Изготовление

Бетон производится смешиванием цемента, песка, щебня и воды (соотношение их зависит от марки цемента, фракции и влажности песка и щебня), а также небольших количеств добавок (пластификаторы, гидрофобизаторы, и т.д.). Например, при применении цемента марки 400 для производства бетона марки 200 используется соотношение 1:3:5:0,5. Соотношение вода/цемент (обозначается также В/Ц, водоцементное соотношение, иногда также применяется термин водоцементный модуль) -- очень важная характеристика бетона. От этого соотношения напрямую зависит прочность бетона: чем меньше В/Ц, тем прочнее бетон. Теоретически, для гидратации цемента достаточно В/Ц=0,2, однако, у такого бетона слишком низкая пластичность, поэтому на практике используются В/Ц 0,3-0,5. Очень распространенной ошибкой при кустарном производстве бетона является чрезмерное добавление воды, которое увеличивает подвижность бетона, но в несколько раз снижает прочность бетона.

Виды бетона

Согласно п.1 ГОСТ 25192-82, классификация бетонов производится по основному назначению, виду вяжущего, виду заполнителей, структуре и условиям твердения.

• По назначению различают бетоны

  • обычные (для промышленных и гражданских зданий)

  • специальные — гидротехнические, дорожные, теплоизоляционные, декоративные, а также бетоны специального назначения (химически стойкие, жаростойкие, звукопоглощающие, для защиты от ядерных излучений и др.).

• По виду вяжущего вещества подразделяют на цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные, асфальтобетон, пластобетон (полимербетон) и др.

• По виду заполнителей бетоны могут быть на плотных, пористых или специальных заполнителях.

• По структуре бетоны могут быть плотной, поризованной, ячеистой или крупнопористой структуры.

• По условиям твердения бетоны подразделяют на твердевшие:

  • в естественных условиях;

  • в условиях тепловлажностной обработки при атмосферном давлении;

  • в условиях тепловлажностной обработки при давлении выше атмосферного (автоклавного твердения).

Дополнительно к классификации ГОСТ 25192-82 используется классификация:

• По объёмной массе бетоны подразделяют на

  • особо тяжёлый (плотность свыше 2500 кг/м³) — баритовый, магнетитовый, лимонитовый

  • тяжёлый (плотность от 1800 до 2500 кг/м³) — гравийный, щебёночный (базальтовый, известняковый, гранитный)

  • легкий (плотность от 500 до 1800 кг/м³) — керамзитобетон, пенобетон, газобетон, арболит, вермикулитовый, перлитовый

  • особо лёгкий (плотность менее 500 кг/м³)

• По содержанию вяжущего вещества и заполнителей различают бетоны

  • тощие (с пониженным содержанием вяжущего вещества и повышенным содержанием крупного заполнителя),

  • жирные (с повышенным содержанием вяжущего вещества и пониженным содержанием крупного заполнителя),

  • товарные (c соотношением заполнителей и вяжущего вещества по стандартной рецептуре).

18)

19)

20) Общие сведения

Добавка должна быть предварительно размолота в сухом состоянии и заранее смешана с цементом или же ее замешивают с водою и вводят в виде теста непосредственно в бетономешалку по расчету.

Для ускорения схватывания и твердения бетона применяется добавка хлористого кальция (в расчете на безводную соль): для бетонирования, неармированных и конструктивно армированных элементов—до 3% от веса цемента; для нормально армированных бетонных конструкций—до 2% от веса цемента.

Примечания: 1. Применение хлористого кальция не допускается в железобетонных сооружениях, находящихся во время эксплуатации под воздействием токов высокого напряжения, а также в конструкциях, работающих в воздушной   среде   с   относительной   влажностью   более   80%.

 

Основные требования к тяжелому бетону:

заданная прочность (марка) после определенного срока твердения;

заданная консистенция и удобоукладываемость;

наименьшая стоимость при возможно меньшем расходе цемента;

определенная степень морозостойкости для конструкций, находящихся на воздухе или в воде в уровне промерзания.

Выполнение требований, предъявляемых к бетону, обеспечивается правильным выбором материалов, точным подбором состава, тщательным приготовлением, правильной укладкой, уплотнением и уходом за бетоном.

 

Назначение марки и консистенции бетона

Марка бетона назначается проектом в результате определения расчетных нагрузок на бетон.

Конус, смоченный внутри водой, ставится на смоченную, не всасывающую воду площадку (например, лист железа) и прижимается ногами через посредство лапок-упоров. Бетонная смесь загружается в конус в три слоя: первый — высотою около 12 см, второй—до высоты 22 см, третий — с избытком над конусом. Каждый слой штыкуется 25 раз железным стержнем диаметром 15 мм.

