Строительные растворы.
Строительные растворы для кладки и штукатурки состоят из вяжущего вещества, мелкого заполнителя и воды. Они должны быть удобны в работе, т. е. хорошо укладываться. После укладки растворы крепко сцепляются с поверхностью камней, создавая прочную кладку. Растворы для кладки стен разделяются на два типа: тяжелые (γо = 1700 - 2200 кг/м3) и легкие (γо = до 1700 кг/м3). Заполнителями для тяжелых растворов служит песок, для легких—шлаки, пемза, керамзит. Легкие растворы обладают меньшей прочностью, чем тяжелые, но лучшими теплозащитными качествами.
В зависимости от типа вяжущего растворы бывают цементные, известковые и гипсовые (цемент - песок - вода), (известь - песок - вода), (гипс - песок - вода). Растворы, содержащие в своем составе два или три вяжущих вещества, называются сложными (цементно - известковые, гипсо - известковые и др.).
Прочность растворов зависит от активности вяжущего, прочности заполнителей и других факторов и определяется по прочности на сжатие образца кубика размером 7,07*7.07*7.07 см в возрасте 28 дней. Различают следующие марки растворов: 4,10,25,50,100, 150 и 200.
Составы растворов определяются весовым или объемным соотношением вяжущего и наполнителя. Например: I : 3 (цемент - песок); 1 : 2 : 8 (цемент - известь - песок) и т. д.
Строительный раствор, применяемый для кладки стен, должен легко укладываться тонким равномерным по плотности слоем, прочно сцепляться с поверхностью кирпича. Удобоукладываемость раствора характеризуется его подвижностью, определяемой глубиной погружения в раствор металлического конуса. Для улучшения удобоукладываемости в раствор добавляют пластификаторы в виде известкового теста или тонкоразмолотой каменной муки.
Строительные растворы применяются также и в отделочных работах для нанесения слоя штукатурки. Для оштукатуривания помещений с влажным режимом берется известь с цементом и гидравлическими добавками, в сухих условиях применяют известковые, известково - гипсовые и цементно - известковые растворы.
Строительные растворы приготавливаются централизованно и транспортируются на стройку автобетономешалками или изготавливаются непосредственно на обьекте. В настоящее время широко используются т. н. сухие смеси, которые требуют только смешивания с водой и употребления в дело. Сухие смеси поставляются в мешках по 10 – 50 кг, имеют инструкцию по применению, напечатанную на мешке. Следует помнить, что после затворения водой раствор должен быть немедленно использован, т.к. сроки схватывания вяжущего составляют 45 мин. для портландцемента и 5 мин. для гипса.
Бетон и железобетон
Бетонами называют искусственные каменные материалы, получаемые в результате затвердевания тщательно перемешанной и уплотненной смеси из минерального или органического вяжущего вещества с водой, мелкого и крупного заполнителей, взятых в определенных пропорциях. До затвердевания эту смесь называют бетонной смесью.
В строительстве широко используют бетоны, приготовленные на цементах или других неорганических вяжущих веществах. Эти бетоны обычно затворяют водой. Цемент и вода являются активными составляющими бетона; в результате реакции между ними образуется цементный камень, скрепляющий зерна заполнителей в единый монолит.
Бетонную смесь на органических вяжущих веществах (битум, синтетические смолы и т.д.) получают без введения воды. Этим обеспечивается высокая плотность и непроницаемость бетонов.
Заполнители часто называют инертными материалами, т.к. между цементом и заполнителем обычно не происходит химического взаимодействия (за исключением силикатных бетонов, получаемых автоклавной обработкой).
В качестве заполнителей используют преимущественно местные горные породы и отходы производства (шлаки и др.).
Бетон классифицируют по объемному весу, виду вяжущего, по прочности, виду заполнителей и назначению. По объемной массе различают: особо тяжелый (γо ≥ 2500 кг/м3); тяжелый (γо = 1800 - 2500 кг/ м3), легкие (γо = 500 - 1800 кг/ м3) и особо легкие - ячеистые (γо <500 кг/ м3).
Вяжущее вещество является главной составляющей бетона, во многом определяющей его свойства, , по виду которого различают бетоны цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные. полимерцементные и специальные,
Цементные бетоны изготовляют на различных цементах и наиболее широко применяют в строительстве. Среди них основное место занимают бетоны на цементе (портландцемент) и его разновидностях (около 65% от общего объема производства), на шлакопортландцементе (20…25%) и пуццолановом цементе.
Силикатные бетоны готовят на основе извести с использованием автоклавного способа твердения.
Гипсовые бетоны готовят на основе гипса и применяют для внутренних перегородок, подвесных потолков и элементов отделки зданий. Разновидность этих бетонов -гипсоцементнопуццолановые бетоны, обладают повышенной водостойкостью.
Полимербетоны изготовляют на полимерных связующих (полиэфирные, эпоксидные, карбамидные смолы) и отвердителях. Такие бетоны используются в агрессивных средах и особых условиях воздействия (истирание). Полимерцементные бетоны получают на смешанном связующем, состоящем из цемента и полимерного вещества (водорастворимые смолы и латексы).
Специальные бетоны готовят с применением особых вяжущих веществ. Например, для изготовления кислотоупорных и жаростойких бетонов применяют жидкое стекло с кремнефтористым натрием, фосфатное связующее.
