Сфера применения бетонной смеси М500

Бетон М500 — оптимальное решение при возведении объектов, где от исходных материалов требуется максимальная надежность и устойчивость к воздействию влаги. Бетон В40 подойдет для строительства:

мостов и ведущих опорных конструкций;
бассейнов и аквапарков;
дамб, плотин;
подземных и околоводных сооружений, бункеров разного типа;
атомных станций, аэродромов.

Большой популярностью материал пользуется при возведении доков, пирсов, набережных. Показатель устойчивости к механическим нагрузкам и защита от влаги обеспечивают практичность и долговечность возводимых конструкций при оптимальных затратах.

Как приготовить бетон из цемента марки 500 | Цемент-Снаб

Бетон получают при смешивании цемента, воды и наполнителя (песок, щебень). Для этой цели чаще всего используют цемент М500. Перед изготовлением бетона нужно тщательно проверить качество составляющих.

Нюансы контроля

Цемент

Он должен быть сухим и очень мелким, без комков. Наиболее качественным получится бетон из портландцемента. В его составе много силикатов кальция, что обеспечивает превосходные адгезионные характеристики бетона и монолитность структуры после отверждения раствора.

Вода

Нельзя использовать воду с примесями грунта, глины или химически загрязнённую — только максимально чистую и прозрачную. Иначе раствор просто не будет схватываться. Среднее количество воды составляет 50% от массы цемента. В готовый раствор доливать воду категорически запрещено!

Наполнитель

Предпочтительнее взять речной песок и гранитный щебень (или гравий). Они должны быть чистыми — без грунта, веток, а особенно глины. Органические примеси разрушают бетонный раствор. Перед применением заполнитель необходимо просеять, промыть и высушить. Допустимое количество примесей для песка — 5%, для щебня — 35%.

Песок лучше брать крупный (от 3,5 мм): это универсальный наполнитель. Мелкозернистый (до 1,2 мм) рекомендован только для лёгких бетонов.

Самые популярные щебёночные фракции — 5-20 мм, 5-10 мм, 10-20 мм, 20-40 мм. При изготовлении строительного бетона нежелательно использование известнякового щебня: в воде он сильно раскисает. Категорически запрещено применение гальки: из-за гладкой поверхности она плохо связывает раствор.

Пропорции при замешивании бетона

Соотношение цемента М500, песка и щебня при изготовлении раствора — 1:1,2:2,5.

Состав бетонной смеси на 1 м³ бетона (усреднённые значения):

для бетона В7,5 (М100) необходимое количество цемента М500 составляет 150 кг, количество щебня — 950 кг, количество песка — 765 кг, воды — 185 л;
для В10 (М150) — 176 кг цемента М500, 950 кг щебня, 750 кг песка, 185 л воды;
для В15 (М200) — 230 кг цемента М500, 950 кг щебня, 700 кг песка, 185 л воды.

Необходимо придерживаться точного соотношения компонентов бетонного раствора. Это обеспечит заданный предел прочности бетона, что, в свою очередь, служит гарантией прочности и долговечности строительного объекта.

Способы замешивания

Для изготовления бетонной смеси можно использовать на выбор один из двух способов:

Ручной замес

В ёмкость наливается вода в необходимом объёме и добавляется цемент, песок и щебень (гравий). Такая последовательность смешивания компонентов обеспечивает однородность консистенции раствора.

Возможен и другой вариант замешивания. На деревянный щит, обитый кровельным железом, или на металлический (жестяной) лист по всей его длине насыпают горкой песок и делают в нём борозду, которую заполняют цементом. Песок и цемент аккуратно лопатой перемешивают, затем поливают водой из лейки и опять перемешивают. Далее насыпают равномерным слоем щебень и снова перемешивают, постепенно доливая воду, пока не образуется раствор нужной консистенции.

С помощью бетономешалки

Это компактное устройство (механическое или автоматизированное) позволит быстро и без особых физических усилий получить бетонный раствор.

Порядок действий:

Включают пустую бетономешалку. В чашу, стоящую горизонтально и максимально наклонённую, поочерёдно добавляют все компоненты.
Сначала наливают воду.
Высыпают половину имеющегося цемента.
Затем засыпают весь щебень (гравий).
Добавляют весь оставшийся цемент.
Понемногу сыплют песок.

Через 2-3 минуты раствор готов. После выгрузки бетона чашу обязательно промывают!

Зимой вода должна быть горячей, а также в раствор нужно добавить противоморозные добавки, но в небольшом количестве: они разрушают арматуру.

Правильно приготовленный раствор — залог высокой прочности любых сооружений.

« Обзор сухих строительных смесей
| Какие бывают кольца для колодцев »

Как сделать бетон: ЧАСТЬ 3. Расчет соотношений для бетона

В этом сообщении блога представлена основная информация о расчете соотношений бетона – веса и пропорций каждого материала для добавления в бетонную смесь. Возможно, будет полезно сначала прочитать две предыдущие части этого блога, в которых рассказывается о процессе литья и материалах, используемых в бетоне.

