Щільність бетону та його складових; Все про бетон

Властивості

Кілька нагадувань про поняття щільності та щільності

Щільність

Щільність (d) тіла - це співвідношення його Об'ємна маса (ρ тіло) на щільність тіла відліку (ρ посилання).

d = ρ тіло/ρ посилання

Для твердих речовин та рідин основним тілом є вода. Отже, щільність твердого або рідкого матеріалу є відношенням щільності цього матеріалу до щільності води. Наприклад, якщо матеріал має питому вагу 3, це означає, що один об’єм цього матеріалу буде важити втричі більше, ніж той самий об’єм води. Якщо матеріал має щільність менше 1, це означає, що він може плавати на воді.
У випадку газу тілом відліку є повітря. Тому їх щільність обчислюється відносно щільності повітря.

Оскільки щільність - це відношення між двома вимірами однієї і тієї ж одиниці, вона виражається відношенням і, отже, не має одиниці виміру.

Щільність

Щільність - це фізична величина, яка характеризує маса тіла в одиниці об’єму.
Щільність тіла (ρ) обчислюється діленням маси цього тіла (м) за його гучність (V).

ρ = м/В

Щільність виражається в Міжнародній системі в кілограмах на кубічний метр (кг/м 3 ), однак його також можна виразити в тонах на кубічний метр (т/м 3).

Різниця між щільністю та щільністю

Щільність твердого або рідкого матеріалу - це відношення щільності цього матеріалу до щільності води. Щільність - це необов’язково безрозмірне число.

Оскільки густина води становить 1000 кг/м 3 (літр води важить 1 кг), то густина рідини або твердої речовини виражається тим же числовим значенням, що і її густина. Наприклад, рівнозначно сказати, що щільність цементу становить 3,1 або що щільність цементу становить 3,1 т/м 3 .

Ось чому часто виникає плутанина між поняттями щільність та щільність.

Різні типи щільності для гранульованих матеріалів

Гранульовані матеріали, такі як складові бетону (цемент, заповнювачі - пісок і гравій -, добавки, барвники), містять пори (між- і внутрішньозерниста пористість).
Для цих матеріалів термін щільність повинен бути точно визначений, оскільки існує кілька типів щільності. Наприклад, для заповнювачів потрібно вказати, чи щільність, про яку ми говоримо, така - щільність заповнювача (усіх зерен, включаючи порожнечі між ними), або зерна, що становить цей заповнювач (включаючи їх пори, якщо вона більша або менш пористий) або твердий матеріал (без будь-яких пор). Тому ми будемо розрізняти видима щільність, фактична щільність та абсолютна щільність.

Щільність бетону

Насипна щільність традиційного бетону становить близько Від 2,2 до 2,4 (тобто щільність бетону, отже, становить від 2,2 до 2,4 т/м 3 бетону).
Його щільність варіюється в залежності від щільності складових частин (в основному заповнювачів - піску, гравію -), їх дозувань (рецептура бетону), а також від кількості повітря, яке він містить (повітря, що закупорюється під час виготовлення, транспортування міксером та реалізації). Наприклад, бетон, який добре вібрував, міститиме мало повітря. Тому він буде дуже компактним і важчим за бетон, який не піддається вібрації і який буде пористим.

Щільність складових бетону

Щільність бетону безпосередньо пов’язана з щільністю матеріалів, з яких він виготовлений: цементу, піску, гравію, води та інших добавок (добавок, барвників, волокон тощо).
Щоб дізнатись точну щільність складової, зверніться до її технічного листа, що постачається постачальником.

Ось діапазони зміни щільності складових бетону:
- цемент:
Видима щільність: коливається від 0,9 до 1,2.
Абсолютна щільність: варіюється від 2,8 до 3,2 залежно від типу цементу (CEM I, CEM II, CEM III, CEM IV, CEM V).

- Агрегати:Видима щільність: в якості першого підходу можна розглянути, що насипна щільність неущільненого сухого піску становить близько 1,6 (щільність сухого піску становить 1600 кг/м3), а насипна щільність неущільненого сухого гравію становить від 1,5.

