30) Классификация бетонов.

По назначению различают конструкционные бетоны и спе­циальные.

К специальным бетонам относятся: гидротехнический— для возведения гидротехнических соору­жении, х-ся стойкостью к увлажнению, многократному замораживанию и оттаиванию, водонепроницае­мостью; для дорожного строительства и аэродромных покрытий — обладает высокой морозостойкостью и стойкостью к истираемо­сти, способен воспринимать динамические знакопеременные на­грузки; жаростойкий — для выполнения специальных конструкций и сооружений, эксплуатируемых при высоких температурах, ко­торый изготовляют на жаростойких заполнителях (бой глиняно­го кирпича, доменных шлаков, хромита) с тонкомолотыми до­бавками из шамота, глиняного и магнезитового кирпича. Наибольшую температуру (до 1700°С) выдерживает жаростой­кий бетон на портландцементе с добавкой молотого хромита и магнезита.

Бетон на глиноземистом цементе и хромитовом запол­нителе используют в конструкциях, нагреваемых до 1400 °С, а на шлакопортландцементе — до 700 °С.

Кроме того, выпускают химически стойкие бетоны, радиационно-защитные, теплоизоляционные и др.

По плотности бетоны делят на особотяжелые (более 2500 кг/м³), тяжелые (1800...2500 кг/м³), легкие (500... 1800 кг/м³), особолегкие (менее 500 кг/м³).

Для приготовления особотяжелых бетонов используются за­полнители в виде стальных опилок или стружек, чугунной дроби, железной руды. Такие бетоны применяют для радиационной за­щиты при строительстве атомных электростанций. Защитные свойства особотяжелых бетонов повышают введением добавок, содержащих легкие элементы (водород, бор, кадмий, литий, карбид бора, хлористый литий). Наибольшее применение в практике строительства для возве­дения подземных и надземных несущих конструкций и сооруже­ний (фундаменты, стены, колонны, балки, фермы, плиты пере­крытия и покрытия и др.) получил тяжелый бетон, в качестве заполнителя для которого используют щебень плотных горных пород (гранита, известняка, диабаза и др.). Конструкции из тако­го бетона не должны подвергаться воздействию агрессивных во­ды и газов.

Легкие и особолегкие бетоны получают с использованием лег­ких заполнителей (пемзы, туфа, шлака, керамзита) или путем придания пористой структуры (поризованные бетоны) цементно­му камню введением в бетонную смесь воздухововлекающих до­бавок (микропенообразователей), предварительно взбитой пены или газообразующих добавок. К числу легких бетонов относят также ячеистые, которые обладают высокопористой структурой. Объем пор в таких бето­нах достигает 80%, а плотность — 300... 1200 кг/м³. Такие бетоны обладают низкой теплопроводностью и используются как эффек­тивный теплоизоляционный материал.

По виду вяжущего вещества различают бетоны: цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные, полимербетоны, полимерцементные и специальные бетоны. Среди цементных бетонов основное место занимают бетоны на портландцемен­те и его разновидностях и бетоны на шлакопортландцементе и пуццолановом цементе (более 20%).

С применением известкового вяжущего изготовляют сили­катные бетоны. Для обеспечения процесса твердения таких бето­нов используют автоклавы.

Гипсовые бетоны обладают малой водостойкостью, поэтому из них изготовляют конструкции, находящиеся внутри здания. Шлакощелочные бетоны (вяжущее — молотые шлаки и ще­лочные растворы) обладают высокой прочностью и стойкостью к агрессивным средам. Полимербетоны высокостойкие к агрессивным средам, по­этому их применяют при возведении сооружений медеплавиль­ной и химической промышленности и др. Полимерцементные бетоны изготовляют с добавкой водных дисперсий различных полимеров, которые вводят в смесь вместе с водой затворения. Полимеры осаждаются в виде пленки на поверхности заполнителя, увеличивая сцепление между элементами структуры бетона. Такие бетоны хорошо работают на растяжение, обладают повышенной морозостойкостью, водонепроницаемостью и химической стойкостью.

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

По структуре бетоны бывают с плотной, поризованной, ячеистой и крупнопористой структурой.

29) Специальные виды цементов

1). Быстротвердеющий портландцемент

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) — портландцемент с минеральными добавками, отличающийся повышенной проч­ностью через 3 сут твердения. Количество трехкальциевого силика­та и трехкальциевого алюмината в клинкере — обычно не менее 60—65%. Помол БТЦ производится более тонко. Это ускоряет твердение цемента. БТЦ выпуска­ют М400 и 500 с нормативными показателями прочности.

