Быстротвердеющие цементы.

БТЦ (С3S C3A=60-65%)

Характеризуется повышенной прочностью на сжатие в возрасте 3 суток (25-28 МПа). Это достигается повышением в минеральном составе доли быстротвердеющих минералов.. Его размалывают более тонко до удельной поверхности 3500-4000.

(ОБТЦ).

Характеризуется повышенной прочностью на сжатие в возрасте 1 суток (20-25 МПа). Еще больше доля быстротвердеющих минералов и размолот до 4000-4500

(СБТЦ)

Характеризуется повышенным набором прочности в возрасте 6 часов(10-15Мпа). По минеральному составу и тонкости помола аналогичен ОБТЦ, но содержит еще и ускоритель твердения (СаCl).

Быстротвердеющие цементы применяются в зимнее время, а также при ремонтно-восстановительных работах.

3. Цементы с органическими поверхностно-активными добавками.

Поверхностно-активными веществами (ПАВ) называются вещества, снижающие поверхностное натяжение на границе фаз и состоящие из длинных углеводородных цепей и полярных групп типа -OH, -COOH. .

а) Пластифицированный портланд-цемент.

Его получают совместным помолом портланд-цементного клинкера с гипсом и пластифицирующими добавками в количестве 0,15-0,25 % от массы цемента.

Пластифицирующая добавка адсорбируется на цементе полярными группами наружу. Которая подобно смазке и цементное тесто приобретает повышенную подвижность.

Например, используют добавку ЛСТ. Используют пластифицированный портланд-цемент при устройстве наливных полов, дорог и аэродромов.

б) Гидрофобный портланд-цемент.

Его получают совместным помолом портланд-цементного клинкера с гипсом и гидрофобной добавкой в количестве 0,06-0,3 % от массы цемента.

Эта добавка адсорбируется на цементе гидрофобными концами наружу и препятствует прониканию воды к цементному зерну. Гидрофобную добавку вводят при длительном хранении цемента или его транспортировке на большие расстояния, чтобы предотвратить потерю его активности при взаимодействии с влажным воздухом. После, в процессе перемешивания цемента, оболочки разрушаются и цемент вступает в реакции гидратации с водой. В качестве гидрофобных добавок используют органические вещества (асидол, мылонафт и другие).

4. Декоративные цементы.

а) Белый портланд-цемент

Его получают из белых известняков и белых глин путем обжига на беззольном газовом топливе. По степени белизны белый цемент выпускают трех сортов — БЦ I (80%), БЦ II (72%) и БЦ III (68%). Степень белизны устанавливают, определяя коэффициент яркости ( ), сравнивая с белым эталоном (BaSO₄ или белое матовое стекло).

б) Цветные цементы.

Их получают совместным помолом белого клинкера с гипсом и 10-15% свето- и щелочестойких пигментов. Пигменты — это тонкие цветные порошки, природные или искуственные. Белые и цветные цементы используют для декоративных бетонов и строительных растворов.

5. Цементы с активными минеральными добавками.

АМД — активная минеральная добавка — вещество, способное при смешивании с известью и водой образовывать пластичное тесто, набирающее прочность не только на воздухе, но и в воде. Активные минеральные добавки содержат в своем составе оксид кремния в аморфном состоянии (SiO_2аморф). Аморфное состояние, будучи химически активным, позволяет АМД вступать в химические реакции.

1. Природные.

   1. Вулканического происхождения (Вулканические пемзы, туфы и т.д.)

   2. Осадочного происхождения (диатомиты, трепелы, опоки и т.д.)

2. Искусственные. Молотые доменные шлаки и золы.

1. Пуццолановый портланд-цемент. Это цемент с природной АМД, причем добавок либо осадочного происхождения должно содержаться 20-30%, либо добавок вулканического происхождения — 25-40%. Свойства: Он обладает повышенной коррозионной стойкостью против коррозии 1 и 2 вида, а также высокой плотностью цементного камня. Тепловыделение при твердении меньше, чем у обычного портланд-цемента. К недостаткам относятся: низкая морозостойкость, большая усадка при твердении на воздухе, что приводит к растрескиванию изделий, замедленное твердение. Применение: для массивных подводных и подземных конструкций.

