13.Применение добавок является наиболее эффективным способом, повышающим качество бетонов, не требующим больших капитальных затратВсе добавки можно разделить на шесть групп.

Суперпластификаторы – позволяют повысить подвижность бетонной смеси, или увеличить прочность, плотность и водонепроницаемость бетона, или снизить расход цемента при обеспечении требуемой прочности бетона.

Ускорители набора прочности – увеличивают скорость набора прочности в ранние сроки твердения (1-3 суток), повышают марочную прочность бетона.

Добавки, регулирующие сохраняемость подвижности бетонной смеси, – востребованы в жаркое время года или при необходимости длительной перевозки бетонной смеси.

Добавки с противоморозным эффектом – обеспечивают проведение бетонных работ в зимнее время при температурах до минус 15 о С и даже до минус 25 о С.

Модификаторы бетона – бетоны с этими добавками имеют класс по прочности до В80 при применении цементов марки 500, отличаются пониженной проницаемостью, морозостойкостью, коррозионной стойкостью и долговечностью, при этом бетонная смесь может иметь высокую подвижность.

Добавки для самоуплотняющихся бетонов – помогают решить проблему бетонирования тонкостенных, густоармированных конструкций.

Комплексные добавки – объединяют в себе несколько видов воздействия на бетонную смесь.

Кроме того, комплексные добавки избавляют производителей бетона от поисков нескольких разных компонентов для получения нужных свойств. Ведь эти компоненты должны еще и мирно «уживаться» в одной смеси, не вступать между собой в какие-то нежелательные реакции.

14. Бетоном называют искусственный каменный материал, получаемый в результате твердения правильно подобранной, тщательно перемешанной и уплотненной смеси вяжущего вещества, воды, заполнителей и в случае необходимости — специальных добавок

По назначению бетоны бывают следующих видов:

конструкутивные — для бетонных и железобетонных несущих конструкций зданий и сооружений (фундаменты, колонны, балки, плиты, панели перекрытий и др.);

специальные — жаростойкие, химичечески стойкие, декоративные, радиационно-защитные, теплоизоляционные и др.,

бетоны напрягающие, бетонополимеры, полимер-бетоны.

По виду вяжущего вещества бетоны бывают: цементные, изготовленные на гидравлических вяжущих веществах — портланд-цементах и его разновидностях; силикатные — на известковых вяжущих в сочетании с силикатными или алюминатными ком-понетами; гипсовые — с применением гипсоангидритовых вяжущих и бетоны на шлаковых и специальных вяжущих материалах.

В связи с этим бетоны классифицируют также по структуре: плотная, поризованная, ячеистая и крупнопористая.

По виду заполнителя различают бетоны: на плотных заполнителях, пористых и специальных, удовлетворяющих специальным требованиям (защиты от излучений, жаростойкости, химической стойкости и т. п.).

По показателям прочности при сжатии тяжелые бетоны имеют марки от 100 до 800. Марка бетона — одно из нормируемых значений унифицированного рода данного показателя качества бетона, принимаемых по его среднему значению.

15. Специальные виды тяжелого бетона. Эти бетоны предназначаются для особых конкретных условий эксплуатации и выпускаются в виде отдельных конструкций или используются в монолитных сооружениях. К специальным бетонам относятся: дорожный цементный, высокопрочный, гидротехнический, жаростойкие, кислотоупорные, особо тяжелые, серный,и т.д.

Гидротехнический бетон предназначается для конструкций, находящихся в воде или периодически соприкасающихся с водой, поэтому он должен обладать свойствами, необходимыми для длительной нормальной службы этих конструкций в данных климатических и эксплуатационных условиях.

Бетон внутренней зоны массивных конструкций защищен наружным бетоном от непосредственного воздействия среды. Главное требование к этому бетону - минимальная величина тепловыделения при твердении, так как неравномерный разогрев массива может вызвать образование температурных трещин. 

Жаростойкий бетон предназначается для промышленных агрегатов (облицовки котлов, футеровки печей и т.п.) и строительных конструкций, подверженных нагреванию (например, для дымовых труб). При действии высокой температуры на цементный камень происходит обезвоживание кристаллогидратов и разложение гидроксида кальция с образованием СаО. Оксид кальция при воздействии влаги гидратируется с увеличением объема и вызывает растрескивание бетона. Поэтому в жаростойкий бетон на портландцементе вводят тонко измельченные материалы, содержащие активный кремнезем.