По назначению бетоны разделяют на следующие виды:
бетон обычный - для несущих конструкций зданий и сооружений (колонны, балки, плиты и т. д.); бетон гидротехнический (для плотин, шлюзов, облицовки каналов и др.); бетон специального назначения (кислотоупорный, жаростойкий, декоративный) и др.
Важнейшая характеристика бетонной смеси – удобоукладываемость. На нее влияют вид цемента, вооцементное отношение, крупность заполнителя, форма зерен заполнителей, содержание песка.
Различают: жесткую бетонную смесь (малоувлажненную массу), пластичную (тестообразную) и литую (в виде густотекущей смеси).
Отношение количества воды в смеси к массе цемента называется водоцементным фактором В/Ц; чем меньше водоцементное отношение, тем жёстче смесь. Для жестких бетонов В/Ц = 0,3, для более пластичных - 0,45 - 0,6.
Состав бетонной смеси определяется отношением 1 : х : у, где х и у - соответственно весовые части мелкого и крупного заполнителей, а 1 - весовая часть цемента . Например, при составе тяжелого бетона 1 : 2 : 4 при В/Ц = 0,5, необходимо перемешать 1 весовую часть цемента (кг), 2 части песка (кг), 4 части щебня (кг) и 0,5 л воды.
Чем меньше водоцементное отношение (В/Ц), тем выше прочность бетона. Жесткие бетонные смеси (В/Ц = 0,3 - 0,4) используют преимущественно для производства сборных железобетонных элементов на заводах. Пластичные смеси широко применяются в монолитном домостроении.
Основные показатели качества бетона: класс по прочности на осевое сжатие В; марка по морозостойкости F; марка по водонепроницаемости W и марка по плотности D. Важнейшая характеристика бетона - его прочность на сжатие. Классом бетона по прочности на осевое сжатие в МПа называется временное сопротивление сжатию бетонных кубов с ребром 150 мм испытанных в соответствии со стандартом через 28 суток хранения, твердеющих при температуре 20 ± 2˚С. Для конструкций применяют тяжелый бетон класса по прочности на сжатие от B7,5 до В60.
Для регулирования свойств бетона и бетонной смеси в их состав вводят различные химические добавки, которые ускоряют или замедляют схватывание бетонной смеси, делают ее более пластичной и удобоукладываемой (пластификаторы), ускоряют твердение бетона, повышают его прочность и морозостойкость, а также при необходимости изменяют и другие свойства бетона.
С увеличением возраста бетона повышается его прочность. В последние годы в строительстве широко используют легкие бетоны, получаемые на искусственных пористых заполнителях. Пористые заполнители снижают плотность бетона, улучшают его теплотехнические свойства.
В зависимости от вида применяемого крупного заполнителя легкие бетоны делятся на керамзитобетон, аглопоритобетон, шлакопемзобетон и др.
По области применения бетоны бывают конструктивные, применяемые в несущих конструкциях, и теплоизоляционные, используемые в качестве изоляции в ограждающих конструкциях.
Разновидностью легкого бетона является ячеистый бетон. Его объемная масса составляет 500 - 1200 кг/м3. Ячеистые бетоны получают смешиванием вяжущего с водой и пеной (пенобетон) или путем введения в раствор газообразователя (газобетон). Ячеистые бетоны применяют в качестве ограждающих конструкций (стен), т.к. они обладают высокими теплоизоляционными свойствами.
Бетон хорошо сопротивляется сжатию, но значительно хуже - растяжению. Для восприятия растягивающих напряжений бетон армируют стальными стержнями, получая железобетон. В железобетоне арматура располагатся так, чтобы она воспринимала растягивающие напряжения, а сжимающие напряжения передавались на бетон. Совместная работа арматуры и бетона обусловливается хорошим сцеплением между ними и приблизительно одинаковыми температурными коэффициентами линейного расширения. Бетон предохраняет арматуру от коррозии и предохраняет ее от непосредственного воздействия огня, предохраняет ее от непосредственного воздействия огня.
В строительстве железобетон применяют в виде монолитных и сборных конструкций. Монолитную железобетонную конструкцию сооружают в опалубке, непосредственно в сооружении. В опалубку устанавливают арматуру и укладывают бетон. После твердения бетона опалубку разбирают, и железобетонная конструкция приобретает предусмотренную проектом форму. Сборные изделия изготовляют на заводах в металлических формах на специальном оборудовании, обеспечивающем быстрое и качественное получение готовых элементов.
Сборные железобетонные конструкции на месте строительства соединяют между собой с помощью сварки металлических частей, а стыки заделываются.
В качестве арматуры в железобетонных конструкций применяют стали в виде круглых стержней с гладкой или рифленой поверхностью и в виде проволоки. Для армирования железобетонных конструкций применяют также арматуру в виде прядей, сплетенных из проволоки, и жесткую арматуру в виде профильной прокатной стали (двутавров, швеллеров, уголков).
Одним из способов снижения расхода стали и повышения эффективности работы бетона является предварительное напряжение арматуры.
Из бетона также изготавливают камни бетонные стеновые (пустотелые и полнотелые), со сквозными или несквозными вертикальными пустотами и без пустот. Длина – 288, 390, 590 мм; ширина – 138, 190 и 288 мм; высота – 138 и 188 мм.