2. Шлакопортландцемент. Его получают совместным помолом портландцементного клинкера с гипсом и молотым доменным шлаком в количестве от 21 до 80 процентов. Свойства: Высокая коррозионная стойкость против коррозии 1 и 2 вида, а также высокая плотность цементного камня. Морозостойкость гораздо выше, чем у пуццоланового портланд-цемента. При твердении на воздухе не дает такой большой усадки, как пуццолановый портланд-цемент. По стоимости на 20-30% дешевле обычного портланд-цемента. При твердении выделяет в 2-2,5 раза меньше тепла, чем обычный портланд-цемент. Недостаток — общий для всех цементов этой группы — замедленное твердение. Выпускается марок 300 и 400. Применение: для массивных подводных, подземных и надземных конструкций.

Бетоны

Бетон-это искуств каменный матер обр-ся при тверд рацион сост смеси из вяжущего вещ-ва, воды, мелкого заполнителя-песка, крупного заполнителя-щебня или гравия, а в отд случаях и спец добавок.

Классиф бетонов:

1. По средней плотности:

а) особотяж бет (β₀>2500кг/м³) б)тяж бет (β₀=2200-2500кг/м³) в)облегченный бет (β₀=1800-2200кг/м³) г) легкие бетоны (β₀=500-1800кг/м³) д) особолегкие бетоны (β₀<500кг/м³).

2. По виду вяжущего:

а) цементные б) силикатные на известково-кремнезем вяж в) на смеш вяж вещ-вах г) на спец вяж отвеч спец треб (н-р: кислотостойк бетон на жидком стекле, жаростойк бетон на глинозем цементе)

3. По виду заполнителя: а)на плотных заполн б) на пористых заполн в) на спец заполн отвеч спец треб (кислотостойк бетон на кислотостойк горных породах).

4. По назначению: а) для несущих конструкций б) для огражд конст в) гидротехн бетон г) бетон для инж сетей и коммуникац д) дорожн бетон е) спец бетон.

Вяжущее

1)вяж в-ва.вкач-ве вяж-го исп-ют ПЦ и его разнов-ти. При выборе цемента необх-мо,чтобы его марка или активн-ть была в 1,5-2р выше планир прочности бетона

2)добавки:

а)ускорители твердения (NaCl2, Cacl2, K2CO3..).ускоряют твердение бетона за счает ускорения твердеция цемента в нем.

Б)пластифицир добавки. Повышают подвижность бетон.смесей или при сохр-и подвижности неизм-й позволяют уменьшить водоцем отношение В/Ц,что приводит к экономии цемента. Пластифиц добавки типа ЛСТ позволяют экономить 8-12% цемента, а суперпластифиц добавки типа С-З позвэкном 15-20% цемента.

В)гидрофоб добавки. Могут вводиться в состав бетон.смеси или наноситься на пов-ть бетон. Конструк-й. они повышают нерасслаиваемостьбетон.смеси, а затвердевшему бетону придают водоотталкивающие св-ва. К ним отн-ся битумные дисперсии(битум в воде), ремний-орг в-ва и др.

Мелкий заполнитель-песок.

Песком наз-ся рыхлая смесь зерен с размером частиц 0,16-5 мм,образовавшаяся при естесств разрушении гп(прир пески) или их дроблении(искуств или дроблен пески). по мин составу бывают: кварцевые, полево-шпатные,доломитовые,тзвестняковые и др.

На кач-во бетона влияет:

1) наличие в песке примесей.Огранич-ся содержание глины(не более 3%), а также пылевидных и илистых частиц и остатков растит и животн организмов

2)мин состав песка. В песке должны содерж-ся частицы всех размеров от 0,16-5 мм, чтобы объем пустот был миним-м,асуммарн площадь пов-ти частиц оптим-й. в этом случае для получения плотного бетона будет потрачено миним кол-во цемента.

Крупный заполнитель–

5-70 мм

1) наличие глинист примесей. Не более 1% для высококачбет,не более 3% для рядовых бетонов.

2)зерновой состав. Для получения плотного бетона при миним расходе цемента необх-мо,чтобыкрупнзапол содержал зерна всех размеров 5-70 мм.

3) предельная крупность запол не должна превышать1/4 миним сечения констр-и и быть не больше миним.расс-я м/у стержнями арматуры,есликонст-я армируется.

Вода

для затворения бетона подходит водопровод вода. Любая др вода должна быть доп-но исследована. Для этого проводят ее хим анализ на содержание вредных для бетона в-в (к-т,хлоридов,сульфатов,нефтепродуктов, масел и т.д). если вред в-в нет,изгот-ют 2 партии бетон образцов на контролводопров и на испыт воде и испыт-ют их на сжатие ч/з 28 сут норм твердения. Вода считается пригодной, если прочность образцов на ней не ниже прочности образцоы на водопров воде.