21) Свежеуложенный бетон заглаживают вручную или с помощью специальной машины, а через 30-40 мин после заглаживания полы железнят. При бетонировании полов или оснований под полы на больших площадях можно применять специальные бетоноукладочные машины, которые, двигаясь, оставляют за собой готовую полосу пола. При бетонировании полов успешно применяется технология, основанная на эффекте вибрации и вакуумирования.

При бетонировании массивных густоармированных плит под тяжелые фундаменты, днищ резервуаров и различного рода высотных сооружений основным технологическим требованием является непрерывность укладки смеси на всю высоту плиты. Плиты толщиной менее 0,5 м бетонируют картами шириной по 3-4 м. При большей толщине плит их разбивают на карты шириной 5-10 м с разделительными полосами между ними 1-1,5 м. Чтобы обеспечить непрерывную укладку смеси на всю высоту, плиту разбивают на блоки без разрезки арматуры, с ограждением блоков металлическими сетками. Бетонируют такие плиты с применением автобетоносмесителей, автобетоновозов или при больших объемах работ — автобетононасосов.

При бетонировании фундаментов и массивов в зависимости от принятой технологической схемы бетонную смесь подают в опалубку непосредственно из транспортного средства с применением передвижного моста или эстакады либо вибропитателями и виброжелобами или бадьями с помощью кранов. При высоте разгрузки более 3 м применяют хоботы. Малоармированные фундаменты и массивы бетонируют смесью по стандартному конусу 1-3 см и крупностью заполнителя не более трети наименьшего расстояния между стержнями арматуры. Бетонную смесь укладывают слоями 20—40 см. Набольшая толщина слоя бетонной смеси не должна превышать 1,25 длины рабочей части вибратора. Более глубокое погружение вибратора может привести к нарушению ранее уложенного слоя бетона. При бетонировании фундаментов применяют глубинные вибраторы, а при устройстве крупных массивных фундаментов — вибрационные пакеты, подвешенные на стреле крана, или плоскостные виброизлучатели. При бетонировании крупных массивов используют мощное навесное вибрационное оборудование, устанавливаемое на самоходных малогабаритных устройствах. При этом следует иметь в виду, что строительные нормы и правила разрешают только минусовые допуски, При бетонировании железобетонных фундаментов под металлические колонны в бетоне, в соответствии с проектом, устраивают шахты для анкерных болтов. При этом обращают особое внимание на правильность расположения анкерных болтов, а при безвыверочном монтаже металлических колонн — на точное соответствие верха опорной стальной плиты проектной отметке. При бетонировании фундаментов, рассчитанных на восприятие динамических нагрузок (фундаменты под компрессоры, кузнечно-прессовое оборудование и т. п.) обязательным технологическим требованием является отсутствие рабочих швов, что обусловливает необходимость непрерывной укладки бетонной смеси.

22) Марка или класс - это главный показатель качества бетонной смеси, на который обычно акцентируется внимание при покупке бетона. Другие же показатели, такие как: морозостойкость, подвижность, воднонепроницаемость - в данной ситуации отходят на второй план. Первоначально, всё же, - выбор по марке или классу. Вообще, прочность бетона - довольно изменчивый параметр, и в течение всего процесса твердения - она нарастает. Например: через трое суток - будет одна прочность, через неделю - другая (до 70% от проектной, при соответствующих погодных условиях). Через стандартный срок - 28 дней нормального твердения - набирается проектная (расчётная) прочность.

Марка бетона обычно указывает на предел прочности на сжатие данного вида бетона.

Класс бетона гарантированное значение показателя прочности тяжелого бетона. Определяют на основе унифицированных показателей прочности, принимаемых с гарантированной обеспеченностью 95 %. Установлены ряды классов по прочности на растяжение при изгибе (Btb) и на сжатие (В). В = R(1 - tv); R - средняя прочность бетона, t - коэффициент обеспеченности класса бетона при проектировании; v - коэффициент вариации прочности бетона.

23) Долговечность бетона в большинстве случаев выражается в требовании к его морозостойкости. Для климатических условий нашей страны необходим бетон с очень высокой морозостойкостью. Чтобы бетон удовлетворял этим требованиям, должен применяться портланд-цемент определенного минералогического состава и марки не ниже 500; каменные материалы можно использовать только проверенные на морозостойкость, а водоцементное отношение смеси следует принять не выше 0,50. При соблюдении всех этих требований бетон будет обладать высокой морозостойкостью. Не менее важно при назначении состава бетона предусмотреть, чтобы свойства бетонной смеси соответствавали имеющимся механизмам для ее уплотнения и укладки.

