Malzeme biliminin sürekli gelişimi ile betonun uygulama alanları daha geniş ve daha geniş hale geliyor. Betonun hangi alanda kullanıldığı önemli değil, karışım oranı tasarımının anahtarı, betonun işlenebilirliğini, mekanik özelliklerini ve dayanıklılığını hedeflemektir. Tasarım gereksinimlerini karşılamak için uygun hammaddeleri seçin ve oran parametrelerini optimize edin. Bu makale, karışım oranı tasarımının doğal gereksinimlerinden başlar ve betonun tasarımı ve üretimi için pratik rehberlik önemine sahip olan farklı faktörlerin etkisi altında karışım oranı ayarının yönünü araştırır.
Beton Karışım Tasarımı için Teknik Gereksinimler
Betonun karışım oranını tasarlarken, ana hususlar işlenebilirlik, mekanik özellikler ve dayanıklılığın teknik gereksinimlerini karşılamaktır. Üretim ve inşaat aşamasında, beton karışımının işlenebilirliği karşılanmalı ve özellikleri esas olarak akışkanlık, uyum ve su tutma; Beton şekillendirme, kürleme ve daha sonra kullanım aşamalarında, esas olarak betonun mukavemetini ifade eden mekanik özellikler için gereksinimler karşılanmalıdır. Kübik basınç mukavemeti, bükülme mukavemeti ve beton deformasyona direnme yeteneği (esas olarak kimyasal büzülme, karbonasyon büzülmesi, kuru ve ıslak deformasyon, sıcaklık deformasyonu, sürünme, vb.); Daha sonraki kullanım aşamasında, dayanıklılık gereksinimleri de karşılanmalı ve performansı esas olarak anti-geçirgenlik, anti-donma, karbonizasyon, çelik korozyon, korozyon direnci vb.
02 Beton karışım oranını etkileyen faktörlerin analizi ve ayarlanması
Beton hammaddelerin bileşimi ve seçimi, çevre, yapısal parçalar, üretim ve inşaat teknikleri vb.
2.1 Hammadde
Betonun hazırlanması için hammaddeler, betonun çeşitli özelliklerini doğrudan belirler. Örneğin, ana hammadde olan çimentonun gücü, betonun gücünde belirleyici bir rol oynar; Su-çimento oranı, kum oranı, taşların gözenekliliği, katkılar ve katkılar betonun gücünde belirleyici bir rol oynar. Betonun işlenebilirliğinin büyük bir etkisi vardır.
2.1.1 Hammaddelerin betonun işlenebilirliği üzerindeki etkisi
Su-çimento oranı: su-çimento oranının boyutu beton karışımının akışkanlığını etkiler: su-çimento oranı ne kadar büyük olursa, akışkanlık o kadar iyi ve çökme o kadar büyük olur. Bununla birlikte, su-çimento oranı çok büyükse, karışımın tabakalaşmasına ve ayrılmasına neden olmak kolaydır. ; Su-çimento oranı ne kadar küçük olursa, akışkanlık o kadar kötü olur. Su-çimento oranı çok küçükse, betonun titreşmesi ve kompakt olması zor olacaktır. Karışım oranını tasarlarken, çimento tüketimini azaltmak ve maliyetlerden tasarruf etmek için su-çimento oranı mümkün olduğunca azaltılmalıdır. Gerekli çöküşü elde etmek için su indirgeme maddesi eklenebilir.
Kum oranı:Kum hızı çok yüksekse, betonun akışkanlığı azalacak ve çöküş küçülür; Kum hızı çok küçükse, betonun kohezyonu ve su tutulması zayıf hale gelecektir ve kanama, ayrışma ve bulamaç kolayca meydana gelir. Karışım oranını tasarlarken, taşlar arasındaki boşlukları doldurabilen ve belirli bir kenar boşluğuna sahip bir kum oranı seçilmelidir.
Toplam: .Agrega seçimi betonun işlenebilirliği üzerinde daha büyük bir etkiye sahiptir. Toplam agrega miktarı değişmeden kaldığında, çakıl taşları ve nehir kumu ile karıştırılmış beton daha iyi işlenebilirliğe sahipken, çakıl ve makine yapımı kum kullanılır. Karışık betonun işlenebilirliği nispeten zayıftır; Seçilen agregatların incelik modülü çok büyük veya çok küçüktür, bu da beton karışımının zayıf akışkanlığına yol açacaktır. Karışım oranını tasarlarken, büyük bir incelik modülü zayıf akışkanlık ile sonuçlanırsa, kum hızı uygun şekilde arttırılabilir veya işlenebilirliği artırmak için çimento dozu arttırılabilir; İnce modül çok küçükse, kum hızı azaltılabilir ve ayarlama için su tüketimi artırılabilir.