Приготовление бетонной смеси.

Расчет.С помощью весовых и объемных дозаторов отмеряется необходимое количество компонентов, которое поступает в бетоносмесители. По принципу перемешивания бетоносмесители бывают двух типов:

1. С принудительным перемешиванием.

2. С перемешиванием при свободном падении материалов.

Объем бетоносмесителя может колебаться от 100 до 4500 литров. Время перемешивания зависит от объема бетоносмесителя и подвижности бетонной смеси.1-5 мин

Укладка и уплотнение бетонной смеси.

1.специальными бетоноукладчиками движущимися по рельсовому пути

2.металлическими коробами транспортируемыми мостовыми кранами.

Методы уплотнения:

1. Вибрирование.

Вибрирование производится на стационарных площадках в условиях ЖБЗ, а непосредственно на стройке с помощью вибраторов с плоской плитой или глубинных вибраторов.

2. Вибропрессование или виброштампование. Вибрирование совмещается с прессующими усилиями плоской (вибропрессование) и/или рофилированной (виброштампование) плиты. Методом виброштампования формуют лестничные марши, ребристые плиты и другие изделия.

3. Метод центрифугирования. Форма с бетонной смесью вращается относительно своей продольной оси и частицы бетонной смеси под действием центробежных сил распределяются по стенкам формы.

Твердение.

28 суток. В условиях заводского производства, а зачастую на стройплощадке твердение бетона ускоряют.

Методы ускорения твердения.

1. Термовлажностная обработка (пропарка). Ускорение твердения бетона осуществляется при обработки его паром при t=80-90°C в пропарочных камерах ямного типа. Пропаривание осуществляется в течении 12-15 часов по следующему режиму. Подъем температуры со скоростью 25-30°/час. Изотермический прогрев при t=80-90°C в течении 6-8 часов. Охлаждение изделий со скоростью 30-40°/час. После пропаривания бетон набирает ~70% от 28 суточной прочности и может поставляться потребителю.

2. Электропрогрев.

Для предотвращения испарения воды бетон необходимо герметично закрывать.

3. Контактный обогрев. Твердение бетона ускоряется применением обогреваемых форм или опалубок, где прокладываются трубы с теплоносителем. Для предотвращения испарения воды бетонные изделия герметично закрывают.

4. Введение добавок-ускорителей твердения. К ускорителям твердения относятся хлориды натрия и кальция, карбонаты натрия и калия, нитриты и нитраты натрия. Они каталитически воздействуют на реакции гидратации минералов цемента ускоряя их. Эффект действия добавок сказывается в течении 2-3 недель повышая прочность в 2-3 раза. К 28 суткам действие добавок прекращается. Применение добавок может вызвать негативные явления. Применение хлоридов вызывают коррозию арматуры в ЖБК. А большое количество натриевых солей вызывают выссолы, образующиеся на поверхности бетона.

Контроль качества бетона.

Разрушающие методы контроля. От партии бетонных изделий отбирается 1% (но не менее 2х штук) и на специальных испытательных стендах нагружаются до разрушения. Так определяется прочность бетонных конструкций. Недостаток метода: после испытаний конструкции не пригодны к употреблению.

Неразрушающие методы контроля.

1.Кубиковый контроль качества. Этот метод контроля свойственен для изготовления бетона. Из бетона наряду с конструкциями изготавливаются не менее 3х образцов кубов с ребром 15 см ( возможен другой размер, но с применением переводного коэффициента

На подобных образцах определяют класс бетона (В). Классом бетона называется предел прочности при сжатии в МПа образцов кубов с ребром 15 см, испытанных в 28 суточном возрасте, с обеспеченностью 0,95. Тяжелый бетон подразделяется на классы В 3,5-60(Rсж=3,5-60 МПа).

2. метод пластической деформации.

3. Ультразвуковая дефектоскопия.

Этим методомопределяют скрытые дефекты в бетоне (воздушные поры, раковины, неплотности).

Свойства тяжелого бетона

1.среднюю плотность 2200-2500 кг/м³

2.Водонепроницаемость. Гидростат давление на образец цилиндр в возрасте 180 суток.0,2-1,2

3.морозостойкость.F50-150.