24) • Легкими бетонами называют все виды бетонов, имеющие среднюю плотность в воздушно-сухом состоянии от 200 до 2000 кг/м3. Главные требования, предъявляемые к легкому бетону, — заданная средняя плотность, необходимая прочность к определенному сроку твердения и долговечность (стойкость). Характерными особенностями легкого бетона являются его пониженные средняя плотность и теплопроводность.

Легкие бетоны классифицируют по различным признакам: основному назначению, виду вяжущего, заполнителя, структуре.

По назначению легкие бетоны подразделяют на два вида: конструкционные,   включая   конструкционно-теплоизоляционные, и теплоизоляционные и др.

По виду вяжущего легкие бетоны могут быть на основе цементных, известковых, шлаковых, гипсовых, полимерных, обжиговых и других вяжущих, обладающих специальными свойствами.

По виду крупного пористого заполнителя установлены следующие виды легких бетонов: керамзитобетон, шунгизитобетон, аглопоритобетон, шлакопемзобетон, перлитобетон, бетон на Щебне из пористых горных пород, вермикулитобетон, шлакобетон (бетон на топливном или пористом отвальном металлургическом Шлаке), бетоны на аглопоритовом или зольном гравии.

По структуре легкие бетоны подразделяют на плотные, пори. зованные и крупнопористые. Легкие бетоны на пористых заполнителях имеют принципиальные отличия от обычных тяжелых бетонов, обусловленные особенностями пористых заполнителей. Последние имеют меньшую плотность, чем плотные, небольшую прочность, зачастую ниже заданного класса бетона, обладают сильно развитой и шероховатой поверхностью. Эти качества легкого заполнителя влияют как на свойства легкобетонных смесей, так и на свойства бетона.

В зависимости от заполнителя, плотного или пористого, резко меняются водопотребность и водосодержание бетонной смеси, меняются и основные свойства легкого бетона. Одним из решающих факторов, от которых зависит прочность легкого бетона, является расход воды. При увеличении количества воды до оптимального прочность бетона растет. Оптимальный расход воды в легких бетонах соответствует наибольшей плотности смеси, уложенной в заданных условиях, и устанавливается по наибольшей прочности бетона или же по наибольшей плотности уплотненной смеси. Если же количество воды превышает оптимальное для данной смеси, то плотность цементного камня уменьшается, а с ним уменьшается и прочность бетона. Для легкого бетона оптимальный расход воды можно установить по наибольшей плотности уплотненной бетонной смеси или наименьшему выходу бетона. Следует также иметь в виду, что в легких бетонах некоторый избыток воды менее вреден, чем ее недостаток. Оптимальному расходу воды для бетона данного состава соответствует наилучшая удобоукладываемость, при которой наиболее компактно располагаются составляющие бетона.

25) Ячеистый бетон — искусственный пористый материал на основе минеральных вяжущих и кремнезёмистого заполнителя.

Предназначен в основном для строительной теплоизоляции: утепление по железобетонным плитам перекрытий и чердачных перекрытий, в качестве теплоизоляционного слоя многослойных стеновых конструкций зданий различного назначения; для теплозащиты поверхностей оборудования и трубопроводов при температуре до 400°С; жаростойкие ячеистые бетоны применяются для теплоизоляции оборудования с температурой поверхности до 700°С.

В последние годы блоки из ячеистого бетона набирают популярность в качестве конструкционного стенового материала. Коттеджи и многоэтажные дома, построенные из ячеистого бетона, имеют лучшие тепловые характеристики по сравнению с кирпичными. Достигается это во многом благодаря правильной геометрии современных блоков. За счет четких размеров (±2 мм) блоки можно укладывать на специальный клей с клеящим слоем не более 3 мм, а не на слой цементного раствора, который и служит мостиком холода.

Газобетон — это один из видов ячеистых бетонов (наряду с пенобетоном и газопенобетоном), представляющий собой искусственный камень с равномерно распределёнными по всему объёму сферическими порами диаметром 1-3 мм. Качество газобетона определяет равномерность распределения, равность объёма и закрытость пор.

