8. Приведите основные сведения о бетоне; перечислите классификацию бетонов; укажите материалы для тяжелого бетона и требования предъявляемые к ним.

Бетоном называют искусственный каменный материал, получаемый в результате твердения правильно подобранной, тщательно перемешанной и уплотненной смеси вяжущего ве­щества, воды, заполнителей и в необходимых случаях - специ­альных добавок.

По назначению бетоны подразделяют на конструкцион­ные, теплоизоляционные, конструкционно-теплоизоляционные, жаростойкие, химически стойкие, напрягающие, декоративные, радиационно-защитные, дорожные, гидротехнические и др.

В зависимости от средней плотности различа­ют особо тяжелые, тяжелые, легкие и особо легкие бетоны.

По виду вяжущего вещества бетоны подразделя­ются на следующие группы: цементные, известковые, гипсо­вые, шлаковые, смешанные, специальные.

По виду заполнителей различают бетоны на плот­ных, пористых и специальных заполнителях.

По крупности зерен заполнителей различают бе­тоны мелкозернистые и крупнозернистые.

По структуре выделяют следующие виды бетонов:

бетоны плотной (слитной) структуры, в которых про­странство между зернами заполнителей полностью занято за­твердевшим вяжущим веществом.

поризованные бетоны, в которых пространство между зернами заполнителей занято вяжущим веществом, поризованным пено- или газообразующими добавками;

ячеистые бетоны - бетоны с искусственно созданными ячейками-порами, состоящие из смеси вяжущего вещества, тонкодисперсного кремнеземистого компонента и породооб­разующей добавки;

крупнопористые бетоны (беспесчаные или малопесча­ные), в которых значительная часть объема межзерновых пус­тот остается не занятой мелким заполнителем и затвердевшим вяжущим.

По условиям твердения бетоны подразделяют на следующие группы:

естественного твердения, твердеющие при температуре 15...20 °С и атмосферном давлении;

подвергнутые тепловой об­работке при температуре 70.. .90 °С и атмосферном давлении;

твердеющие в автоклавах при температуре 175...200 °С и давлении пара 0,9... 1,6 МПа;

твердеющие при тепловой обработке без контакта бе­тона с паровоздушной средой;

твердеющие при отрицательных температурах.

К материалам для тяжелого бетона относят вяжущие вещества, воду затворения, заполнители — мелкий (песок) и крупный (гравий или щебень). Качество исходных материалов в значительной степени влияет на свойства бетона: его прочность, морозостойкость, коррозие-стойкость и др.

Марка цемента выбирается в зависимости от проектной марки бетона, а вид цемента – в соответствии с условиями изготовления и эксплуатации бетонов. Бетон с наилучшими свойствами и наиболее экономичный можно получить, если марка цемента будет в 1,5 – 2,5 раза выше требуемой марки бетона.

Для приготовления бетонных смесей применяют питьевую или природную воду, не содержащую вредных примесей, затрудняющих схватывание и твердение бетона.

Песок должен состоять из зерен различного размера, чтобы его межзерновая пустотность была минимальной; чем меньше объем пустот в песке, тем меньше цемента требуется для получения плотного бетона. Важнейшими показателями качества заполнителей являются: зерновой состав, минералогический состав, содержание вредных примесей, прочность и морозостойкость. Соотношение между зернами разного размера в заполнителе должно быть оптимальным. Марки прочности: 1400,1200,1000,800,400 и 300. Марки морозостойкости: F15.F25;F50;F100;F150;F200;F300; F400.

9. Перечислите и дайте понятие основным свойствам бетона: прочность (класс), плотность, водонепроницаемость, морозостойкость, усадка и расширение, стойкость против коррозии, огнестойкость, радиационная стойкость.

Прочность бетона — одно их главных строительных свойств, ха­рактеризует его способность выдерживать внешние нагрузки, не разру­шаясь. В рабочих чертежах конструкций или стандартах на изделия обычно указывают требования к прочности бетона, его класс или марку. В отличие от марки класс гарантирует не только прочность, но и однородность материала. Класс бетона опреде­ляется величиной гарантированной прочности на сжатие с обеспе­ченностью 0,95. Для бетонов установлены следующие классы: В1 (М15); В1,5 (М25); В2 (М25); В2.5 (М35); В3,5 (М50); В5 (М75); В7,5 (М100); В10 (150); В12.5 (М150); В15 (М200); В20 (М250); В22,5 (М300); В25 (М300); В25 (М350); В27,5 (М350); ВЗО (М400); В35 (М700); В60 (М800). Класс бетона задан в МПа, а марка — кгс/см².

