4.Крупный заполнитель для бетона.

В качестве крупного заполнителя используется гравии или щебень. Щебень это рыхлая смесь с размерами зерен от 5 до 70мм. Получается искусственным дроблением. Имеет острую, угловатую форму.

Гравий имеет те же размеры, но форма окатанная.

К качеству крупного заполнителя предъявляются следующие требования:

1. Ограничивается количество вредных примесей.

Органики не должно быть. Глины в гравии меньше 1%. В щебне для бетона выше М300 меньше 1%. Для бетона меньше М 300 до 2%.

2. Прочность должна быть в 1,5 – 2 раза выше прочности будущего бетона.

Прочность щебня оценивается маркой по дробимости. Марки по дробимости 8, 12, 16, 24.

Самая высокая М8. Марка по дробимости это % содержания раздробившихся после испытания зерен

Свойства бетонной смеси.

У бетонной смеси два свойства:

1) Удобоукладываемость – это способность бетонной смеси занимать форму под действием собственного веса или механических воздействий. Она характеризуется подвижностью или жесткостью.

Подвижность – это способность бетонной смеси занимать форму под действием собственного веса. Характеризуется осадкой конуса [см]. В специальный конус через верхнее отверстие укладывается бетонная смесь слоями. Каждый слой штыкуется не менее 20 раз штыковкой диаметром 2см. Укладывают не менее чем в 3 слоя. Затем конус снимается, бетон оседает, конус ставится рядом. Разница по высоте в см. и есть подвижность. Смотри рис. 1

Жесткость – это способность бетонной смеси занимать форму под действием вибрации. Характеризуется временем вибрации [сек]

Чем больше жесткость, тем смесь гуще, и бетон получается более прочный.

Связность – это способность бетонной смеси не расслаиваться при транспортировке, выгрузке и укладке.

11…. Свойства тяжелого бетона

1. Прочность определяется на стандартных кубиках размером 150х150х150мм.

Выдерживают образец в камере с нормальными условиями твердения 28 суток. Допускаются образцы других размеров, но при этом вводится поправочный коэффициент. Кубик размером 100х100х100мм коэффициент 0,95; кубик размером 200х200х200мм коэффициент 1,05. Размеры кубика зависят от изделия и размера щебня. Наибольшая крупность щебня не должна превышать 1/3 грани образца. По пределу прочности на сжатие в кг/см. М100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800.

По пределу прочности на сжатие в Мпа с гарантированным обеспечением 95% устанавливаются классы по прочности.

М100-В7,5 , М150-В10

Существуют неразрушающие методы определения прочности: метод Физделя и ультразвуковой метод ( по скорости прохождения звука определяют прочность).

Для бетона определяется предел прочности при изгибе на балочках размерами 150х150х1200 мм.

Прочность бетона зависит от активности цемента, количества воды, водоцементного отношения, прочности и качества заполнителя.

R_б=AR_ц(Ц/В± 0,5)

R_ц - Активность цемента

В—количество воды.

Ц – количество цемента.

A – Коэффициент который учитывает качество заполнителя.

Для бетона с водоцементным отношением больше 0,4 знак «– ».

Чем меньше воды, тем больше прочность бетона, так как для реакции необходимо 10-20%, а для подвижности берется 40-60% воды. Лишняя вода испаряется, образуя поры и снижает прочность. Данная формула позволяет рассчитать состав бетонной смеси.

На прочность бетона также влияют следующие факторы: качество заполнителя, степень уплотнения, подвижность и условия твердения, правильность перемешивания.

В возрасте 7 суток бетон набирает 60-70% прочности. 100% набирает на 28 сутки. В возрасте 180 суток набирает 150% прочности. 1 год – 175%. 2 года – 200%. При температуре 70-85° во влажной среде(пар) за 10-12 часов набирает 60-70% прочности. При температуре 5-7° нарастание прочности замедляется. При отрицательной температуре прекращается.

Нормальные условия твердения 20°±2 при влажном воздухе. При бетонировании летом бетон надо увлажнять.

2. Плотность

Тяжелые бетоны не являются абсолютно плотными. Пористость 2-3%

Плотность повышается при тщательном подборе состава, при использовании пластификаторов и при более тщательном уплотнении. Более жесткие требование к плотности, у бетона для гидротехнических сооружений.