Кислотоупорный бетон применяют в качестве защитных слоев (футеровок) по железобетону и металлу. Вяжущим для кислотоупорного бетона является жидкое стекло с полимерной добавкой. Для повышения плотности бетона вводят наполнители: кислотостойкие минеральные порошки, получаемые измельчением чистого кварцевого песка, андезита, базальта, диабаза и т.п. 

Серный бетон представляет собой смесь сухих заполнителей -щебень, песок, минеральная мука, нагретых до 140-150°С, и расплавленного серного вяжущего при температуре перемешивания 145-155°С. Во многих странах серный бетон применяют для изготовления свай, фундаментов, емкостей, покрытий дорог и химстойких полов. 

Дорожный бетон применяют для устройства покрытий на автомагистралях, дорогах промышленных предприятий и городских улицах. В процессе эксплуатации покрытия подвергаются не только воздействию транспортных средств, но и влиянию атмосферных условий (многократное увлажнение и высыхание, замораживание и оттаивание), поэтому к дорожному бетону предъявляют повышенные требования по прочности, плотности износо- и морозостойкости. Дорожный бетон должен иметь достаточно высокую прочность на изгиб в пределах 4 - 5,5 МПа при марках МЗОО - М500, морозостойкость его обычно характеризуется марками МРЗ 150 и МРЗ 200.

16. Уменьшение массы бетона достигается путем образования в нем пор. В зависимости от способа образования пор различают три основные разновидности легких бетонов: ячеистые, в которых поры образованы в тесте вяжущего смешением его с пеной или введением газообразователей; легкие на пористых заполнителях, пористая структура в которых достигается применением пористых заполнителей. Пространство между зернами заполнителей в таких бетонах заполнено относительно плотным раствором; крупнопористые (беспесчаные), изготавливаемые из крупного заполнителя, вяжущего и воды. При этом зерна заполнителей склеиваются между собой в местах контакта, а пустоты между ними раствором не заполняются. Другие разновидности легких бетонов являются производными из приведенных выше: крупнопористые бетоны на пористых заполнителях, бетоны на пористых заполнителях с поризованным цементным камнем и др.

В зависимости от насыпной объемной массы (кг/м3) в сухом состоянии пористые заполнители делят на марки от 100 до 1200. Наиболее легкие заполнители применяют для теплоизоляционных бетонов, тяжелые — для конструктивно-теплоизоляционных и конструктивных бетонов. Для конструктивных бетонов допускается частичная или полная замена пористого песка тяжелым песком.

Для легких бетонов используют природные пористые горные породы вулканического и осадочного происхождения (пемза, вулканические туфы, керамзит, перлит и др.)

17. Бетон - искусст. камень, получаемый в рез-те формования и твердения рац. подобранной смеси вяжущего в-ва, воды и заполнителей (песка и щебня или гравия). Смесь до затвердения - бетонная смесь.

Клас-ют: по назн-нию, виду вяжущего и заполнителя; по структуре.

По назначению: конструктивные — д/бетонных и ж/б несущих констр. (фундаменты, колонны, балки, плиты перекрытий и др.); специальные — жаростойкие, химически стойкие, декоративные, радиационно-защитные, теплоизоляционные и др., бетоны напрягающие, бетонополимеры.

По виду вяжущего вещества: цементные, изг-ные на гидравл. вяжущих в-вах — ПЦах и его разновидностях; силикатные — на известковых вяжущих в сочетании с силикатными или алюминатными компонетами; гипсовые — с применением гипсоангидритовых вяжущих и бетоны на шлаковых и специальных вяжущих мат-лах.

Б-ны изг-яют на обычных плотных заполнителях, на естественных или искусст. пористых заполнителях; разновидностью явл. ячеистый бетон, пред-щий собой отвердевшую смесь вяжущего в-ва, воды и тонкодисперсного кремнеземистого компонента, имеет высокую пористость до 80...90% с равномерно расп-нными порами р-ром 3мм.

Б-ны клас-ют по структуре: плотная, поризованная, ячеистая и крупнопористая. По виду заполнителя: на плотных, пористых и спец. заполнителях (защиты от излучений, хим- жаростойкости и т. п.).

По прочности при сжатии тяжелые б-ны: марки от 100 до 800. Марка - одно из нормируемых значений унифицированного рода данного показателя качества б-на, принимаемых по его среднему значению. К различным видам б-онов устанавливаются требования хар-щие прочность, среднюю плотность, водонепроницаемость, стойкость к различным воздействиям, упругопластические, теплофизические, защитные, декоративные и др. св-ва б-нов.