Напомним, цемент, заполнитель и вода, из которых состоит бетон, добавляются вместе в контролируемых количествах. Типы используемых материалов и соотношения между этими материалами в бетонной смеси могут обеспечивать различные качества конечного монолитного бетона. Требуемые характеристики, основанные на масштабе, прочности, функции, обрабатываемости или эстетике, могут повлиять на решение о том, какие соотношения лучше всего подходят для конкретных работ с бетоном.
Например, если гладкая поверхность является приоритетом, можно использовать большую долю мелкодисперсных материалов, таких как каменная пыль, и можно использовать меньше воды в смеси для уменьшения пузырьков воздуха на поверхности бетона. Если прочность важна для большого объема работ, в смеси может быть высокая доля крупных заполнителей и гравия.

Весь процесс выяснения того, какое соотношение использовать, сводится к получению хорошего баланса, отвечающего потребностям отливаемого объекта.

Ниже я дал примерное руководство, как рассчитать количество сухой смеси, необходимое для заполнения пространства. Затем я написал о соотношениях между сухими ингредиентами, о соотношениях воды и цемента и, наконец, о соотношениях добавок и цемента. В конце я включил совет по экспериментированию с различными соотношениями смесей.

1. Расчет общего количества сухой смеси Я пришел к выводу, что требуемое количество сухой смеси должно быть в 2 раза больше объема, измеренного при заполнении формы водой (в см

5 /мл 900). например для заполнения объема 500 см ³ потребуется примерно 1000 г сухой смеси (включая цемент и заполнитель). Кроме того, объем смеси будет увеличиваться с разной скоростью в зависимости от количества добавленной воды.

Объемы можно легко рассчитать для простых форм, однако, если форма для заполнения более сложная, объем можно рассчитать, выполнив тест вытеснения воды.
Форма может быть заполнена водой, а затем измерена, чтобы найти объем. В качестве альтернативы исходная отливаемая модель может быть помещена в ведро, а вытесненная вода может быть собрана в ведро большего размера для измерения объема объекта. Если для проектирования модели или пресс-формы используется программа 3D-дизайна, такая как Rhino или AutoCAD, программа может легко рассчитать объем объекта.

Существуют некоторые онлайн-инструменты, такие как этот бетонный калькулятор, который можно использовать для оценки объема и веса бетонной смеси, необходимой для определенного размера или площади. http://www.calculator.net/concrete-calculator.html

Всегда хорошо смешивать немного больше, чем рассчитанный результат, так как это расстраивает, когда вам просто не хватает.

2. Расчет соотношений внутри сухой смеси Сначала необходимо определить соотношение цемент/заполнитель, из которого состоит сухая смесь. Это может быть любое соотношение от 1:1 (1 часть цемента: 1 часть заполнителя) до 1:10+ (1 часть цемента: 10 частей+ заполнителя). Обычный диапазон составляет где-то между 1:1 и 1:6, а популярным соотношением является смесь 1:3.

Примеры для 1000 г/1 кг смеси сухих ингредиентов: Смесь 1 : 3 – 250 г цемента : 750 г заполнителя Смесь 1:4 – 200 г цемента : 800 г заполнителя

Совокупность может быть разделена на разные типы (и разные соотношения) в пределах совокупной части основного соотношения. Например. Смесь 1:1, содержащая гравий, декоративные камни и серебряный песок – 500 г цемента : 250 г гравия + 125 г декоративных камней + 125 г серебряного песка (всего = 500 г)

Смесь 1:3, содержащая смесь 1:1 мелкозернистого песка и кварцевого песка – сушеный песок и каменная пыль – 200 г цемента: 534 г высушенного в печи песка + 266 г каменной пыли (всего = 800 г) бесконечны! Каждый раз, когда соотношение изменяется, это оказывает уникальное влияние на то, как бетон развивается и работает как материал.

*Полезные примечания: -Некоторые заполнители, особенно определенные виды песка или молотого камня, поглощают больше воды, чем другие, поэтому в смесь необходимо добавлять больше воды. — Один и тот же тип песка, купленный у разных поставщиков, может немного отличаться по цвету и текстуре и изменять отделку бетона. -Чтобы получить точные показания размеров ингредиентов и истинных соотношений, убедитесь, что все ингредиенты сухие при взвешивании, прежде чем добавлять воду (часто песок от строительных продавцов влажный или мокрый) — это помогает узнать точные размеры материалов в смеси. если вы хотите воссоздать эффекты, которых вы достигли от определенного микса, или понять, почему что-то сработало не так, как вы ожидали. — Считается, что более высокая концентрация цемента (например, в смеси 1:1) создает более прочный бетон. Однако чем больше цемента используется, тем больше требуется воды.

3. Добавление воды Сколько воды добавить в сухую смесь, зависит от процесса – для заливки в форму потребуется более влажная смесь, которая осядет на место. Для нанесения смеси на проволочную сетку потребуется более сухая смесь, которая больше похожа на глину и остается на месте, пока не затвердеет. Однако, чем меньше воды используется в бетонной смеси, тем прочнее будет конечный кусок бетона.

Перед определением воды, необходимой для бетонной смеси, необходимо рассчитать сухую смесь, потому что вес воды, добавляемой в сухую смесь, рассчитывается по весу цемента в смеси. Этот важный параметр называется соотношением вода/цемент или «вода/цемент».