На производстве необходимо обеспечить марку бетона или среднюю прочность на сжатие, контролируемую на кубах размером 150x150x150 мм.

Классом бетона пользуются при проектировании и расчете кон­струкций, его указывают в проекте. Марку бетона используют при расчете состава и изготовлении бетона.

Плотность бетона влияет на его стойкость к различным усло­виям эксплуатации. Обычный тяжелый бетон не является абсолютно плотным. Пористость в бетоне образуется из-за наличия воды в бе­тонной смеси. Кроме этого поры могут образовываться вследствие неполного удаления воздушных пузырьков при уплотнении бетонной смеси. Пористость тяжелого бетона колеблется от 5 до 15%. Плотность бетона может быть повышена тщательным подбором зернового состава заполнителей с целью уменьшения объема пустот в смеси; уменьшением водоцементного отношения, что достигается вве­дением в бетонную смесь специальных добавок-пластификаторов, ко­торые способствуют снижению водопотребности бетонной смеси при той же подвижности.

Водонепроницаемость бетона характеризуется наибольшим давлени­ем воды, при котором она еще не просачивается через бетонный обра­зец. По водонепроницаемости бетон подразделяется на шесть марок: W2; W4; W6; W8; W10; W12. Цифра в обозначении марки указывает на величину давления соответственно 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2 МПа.

Морозостойкость бетона характеризует его способность в на­сыщенном водой состоянии выдерживать многократные попеременные замораживания и оттаивания и определяется числом циклов попере­менного замораживания и оттаивания, которые способны выдержать образцы 28-суточного возраста без снижения предела прочности при сжатии более чем на 25% и без потери массы более чем на 5%. марки морозостойкости: F50; F100; F150; F200; F300; F400; F500.

Усадкой бетона называют уменьшение его объема в процессе твердения. Усадка происходит при твердении бетона на воздухе или при недостаточной влажности среды, способст­вующей высыханию бетона. В первый период твердения может происходить расширение бе­тона от нагревания теплом, выделяющимся при взаимодействии це­мента с водой. Расширение бетона может вызвать деформации конст­рукций и появление трещин.

Коррозионная стойкость. Коррозия бетона вызывается глав­ным образом разрушением цементного камня, как наименее стойкого компонента затвердевшего бетона и сопровождается понижением прочности и водонепроницаемости, а также ухудшением сцепления бетона с арматурой.

Бетон — огнестойкий материал, способный при пожаре выдерживать высокие температуры. Однако длительное дей­ствие на бетон температур 150...250 °С снижает его прочность на 25%. Эта потеря прочности после ликвидации пожара не восстанавливает­ся.

Радиационная стойкость. Для защиты от радиоактивных из­лучений в качестве заполнителей для бетона используют материалы с высокой плотностью: магнетит, барит, металлический скрап, чугун­ную дробь и др.

10. Приведите общие сведения о легких бетонах, перечислите классификацию; укажите основные свойства; охарактеризуйте ячеистые бетоны (пенобетон и газобетон), укажите их свойства, состав и применение в строительстве.

Легкие бетоны, отличающиеся высокой пористостью (до 40%) и сравнительно небольшой средней плотностью (500... 1800 кг/м³), широко применяются для изготовления не­сущих и ограждающих сборных бетонных и железобетонных конструкций.

По виду применяемого крупного пористого заполнителя легкие бетоны разделяют на керамзитобе-тон, аглопоритобетои, шлакобетон, пемзобетон и т.д.

По структуре рассматриваемые бетоны разделяют на следующие основные виды:

обыкновенные легкие бетоны, приготавливаемые из вя­жущего вещества, воды, мелкого и крупного заполнителей при полном заполнении раствором пустот между зернами крупно­го заполнителя.

