Бетоны. Классификация и области применения бетонов.

Бетоны. Классификация и области применения бетонов.

Бетоном называется искусственный каменный материал, полученный в результате затвердевания рационально подобранной однородно перемешенной и питательно-уплотненной смеси(вяжущего,заполнителя,воды,добавок)

Классификация:

1)По назначению

- конструкционные

- специальные(теплоизоляция,декоративные)

2) По виду вяжущего

- цементные

- гипсовые

- известковые

- специальные

3) по виду заполнителя

-плотные

- пористые

4) по структуре

-плотная

-поризованная

-ячеистая

-крупнопористая

5) по условиям твердения

- в естественных условиях (t22)

-при тепловой обработке (t до 100, влажность 100%)

- в автоклаве (при повышенном давлении)

6) по прочности

- по средней до В50

- высокопрочные больше В55

7) по скорости твердения в нормальных условиях

-быстротвердеющие (R₂/R₂₈> 0.4)

- медленно твердеющие (R₂/R₂₈<=0,4)

8) по средней плотности

-особо легкие < Д800

- легкие Д800 до Д2000

- тяжелые Д2000 до Д2500

- особотяжелые>=Д2500

9) по морозостойкости

- низкая <F50

- средняя отF50 до F300

- высокая >F300

10) по водонепроницаемости

- низкой <W4

-средней от W4 до W12

- высокой >W12

11) по истираемости

- G1 низкая

- G2 средняя

-G3 высокая

 

2. Технические требования к сырьевым материалам для бетона.

Цемент
* В качестве вяжущего используется портландцемент, пуцолановый, шлакопортландцемент
* Цементы выбираются с учётом требований предъявляемых к бетону (прочность, морозостойкость, водонепроницаемость, хим. стойкость, технология изготовления изделий, их назначение и эксплуатация)
* Марка или класс цемента выбирают в зависимости от проектной плотности бетона при сжатии (д.б. > чем М бетона)
Заполнители - функция скелета в бетоне (создают каркас) - в качестве крупного заполнителям для тяжелого бетона применяется гравий и щебень
Щебень размер 5-150 мм
Гравий 5-150 мм
Требования к крупному заполнителю:
*Определённый зерновой состав (фракции разного размера лучше)
*Пустотность не более 45%
*Содержание зёрен пластинчатый (лещадный) и угловатой формы не более 35%, потому что бугристая поверхность дает большее сцепление

*Суммарное содержание пылевидных, глинистых или илистых частиц не более 1% в крупном заполнителе и 3% в песке
* Прочность
Для всех видов бетонов должен использоваться щебень из изведённых пород марки не ниже 800, метаморфических не ниже 600, осадочных не ниже 300
* Содержание слабых зёрен в заполнителе не более 10% по массе
* По морозостойкости от 15 до 300

Мелкий заполнитель
Песок - это рыхлая смесь зёрен крупностью 0,16-5мм образовавшиеся в результате естественного разрушения массивных горных пород или в результате искусственного дробления горных пород

- По происхождению пески бывают природные и искусственные
- Природные делятся речные и морские, горные и овражные
- По минералогическому составу: кварцевые, пылевошпатывые, доломитовые и т.д.
По крупности: мелкие, средние, крупные и повышенной крутости
Удельная поверхность
Истинная плотность 2000-2800 кг/м3
Содержание зёрен крупностью 5-10мм (до 5% допускается) более 10мм не допускается
Пустотность не более 38%
Определенный зерновой состав (набор сит: 5,0; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,16)

Содержание пылевидных, глинистых и илистых не более 3% (для крутых бетонов вообще не допускаются)

 

Вода
Для приготовления бетонных смесей, для ухода за твердеющим бетоном и промывки заполнителей может использоваться вода следующая: питьевая (водопроводная), естественная (поверхностная и грунтовая), очищенная техническая вода, вода после промывки оборудования для приготовления и транспортировки бетонных смесей, слабо солёная морская вода, комбинированная вода

Не допускается: сточная, болотная, торфяная

Не допускается: наличие нефтепродуктов, масел, жиров, кислотность (pH4-12,5)

Свойства бетонов.