Цемент гидратируется в соотношении 1 к 0,22, поэтому на каждые 100 г цемента, используемого в смеси, для гидратации цемента требуется 22 мл воды. Однако было бы трудно эффективно отливать объекты с таким небольшим количеством воды, потому что бетон не был бы очень жидким.

Для того, чтобы добиться удобоукладываемости для литья, более типичное соотношение вода/цемент, используемое для литья бетона, составляет 1:0,5+ (100 г цемента : 50 мл+ воды).

Это соотношение может меняться в зависимости от множества факторов, включая использование вибрации или добавление химических добавок, таких как суперпластификаторы (см. блог, часть 2b). При использовании суперпластификатора можно уменьшить водоцементное соотношение до 1:0,3, то есть на каждые 100 г используемого цемента требуется всего 30 мл воды для смеси. Некоторыми преимуществами такого низкого содержания воды являются более высокая прочность, повышенная удобоукладываемость, меньшее количество пузырьков воздуха на поверхности и отсутствие линий усадки.

Опять же, используемый процесс формования, а также требуемая функция и отделка будут влиять на решение о том, сколько воды использовать в смеси. Хотя существует множество аспектов состава бетонной смеси и процесса отверждения, влияющих на конечные свойства бетона, водоцементное соотношение, вероятно, является наиболее важным.

4. Добавки В настоящее время я чаще всего использую в своих бетонных смесях две добавки: суперпластификаторы и цветные пигменты, о которых я рассказал в своем предыдущем блоге.
Пластификатор обычно поставляется в жидкой форме, а пигмент в виде порошка, а количества, используемые в бетонной смеси, рассчитываются по отношению к количеству используемого цемента.

Рекомендуется до 1% суперпластификатора, что означает до 1 мл на каждые 100 г цемента в бетонной смеси.

Рекомендуется от 0 до 10% цветного пигмента, в результате чего на каждые 100 г бетонной смеси приходится 0-10 г пигмента. Цветной пигмент отмеряется и смешивается с цементом перед смешиванием с заполнителями.

5. Экспериментируйте и играйте! Советую провести несколько тестов, меняя ингредиенты и соотношения, чтобы ознакомиться с материалом. Я провел серию тестов в маленьких деревянных ящиках, перевязанных веревкой, которые я мог использовать снова и снова. Коробки представляли собой куски МДФ размером 10 x 10 см, покрытые шеллаком/пуговицами для герметизации поверхности. Также можно использовать древесину с меламиновым покрытием, пластиковые контейнеры или картонные коробки из-под йогурта.

Можно провести серию небольших испытаний массой 400 г с использованием следующих соотношений, а результаты следует записать и сфотографировать.

1:1 200 г : 200 г 1:2 133g : 266g : 266g 1:3 100 г : 300 г 1:4 80 г : 320 г 1:5 66 г : 333 г

Для простоты сначала используйте отдельные агрегаты в каждом тесте, чтобы увидеть разницу между ними. 1:1 200 г цемента : 200 г мелкозернистого песка 200 г цемента : 200 г серебряного песка 0003

1:2 133 г цемента: 266 г мелкозернистого песка 133 г цемента : 266 г серебряного песка 133 г цемента: 266 г каменной пыли

1:3 100 г цемента: 300 г мелкозернистого песка 100G Цемент: 300 г серебряного песка 100G Цемент: 300G Каменная пыль 1: 4, 1: 5, 1: 6 и т. Д.

Тогда можно сделать тесты. увидеть различные эффекты достижимы. 1:1 200 г цемента: 100 г острого песка + 100 г серебряного песка 200 г цемента: 100 г каменной пыли + 100 г мелкозернистого песка 3g серебряный песок 133 г цемента : 133 г серебряного песка + 133 г каменной пыли 133 г цемента: 133 г каменной пыли + 133 г мелкого песка

1:3 100 г цемента: 150 г острого песка + 150 г серебряного песка 150 г каменной пыли 100 г цемента: 150 г каменной пыли + 150 г мелкого песка 1:4, 1:5, 1 :6 и т. д.

Дальнейшие испытания можно провести с использованием 3+ заполнителей и путем дальнейшего изменения соотношения между заполнителями, чтобы увидеть различные эффекты. Возможности и тесты, которые можно провести, безграничны, и у этого материала есть большой потенциал. Наслаждайтесь экспериментами, делайте заметки и маркируйте свои конкретные тесты!

Нравится:

Нравится Загрузка…

Влияние водоцементного отношения на пористую структуру и прочность пенобетона

На этой странице плотности (400 , 500, 600, 700 и 800 кг/м ³ ) готовили из обычного портландцемента (P.O.42.5R) и пенообразователя на основе растительного белка путем регулирования водоцементного отношения методом физического вспенивания. Характеристики принятого цементного теста, а также структура и распределение воздушных пор были охарактеризованы с помощью реометра, сканирующего электронного микроскопа, прибора для вакуумного водонасыщения и программного обеспечения для анализа изображений. Обсуждено влияние водоцементного отношения на относительную вязкость цементного теста, а также на пористую структуру и прочность затвердевшего пенобетона. Результаты показали, что водоцементное отношение может влиять на размер, распределение и связность пор в пенобетоне. Прочность пенобетона на сжатие имеет инвертированный V-образный закон изменения с увеличением водоцементного отношения.