Щоб піти далі, вам слід знати, що насипна щільність заповнювача залежить від кількох факторів:

Його природа: залежно від природи породи та щільності мінералів маса зерен мінлива.
Його форма: сферичний або кубічний заповнювач матиме більшу об'ємну щільність, ніж плоский, витягнутий або голкоподібний заповнювач (за інших рівних умов).
Його зернистість: дрібний заповнювач має дуже мало порожнеч між зернами. Тоді його об'ємна щільність буде вищою, ніж великий заповнювач із великою кількістю порожнеч між зернами. Наприклад, пісок матиме вищу насипну щільність, ніж гравій того ж типу.
Його вологість: насипна щільність сухого піску нижча, ніж насипна щільність вологого піску.
Наприклад, сухий пісок матиме видиму щільність 1,6, тоді як той самий вологий пісок матиме щільність від 1,9 до 2,0 (залежно від рівня вологості).
Швидкість ущільнення: пісок, упакований у мішок або великий мішок, має більшу насипну щільність, ніж сипучий пісок. Наприклад, неущільнений сухий пісок матиме насипну щільність 1,4, тоді як цей самий пісок, ущільнений у мішку, матиме насипну щільність 1,7.

Абсолютна щільність: абсолютна щільність заповнювача залежить від природи породи і, отже, від щільності мінералів, що її складають. Він коливається від 1,5 (для дуже м’якого вапняку) до 3,0 (для дуже компактного діориту).

- Вода має щільність 1,0 (еталонний матеріал для розрахунку щільності).
- добавки: щільність від 0,9 до 1,3
- Барвники (зазвичай виготовляється з оксиду заліза):
Абсолютна щільність коливається від 4 до 5.
Уявна щільність від 0,3 до 1,2.

- Металеві волокна (сталь): щільність 7,8

Щільність легкого бетону

Легкі бетони - це, за визначенням, (див. Стандарт NF EN 206/CN) бетони, щільність сухого стану яких у затверділому стані не перевищує 2000 кг/м3 (щільність ≤ 2,0).
На практиці щільність легкого бетону знаходиться між 0,2 та 1,8 тоді як у традиційних бетонів - від 2,2 до 2,4.
Легкий бетон отримують заміною всіх або частин традиційних заповнювачів легкими заповнювачами.

Існує дві категорії легкого бетону:

Легкий конструкційний бетон, якому приписують механічний опір. Ці бетони підпадають під дію стандарту NF EN 206/CN. Їх щільність дорівнює або перевищує 0,8 і менше або дорівнює 2,0. Зазвичай ці бетони виготовляються з керамзитових заповнювачів або керамзитових сланців. Вони мають низьку щільність, проте вони зберігають міцність звичайного бетону. Вони використовуються для полегшення ваги конструкцій (приклад: створення підлоги в існуючій будівлі).
Легкий неконструктивний бетон, які виходять за рамки стандарту NF EN 206/CN. Їх щільність сухого стану в затверділому стані коливається від 0,2 до 1,2. Ці вироби зазвичай є ступками, виготовленими з пінополістирольних намистин. Вони можуть бути використані для неструктурних застосувань, де ми шукаємо легкий продукт, простий у використанні, що володіє тепло- та звукоізоляційними якостями: ремонт дерев'яної підлоги, ремонт підлоги, компенсація підлоги, система підлогового опалення підлоги ...

Щільність важкого бетону

Важкі бетони - це, за визначенням, бетони, щільність сухості яких у затверділому стані перевищує 2600 кг/м3 (щільність> 2,6). Вони підпадають під дію стандарту NF EN 206/CN.
На практиці щільність важкого бетону знаходиться між 3.0 та 5.0.
Важкий бетон отримують заміною всіх або частини традиційних заповнювачів на важкі заповнювачі.

Агрегати, що використовуються для виготовлення важкого бетону, можуть бути:

Важкі агрегати, що знаходяться в їх природному стані: барит, магнетит, гематит.
Чорні відходи чорної металургії (сталеві шлами, брухт, пісок із чавуну).
Важкі бетони використовуються для стабілізації (важкі плоти, баласти, противаги) та для виготовлення захисних екранів від іонізуючих променів (реактори атомних електростанцій, кабінети радіотерапії, прискорювачі часток тощо). Щільність бетону для зупинки гамма-променів.