Katkılar:Uçucu kül ve mineral tozu gibi katkılar çimentonun bir kısmının yerini alabilir. Bir yandan, çimento miktarını azaltabilir ve maliyetleri azaltabilirler. Öte yandan, betonun işlenebilirliğini artırabilirler. Büyük hacimli beton ve yüksek sıcaklıklı yapı betonu için, betonun işlenebilirliğini ayarlamak için uçucu kül ve mineral tozu gibi katkılar eklenebilir.
Katkılar:Katılımlar betonun işlenebilirliğini artırabilir. Örneğin, su azaltıcı ajanlar, karıştırma su miktarını azaltmadan karışımın akışkanlığını önemli ölçüde iyileştirebilir. Su azaltıcı ajanlar ne kadar çok eklenirse, betonun akışkanlığı o kadar büyük olur; Pompalama maddeleri beton pompalama performansını artırmak için kullanılabilir.
2.1.2 Hammaddelerin betonun mekanik özellikleri üzerindeki etkisi
Çimento Mukavemeti: Çimento mukavemeti seviyesi ne kadar yüksek olursa, hazırlanan betonun mukavemeti o kadar yüksek olur; Aynı çimento mukavemeti seviyesi ile hazırlanan beton için çimento dozu ne kadar büyük olursa, güç o kadar yüksek olur.
Su-çimento oranı: Su-çimento oranı çok büyükse, beton karışımında ve büyük mesafelerde birkaç çimento parçacığı olacaktır, bu da parçacıklar arasında boşluklara neden olur, bu da betonun düşük mukavemetine ve daha sonraki dönemde büyük deformasyona yol açar; Su-çimento oranı küçülür, çimento parçacıkları arasındaki mesafe küçük olacaktır ve boşluklar yoğun bir şekilde doldurulursa, betonun mukavemeti nispeten yüksek olacaktır.
Kum hızı: Betonun basınç mukavemeti, kum hızının artmasıyla hafifçe değişir.
Agrega: Agrega esas olarak beton yapılarda yüklerin iletilmesinde rol oynar. Agrega seçimi betonun mukavemetini ve elastik modülünü iyileştirebilir ve yükün neden olduğu deformasyonu azaltabilir, böylece betonun anti-deformasyon yeteneğini arttırabilir ve dayanıklılığı artırabilir. seks.
Katılımlar: Uçucu kül, mineral tozu ve diğer katkılar eklemek betonun hidrasyon hızını yavaşlatacak ve betonun erken mukavemetini azaltacaktır. Bununla birlikte, katkıdaki aktif bileşenler betonun daha sonraki gücünü destekleyebilir. Daha sonra güç gelişimi ve dayanıklılığına elverişli.
Katılımlar: Katkı maddelerinin kullanımı betonun gücünü ayarlayabilir. Örneğin, betona erken mukavemetli katkı maddeleri eklemek, betonun sertleşmesini hızlandırabilir ve erken mukavemeti hızla artırabilir, böylece acil onarım projelerinde kullanılabilir. Betona bir geciktirici eklemek, betonun hidrasyon hızını geciktirebilir ve iç ve dış arasındaki büyük sıcaklık farkının neden olduğu betonun sonraki aşamasında düşük mukavemetli ve çatlaklar fenomeninden kaçınabilir. Esas olarak yüksek sıcaklık mevsimlerinde beton, büyük hacimli beton, pompalama ve uzun mesafeli taşıma için kullanılır. Beton. Su azaltıcı katkılar, çimento miktarını azaltmadan suyun azaltarak betonun mukavemetini artırabilir.
2.1.3 Hammaddelerin betonun dayanıklılığı üzerindeki etkisi
Su-çimento oranı: Su-çimento oranı ne kadar büyük olursa, çimento dozu ne kadar küçük olursa, betonun hidrasyon işlemi sırasında o kadar az üretilir, difüzyon direnci ve karbonizasyon hızı o kadar hızlı olur. Aynı zamanda, betonun iç gözeneklerinin toplam hacmi ve gözenek çapı büyür ve daha da büyür, donma ve çözülme işlemi sırasında üretilen buz genişleme basıncı ve sızıntı basıncı büyür ve geçirimsizlik ve don direnci daha da kötüleşir; Tersine, su-çimento oranı azalır ve beton yoğunlaşır. Güç arttırılır, gözeneklilik azalır, karbonizasyon hızı daha yavaştır ve don direnci ve geçirimsizliği daha iyidir.
Kum hızı: Uygun bir kum hızı titreşimi ve sıkıştırmayı kolaylaştırır. Sadece betonun kompaktlığını ve geçirimsizliğini arttırmakla kalmaz, aynı zamanda dış aşındırıcı ortamın yıkıcı etkisine direnci geliştirir, erozyon derecesini azaltır ve erozyon oranını geciktirir.