1. Введение

Пенобетон широко используется в кровельных материалах, стеновых материалах, звукопоглощающих материалах, подземной обратной засыпке и других применениях благодаря характерному легкому весу материала, хорошей теплоизоляции, отличным сейсмическим характеристикам, а также низкому уровню шума и загрязнения [1]. В настоящее время смежные исследования сосредоточены в основном на влиянии добавки на эксплуатационные характеристики пенобетона [2–5], а также взаимосвязи пористости структуры и абсолютной плотности пенобетона в сухом состоянии с прочностью материала, теплопроводностью и звукопоглощением. . Важным фактором, влияющим на характеристики пенобетона, является водоцементное отношение [6–11]. Существующие исследования влияния водоцементного отношения на пористую структуру и характеристики пенобетона в основном делают упор на высокопористый пенобетон (пористость > 85%) [12–14]. Напротив, в нескольких исследованиях обсуждалось влияние водоцементного отношения на пористую структуру и характеристики обычного пенобетона (пористость <85%) [15]. Цзян и др. В работе [13] исследовано влияние водоцементного отношения на структуру пор высокопористого пенобетона. Ученые обнаружили, что при соотношении в/ц < 0,8 поры были маленькими, неправильной формы и сильно связанными. При соотношении в/ц > 0,8 поры были округлыми и расширенными, что сопровождалось расширением диапазона распределения пор по диаметру. Кремер и др. [16, 17] исследовали образование поровых оболочек в пенобетоне и механизм усиления поровых оболочек вулканическим пеплом. Она обнаружила, что добавление вулканического пепла при приготовлении пенобетона может повысить прочность пенобетона. Лей и др. [18] изучали физико-химические свойства поровых оболочек в цементном тесте и обнаружили, что воздухововлекающие агенты могут в определенной степени влиять на поровые оболочки. Чен и др. [3] приготовлен пенобетон с использованием летучей золы в циркулирующем псевдоожиженном слое. Группа обнаружила, что пузырьки в цементном тесте высокой консистенции легко разрушаются при перемешивании, и при этом увеличивается плотность соответствующего бетона. Консистенцию пасты можно регулировать, добавляя разбавитель воды. Между тем, Хилал и соавт. [19, 20] проанализирована взаимосвязь между пузырьками в естественном и напряженном состояниях при коагуляции пенобетона и порами в затвердевшем пенобетоне. Ученые обнаружили, что пузырьки объединяются во время перемешивания и коагуляции пенобетона, тем самым расширяя распределение пор по диаметру пенобетона и снижая прочность пенобетона. Ян и Ли [21] изучали влияние соотношения воды и вяжущего вещества и содержания летучей золы на характеристики пенобетона. Ученые сообщили, что с увеличением водовяжущего отношения количество микрокапилляров уменьшалось, тогда как количество макрокапилляров и искусственных пор увеличивалось. Такое явление привело к более высокой пористости и более низкой прочности полученного пенобетона. Вэй и др. [22] исследовали поведение пенобетона при коагуляции и твердении и обнаружили, что сокращение времени коагуляции за счет ускорения гидратации может эффективно повысить стабильность пенобетона.

Хотя в этих работах проанализировано множество факторов, влияющих на пористую структуру обычного пенобетона и влияние водоцементного отношения на пенобетон с высокой пористостью, ни в одной из них не исследовалось влияние водоцементного отношения на пористую структуру обычного пенобетона. В этой статье мы обсудили влияние водоцементного соотношения на текучесть цементного теста, пористую структуру и прочность пенобетона. Результаты могут служить ориентиром для приготовления легкого высокопрочного пенобетона.

2. Экспериментальный

2.1. Материалы

В качестве цемента использовали цемент P.O.42.5R производства Sichuan Deyang Lisen Cement Co., Ltd. Физические свойства и химический состав цемента показаны в таблицах 1 и 2 соответственно. Между тем, в качестве пенообразователя использовался пенообразователь на основе растительного белка, производимый Sichuan Xinhan Corrosion Protection Engineering Co. , Ltd.

2.2. Подготовка

В соответствии с таблицей 3 цемент и вода были залиты в 15 дм ^{3 9Смеситель горизонтального типа 0015 (GH-15, Beijing Guanggui Jingyan Foamed Concrete Science & Technology Co., Ltd.) и смешивали со скоростью 40 об/мин в течение 120 с при 25°C для получения пасты. При этом пенообразователь разбавляли водой в пропорции 1 : 15. Далее в пенобетономешалка впрыскивали белковую пену, полученную пеногенератором (ZK-FP-20, Beijing Zhongke Zhucheng Building Materials Co., Ltd.). и перемешивали в течение 120 с. Далее пенобетон заливали в форму и выдерживали в статике 24 часа. После распалубки пенобетон подвергался стандартному уходу (°C; RH > 95%) на 28 дней.}

2.3. Метод испытаний

Относительную вязкость определяли с использованием ротационного вискозиметра (NXS-11A, Chengdu Instrument Factory, Китай). Микроструктуру образцов определяли с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ; Hitachi JSM-7500F). Далее проводилась черно-белая бинаризация изображений. Наконец, параметры структуры пор (например, диаметр и распределение пор) были получены непосредственно с помощью программного обеспечения для анализа изображений Image-Pro Plus 6.0 (запускается «Count/siz» в меню «Измерение» в Windows).