БТЦ применяется в производстве сборных железобетонных кон­струкций. Следует иметь в виду повышенное тепловыделение БТЦ, которое исключает его при­менение для массивных конструкций. БТЦ с повышенным содержа­нием трехкальциевого алюмината непригоден для бетона, подвер­гающегося сульфоалюминатной коррозии.

2). Сульфатостойкий портландцемент

Сульфатостойкие цементы изготовляют на основе клинкера нор­мированного минерального состава и применяют для изготовления бетонных и железобетонных конструкций, обладающих коррозион­ной стойкостью при воздействии сред, агрессивных по содержанию в них сульфатов.

Сульфатостойкий портландцемент предназначается не только для изготовления бетонов, подвергающихся действию сульфатной коррозии, но и для бетонов повышенной морозостойкости. Сульфатостойкость и морозостойкость обеспечиваются прежде всего пони­женным содержанием трехкальциевого алюмината в клинкере (не более 5%).

3). Портландцементы с органическими добавками

Поверхностно-активные добавки пластифицируют бетонные и растворные смеси, что позволяет улучшать их удобоукладываемость, либо снижают количество воды затворения (сохраняя удобоукладываемость) и расход цемента на 10—-20%. Оставляя ко­личество цемента неизменным, достигают снижения пористости бе­тона, повышения его морозостойкости и водонепроницаемости. Типичные поверхностно-активные добавки можно разделить на четыре группы: гидрофилизующие, гидрофобизующие, воздухово-влекающие и комплексные.

К гидрофилизующим добавкам относится сульфитно-дрожжевая бражка (СДБ)_, получаемая из сульфитных щелоков, образующих­ся при сульфитной варке целлюлозы. При адсорбции цементом. улучшает их смачивание водой. В результате этого добавка СДБ повышает пластичность цементного теста и подвижность бе­тонных смесей. Относят мылонафт, асидол, аси­дол-мылонафт, синтетические жирные кислоты и их соли и кремнийорганические жидкости. Комплексные добавки, получившие широкое распространение, обычно состоят из гидрофилизующих и гидрофобизующих поверх­ностно-активных веществ. Они сочетают высокий пластифицирую­щий эффект с гидрофобизующим действием на цементы и бетоны.

Пластифицированный портландцемент изготовляют путем вве­дения при помоле клинкера около 0,25% СДБ. Придаёт растворным и бетонным смесям повышенную по­движность. Пластифицирующий эффект используется для уменьшения водоцементного отношения и повышения плотности, морозостойкости и водонепроницаемости бетона.

Гидрофобный портландцемент получают, вводя при помоле клинкера 0,1—0,2% мылонафта, асидола, синтетических жирных кислот, их кубовых остатков и других гидрофобизующих веществ. Он обладает пониженной (по сравнению с обычным цементом) гиг­роскопичностью, лучше сохраняет свою активность при хранении и перевозках. Гидрофобный портландцемент пластифицирует бетон­ные и растворные смеси, повышает морозостойкость и водонепрони­цаемость бетона.

4). Портландцементы с минеральными добавками

Активными минеральными добавками называют природные или искусственные вещества, которые при смешении в тонкоизмельченном виде с воздушной известью и затворении водой образуют тесто, способное после твердения на воздухе продолжать твердеть и под водой. Активные минеральные добавки могут быть природными (есте­ственными) и искусственными. В качестве природных активных до­бавок широко используют горные породы (диатомит, трепел, опоку, горелые глинистые породы — глиежи), а также породы вулканиче­ского происхождения (вулканический пепел, туф, пемзу, витрофир, трасс). Искусственные активные минеральные добавки представля­ют собой побочные продукты и отходы промышленности.

31) Материалы для тяжелого бетона Цемент. Для тяжелого бетона применяют портландцемент и его разновидности, а также глиноземистый цемент и другие вяжущие, отвечающие требованиям соответствующих ГОСТов.

Марку цемента назначают в зависимости от проектной марки бетона по прочности при сжатии:

Марка бетонов	М150	М200	М250	М300	М350	М400	М450	М500	М600 и выше
Марка цемента	М300	М300-М400	М400	М400-М500	М400-М500	М500-М600	М550- М600	М600	М600

Если марка цемента выше той, которая рекомендуется для данного бетона, то надо разбавить высокоактивный цемент тонко­молотой минеральной добавкой, чтобы избежать перерасхода.

Для изготовления морозостойких бетонов, а также бетонов, противостоящих сульфатной коррозии, рекомендуется применять сульфатостойкий портландцемент.