крупнопористые (беспесчаные) легкие бетоны, в кото­рых зерна крупного заполнителя покрыты тонким слоем це­ментного теста, а межзерновые пустоты остаются свободны­ми

поризованные легкие бетоны на основе вяжущего веще­ства и порообразователя, в структуре которых возникают воз­душные ячейки.

По назначению легкие бетоны на пористых заполните­лях разделяют на следующие виды: теплоизоляционные -применяемые для изготовления теплоизоляци­онных плит и других изделий;

конструкционно-теплоизоляционные -используемые в несущих и само­несущих ограждающих конструкциях (стенах и перекрытиях);

конструкционные - приме­няемые в несущих конструкциях.

По виду вяжущих веществ различают легкие бето­ны цементные, известковые, гипсовые, на смешанном вяжущем и жидком стекле.

Средняя плотность бетона зависит главным образом от на­сыпной плотности и зернового состава заполнителей, расхода вяжущего вещества и воды. Теплопроводность колеблется в широких пределах - от 0,07 до 0,7 Вт/(м • °С). На ее величину оказывают существенное влияние плотность бетона, характер пористости и другие фак­торы. С увеличением плотности теплопроводность бетона по­вышается. Прочность легкого бетона зависит от прочности цементно­го камня и заполнителей, прочность которых значительно ни­же прочности заполнителей, применяемых в тяжелых бетонах. Морозостойкость легкого бетона зависит от вида и коли­чества вяжущего вещества и морозостойкости заполнителя. Бетоны на портландцементе обладают более высокой морозо­стойкостью, которая возрастает с увеличением количества це­мента.

Ячеистые бетоны получают из смеси вяжущего вещества и газо- или пенообразующих добавок, в которой отсутствуют крупные заполнители, а иногда и песок. При твердении смеси ячеистого бетона получают высокопористый каменный мате­риал с равномерно распределенными воздушными порами (до 85% общего объема бетона) в виде замкнутых ячеек, заполнен­ных воздухом или газом. Образовавшиеся поры представляют собой замкнутые ячейки диаметром 1.. .2 мм, разделенные тон­кими стенками затвердевшей бетонной смеси.

Пенобетон приготавливают путем смешивания цементного теста или раствора с отдельно приготовленной устойчивой пе­ной. В качестве пенообразователя применяют жидкие смеси ка­нифольного мыла и животного клея или водного раствора сапо­нина (вытяжки из растительного мыльного корня). Пенобетонную смесь приготавливают в пенобетоносмесителях. В автоклаве при тем­пературе 175... 190 °С и давлении пара 0,8... 1,6 МПа гидроксид кальция интенсивно взаимодействует с кремнеземистым компо­нентом. При этом образуется гидросиликат кальция, обладаю­щий довольно высокими прочностью и долговечностью.

Газобетон готовят из смеси цемента (иногда с добавкой из­вести), кремнеземистого компонента и воды с введением в уже перемешанную смесь газообразователя - алюминиевой пудры, пергидроля (водный раствор пероксида водорода Н₂0₂) и др. Наиболее распространенный газообразователь — тонкодисперсный алюминиевый порошок (пудра). Процесс газообразования происходит в результате химического взаимодействия алюми­ния и гидроксида кальция. После вызревания в формах газобе­тон обычно подвергают ускоренному твердению в автоклавах. Применяя автоклавную обработку, можно не только обеспечить получение изделий с высокой прочностью, но и значительно снизить расход цемента путем частичной или полной замены его известью. В последнем случае получают газосиликаты.

Ячеистые бетоны имеют следующую прочность при сжа­тии: 1,5; 2,5; 3,5; 5,0; 7,5; 10,0; 15,0 МПа. Установлены следу­ющие марки ячеистого бетона по морозостойкости: F15, F25, F35, F50, F75, F100. Для панелей наружных стен применяют ячеистый бетон марок F15, F25 (в зависимости от влажности в помещениях и климатических условий). Удельная теплоем­кость ячеистого бетона составляет в среднем 0,84 кДж/(кг·ºC). Ячеистый бетон плотностью 700...800 кг/м³ при 70...80%-й относительной влажности воздуха и температуре 20 °С имеет усадку 0,4...0,6 мм/м.

Из легкого бетона изготавливают стеновые панели и блоки, плиты перекрытия и покрытия, камни для стен.