Испытания пенобетона на объемную плотность и прочность на сжатие в соответствии с китайским стандартом для пенобетона (JG/T 266-2011). Прочность образцов на сжатие измеряли на полностью автоматической машине для испытаний на постоянное напряжение (JYE-300A, Beijing Jiwei Testing Instrument Co., Ltd., Китай) при скорости нагружения 200 Н/с. Истинная плотность () образцов была проверена в соответствии со стандартом Метода измерения плотности цемента (GB/T 208-2014). Абсолютная сухая объемная плотность образцов была обозначена как . Затем определяли пористость образцов по следующей формуле: где — пористость образцов (%), — истинная плотность образцов (кг/м ³ ), а – объемная плотность образцов (кг/м ³ ).

Проведена оценка открытой пористости пенобетона. Принцип испытаний заключался в том, что вода вдавливалась в открытые поры внутри пенобетона с помощью отрицательного давления. Открытые поры были заполнены водой, а объем поглощенной воды соответствует объему открытых пор. В тесте использовался интеллектуальный прибор для вакуумного водонасыщения бетона (SW-6, Beijing Shengshi Weiye Science & Technology Co., Ltd.). После размещения образцов воздушный кран вакуумной камеры открывался до тех пор, пока вакуум не достигал значения ниже -0,08 МПа. Затем это отрицательное давление поддерживалось в течение 3 часов, после чего вводилась вода. Затем мы применили вакуум еще на 2 часа, а затем позволили вакуумной камере восстановиться до нормального давления. Пенобетон был удален и взвешен через 22 часа. Открытая пористость () и закрытая пористость () были рассчитаны с использованием (1), (2) и (3).

образцов рассчитывали как где — масса сухого материала (кг), — масса материала в водонасыщенном состоянии (кг), — плотность воды (кг/м ³ ), — естественный объем материал.

При этом образцы были определены следующим образом:

3. Результаты и обсуждение

3.1. Влияние водоцементного соотношения на реологические свойства цементного теста

Плотность пенобетона в основном регулируется дозировкой пены; следовательно, цементные пасты с одинаковыми водоцементными отношениями обладают постоянными реологическими свойствами. В этом эксперименте были оценены реологические свойства цементных паст с различным соотношением В/Ц (0,40, 0,45, 0,50, 0,55 и 0,60), которые были использованы для интерпретации влияния сохранения пузырьков в цементных пастах на пористую структуру. затвердевший пенобетон. Цементная паста представляет собой разновидность неньютоновской жидкости, и ее относительная вязкость равна напряжению сдвига/скорости сдвига: где относительная вязкость, напряжение сдвига и скорость сдвига.

Влияние в/ц соотношения на реологические свойства цементного теста показано на рис. 1. Из (4) мы рассчитали, что относительная вязкость цементных паст с В/Ц отношением 0,40, 0,45, 0,50, 0,55 и 0,60 составляли 0,4075, 0,2737, 0,0594, 0,0255 и 0,0159 Па·с, что свидетельствует о постепенном снижении относительной вязкости цементного теста с увеличением водоцементного отношения. Этот результат достигается тем, что водяная пленка на поверхности частиц цемента утолщается с увеличением водоцементного отношения, что снижает относительную вязкость цементного теста [23].

3.2. Влияние водоцементного отношения на пористую структуру пенобетона

На рисунках 2 и 3 показаны СЭМ-изображения образцов пенобетона массой 500 и 800 кг/м ³ с различным водоцементным соотношением. () Пенобетон с меньшим водоцементным отношением показал большее количество связанных пор. Этот результат может быть связан с представлением о том, что меньшее водоцементное отношение приведет к увеличению доли мелких пор в пенобетоне и большей площади поверхности, что в конечном итоге приведет к более тонким стенкам пор и большему количеству связанных пор [24]. () Пенобетон с меньшей плотностью в сухом состоянии показал больше связанных пор, потому что более высокие пропорции пузырьков будут включать меньшую долю пасты и более слабое сопротивление пузырьковому соединению [25].

Численные значения пористости образцов, рассчитанные программой Image-Pro Plus 6.0 в соответствии с рисунками 2 и 3, приведены в табл. 4. С увеличением водоцементного отношения средний диаметр пор пенопласта бетон постепенно увеличивался, а поры становились более округлыми (табл. 4). Этот вывод может быть связан с постепенным снижением относительной вязкости цементного теста по мере увеличения отношения вода/цемент, что ослабляет способность цементного теста удерживать пузырьки. Мелкие пузырьки в пасте легко объединялись и расширялись в процессе перемешивания [14]. Между тем, сила трения в пасте уменьшилась, что сделало пузырьки все более круглыми. Кроме того, более высокая сухая плотность пенобетона привела к уменьшению среднего диаметра пор и сделала поры более круглыми. Более высокая доля пасты привела бы к уменьшению доли пузырьков, что затруднило бы объединение и расширение пузырьков.

