Технические свойства бетонной смеси
При изготовлении железобетонных изделий и бетонировании монолитных конструкций самым важным свойством бетонной смеси является удобоукладываемость (или удобоформуемость), т.е. способность заполнять форму при данном способе уплотнения, сохраняя свою однородность. Для оценки удобоукладываемости используют три показателя: подвижность бетонной смеси, являющуюся характеристикой структурной прочности смеси; жесткость (Ж), являющуюся показателем динамической вязкости бетонной смеси; связность, характеризуемую водоотделением бетонной смеси после ее отстаивания.
Подвижность бетонной смеси характеризуется измеряемой осадкой (см) конуса (ОК), отформованного из бетонной смеси, подлежащей испытанию. Вычисляется как среднее двух определений, выполненных из одной пробы смеси, выполненных из одной пробы смеси. Если осадка конуса равна нулю, то удобоукладываемость бетонной смеси характеризуется жесткостью.
Жесткость бетонной смеси характеризуется временем (с) вибрирования, необходимым для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси в приборе для определения жесткости. Цилиндрическое кольцо прибора (его внутренний диаметр 240 мм, высота 200 мм) устанавливают и жестко закрепляют на лабораторной виброплощадке. В кольцо вставляют и закрепляют стандартный конус, который заполняют бетонной смесью в установленном порядке и после этого снимают. Диск прибора с помощью штатива опускают на поверхность отформованного конуса бетонной смеси. Затем одновременно включают виброплощадку и секундомер; вибрирование производят до тех пор, пока начнется выделение цементного теста из отверстий диска диаметром 5 мм. Время виброуплотнения (с) и характеризует жесткость бетонной смеси. Ее вычисляют как среднее двух определений, выполненных из одной пробы смеси.
Прочность бетона
Марки и классы бетона
Наиболее важный показатель качества бетонной смеси - это класс или марка. От чего же зависит марка бетона? Марка зависит от количества цемента в составе бетонной смеси, а цифры марки бетона, такие как М100, М200 обозначают предел прочности на сжатие в кг*с/кв.см. Соответственно, прочность бетона напрямую зависит от количества цемента в готовой смеси.
Прочность бетона
Аналогично природному камню, бетон лучше сопротивляется сжатию, чем растяжению. Именно поэтому критерием прочности принято считать ее предел при сжатии бетона. Она нарастает в результате физико-химических процессов, проходящих в теплых и влажных условиях взаимодействия цемента с водой. Важно помнить, что взаимодействие цемента с водой прекращается в том случае, если бетон замерзает или высыхает. Преждевременное высыхание или замерзание бетона необратимо ухудшает его структуру и свойства.
Прочность бетона постепенно нарастает в течение всего процесса твердения. Например, через трое суток после заливки, она будет ниже, чем через одну неделю. При соответствующих погодных условиях, бетон набирает 70% от проектной прочности уже через одну неделю. А 100% расчетной или проектной прочности товарный бетон набирает через 28 суток при условии нормального твердения. Тем не менее, ее набор и твердение бетона продолжается долгие годы.
Проверка соответствия марки бетона осуществляется при помощи специального пресса. Для проверки качества бетонной смеси под прессом давятся кубики бетона 15х15х15 см, предварительно выдержанные в течение 28 суток с момента заливки при условии нормального твердения.
25. Легкие и ячеистые бетоны.
|
Легкие бетоны относят к наиболее распространенным материалам для изготовления несущих, ограждающих и теплоизоляционных конструкций. Из легких бетонов чаще применяют бетоны на пористых заполнителях и ячеистые бетоны. Из такого бетона получают и более легкие конструкции. Теплопроводность легкого бетона гораздо ниже, чем тяжелого. Благодаря этому в наружных ограждающих конструкциях из легкого бетона не устраивают дополнительного теплоизоляционного слоя, как это делают в конструкциях из тяжелого бетона. Легкобетонные смеси отличаются от обычных более низкой удобоукладываемостью как при недостатке, так и избытке воды затворения. Если расход воды меньше оптимального, то пластичность цементного теста недостаточна для сближения составляющих смеси и образования плотной (слитной) структуры. Избыток воды вызывает расслоение бетонной смеси и, как следствие, неоднородность свойств бетона в разных зонах бетонируемой конструкции. Эти особенности учитывают при изготовлении и транспортировании легкобетонных смесей. Так, для обеспечения удобоперекачиваемости смесей приходится предварительно насыщать пористый заполнитель водой. Ячеистый бетон получают в результате затвердевания предварительно вспученной смеси вяжущего вещества, кремнеземистого компонента и воды. Для вспучивания смеси вводят в нее небольшое количество порообразователя. Образующаяся при этом структура характеризуется большим количеством воздушных пор — ячеек диаметром от десятых долей миллиметра до нескольких мм. Такую структуру называют ячеистой. Благодаря большой пористости ячеистый бетон обладает малой плотностью и теплопроводностью. Это делает его эффективным материалом для ограждающих конструкций. |
26. Железобетон. Роль арматуры и способы армирования.
Железобето́н — строительный композиционный материал, состоящий из бетона и стали.
К положительным качествам железобетонных конструкций относятся:
долговечность;
невысокая цена — железобетонные конструкции значительно дешевле стальных;
пожаростойкость — в сравнении со сталью;
технологичность — несложно при бетонировании получать любую форму конструкции;
химическая и биологическая стойкость;
высокая сопротивляемость статическим и динамическим нагрузкам.
К недостаткам железобетонных конструкций относятся:
невысокая прочность при большой массе — прочность бетона при растяжении в среднем в 10 раз меньше прочности стали. В больших конструкциях железобетон «несёт» больше своей массы, чем полезной нагрузки.