Прочностные характеристики

Прочность при сжатии

-Класс бетона определяется величиной гарантированной прочности на сжатие с обеспеченностью 0.95

В3.5 В5 В7,5В 10 В12,5 В15 В17.5 В20 В 22.5…В90

- Средняя прочность бетона (марка) определяется пределом прочности при сжатии стандартных образцов кубов (150*150), изготовленных из рационально подобранной бетонной смеси и испытанных через 28 суток при твердении в нормальных условиях (t 22±2,атм.давление, влажность 90-100%) Марки: М50 М100 М150 М200 М250 М300 М400 М500 М600 R_сж= *α

- Передаточная прочность – та,при которой допускается передача усилия обжатия от напряженной арматуры с опорой на бетон

-Отпускная прочность –прочность бетона при сжатии,при которой допускается разгрузка изделий Прочность на осевое растяжение

За проектную принимают сопротивление осевому растяжению контрольных образцов размером 50*50*500мм,100*100*800мм

Прочность на осевое растяжение при изгибе

Деформативные

- Модуль упругости для тяжелого бетона (20..37)*10³ Мпа

Чем плотнее тем прочнее

- Ползучесть – способность бетона деформироваться во времени, при длительном действии постоянной нагрузки. Зависит от пористости, вяжущего. Чем меньше заполнитель, тем вероятность ползучести увеличивается.

- Усадка – уменьшение объема бетона, при твердении в условиях слабой влажности

- Теплопроводность – зависит от наличия крупного заполнителя

Морозостойкость

Критерием является кол-во циклов, при котором происходит потеря по массе образца менее 5%, потеря прочности не более 15%. Морозостойкость:Fот 50 до 500

Водонепроницаемость

Принимается W2…W20

Характеризуется односторонним гидростатическим давлением, при котором образцы не пропускают воду при стандартном испытании.

Истираемость

Характеризуется тремя марками, определяется экспериментально

G1 –потеря массы не более 0,1 г/см², применяется для интенсивной нагрузки

G2- потеря не более 0,8 г/см², в условиях малой интенсивности

G3- потеря не более 0,9 г/см² при совсем слабой интенсивности

Армирование железобетонных конструкций. Предварительно напряженные конструкции.

С целью повышения трещиностойкости и несущей способности железобетонных конструкций, а также более полного использования механических свойств арматурной стали и сокращения ее расхода используют предварительное напряжение арматуры.

Предварительно напряженными называются такие железобетонные конструкции, в которых в предполагаемых зонах растяжения до приложения эксплуатационных нагрузок искусственно создается внутреннее напряженное состояние, выражающееся в обжатии бетона и растяжении арматуры. Прежде чем бетон в конструкции начнет работать на растяжение, в нем должно быть погашено предварительно созданное сжатие.

Предварительно напряженные железобетонные конструкции обладают многими преимуществами по сравнению с обычными железобетонными конструкциями. Их эксплуатационные качества выше, так как благодаря трещиноустойчивости увеличиваются жесткость и долговечность, повышается водонепроницаемость.

Во всех случаях изготовления предварительно напряженных элементов натяжение арматуры производится одним из следующих методов.

Предварительное обжатие. Арматура укладывается и натягивается (на упоры) до укладки бетона. Контроль напряжений в арматуре осуществляется в данном случае до обжатия бетона.

Последующее обжатие. Арматура укладывается в формы до укладки бетона или в каналы элементов в процессе изготовления конструкции, но натягивается (на бетон) после набора бетоном достаточной прочности, для того чтобы передать на него усилия обжатия, создаваемые натяжными устройствами. Контроль натяжения в арматуре в этом случае производится в процессе обжатия бетона.

В соответствии с принятыми методами напряженного армирования железобетонных конструкций арматура, применяемая в них, соответственно называется «с предварительным натяжением» и «с последующим натяжением». Для изготовления большинства типов конструкций применяется арматура с предварительным или последующим натяжением. Только в составных конструкциях могут применяться оба вида напряженной арматуры, из которых предварительно напряженная арматура используется при изготовлении отдельных элементов, а арматура с последующим напряжением применяется при сборке конструкции из этих элементов.