Влияние водоцементного отношения на распределение пор по диаметру пенобетона ³ плотностью 500 кг/м показано на рис. 4(а). Мелкие поры (<100 мкм мкм) в образцах 500-0,40, 500-0,45, 500-0,50, 500-0,55 и 500-0,60 составили 23,97, 21,82, 20,51, 16,0 и 11,91 %. соответственно объема. Напротив, большие поры (> 400 мкм мкм) занимали 10,74%, 10,00%, 7,69%, 12,0% и 15,48% соответственно. Соотношение пор (100~400 µ мкм), определяющее прочность пенобетона, составило 65,29%, 68,18%, 71,79%, 72,00% и 72,62% соответственно. Результаты показали, что большинство диаметров пор в образцах пенобетона находится в диапазоне от 0 до 400 мкм мкм. С увеличением водоцементного отношения доля мелких пор (<100 мкм мкм) снижалась. При этом доля пор, определяющих прочность пенобетона (100–400 μ мкм), изменилась незначительно, тогда как доля крупных пор (>400 μ мкм) была крайне мала.

Влияние водоцементного отношения на распределение пор по диаметру 800 кг/м 9Пенобетон марки 0014 3 показан на рис. 4(б). Мелкие поры (<100 мкм мкм) в образцах 800-0,40, 800-0,45, 800-0,50, 800-0,55 и 800-0,60 составляли 23,81, 19,15, 17,86, 11,76 и 8,45 %. соответственно от объема бетона. Напротив, большие поры (> 400 мкм мкм) занимали 7,77%, 9,64%, 3,57%, 10,59% и 14,08% соответственно. Доля пор (100–400 мкм мкм), определяющая прочность пенобетона, составила 68,42 %, 71,21 %, 78,57 %, 77,65 % и 77,46 %. Диапазон распределения пор по диаметру в пределах 800 кг/м 9Пенобетон марки 0014 3 уже, чем пенобетон марки ³ плотностью 500 кг/м (рис. 4). Кроме того, наблюдались более низкие доли мелких и крупных пор. Эти результаты показывают, что характеристики пенобетона 800 кг/м ³ не улучшают его прочность по сравнению с пенобетоном 500 кг/м ³.

Влияние водоцементного отношения на пористость пенобетона ³ плотностью 500 кг/м показано на рис. 5(а). Открытая пористость образцов 500-0,40, 500-0,45, 500-0,50, 500-0,55 и 500-0,60 уменьшилась с 490,35% до 43,70% постепенно, тогда как закрытая пористость увеличилась с 28,90% до 34,36%. Этот вывод можно объяснить следующими причинами. С одной стороны, относительная вязкость уменьшилась, и увеличилось количество пузырьков в сочетании с увеличением водоцементного отношения пенобетона, что уменьшило общую площадь поверхности пузырьков. Цементная паста на поверхности пузырьков увеличилась, а стенка пор соответственно утолщена, что проявляется уменьшением открытой пористости и увеличением закрытой пористости. С другой стороны, при гидратации цемента происходило обогащение ионами; растворимости различных ингредиентов и скорости миграции ионов значительно отличались друг от друга. Как правило, большая часть Ca ²⁺ , , и Al ³⁺ вошли в раствор и осаждались вокруг пузырьков. Более высокое соотношение В/Ц создавало условия для миграции Ca ²⁺ , , и Al ³⁺ [26]. Следовательно, гидроксид кальция и эттрингит обогащались на поверхности пузырьков и образовывали оболочки пор. Толщина поровых оболочек положительно коррелирует с водоцементным отношением [27]; следовательно, открытая пористость значительно уменьшилась, тогда как закрытая пористость существенно увеличилась.

Влияние водоцементного отношения на пористость пенобетона 800 кг/м ³ показано на рисунке 5(b). Открытая пористость образцов 800-0,40, 800-0,45, 800-0,50, 800-0,55 и 800-0,60 постепенно уменьшалась с 40,15 до 39,70 %, тогда как закрытая пористость увеличивалась с 22,92 до 24,08 %. Однако изменение не было таким отчетливым, как у пенобетона 500 кг/м ³. Этот результат связан с более толстыми стенками пор и меньшим количеством открытых пор в пенобетоне 800 кг/м ³, чем в 500 кг/м ³ образец. Следовательно, стенки пор могут утолщаться с увеличением отношения вода/цемент. С увеличением В/Ц отношения происходит испарение свободной воды и увеличение количества капилляров [28], в результате чего в пенобетоне 800 кг/м ³ капилляров больше, чем в 500 кг /м ³ образец , постепенно уменьшая открытую пористость и постепенно увеличивая закрытую пористость.

3.3. Влияние структуры пор на механические свойства пенобетона

Подгоночные соотношения между измеренной 28-дневной прочностью и сухой плотностью пенобетона показаны на рисунке 6. Степенные экспоненциальные зависимости между 28-дневной прочностью и сухой плотностью варьировались в зависимости от водоцементного отношения (0,4, 0,45, 0,5, 0,55). , и 0,6).