3. Водонепроницаемость.

Тяжелые бетоны, толщиной более 200 мм, практически водонепроницаемы.

Водонепроницаемость характеризуется давлением, при котором вода не просачивается через бетон.

По водонепроницаемости бетоны делятся на 12 марок:

В-2, В-4, В-6, В-8, …, В-25, В-30

Данные бетоны выдерживают давление В-2 менее 0,2 Мпа; В-4 – 0,4Мпа; В-30 – 3 Мпа.

Водостойкость увеличивается при применении расширяющих цементов.

4. Морозостойкость.

Тяжелые бетоны имеют марки по морозостойкости 50, 100, 150, 200, …, 700.

5.Усадки и расширения.

При твердении на воздухе бетон на гидравлическом вяжущем, за исключением безусадочных и расширяющих цементов, уменьшается в объеме. Во влажных условиях объем не меняется или наоборот увеличивается

Усадка около 0,15мм на 1м может повлечь образование трещин. Для уменьшения усадки необходимо применять бетон с меньшим количеством вяжущего. Возможно расширение массивных конструкций на первом этапе твердения из-за повышения температуры в результате реакции твердения цемента. Это так же может привести к образованию трещин. Для предотвращения образования трещин создают температурные швы или используют цемент с низким температурным выделением.

6. Огнестойкость

Бетон разрушается при температуре более 500°С. При кратковременном воздействии высоких температур бетон хорошо сохраняет свои свойства. При продолжительном воздействии температуры от 100 до 200 снижается прочность на 25-30%. Поэтому бетоны при воздействии температуры больше 200°необходимо защищать от пересыхания .

7. Теплопроводность у бетонов очень высокая 1,3-1,7 Вт/мС°

.

14 требования Сырье для приготовления тяжелого бетона

1.Вяжущее.

Для тяжелого бетона в качестве вяжущего в основном используют разные виды цемента. Марка цемента должна быть на порядок выше марки будущего бетона. Бетон М200, цемент М300,400,500. Выбор вяжущего зависит от: условий твердения будущего бетона, условий эксплуатации и марки.

2.Вода.

Может быть питьевая или природная, если не содержит вредных примесей (сульфаты, сахар). Качество воды проверяется химическим анализом, а также сравнительным испытанием бетонных образцов на прочность. Вода считается пригодной, если приготовленные на ней образцы в возрасте 28 суток нормального твердения имеют прочность не меньшую, чем на чистой питьевой воде.

3.Мелкий заполнитель (песок)

Это сыпучей материал, с размерами зерен от 0,14 до 0,5. Качество определяется следующими факторами:

-Наличие вредных примесей. Глины не более 3%, органики не должно быть.

-Нормируется количество частиц крупнее 5мм. Их должно быть не более 5%.

-Нормируется количество пылевидных частиц. Частиц менее 0,14мм должно быть не более 10%.

-Для песка нормируется влажность. Она должна быть в пределах 5-7%.

Средняя плотность рыхлого песка 1500-1550кг/м³

Средняя плотность уплотненного песка 1600-1700кг/м³

У песка определяется зерновой состав. Частицы близкие по размеру называются фракцией.

Для изучения зернового состава песок рассеивают на фракции. Для этого берутся стандартные сита с размерами отверстий: 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14 мм. После просеивания, определяют частные остатки на ситах в граммах и в процентах. По частным остаткам определяют полные остатки в % «А». Полный остаток это сумма частных остатков на всех вышележащих ситах. Результаты расчетов сводят в таблицу. Например:

По результатам рассеивания навески один кг получили результаты.

	2,5	1,25	0,63	0,315	0,14	Дно
а (гр)	60	100	500	200	100	40
а %	6	10	50	20	10	4
А %	6	16	66	86	96	100

По полным остаткам на ситах строится график.

После анализа зернового состава определяется модуль крупности.

М=А2,5/100 + А1,25/100 + А0,63/100 + А0,315/100 + А0,14/100

В зависимости от модуля крупности и остатка на сите 0,63 песок бывает Крупный М>2,5 А0,63>50%

Средний М 2-2,5, остаток 35-50%

Мелкий М< 2

В строительстве для тяжелого бетона применяют крупный и средний песок.

