6. Бетоны
Бетонами называют искусственные каменные материалы, полученные в результате твердения рационально подобранной, тщательно перемешанной и уплотнённой смеси из вяжущего вещества, воды и минеральных заполнителей природного или искусственного происхождения. Смесь этих материалов до затвердения называют бетонной смесью. В состав бетона могут также входить некоторые добавки для улучшения свойств бетона.
Бетоны, согласно ГОСТ 25192-82, классифицируются по следующим признакам: основному назначению, виду вяжущего, виду заполнителей, структуре, условиям твердения.
В зависимости от основного назначения бетоны подразделяются на: конструкционные, специальные (жаростойкие, химические стойкие, декоративные, радиационно-защитные, теплоизоляционные и др.).
По виду вяжущего бетоны могут быть на основе: цементных вяжущих, известковых вяжущих, шлаковых вяжущих, гипсовых вяжущих, специальных вяжущих.
По виду заполнителей бетоны могут быть на: плотных заполнителях, пористых заполнителях, специальных заполнителях.
По структуре бетоны могут быть: плотной структуры, поризованной структуры, ячеистой структуры, крупнопористой структуры.
По условиям твердения бетоны подразделяют на твердевшие: в естественных условиях, в условиях тепловлажностной обработки при атмосферном давлении, в условиях тепловлажностной обработки при давлении выше атмосферного (автоклавного твердения).
Из всех видов бетона, на лабораторном занятии будет рассмотрен тяжелый бетон, в котором до 80% объёма занимает заполнитель, оказывающие существенное, влияние на свойства бетона его долговечность и стоимость. Оптимальное количество заполнителей позволяют сократить расход цемента, самого дорогого и дефицитного компонента бетона. Жесткий скелет из прочного щебня увеличивает прочность и модуль деформации бетона, соответствующих требованиям ГОСТ, - одна из важнейших задач приготовления бетонов.
6.1. Расчетно-экспериментальный метод определения состава тяжелого бетона
Для расчета состава тяжёлого бетона необходимо иметь следующие данные: заданную марку бетона Rб, требуемую удобоукладываемость бетонной смеси, определяемую осадкой конуса (ОК, см), либо жесткостью, определяемую на техническом вискозиметре (сек), а также характеристику исходных материалов: вид и активность цемента Rц; насыпную плотность инертных ρ нц , ρнщ , ρнп и их истинную плотность ρц, ρщ, ρп , межзерновую пустотность песка, щебня (гравия), Vп..щ.(г)., наибольшую крупность щебня (гравия) НКЩ(Г) и влажность заполнителей Wп, Wщ (г). Марка бетона по прочности (Rб) задается исходя из несущей способности запроектированной конструкции.
Удобоукладываемость бетонной смеси (подвижность или жесткость) задается с учетом её размера, формы, степени армирования конструкции, способа укладки и уплотнения бетонной смеси.
Расчет состава бетона ведут на 1 м3 уплотненной смеси.
Состав бетонов для бетонной смеси рассчитывают в следующей последовательности: вычисляют водоцементное отношение, расход воды, расход цемента, после чего определяют расходы крупного и мелкого заполнителей на 1 м3 бетонной смеси.
Водоцементное отношение (В/Ц) вычисляют, исходя из требуемой марки бетона, активности цемента и с учётом вида и качества составляющих бетона по следующим формулам:
-
для бетонов с водоцементным отношением
В/Ц
0,4
Rб
= А Rц
(
+ 0,5) ;
- для бетонов с водоцементным отношением В/Ц < 0,4
Rб = A Rц ( - 0,5) ;
где Rб – марка бетона, МПа (кгс/см2);
Rц – активность цемента, МПа (кгс/см2);
А и А1 – коэффициенты, учитывающие качество материалов (табл. 6.1).
После преобразования относительно В/Ц, приведенные выше формулы имеют вид
В/Ц =АRц/Rб+0,5 АRц
или
В/Ц = АRц/Rб-0,5 АRц
Таблица 6.1
Значения коэффициентов А и А1
Качество заполнителей бетона |
А |
А1 |
Высококачественные |
0,65 |
0,43 |
Рядовые |
0,60 |
0,40 |
Пониженного качества |
0,55 |
0,37 |
В зависимости от вида, формы и размера конструкции, способа укладки бетонной смеси, степени армирования (табл. 6.2.) назначают её удобоукладываемость (подвижность по осадке конуса или жесткость на техническом вискозиметре).
Таблица 6.2