При изготовлении железобетонных конструкций с предварительно напряженной арматурой, когда бетонирование производится после натяжения арматуры, должно быть обеспечено начальное сцепление арматуры с бетоном, и контроль натяжения арматуры

должен производиться до обжатия бетона.

В случае применения последующего натяжения после твердения бетона отсутствует сцепление с бетоном арматуры, расположенной внутри или снаружи элемента, контроль натяжения арматуры в этом случае производится после обжатия бетона.

Сцепление между арматурой и бетоном восстанавливается последующим обетонированием арматуры элемента после натяжения арматуры.

По способам анкеровки предварительно напряженная арматура делится на следующие виды:

а) неанкерованная из холоднотянутой высокопрочной проволоки, горячекатаной, холоднотянутой или низколегированной стали периодического профиля;

б) непрерывно навиваемая из холоднотянутой высокопрочной проволоки с закреплением концов.

Арматура с последующим натяжением из одиночных стержней постоянного сечения, пучка проволок из холоднотянутой или низколегированной стали всегда бывает анкерованной.

Армирование:

Прочность на излом, повышенная надежность являются основными характеристиками, которым наделяется железобетонная конструкция при армировании. Стальной каркас многократно усиливает выносливость материала, расширяя область его применения. Горячекатаная сталь используется для армирования в железобетоне. Она наделена максимальной стойкостью к негативным воздействиям и коррозии.

Сваренный скелет из арматуры размещается внутри бетона. Однако недостаточно просто поместить его туда. Чтобы армирование выполняло свое назначение, требуются специальный расчет усиления бетона, соответствующий минимальному и максимальному проценту.

 

Сырье для легких бетонов.

Сырьё (вяжущие: цементовые, известково-кремнеземистые, Смешенные, Полимерные)
Заполнители:
- Природные: легкие горные породы (туф, ракушечник, некоторые известняки, пемза).
- Искусственные: специально получаемые или отходы производства (керамзит, керамзитовый песок, перлитовые, вермикулитовые, шлаковая пемза, кварцевый песок, золы, древесные отходы (стружка, шерсть, солома)
- Добавки: воздухововлекающие, газопенообразующие.

 

В завис.от вида крупного пористого заполнителя легкие бетоны делят на: керамзитобетон, аглопоритобетон, шлакобетон, пемзобетон и т.д.

Вяжущее выбирают с учетом усл. твердения бетона, треб. прочности.

Свойства

Удобоукладываемость - способность смеси уклад-ся на поверх-ти тонким однород. слоем. Зависит от подвижности и водоудерж.спос-ти.

Подвижность -спос-ть легко под дейст.сил собственного веса или прил.внеш.сил. Опр. с пом.стандарт.конуса

Водоудерж. спость - свойство раствор.смеси удерживать в своем составе при интенсив.отсосе ее пористым основанием.

Расслаиваемость

t применения

Сред. плотность

Влажность (для сухих раствор.смесей)

18.Вяжущие материалы и добавки для приготовления строительных растворов.

Известковое вяжущее - в виде гидрат.извести(пушонки),известкового теста, известкого молока.

Строит.гипс - добавка к извест.р-рам с целью ускорения процесса твердения и повышения прочности, а также самост.вяж-е при изгот.гипс. растворов.

Цементы - низкие марки

*известково-шлаковые, известково-пуццолановые и т.д.
*цементы для строит.растворов
*различные клинкре.цем без добавок и с актив.минерал. тонкомолотыми и тонкодисперс.добавками.

 

Добавки:
неорганические(известь и глина)
органические(мылонафт,подмыльныйщелок,омыленный древесный пек и др)

 

Противоморозные добавки: поташ, нитрит натрия, нитрат кальция с мочевиной
В подземке чтобы понизить температуру замерзания р-ра применяют CaCl, NaCl, AmCl(хлоид аммония).

