3.4. Процессы структурообразования бетонов и растворов на основе неорганических вяжущих веществ. Основы технологии бетона и железобетона

Процессы структурообразования бетонов и растворов на основе неорганических вяжущих (на примере, портландцемента)

Как известно вода является инициатором начала химических реакций, в результате которых вяжущее (цемент) превращается в изделие (цементный бетон). И хотя эти химические реакции идут достаточно быстро, всё равно существует некий индукционный период, в течение которого их можно ещё не учитывать. Именно в этот момент происходит приготовление, транспортировка и укладка бетона. На степень успешности и результативности этих процессов влияет ряд технологических факторов. И в первую очередь степень подвижности полученного бетона.

Схематически процесс преобразований, происходящих в системе цемент-вода в процессе гидратации цемента, показан на рисунке 6.

Рис.6. Процессы структурообразования бетонов и растворов на основе неорганических вяжущих (на примере, портландцемента): 1. Цементные зерна в воде начальный период гидратации( 1час), 2 - образование гелевой оболочки на цементных зернах скрытый период гидратации(2-час,6 Цементное тесто приобретает связанность и подвижность.

), 3 - вторичный рост гелевой оболочки после осматического разрушения первоначальной оболочки, образование волнистых и столбчатых структур на поверхности зерен и в порах цементного камня, Срастание в сплошной цементный гель4 - уплотнение структуры цементного камня при последующей гидратации цемента. В результате возрастает прочность цементного камня и бетона.

Общие сведения о железобетоне

Железобетон представляет собой строительный материал, в котором выгодно сочетается совместная работа бетона и стали. Идея сочетания в железобетоне этих двух крайне отличающихся механическими свойствами материалов базируются на следующем. Бетон, как и всякий каменный материал, хорошо сопротивляется сжимающим нагрузкам, но слабо противодействует растягивающим напряжениям: прочность бетона при растяжении примерно в 10—15 раз меньше прочности при сжатии. В результате этого бетон невыгодно использовать для изготовления конструкций, в которых возникают растягивающие напряжения. Сталь же, обладая очень высоким пределом прочности при растяжении, способна воспринимать растягивающие напряжения, возникающие в железобетонном элементе. Наиболее выгодно применять железобетон для строительных элементов, подверженных изгибу. При работе таких элементов возникают два противоположных напряжения—растягивающие и сжимающие. При этом сталь воспринимает первые, а бетон — вторые напряжения и железобетонный элемент в целом успешно противостоит изгибающим нагрузкам. Таким образом, сочетается работа бетона и стали в одном материале — железобетоне.

Возможность совместной работы в железобетоне двух резко различных по своим свойствам материалов определяется следующими важнейшими факторами:

• бетон прочно сцепляется со стальной арматурой, вследствие чего при возникновении напряжений в железобетонной конструкции оба материала работают совместно;

• сталь и бетон обладают почти одинаковым коэффициентом температурного расширения, что обеспечивает полную монолитность железобетона:

• бетон не только не оказывает разрушающего влияния на заключенную в нем сталь, но предохраняет ее от коррозии.