4.Прочность. В3,5-60 кубы 15 см(28 суток)

Зависит от активности цемента и обратно пропорциональна в/ц(формула!!!)

Условия твередения-влажность комнат темп, время твердения формула!!!

Кислотостойкий бетон.

Эти бетоны используются в производстве кислотостойких конструкций и защиты от кислот. Материалы. Вяжущие: жидкое стекло Na(K)2O2*mSiO2 с ускорителем твердения 10-12% кремнефтористого натрия Na2SiF6. Заполнители: щебень из кислотостойких пород (гранит, базальт, кварцит); кварцевый песок. Свойства. Стойкий к воздействию концентрированных кислот, гораздо хуже к разбавленным кислотам и легко разрушается водой и щелочами. Водостойкость кислотостойких бетонов повышают введением гидрофобных добавок или автоклавной обработкой.

Жаростойкие бетоны.

Они предназначены для дымовых труб, тепловых агрегатов и конструкций эксплуатирующихся при высоких температурах. Бетон на обычном цементе плохо выдерживает воздействия высоких температур, поэтому в зависимости от температуры эксплуатации используют бетоны на различных заполнителях. Материалы. Вяжущие: шлакопортландцемент до 700°С, жидкое стекло до 900°С, глиноземистый цемент до 1500°С, фосфатные связующие(кислые фосфаты Mg, Al и др. металлы) до 2000°С. Заполнители: бескварцевые горные порды до 700°С, бой керамических изделий до 900°С, свыше 900°С бой огнеупорной керамики или хромитовые руды.

Бетон для защиты от радиоактивных воздействий.

Его используют для защиты строительных конструкций на предприятиях атомной энергетики, переработки изотопов. Защитная функция бетона связана: 1) с высокой средней плотностью бетона ρ0=2500-6000кг/куб м. чем выше средняя плотность бетона, тем больше рентгеновских и γ-лучей поглощает бетон; 2) химически связанная вода входящая в состав гидратных соединений цемента задерживает нейтроны. Материалы. Вяжущие: партландцемент и шлакопартландцемент. Запонители: крупный: щебень из железных или баритовых руд, а также отходы металлургии, чугунный скрап; песок: используются пески из железных руд – лимонитовый песок или баритовый песок, а также свинцовая дробь.

Декоративные бетоны.

К декоративным бетонам можно отнести обычные серые бетоны с рельефной поверхностью или цветные бетоны. Рельеф на поверхности серогобетона может создаваться в процессе формования, специальными скребками или валиками или фактурной опалубкой. Затвердевшему серому бетону, можно задать фрезерной обработкой или ударной. Цветные бетоны получают следующим образом: 1) введение цветных цементов; 2) введение пигментов в обычные цементы (для получения темных оттенков); 3) введение цветных природных или искусственных заполнителей. Цвет заполнителей проявляют смыванием с их поверхности цементного молочка струей воды или шлифованием после затвердевания.

Бетон армированный волокнами (фибробетон).

Это композиционный материал в котором обычный бетон совмещен с различными волокнами. Волокна могут быть 1) стеклянными из щелочестойкого стекла; 2) железными (металлические стружки); 3) полимерные из полимерных волокон (проперен, капрон). Этот бетон называют также дисперсно-армированным, т.к. волокна играют роль дисперсно распределенной арматуры. Поэтому фибробетоны лучше работают на растяжение и изгиб (прочность на растяжение возрастает в 2-3 раза, на изгиб в 4-5 раз). Также улучшается исстираемость и сопротивление ударов. Применение: в плитах оболочках отделки тоннелей, трубопроводов, при строительстве дорог и взлетно-посадочных полос и аэродромов.

Легким бетоном называются искусственные каменные материалы, состоящие из вяжущего, воды, пористого крупного заполнителя, песка пористого или плотного и если необходимо добавок. Классификация бетонов. 1. по средней плотности. Бетоны на пористых заполнителях могут быть 1) облегченные ρ0=1800-2200 кг/куб м, на кирпичном щебне; 2) легкие бетоны 500-1800 кг/куб м, на пористых природных и искуственных заполнителях; 3) особо легкие бетоны < 500 кг/куб м, на пористых полимерных гранулах. 2. по виду вяжущего: цементные; известковые; гипсовые; на смешанных вяжущих; на спец. вяжущих. 3. по виду крупного пористого заполнителя: на природных и искусственных пористых заполнителях. Пористые заполнители в легкой бетонной смеси впитывают часть воды, поэтому эти смеси изготавливают на больших водоцементных отношениях, что приводит к перерасходу цемента.