Основными компонентами этого материала являются цемент, кварцевый песок и специализированные газообразователи^[1], также возможно добавлениегипса и извести. Сюда могут входить и промышленные отходы, такие как, например, зола и шлаки. В качестве специализированных газообразователей используются алюминиевые пасты и пудры. Сырьё смешивается с водой заливается в форму и происходит реакция воды и газообразователя, приводящая к выделению водорода, который и образует поры, смесь поднимается как тесто. После первичного затвердевания разрезается на блоки, плиты и панели. После этого изделия подвергаются закалке паром в автоклаве, где они приобретают необходимую жёсткость, либо высушиваются в условиях электроподогрева. В зависимости от условий твердения газобетон подразделяется на автоклавный газобетон и неавтоклавный газобетон.

В то же время, газобетон хорошо подлежит обработке простейшими инструментами: пилится, сверлится, строгается. В него легко забиваются гвозди, скобы. Со временем газобетон становится твёрже и твёрже. Не горит, так как состоит только из минеральных компонентов. Относительно экологически безопасен, по естественной радиоактивности благополучнее железобетона и тяжёлого бетона^{[источник не указан 995 дней]}, так как плотность материала меньше.

Газобетон популярен во всем мире. В настоящее время работают более 240 заводов в 50 странах, которые ежегодно производят порядка 60 млн м³ строительных изделий из газобетона.

Пенобетон — ячеистый бетон, имеющий пористую структуру за счёт замкнутых пор (пузырьков) по всему объёму, получаемый в результате твердения раствора, состоящего из цемента, песка, воды, и пенообразователя.

В таких бетонах часть пор создается пенообразующими добавками. Прочность пенобетона зависит от объёмного веса, вида и свойств исходных материалов, а также от режимов ТВО и влажности бетона. Ячеистый бетон изготовлен на цементном вяжущем. Поэтому он продолжает набирать прочность ещё длительное время. Исследования конструкций из неавтоклавных ячеистых бетонов после 40-50 лет эксплуатации показали, что они не только пригодны для дальнейшей эксплуатации, но и увеличили свою прочность в 3-4 раза по сравнению с марочной. Введение комплексных добавок повышает прочность бетона, снижает водопотребность и усадку при высыхании, повышает водо- и морозостойкость, снижает равновесную влажность и эксплуатационную теплопроводность.

26) Органические вяжущие вещества представляют собой природные пли искусственные твердые, вязкопластичные или жидкие (при нормальной температуре) продукты, способные изменять свои физико-механические свойства в зависимости от температуры. В зависимости от химического состава, вида сырья и технологии производства органические вяжущие вещества разделяют на битумы и дёгти. На основе битумов и дёгтей изготовляют другие вяжущие вещества (битумно-дёгтевые) и материалы в виде эмульсий и паст (при температуре не ниже 2° С эмульсии имеют жидкую консистенцию, пасты до состояния, текучести разбавляются водой), асфальтовых лаков, асфальтовых растворов и бетонов. Битумы и дегти применяют также для изготовления рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов.

Битумы — органические вяжущие вещества черного цвета, состоящие из высокомолекулярных углеводородов, главным образом метанового (CnH2n+2) и нафтенового (СиН2п) рядов и их кислородных и сернистых производных, полностью растворимых в сероуглероде. В зависимости от консистенции (при температуре 18° С) битумы делят на твердые, обладающие упругими, а иногда хрупкими свойствами; полутвердые (вязкопластичные) — с высокой степенью пластичности, и жидкие — легкотекучие, содержащие в своем составе летучие углеводороды. Битумы бывают природные, встречающиеся в природе почти в чистом виде или получаемые путем извлечения из асфальтовых горных пород—асфальтовых известняков, песчаников и т. п.; нефтяные, получающиеся в результате переработки нефти и нефтепродуктов; сланцевые, образующиеся при переработке продуктов перегонки некоторых горючих сланцев.

27) Полимеры (греч. πολύ- — много; μέρος — часть) — неорганические и органические, аморфные и кристаллические вещества, состоящие из «мономерных звеньев», соединённых в длинные макромолекулы химическими или координационными связями. Полимер — это высокомолекулярное соединение: количество мономерных звеньев в полимере (степень полимеризации) должно быть достаточно велико. Во многих случаях количество звеньев может считаться достаточным, чтобы отнести молекулу к полимерам, если при добавлении очередного мономерного звена молекулярные свойства не изменяются.^[1] Как правило, полимеры — вещества с молекулярной массой от нескольких тысяч до нескольких миллионов.

Термопласты, термопластичные полимеры, пластмассы, при переработке которых не происходит химические реакцииотверждения полимеров и материал в изделии сохраняет способность плавиться и растворяться