Влияние водоцементного отношения на прочность пенобетона показано на рис. 7. С увеличением водоцементного отношения прочность пенобетона на сжатие сначала увеличивается, а затем снижается. Этот результат был достигнут, потому что, с одной стороны, когда водоцементное отношение было меньше оптимального соотношения, меньшее водоцементное отношение приводило к увеличению доли мелких тонкостенных, связанных и нерегулярных пор. Прочность пенобетона снижалась при концентрации напряжений от внешних сил. С другой стороны, соотношение вода/цемент, превышающее оптимальный уровень, приводило к более слабой способности пасты удерживать пузырьки. Кроме того, пузырьки в пасте легко объединялись во время перемешивания, что приводило к уменьшению пор, увеличению диаметра пор и неравномерному распределению пор. Это явление вызовет концентрацию напряжений, а избыточная свободная вода будет образовывать капиллярные каналы после реакции гидратации вяжущих материалов или испарения, сводя на нет плотность стенок пор и, следовательно, снижая прочность пенобетона.

Более низкая плотность пенобетона в сухом состоянии обеспечивает более высокое оптимальное водоцементное отношение (рис. 7). Этот вывод можно объяснить тем, что более низкая плотность пенобетона в сухом состоянии сопровождалась более широким диапазоном распределения пор и более высокой долей мелких и крупных пор. Маленькие и большие поры могут создавать дефекты, вызывая концентрацию напряжений. Дефекты, вносимые мелкими порами, такие как соединенные поры и поры неправильной формы, приводят к более серьезным концентрациям напряжений. Увеличение соотношения вода/цемент может эффективно уменьшить долю мелких пор, что позволит снизить концентрацию напряжений, вызванную открытыми, связанными и нерегулярными порами. Оптимальные в/ц соотношения заготовок 400, 500, 600, 700 и 800 кг/м ³ были 0,62, 0,59, 0,57, 0,55 и 0,53. Величины осадки цементных масс составили 215, 208, 204, 200 и 198 мм соответственно. Мы отметили линейную зависимость между плотностью в сухом состоянии и оптимальным водоцементным отношением, выраженную как , где .

4. Выводы

(1) При одинаковой плотности пенобетона более высокое водоцементное отношение приведет к более низкой относительной вязкости и меньшей способности удерживать пузырьки в цементном тесте. Более того, пузыри легче объединяются в более крупные. Доля мелких пор уменьшается, средний диаметр пор увеличивается, а поры становятся все более округлыми. (2) При одинаковом водо-цементном соотношении пенобетона более низкая плотность в сухом состоянии расширила бы диапазон распределения пор по диаметру и увеличила бы доли мелких и большие поры. (3) Водоцементное отношение влияет на размер, форму, распределение и связность пор в пенобетоне. Экспоненциальная зависимость мощности между 28-дневной прочностью и плотностью пенобетона в сухом состоянии варьируется в зависимости от различных водоцементных отношений. (4) Существует линейная зависимость между сухой плотностью и оптимальным водоцементным отношением, выраженная как , где . Оптимальные в/ц соотношения заготовок 400, 500, 600, 700 и 800 кг/м ³ составляли 0,62, 0,59, 0,57, 0,55 и 0,53 соответственно.

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Благодарности

Авторы хотели бы выразить благодарность Национальному фонду естественных наук Китая (№ 51372199) за поддержку.