Agrega: Betonun ayarı ve sertleştirme işlemi sırasında, kaba agreganın büzülme değeri, betonun büzülmesini bir dereceye kadar sınırlayabilen çimento bulamacından çok daha küçüktür. Kaba agrega iyi bir yüzey yapısına sahiptir ve agrega ve bulamaç arasındaki arayüzün yoğunluğunu etkili bir şekilde iyileştirebilen ve dayanıklılığı artırabilen harç matrisi ile bağlanması kolaydır.
Katılım: Uçucu külün dahil edilmesi, betonun hidratlı kalsiyum silikat üretmek, beton içindeki boşlukları doldurmak ve betonun geçirimsizliğini iyileştirmek için ikincil bir hidrasyon reaksiyonuna girmesine neden olabilir.
Katılımlar: Betona su azaltıcı katkılar eklemek, betonun dayanıklılığını önemli ölçüde artırabilir. Havadan kaynaklanan ajanların dahil edilmesi, betonun don direncini ve geçirimsizliğini artırabilen çok sayıda kararlı ve kapalı mikro börüle eşit olarak tanıtabilir. Aynı zamanda, hava içeriğini arttırır ve betonun çatlak direncini geliştirir.
2.2 Betonun bulunduğu ortam
Betonun bulunduğu ortam esas olarak sıcaklığın (yüksek sıcaklık, yüksek soğuk, donma ve çözülme, vb.) Etkisini, nemin etkisini ve tuz-alkali korozyonunu ifade eder. Bu çevresel faktörler, betonun gücünü ve karbonizasyon, çatlak direnci ve çelik çubuk korozyonu gibi dayanıklılık göstergelerini doğrudan etkiler.
2.2.1 Çevre betonunun işlenebilirlik üzerindeki etkisi
Sıcaklık ve bağıl nem, beton karışımlarının işlenebilirliği üzerinde bir etkiye sahiptir. Sıcaklık yüksek olduğunda, betondaki su karıştırma işlemi sırasında hızlı bir şekilde buharlaşır, bu da akışkanlığın azalmasına, azalmaya ve betonun zayıf işlenebilirliğine yol açacaktır. Su-çimento oranı buna göre artırılmalıdır.
2.2.2 Çevrenin betonun mekanik özellikleri üzerindeki etkisi
Sıcaklık ne kadar yüksek olursa ve rüzgar hızı ne kadar yüksek olursa, betondaki suyun buharlaşma oranı o kadar artar, bu da betonun erken mukavemetini hızlandırabilir, böylece daha sonraki mukavemette bir azalmaya yol açar. Aynı zamanda, betonun büzülmesine, deforme olmasına ve çatlamasına neden olur. Karışım oranını tasarlarken, birim hacim başına su tüketimi uygun şekilde artırılabilir. Yüksek soğuk ve donma-çözülme ortamlarında, sıcaklık düşüktür ve hidrasyon hızı yavaştır, bu da erken mukavemeti ve daha sonra betonun don direncini ve çatlak direncini doğrudan etkiler. Betonun mekanik özelliklerini sağlamak için betonun daha düşük bir su çimento oranına sahip olması gerekir. Daha sonra sertleşmenin azaltılabilmesi için betonun erken sertleşmesinden hidrasyon ısısını sınırlamak için betona uygun miktarda uçucu kül katkısı ve su azaltıcı ajanlar eklenmelidir. Büzülme ve deformasyon.
2.2.3 Çevrenin beton dayanıklılığı üzerindeki etkisi
Yüksek sıcaklıklar, betondaki serbest suyun hızlı bir şekilde buharlaşmasına ve betonun hızlı bir şekilde katılaşmasına neden olur, bu da beton ve çatlakların büyük plastik büzülmesine neden olur, özellikle de takviyeli beton yapılarda, çelik çubukların korozyonuna neden olur. Beton karışım oranını tasarlarken, mukavemet sağlamaya dayanarak, su-çimento oranı uygun şekilde artırılabilir ve hidrasyon oranını yavaşlatmak için bir geciktirici eklenebilir. Yüksek soğuk alanlarda, özellikle su teması olan donma ortamlarında, su-çimento oranını azaltmak, betonun içindeki kılcal gözenekleri ve kabarcıkları daha küçük hale getirebilir, betonun don direncini büyük ölçüde iyileştirebilir.
Nem ve salin-alkali korozif ortamlar betonun çatlamasına neden olur. Karışım oranını tasarlarken, mineral katkılar eklemek betonun gözenek yapısını iyileştirebilir, betonun sülfat korozyonuna karşı direncini önemli ölçüde artırabilir ve böylece betonun dayanıklılığını artırabilir. Aynı zamanda, beton yapının sonraki aşamalarında çelik çubukların paslanmasını önlemek için pas inhibitörleri uygun şekilde eklenebilir.