 

19. Виды строительных растворов: -по основному назначению (кладочные, облицовочные, штукатурные, специальные); - по применяемому вяжущему (простые, сложные); - по средней плотности (тяжелые ; легкие )

20. Определение марки по прочности на сжатие строй.раствора: Марка строй. Раствора –это предел прочности на сжатие образцов-кубов размерами 70,7х70,7х70,7 мм, изготовленных из растворной смеси требуемой подвижности и испытанных в возрасте 28 суток при темп. твердения(20 .М4,10,25,50,75,100,150,200,300

21. Сухие смеси

Сырье:
-Вяжущее: портландцем,белыйцем,гипс,известь,глиноземцем

-Заполнители и наполнители: кварц.песок,известняк,доломит,микрокремнещем,зола-унос,пигменты
-Хим.добавки: пластификаторы,стабилизирующие и водоудерж, полимер.порошки,замедлители,ускорители, порообраз и др.

 

Технология:

-подготовка исход.материалов
-приготовление мухих смесей
-отпуск готовй продукции потребителю

Применение: отделка, плиточная смесь, бетонирование, теплоизоляция, шпаклевка

 

22. Теплоизоляционные изделия

Это материалы, имеющие плотность в сухом состоянии , и малую теплопроводность и применяются для изоляции строй.конструкций зданий и сооружений, тепловых и холодильных установок и трубопроводов. Классификация: по виду сырья(не-/органические), по форме (рыхлые,плоские,фасонные,шнуровые) по структуре (волокнистые,ячеистые,зернистые), по содержанию вяжущего(не-/содержащ.) по горючести (несгор.,сгор.,трудносгораемые).

 

23. Органические теплоизоляционные изделия

Их получают из органического сырья (отходы древсины, стружки, опилки, торф) обработкой (часто со связующим материалом) и пресованием в штучные изделия. Имеют не высокую теплопроводность, малая плотность 15-500 . Они дешевые. Недостатки: горят, тлеют, увеличивается теплопроводность при увлажнении, малая био-стойкость, порча грызунами. Подходят в сухих условиях.

 

24. Неорганические теплоизоляционные изделия

Получают из неорганического сырья переработкой. Малая теплопроводность и малая плотность 35-500. Не горят, не гниют, относительно долговечны. Подходят для теплоизол. строй.конструкций и пром.оборудования.

Отделочные материалы

· Линкруст

· влагостойкие(моющиеся обои

· поливинилхлоридная декор.пленка

· Тексоплен

· пластик бумажно-слоитстый

· полистирольные облицовочные плитки

· плинтусы

· поручни

· стеклопластики

· Древесные слоистые пластики ДСП(длина 0,7-5,6м;ширина 0,95-1,2м, толщина 1-12мм)

· Древесноволокнистые плиты ДВП

Линолеумы:

· поливинилхлоридные

· нитроцеллюлозный

· глифталевый(алкидный)

· резиновый(релин)

· ворсолин

· на пенолатексной основе

· ковроплен

Полимербетоны и Полимеррастворы

Полимербетоны- конгломераты, получаемые на основе синтетических смол, отвердителей и с применением хим.стойких и совместимых со смолами наполнителей и заполнителей.

· термореактивные
- карбамидно-фенольные,полиэфирные, фурановые, полиуретановые и эпоксидные

· термопластичные
-инденкумароновые и метилметакрилатные

Наполнителями служат кварцевая, андезитовая и диоритовая мука, маршаллит, графит. порошок.
Связ. в-во и наполнитель образуют при их объединении наполненный полимер. Заполняющую часть формирует крупный и мелкий зернистый материал(используют кислотостойкие щебень и гравий, керамзит, аглопорит, шунгизит)

Полимерьетоны, назв. искусственным мрамором, представляют собой высоконаполненную полиэфирную смолу(18-21%смолы и 78-81% наполнителя). Применяют как плитку для поа, облицовки стен, высокодекор., элементов фасадов и крыш. Высоккая сопротивляемость воздействию агрессив.сред и истираемость.

Полимеррастворы - в них отсутствует крупнозернистый заполнитель, а полимер равномерно размещается на мелких зернах песка, формируя плотный и прочный монолит.

Для исп. полимербетонов и полимеррастворов в несущих конструкциях их армируют стальной, стеклопластиковой или стекловолокнистой арматурой.