Мелкий заполнитель. В тяжелом бетоне применяют песок, состоящий из зерен размером 0,14—5 мм и имеющий плотность более 1,8 г/см³. Для приготовления тя­желых бетонов применяют природные пески и искусственные.

Природные пески представляют рыхлую смесь зерен различных минералов, входивших в состав изверженных (реже осадочных) горных пород (кварца, полевого шпата, кальцита, слюды и др.).

Качество песка, применяемого для изготовления бетона, опре­деляется минеральным составом, зерновым составом и содержани­ем вредных примесей.

Зерновой состав песка определяют просеиванием высушенной средней пробы (1000г) через стандартный набор сит с размера­ми отверстий 2,5 мм и.с сетками № 125; 063; 0315 и 014 (последние имеют квадратные ячейки размером соответственно 1,25; 0,63; 0,315; 0,14 мм). Мелкие частицы песка (пыль) имеют размер менее 0,14 мм и проходят через сетку № 014. Сначала вычисляют част­ный остаток на каждом сите ai(%), как отношение массы остатка тi к массе просеиваемой пробы т: ai=mi/m*100.Затем полный остаток Ai (%) на каждом сите: Ai=a2,5+…..+ai.

Для оценки крупности песка применяют показа­тель— модуль крупности М_к,:М_к =(А2,5 + А1,25 + А0,63+ А0,315 +А0,14)/100

Группа песков	Полный остаток на сите с сеткой № 063, % по массе	Модуль крупности
Крупный	Более 45	Более 2,5
Средний	30-45	2,5-2
Мелкий	10-30	2-1,5
Очень мелкий	Менее 10	1,5-1

Для бетона рекомендуется применять крупный, средний и мелкий песок.

32) Свойства бетонной смеси.

1). Удобоукладываемость - способность заполнять форму при данном способе уплотнения.

Основной фактор -количество воды. От расхода воды зависит вязкость смеси в целом. На практике удобоукладываемость оценивают показателем подвижности или жесткости бетонной смеси.

Подвижность определяют с помощью эталонного конуса, размеры которого зависят от крупности заполнителя.

Крупность заполнителя, мм………………………….<40 >40 Размеры конуса, мм:Высота…….…………………….300 450

Диаметр основания: Нижнего………………………..200 300

Верхне………………………….100 150

Внутреннюю поверхность конуса и поддон перед испытанием смачивают водой, затем заполняют бетонной смесью в три слоя, каждый одинаковой высоты. Послойно уплотняют штыкованием металлическим стержнем 25 раз. Конус во время штыкования плотно прижимают к поддону.

После уплотнения воронку снимают и избыток смеси срезают. Конус плавно снимают. Затем определяют осадку конуса бетонной смеси: укладывают металлическую линейку ребром не верх конуса и измеряют расстояние от нижней грани линейки до верха бетонной смеси.

Осадка конуса 0..1 см - малоподвижные, 1..4 см – подвижные, 5..9 см – пластичные, 10..15 см – весьма пластичные, более 16 см – литые. Осадку конуса бетонной смеси определяют дважды и вычисляют с округлением до 1 см. Время одного испытания не должно превышать 10 мин.

Если подвижность = 0 то рассматривается жесткость.

Жесткость бетонной смеси характеризуется временем вибрации, необходимым для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси в приборе для определения жесткости.

Включают одновременно виброплощадку и секундомер Вибрируют пока не начнется выделение цементного теста из любых двух отверстий. Полученное время в секундах ха-ет жесткость бетонной смеси. Жесткость определяют дважды. Время не > 15 мин.

Снижение расхода воды приводит к заметному повышению жесткости бетонной смеси. Жесткие бетоны обладают большей прочностью, чем подвижные. Применение жестких бетонов позволяет экономить 10…20% цемента, но для их уплотнения требуется дополнительные усилия и время.

По жесткости различают смеси: малоподвижные (жесткость 4 с), умеренно жесткие (5..10 с), жесткие (10..20 с), повышенной жесткости (21..30 с ), особожесткие ( более 31 с).

Подвижность бетонной смеси возрастает с увеличением крупности зерен заполнителя. Это объясняется увеличением толщины прослойки цементного теста между зернами и снижением удельной поверхности заполнителя.Подвижность смеси зависит от соотношения в ней объемов песка и щебня. Наилучшая удобоукладываемость достигается при оптимальном (расчетном) соотношении песка и крупного заполнителя.

На удобоукладываемость значительно влияют чистота заполнителя и вид цемента.

Подвижность смесей можно повышать введение пластифицирующих добавок. Эффективно используют пластификаторы, которые значительно повышают подвижность и снижают водопотребность смесей на 5..20%.