2.3 Yapısal Parçalar
Beton projelerin farklı yapısal kısımları, betonun işlenebilirliği, gücü ve dayanıklılığı için farklı gereksinimlere sahip farklı özelliklere sahiptir. Karışım oranını tasarlarken, farklı yapısal parçaların özelliklerine göre ayarlamalar yapılmalıdır.
2.3.1 Yapısal parçaların işlenebilirliği için gereksinimler
Daha büyük yapısal parçalara sahip beton daha yüksek işlenebilirlik gereksinimlerine sahiptir. İnşaat işlemi sırasında, büyük hacimli betonun karışım oranı için tasarım gereksinimleri tam olarak dikkate alınmalıdır. Büyük miktarlarda aktif katkıların ve geciktiricilerin kullanımı, hidrasyonun çimento ısısının erken aşamasını etkili bir şekilde azaltabilir.
Pompalama yapısı gerektiren daha yüksek tasarım yüksekliklerine sahip parçalar için betonun daha iyi pompalanabilirliğe sahip olması gerekir. Karışım oranını tasarlarken, betonun akışkanlığını ayarlamak için pompalama maddeleri eklenmelidir.
2.3.2 Yapısal parçalarda betonun mekanik özellikleri için gereksinimler
İnşaat projelerinde minder, kiriş, levha, sütun ve temel betonun güç gereksinimleri farklıdır. İnşaat projelerinde, sütunların gücü, aynı katmandaki kirişlerin ve levhaların mukavemetinden daha yüksektir; Köprünün iskeleler, abutmentler ve çelik kirişler gibi farklı kısımlarının beton mukavemeti gereksinimler de farklıdır. Beton karışımı oranını tasarlarken, beton mukavemet derecesinin 1,5 ila 2 katı olan bir çimento mukavemeti derecesi seçilerek, su-çimento oranını azaltarak ve iyi derecelendirilmiş orta kum ve sürekli taneli çakıl seçilerek betonun mukavemeti geliştirilebilir.
2.3.3 Yapısal parçalarda beton dayanıklılık için gereksinimler
Farklı yapısal parçalar, dayanıklılık üzerinde etkisi olacak farklı stresler taşır. Örneğin, köprülerin kablo kuleleri, iyi çatlak direncine sahip olmak için beton gerektirir. Karışım oranını tasarlarken, uçucu kül ve geciktirici gibi aktif katkılar eklemeyi düşünün. Su ajanları, çimentolu malzemelerin hidrasyon ısısını mümkün olduğunca azaltabilir, betonun kimyasal büzülmesini ve kuru büzülmesini azaltabilir ve anti-brinaj performansını iyileştirebilir; Betonun kendisinin anti-tanımlama ve çatlama önleme özelliklerini geliştirin.
2.4 Diğer Faktörler
Beton taşıma yöntemleri ve dökme yöntemleri gibi üretim, ulaşım ve inşaat teknikleri de betonun işlenebilirliği üzerinde büyük bir etkiye sahiptir ve bu da betonun karışım tasarımını etkiler. Örneğin, uzun mesafelerde taşınan beton için, ayar süresi ulaşım ve inşaat gereksinimlerini karşılamalıdır. Beton pompalama iyi akışkanlık gerektirir. Karşılık gelen karışım oranı tasarımı ayarlanmalıdır. Örneğin, pompalanan beton için kum buna göre arttırılmalıdır. oran, akışkanlığı arttırmak ve beton dökme sırasında direnci azaltmak için uygun miktarda pompalama maddesi ekleyin.
03 Conclusion
Yapısal parçalar, çevre, hammadde ve süreçler gibi faktörler bağımsız değildir, ancak birbirini etkiler. Örneğin, aynı yapısal parçanın karışım oranı farklı ortamlar nedeniyle farklı olacaktır; Aynı ortamdaki farklı yapısal parçaların karışım oranının da uygun şekilde ayarlanması gerekir; Hammadde seçimi de yapısal parçanın ve çevrenin özelliklerini dikkate almalıdır. Beton karışım oranını tasarlarken, betonun projenin yapısal kısımlarına, bulunduğu çevreye, hammaddelerin ve teknolojinin seçimi ve daha sonra su-çimento oranı temeline dayanarak çalışma performansını, yapısal mukavemetini ve dayanıklılık endeksini belirlemek gerekir. , kum oranı, toplam derecelendirme, katkılar ve katkı dozajı ve son olarak projenin her bir parçası için benzersiz karışım oranı tasarımını belirleyin.