Бетоны. Классификация и области применения бетонов.

Бетоном называется искусственный каменный материал, полученный в результате затвердевания рационально подобранной однородно перемешенной и питательно-уплотненной смеси(вяжущего,заполнителя,воды,добавок)

Классификация:

1)По назначению

- конструкционные

- специальные(теплоизоляция,декоративные)

2) По виду вяжущего

- цементные

- гипсовые

- известковые

- специальные

3) по виду заполнителя

-плотные

- пористые

4) по структуре

-плотная

-поризованная

-ячеистая

-крупнопористая

5) по условиям твердения

- в естественных условиях (t22)

-при тепловой обработке (t до 100, влажность 100%)

- в автоклаве (при повышенном давлении)

6) по прочности

- по средней до В50

- высокопрочные больше В55

7) по скорости твердения в нормальных условиях

-быстротвердеющие (R₂/R₂₈> 0.4)

- медленно твердеющие (R₂/R₂₈<=0,4)

8) по средней плотности

-особо легкие < Д800

- легкие Д800 до Д2000

- тяжелые Д2000 до Д2500

- особотяжелые>=Д2500

9) по морозостойкости

- низкая <F50

- средняя отF50 до F300

- высокая >F300

10) по водонепроницаемости

- низкой <W4

-средней от W4 до W12

- высокой >W12

11) по истираемости

- G1 низкая

- G2 средняя

-G3 высокая

 

2. Технические требования к сырьевым материалам для бетона.

Цемент
* В качестве вяжущего используется портландцемент, пуцолановый, шлакопортландцемент
* Цементы выбираются с учётом требований предъявляемых к бетону (прочность, морозостойкость, водонепроницаемость, хим. стойкость, технология изготовления изделий, их назначение и эксплуатация)
* Марка или класс цемента выбирают в зависимости от проектной плотности бетона при сжатии (д.б. > чем М бетона)
Заполнители - функция скелета в бетоне (создают каркас) - в качестве крупного заполнителям для тяжелого бетона применяется гравий и щебень
Щебень размер 5-150 мм
Гравий 5-150 мм
Требования к крупному заполнителю:
*Определённый зерновой состав (фракции разного размера лучше)
*Пустотность не более 45%
*Содержание зёрен пластинчатый (лещадный) и угловатой формы не более 35%, потому что бугристая поверхность дает большее сцепление

*Суммарное содержание пылевидных, глинистых или илистых частиц не более 1% в крупном заполнителе и 3% в песке
* Прочность
Для всех видов бетонов должен использоваться щебень из изведённых пород марки не ниже 800, метаморфических не ниже 600, осадочных не ниже 300
* Содержание слабых зёрен в заполнителе не более 10% по массе
* По морозостойкости от 15 до 300

Мелкий заполнитель
Песок - это рыхлая смесь зёрен крупностью 0,16-5мм образовавшиеся в результате естественного разрушения массивных горных пород или в результате искусственного дробления горных пород

- По происхождению пески бывают природные и искусственные
- Природные делятся речные и морские, горные и овражные
- По минералогическому составу: кварцевые, пылевошпатывые, доломитовые и т.д.
По крупности: мелкие, средние, крупные и повышенной крутости
Удельная поверхность
Истинная плотность 2000-2800 кг/м3
Содержание зёрен крупностью 5-10мм (до 5% допускается) более 10мм не допускается
Пустотность не более 38%
Определенный зерновой состав (набор сит: 5,0; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,16)

Содержание пылевидных, глинистых и илистых не более 3% (для крутых бетонов вообще не допускаются)

 

Вода
Для приготовления бетонных смесей, для ухода за твердеющим бетоном и промывки заполнителей может использоваться вода следующая: питьевая (водопроводная), естественная (поверхностная и грунтовая), очищенная техническая вода, вода после промывки оборудования для приготовления и транспортировки бетонных смесей, слабо солёная морская вода, комбинированная вода

Не допускается: сточная, болотная, торфяная

Не допускается: наличие нефтепродуктов, масел, жиров, кислотность (pH4-12,5)