Тяжелый бетон для изгот.фундаментов, колонн, балок и др.несущих элементов должен приобретать определенную прочность в заданный срок твердения, а бетонная смесь должна быть удобной в укладке и экономичной. При использовании в незащищенных от внешней среды констр. бетон должен иметь повышенные плотность, морозостойкость и коррозиестойкость. В завис. от назначения и эксплуатации бетона в сооружении предъявляются соответствующие требования к составляющим его мат-лам, которые предопределяют его состав и св-ва, оказывают влияние на технологию производства изделий, их долговечность и экономичность. Для приготовления тяжелых бетонов применяют ПЦ, пластифицированный ПЦ, ПЦ с гидравл. добавками, ШПЦ, быстротвердеющий ПЦ и др. Марку цемента выбирают от проектируемой прочности бетона при сжатии:

Для приготовления бетонной смеси применяется питьевая, а также любая вода, не содержащая вредных примесей, препятствующих нормальному твердению бетона. К добавкам для бетонов относятся неорган. и орган. в-ва или их смеси, за счет введения которых в контролируемых кол-вах направленно регулируются св-тва бетонных смесей и б-нов либо б-нам придаются спец. свойства. Добавки делят на следующие группы:

В к-ве мелкого заполнителя примен. пески повышенной крупности, крупные, средние и мелкие — природные и обогащенные; пески из отсевов дробления и обогащенные из отсевов дробления. Песок — рыхлая смесь зерен крупностью 0,16...5мм, образовавшаяся в р-те естественного разрушения массивных горных пород (природные). Природные пески по минералогическому составу: кварцевые, полевошпатовые, известняковые, доломитовые. Наиболь. применение д/тяжелого бетона получили кварцевые пески.

В качестве крупного заполнителя для тяжелого бетона применяют гравий и щебень из горных пород или щебень из гравия размером зерен 5...70 мм. Гравий — зерна окатанной формы и гладкой поверхности р-ом 5...70мм, образовавшиеся в р-тате естественного разрушения горных пород. Кач-во гравия хар-зуется: зерновым с-вом и формой зерна, прочностью, содержанием зерен слабых пород, наличием пылевидных и глинистых примесей, петрографической хар-кой, плотностью, пористостью, пустотностью и водопоглощением. Для бетона наиболее пригодна малоокатанная (щебневидная) форма зерен, хуже яйцевидная (окатанная), еще хуже пластинчатая и игловатая, понижающие прочность бетона.

Св-ва: Удобоукладываемостъ — обобщенная техническая характери­стика вязкопластичных свойств бетонной смеси. Под удобоукладываемостью понимают способность бетонной смеси под действием определенных приемов и механизмов легко укладываться в форму и уплотняться, не расслаиваясь. Подвижность служит характеристикой удобоукладываемости пластичных смесей, способных деформироваться под действием собственного веса. Жесткость — характеристика удобоукладываемости бетонных смесей. Связность — способность бетонной смеси сохранять однородную структуру, т. е. не расслаиваться в процессе транспортирования, ук­ладки и уплотнения.

Кач-во: Одним из основных показателей качества бетонной смеси является ее удобоукладываемость, т. е. способность смеси заполнять форму бетонируемого изделия и уплотняться в ней под действием силы тяжести или в результате внешних механических воздействий. Это свойство бетонной смеси оценивается показателями подвижности и жесткости.

 Качество уложенного бетона, в значительной мере зависит от условий, в которых бетон находится после его укладки. На интенсивность твердения бетона влияют температура и влажность окружающей среды. Уложенный бетон держат во влажном состоянии и берегут от тряски, механических повреждений, резких перепадов температур и быстрого высыхания.

18. Различные технологические задачи обработки бе­тонной смеси могут быть сведены к двум основным: 1) создание равномерной структуры бетона и 2) достижение его максимальной плотности. Первая задача решается путем эффективного перемешивания компонентов смеси, вто­рая — различными способами ее уплотнения.

Формуемость бетонной смеси. При уплотнении бе­тонной смеси большое значение имеет ее формуемость, которая, характеризует способность смеси перемещаться и принимать любую форму под влиянием собственного веса и внешних дина­мических воздействий.

Внутри бетонной смеси действуют силы тяжести, силы тре­ния и сцепления между частицами. Сила тяжести действует всегда в вертикальном направлении, другие силы — в разных направлениях, противодействуя силе тяжести и придавая смеси определенную структурную связанность, вследствие чего смесь не может самоуплотняться,.

При повышении жесткости бетонной смеси увеличиваются силы внутреннего сопротивления, поэтому чем более жесткой является смесь, тем большими должны быть усилия внешнего воздействия для ее уплотнения.