Свойства легких бетонов.

1. Прочность определяется классом бетона легкого бетона В 2,5-40 (Rсж=2,5-40 МПа). Прочность легкого бетона лимитируется прочностью пористого заполнителя, т.е. имеет место не полное использование прочности свойств цемента.

2. . F=25-300.

3. По водонепроницаемости: пониженная плотность более проницаемы для воды чем тяжелые.

Применение. 1) конструкционный бетон плотностью 1400-1800 кг/куб м с Rсж=15-40 Мпа, чаще всего используемый для легких несущих железобетонных конструкций (пролетных строений мостов, ферм, гидротехнических сооружений, элементов перекрытий и покрытий зданий); 2) конструкционно-теплоизоляционный плотностью 500-1400 кг/куб м с прочностью 2,5-10 МПа, являющийся основным материалом ограждающих конструкций зданий; теплоизоляционный и акустический плотностью до 500 кг/куб м, широко применяемый в слоистых конструкциях как утеплитель и звукопоглощающий материал.

Ячеистый бетон

высокопористые бетоны (пористостью до 85%) содержащие воздушные поры диаметром 1-1,5 мм.

Пористость в ячеистых бетонах создается 2-мя путями: 1) механическим путем при перемешивании с устойчивой пеной (пенобетон); 2)химическим путем при введении добавок газообразователей (газобетон). Я.б. имеет небольшую плотность и малую теплопроводность. Пористость я.б.легко регулировать в процессе изготовления, в результате получают бетоны разной плотности и назначения. Я.б. делят на три группы:теплоизоляционные плотностью в высушенном состоянии не более 500 кг/куб. м; конструкционно-теплоизоляционные (для ограждающих конструкций) 500-900 кг/ куб. м; конструкционные (ддля железобетона) 900-1200 кг/куб. м.

Технология производства пенобетона.

В качестве вяжущего используют портландцемент М400 и выше, высокой активности. В качестве заполнителей используют кварцевый песок частично тонкомолотый, а также молотый шлак или золу. В качестве добавок пенообразователей используют сложные органические вещества ,которые вводят в воду затворения в количестве он 20-25%. Пенобетонную смесь разливают в формы. Твердения пенобетона может протекать в пропарочных камерах или в нормальных условиях, когда сохраняется, по способу термоса, выделяющееся тепло путем накрывания пенобетона теплоизоляционным материалом. К недостаткам пенобетона относятся помимо невысокой прочности и гидроскопичности неравномерное распределение пористости по сечению материала.

Технология производства газобетона.

Материалы: портландцемент высокой активности М400 и выше, молотый кварцевый песок, шлак или зола. В кач-ве добавки газообразователя используют алюминиевую пудру с расходом 0,25-0,6 кг/м³, которая реагирует с минералами цемента с выделением водоода. Другим газообразователем явл-ся перекись водорода разлагающегося с выделением кислорода. Технология перемешивания газобетонной смеси осуществляется в виброгазобетонных смесителях. Газобетонная смесь разливается в формы на опред-ю высоту с учетом увеличения объема при дальнейшем газообразовании. Конец процесса газообразования должен наступать до начала схватывания цемента, после затвердевания. Избыток газобетонной смеси срезают проволочными струнами. Твердение газобетона осуществляется в пропарочных камерах или автоклавах. По кач-ву газобетон выше чем пенобетон из-за более равномерно распределенной пористости.

Железобетон. Классификация железобетонных изделий.

Железобетон - комплексный строительный материал, в котором бетон и стальная арматура замоноличены взаимным сцеплением и работают под нагрузкой как единая система.

Классифицируются:

1. По виду армирования

а) с обычными арматур. сетками, стержнями, каркасами

б) с предварительным напряженным армированием.

2. По виду вяжущих

а) цементные

б) силикатные

в) на смешанных вяжущих

г) специальные вяжущие, отвеч специальным тербованиям

3. По средней плотности

а) особо тяжелые >2500 кг/м^3

б) тяжелые 2200-2500

в) облегченные 1800-2200

г) легкие 500-1800

д) особо облегченные <500

4. По строению и структуре

а) пустотелые

б) 1,2,3 х-слойные

в) монолитные

г) горно-монолитные

5. По назначению

а) для жилых, общественных зданий

б) для промышленных конструкций

в) для инженерных сетей

г) здания общего назначения