4.Крупный заполнитель для бетона.

В качестве крупного заполнителя используется гравии или щебень. Щебень это рыхлая смесь с размерами зерен от 5 до 70мм. Получается искусственным дроблением. Имеет острую, угловатую форму.

Гравий имеет те же размеры, но форма окатанная.

К качеству крупного заполнителя предъявляются следующие требования:

Ограничивается количество вредных примесей.

Органики не должно быть. Глины в гравии меньше 1%. В щебне для бетона выше М300 меньше 1%. Для бетона меньше М 300 до 2%.

Прочность должна быть в 1,5 – 2 раза выше прочности будущего бетона.

Прочность щебня оценивается маркой по дробимости. Марки по дробимости 8, 12, 16, 24.

Самая высокая М8. Марка по дробимости это % содержания раздробившихся после испытания зерен. Процент округляется в большую сторону. Для испытания навеска щебня помещается в цилиндр, прикладывают нагрузку 20т при помощи пресса. Затем щебень рассеивается на контрольном сите.

№ сита зависит от фракции. Количества раздробившихся зерен и прошедших через сито и будет марка по дробимости.

3) Форма зерен должна быть близка к кубической. Ограничивается количество пластинчатых и игловатых зерен. Их должно быть не более 15%.

4) Ограничивается количество выветренных зерен, их должно быть не более 10%

5) Пустотность должна быть в гравии не более 45%, в щебне 50%.

6) Наибольшая крупность зерен щебня зависит от минимальной толщины будущего изделия (более 1/3).

7) Наибольшая крупность зерен ограничивается наименьшими размерами ячейки сетки, не более ¾ размера ячейки сетки.

8) Зерновой состав должен быть оптимальным.

В зависимости от размеров зерен делятся на фракции: 5-10, 10-20, 20-40, 40-70.

Зерновой состав исследуется на стандартных ситах.

Навеска 7-10кг рассеивается на ситах. Считаются полные и частные остатки, как для песка. По результатам составляют таблицу

	70	40	20	10	5	Дно
а (гр)	0	400	3000	2500	1000	100
а %	0	5,7	42,9	35,7	14,3	1,4
А %	0	5,7	48,6	84,3	98,6	100

По результатам анализа строится график.

За Д наим- принимают номер сита на котором полный остаток больше или равен 95 %.

За Днаиб принимают номер сита первого снизу, на котором полный остаток меньше или равен 5%

Если график не попадает в заштрихованную зону стандартного, то щебень и гравий считается пониженного качества.

7.2.2 Свойства бетонной смеси.

У бетонной смеси два свойства:

1) Удобоукладываемость – это способность бетонной смеси занимать форму под действием собственного веса или механических воздействий. Она характеризуется подвижностью или жесткостью.

Подвижность – это способность бетонной смеси занимать форму под действием собственного веса. Характеризуется осадкой конуса [см]. В специальный конус через верхнее отверстие укладывается бетонная смесь слоями. Каждый слой штыкуется не менее 20 раз штыковкой диаметром 2см. Укладывают не менее чем в 3 слоя. Затем конус снимается, бетон оседает, конус ставится рядом. Разница по высоте в см. и есть подвижность. Смотри рис. 1

Жесткость – это способность бетонной смеси занимать форму под действием вибрации. Характеризуется временем вибрации [сек]

Чем больше жесткость, тем смесь гуще, и бетон получается более прочный.

Связность – это способность бетонной смеси не расслаиваться при транспортировке, выгрузке и укладке.

Существует два метода контроля прочности.

1. Механический (разрушающий)

2. Физический (неразрушающий)

1.При разрушающих методах отбираются пробы в виде кубов, которые твердеют в тех же условиях. что и бетон. Затем на 7 и 28сутки кубы испытываются. По их прочности судят о прочности бетона.

2.О прочности бетона судят по глубине погружения в бетон шарика или по величине отпечатка (метод ударно пластических деформаций).

Ультразвуковые методы – по скорости прохождения звука через бетон.