Ссылки

Ю. Х. Мугахед Амран, Н. Фарзадния и А. А. Абанг Али, «Свойства и применение пенобетона; обзор», Строительство и строительные материалы , vol. 101, стр. 990–1005, 2015.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
П. Чиндапрасирт и У. Раттанасак, «Усадочное поведение легкого конструкционного пенобетона, содержащего гликолевые соединения и летучую золу», Materials and Design , vol. 32, нет. 2, стр. 723–727, 2011.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
X. Chen, Y. Yan, Y. Liu, Z. Hu, «Использование летучей золы в циркулирующем псевдоожиженном слое для приготовления пенобетона», Строительство и строительные материалы , vol. 54, стр. 137–146, 2014.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
K. Jitchaiyaphum, T. Sinsiri, and P. Chindaprasirt, «Ячеистый легкий бетон, содержащий пуццолановые материалы», Procedia Engineering , vol. 14, нет. 11, стр. 1157–1164, 2011.
Посмотреть по адресу:
Google Scholar
Ж.-Ю. Ван, М.-Х. Чжан, В. Ли, К.-С. Чиа и Р. Дж. Лью, «Стабильность ценосфер в легких цементных композитах с точки зрения щелочно-кремнеземной реакции», Исследование цемента и бетона , том. 42, нет. 5, стр. 721–727, 2012 г.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
C. Hu, H. Li, Z. Liu и Q. Wang, «Исследование свойств пенобетона, армированного небольшими полыми глазурованными шариками», Advances in Materials Science and Engineering , vol. 2016 г., идентификатор статьи 5820870, 8 страниц, 2016 г.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
А. А. Саяди, Дж. В. Тапиа, Т. Р. Нейцерт и Г. К. Клифтон, «Влияние частиц пенополистирола (EPS) на огнестойкость, теплопроводность и прочность на сжатие пенобетона», Строительство и строительные материалы , вып. 112, стр. 716–724, 2016.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Лю М.Ю., Аленгарам У.Дж., Джумаат М.З., Мо К.Х., «Оценка теплопроводности, механических и транспортных свойств пеногеополимерного бетона с легким заполнителем», Energy & Buildings , vol. 72, стр. 238–245, 2014.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Академия Google
U. Johnson Alengaram, B.A. Al Muhit, M.Z. bin Jumaat и M.L.Y. Jing, «Сравнение теплопроводности пенобетона из скорлупы масличной пальмы с обычными материалами», Materials & Design , vol. 51, стр. 522–529, 2013 г.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Zhang Zhang, JL Provis, A. Reid, and H. Wang, «Механические, теплоизоляционные, термостойкие и звукопоглощающие свойства геополимерного пенобетона», Цементные и бетонные композиты , vol. 62, стр. 97–105, 2015.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
С. Вэй, К. Ицян, З. Юньшэн и М. Р. Джонс, «Характеристика и моделирование микроструктуры и тепловых свойств пенобетона», Строительство и строительные материалы , том. 47, нет. 10, стр. 1278–1291, 2013.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Г.-К. Санг, Ю.-Ю. Чжу, Г. Ян и Х.-Б. Чжуан, «Влияние водоцементного отношения на свойства легкого пеноматериала на основе цемента», Журнал материаловедения и инженерии , том. 33, нет. 3, pp. 339–342, 2015.
Просмотр по адресу:
Google Scholar
J. Jiang, Z. Lu, Y. Niu, J. Li, and Y. Zhang, «Study on the prepare and свойства высокопористых пенобетонов на основе обычного портландцемента», Materials & Design , vol. 92, стр. 949–959, 2016.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Г. Санг, Ю. Чжу, Г. Ян и Х. Чжан, «Приготовление и определение характеристик высокопористого пеноматериала на основе цемента», Строительство и строительные материалы , vol. 91, стр. 133–137, 2015.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Т.-Х. Ви, С. Б. Данети и Т. Тамилсельван, «Влияние соотношения в/ц на систему воздушных пустот пенобетона и их влияние на механические свойства», Magazine of Concrete Research , vol. 63, нет. 8, стр. 583–595, 2011.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
К. Кремер, М. Шауэрте, Т. Л. Ковальд и Р. Х. Ф. Треттин, «Трехфазные пены для пенобетона», Характеристика материалов , том. 102, стр. 173–179, 2015.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
C. Krämer, T.L. Kowald, and RHF Trettin, «Трехфазные пены, отвержденные пуццоланом», Cement & Concrete Composites , vol. 62, стр. 44–51, 2015 г.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Лей М. Т., Чанси Р., Юнгер М. К. Г., Фоллиард К. Дж. Физические и химические характеристики оболочки воздухововлекаемых пузырьков в цементном тесте, стр. 9.0168 Исследование цемента и бетона , том. 39, нет. 5, стр. 417–425, 2009 г.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
А. А. Хилал, Н. Х. Том и А. Р. Доусон, «О распределении уносимых пор по размерам в пенобетоне», Construction & Building Materials , vol. 75, стр. 227–233, 2015.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
А. А. Хилал, Н. Х. Том и А. Р. Доусон, «О структуре пустот и прочности пенобетона, изготовленного без/с добавками», Строительство и строительные материалы , vol. 85, стр. 157–164, 2015.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
К. Ян и К. Ли, «Испытания пенобетона, активированного щелочным шлаком, с различными соотношениями влаго-вяжущего и уровнями замещения летучей золы», Journal of Building Construction & Planning Research , vol. 1, нет. 1, стр. 8–14, 2013 г.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Академия Google
С. Вэй, З. Юньшэн и М. Р. Джонс, «Использование метода передачи ультразвуковых волн для изучения характеристик схватывания пенобетона», Construction & Building Materials , vol. 51, нет. 51, pp. 62–74, 2014.
Посмотреть по адресу:
Google Scholar
А. К. Х. Кван, В. В. С. Фунг и Х. Х. К. Вонг, «Толщина водяной пленки, текучесть и реология цементно-песчаного раствора», . in Cement Research , vol. 22, нет. 2010. Т. 1. С. 3–14.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Z. Qian, L. Li, Z. Gao, and F. Hu, «Исследование влияния различных суперпластификаторов на свойства пенобетона», Coal Ash , no. 6, pp. 44–46, 2014.
Посмотреть по адресу:
Google Scholar
М. Чжу, Ф.-Г. Ван, X.-L. Чжан и Ф.-З. Ван, «Исследование взаимосвязи между структурой пор и теплопроводностью вспененного донбетона», Журнал Уханьского технологического университета , том. 35, нет. 3, стр. 20–25, 2013 г.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Л. Ван, Ю. Чен и Г. Ду, «Механизм влияния микроструктуры пенобетона на макроскопические свойства», China Powder Science and Technology , vol. 21, нет. 5, pp. 63–68, 2015.
Просмотр по адресу:
Google Scholar
Ю. Се, Д. Дж. Корр, Ф. Джин, Х. Чжоу, С. П. Шах, (ITZ) модельного каменно-наполненного бетона (RFC)», Цементные и бетонные композиты , vol. 55, стр. 223–231, 2015.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
X. Li, M. Liu, B. Ma, S. Jian, L. Su, and Z. Zhao, «Влияние пористой структуры на пенобетон и метод контроля», Materials Review , vol. . 26, нет. 4, pp. 141–144, 2012.
Посмотреть по адресу:
Google Scholar

Copyright

Copyright © 2016 Zhongwei Liu et al. Эта статья находится в открытом доступе и распространяется в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего цитирования оригинальной работы.