Выделяют сборный железобетон (ж/б конструкции изготавливаются в заводских условиях, затем монтируются в готовое сооружение) и монолитный железобетон (бетонирование выполняется непосредственно на строительной площадке), а также сборно-монолитный (сборные конструкции используются как оставляемая опалубка - сочетаются преимущества монолитных и сборных конструкций).
Способы армирования. Арматура в железобетоне в виде стальных стержней, сеток, каркасов и других элементов предназначена в основном для восприятия растягивающих напряжений. Кроме рабочей арматуры, в изделиях устанавливают также закладные детали для соединения конструкций при монтаже, монтажные петли, распределительную арматуру.
Различают обычное и предварительно напряженное армирование. Обычное армирование, хотя и увеличивает несущую способность конструкций, имеет ограниченные возможности, обусловленные незначительной (0,1—0,15 мм/м) растяжимостью бетона. В результате уже при сравнительно небольших нагрузках в бетоне растянутой зоны конструкций возникают трещины, увеличиваются прогибы, в трещины проникают влага и газы и развивается коррозия стальной арматуры.
Сущность предварительного напряжения заключается в обжатии бетона натянутой арматурой. Для того чтобы изменить знак напряжения, действующего в бетоне предварительно напряженной конструкции, необходимо прежде всего нейтрализовать имеющееся обжатие. При этом следует иметь в виду, что возможная деформация бетона при сжатии в 20— 25 раз превышает предельное растяжение.
27. . Изготовление сборных железобетонных изделий.
Способы производства сборных железобетонных изделий - применяется три способа производства: Стендовый способ, когда изделие остается неподвижным в стационар-ных формах в течение всех производственных операций (укладки арматуры и бетонной смеси, уплотнения смеси и твердения бетона); Поточно-агрегатный способ, когда из-делие вместе с формой перемещается по технологическому потоку с длительными остановками на нескольких рабочих местах для выполнения производственных операций. Твердение бетона при этом происходит не на месте фор-мования, как при стендовом способе, а в камерах периоди-ческого действия или автоклавах; Конвейерный способ, когда изделия непрерывно движутся с кратковременными остановками на отдельных рабочих местах для выполнения той или другой операции. Твердение бетона происходит в камерах непрерывного действия
28. Контроль качества бетона.
Контроль качества бетона доставляемого на объекты строительства производится в лаборатории. На конечные физические и эксплуатационные качества бетона влияют многие параметры, за которыми необходимо осуществлять контроль на различных этапах производства, доставки и укладки бетона.
На этапе производства контролю подлежат основные составляющие бетонной смеси: цемент, заполнители, вода. Качество готового бетона зависит, в том числе и от тонкости помола цемента, определяющей его клеящие способности. Также имеют значение чистота и кислотность воды используемой для замешивания бетонной смеси. Вода должна быть очищена от примесей различного рода и обладать низкой кислотностью. Для заполнителей бетона существуют методы испытаний регламентирующиеся соответствующими ГОСТами: 8735–88 «Песок для строительных работ. Методы испытаний», 8269.0–97 «Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний», 9758–86 «Заполнители пористые неорганические для строительных работ. Методы испытаний». При этом контролю качества подлежат: насыпная плотность, плотность зерен и вещества заполнителя, межзерновая плотность, влажность и водопоглащение, плотность и дробимость, коэффициент размягчения, морозостойкость, содержание примесей и т.д.
На этапе доставки и укладки бетонной смеси необходимо осуществлять тщательный контроль над подвижностью смеси и при необходимости своевременно внести корректировку в условия транспортировки или состав смеси. Для того чтобы исключить возможность проявления неоднородности бетона, работы по укладке и уплотнению бетонной смеси также требуют тщательного контроля. Для этих целей в процессе виброуплотнения могут быть использованы плотномеры. На конечном этапе на контрольных образцах из бетонной смеси проверяются физические и механические свойства бетона на соответствие требованиям проекта: прочность на сжатие; при необходимости, прочность на растяжение; морозостойкость; водонепроницаемость и т.д.
29. Строительные растворы.
Строительный раствор - материал, который получают путем затвердения смеси вяжущего вещества (как правило, это цемент, реже: глина, гипс, известь и т. д.), мелкого заполнителя (песок) и воды, а так же, в необходимых случаях, специальных добавок. Строительный раствор объединяет три понятия: «сухая растворная смесь» (подразумевает смесь сухих компонентов до момента затворения водой), «растворная смесь» (смесь с водой до начало затвердевания) и «раствор».
Вяжущий компонент в строительном растворе придает ему необходимую для работы текучесть, благодаря своей способности обволакивать частички заполнителя, уменьшая тем самым трение. А при начале процесса твердения он связывает отдельные частицы заполнителя, приводя раствор к камнеобразному состоянию. Заполнитель выполняет каркасную функцию, препятствуя излишнему оседанию раствора.
Классификация всех строительных растворов происходит по следующим параметрам: вид применяемого вяжущего материала, его свойство, плотность раствора, его назначение, количественное соотношение вяжущего материала и заполнителя.
В зависимости от использованного вяжущего материала строительные растворы делятся на простые и сложные. В состав простых растворов включен только один вяжущий компонент (например, гипс или цемент), а в состав сложных растворов входят смешенные вяжущие материалы (например, известково-гипсовые или цементно-известковые). В зависимости от выбранного вяжущего вещества растворы будут делиться на воздушные (они твердеют в воздушно-сухих условиях, например, гипсовый вяжущий материал) и гидравлические, способные твердеть и во влажной среде (примером может служить цемент).