При формовании железобетонных изделий, особенно из ма­лоподвижных и жестких смесей, осуществляется интенсивное уплотнение смеси путем принудительного сближения частиц за­полнителя.

При уплотнении происходит деформация смеси, которая в общем случае слагается из следующих элементов:

Необратимой деформации смеси вследствие более компактно­го расположения зерен смеси и лучшего заполнения межзерно - вого пространства;

Необратимой деформации цементного теста благодаря отжа - тию из него части свободной воды;

Упругой обратимой деформации отдельных зерен и воздуш­ных пузырьков, находящихся в бетонной смеси.

Величина деформации смеси зависит от вида и интенсив­ности уплотнения.

Основным техническим показателем формуемости является подвижность бетонной смеси (техническая вязкость), которая косвенно отражает величину внутреннего трения и способность смеси преодолевать сопротивление движению. Для измерения степени подвижности бетонной смеси (ее пластичности или же­сткости) применяют различные приборы: стандартный конус,- прибор Скрамтаева, технический вискозиметр, вибровискозиметр Десова и др.

Существующие способы оценки подвижности бетонной смеси можно разделить на две группы, характеризующие свойства смеси в статическом состоянии и свойства ее при виб­рировании (или встряхивании). Подвижность бетонной смеси представляет собой сложное понятие, зависящее от состава смеси, количества воды, дозиров­ки и тонкости помола цемента, крупности и формы заполните­лей, наличия добавок, а также от ряда других факторов. 

Степень уплотнения смеси. Тщательное уплотнение бетонной смеси имеет большое значение. Чем плотнее бетон, тем он прочнее при прочих равных условиях; недоуплотнение на 10% может более чем на 50% снизить прочность бетона.

Показатель степени уплотнения бетонной смеси или Коэффи­циент уплотнения КуПЛ представляет собой Отношение фактиче­ского объемного веса уплотненной бетонной смеси к теоретиче­скому объемному весу,подсчитанному в предположении отсут­ствия в ней воздуха.

Деформативность уплотненных смесей. Характерис­тика формовочных свойств бетонной смеси только по степени ее подвижности в рыхлом, неуплотненном виде недостаточна для оценки пригодности смеси к формованию в различных техноло­гических условиях.

19. Разрушающий метод. Разрушающий метод, который еще остается до сих пор самым распространенным методом контроля качества бетона при выполнении работ, заключается в испытании контрольных образцов-кубов, как правило, из трех контрольных образцов-проб. Прочность определяют преимущественно по статистическим методом, учитывающий зависимость между прочностью и однородностью бетона.

Чтобы определить марку бетонных изделий, одновременно с их изготовлением из той же бетонной смеси готовят кубики размером 10 X 10 X 10 см или 20 х 20 X 20 см, выдерживают их в течение 28 дней во влажной среде, а затем подвергают раздавливанию под прессом или иным способом.

20. Неразрушающие методы контроля прочности бетона.

Неразрушающий контроль — контроль свойств и параметров объекта, при котором не должна быть нарушена пригодность объекта к использованию и эксплуатации. Неразрушающий контроль особенно важен при создании и эксплуатации жизненно важных изделий, компонентов и конструкций.

При проведении определения прочности бетона с помощью методов неразрушающего контроля необходимо учитывать, что все эти методы являются косвенными. Выделить какой-то один метод нельзя, все они обладают своими достоинствами, недостатками и ограничениями в применении. Поэтому лаборатория оснащена приборами неразрушающего контроля, позволяющими использовать все методы.

Методы местных разрушений: Это самые точные из методов неразрушающего контроля прочности, поскольку для них допускается использовать универсальную градуировочную зависимость, в которой изменяются всего два параметра:

1) крупность заполнителя, которую принимают равной 1,0 при крупности менее 50 мм и 1,1 при крупности более 50 мм;

2) тип бетона – тяжелый либо легкий.

Метод отрыва со скалыванием и скалывания ребра конструкции заключаются в регистрации усилия, необходимого для скалывания участка бетона на ребре конструкции, либо местного разрушения бетона в процессе вырывания из него анкерного устройства.

Метод отрыва со скалыванием является единственным неразрушающим методом контроля прочности, для которого в стандартах прописаны градуировочные зависимости. Метод отрыва со скалыванием характеризуется наибольшей точностью, но и наибольшей трудоемкостью испытаний, обусловленной необходимостью подготовки шпуров для установки анкера. К недостаткам метода следует отнести также невозможность использования в густоармированных и тонкостенных конструкциях. Заключается в регистрации напряжения, необходимого для местного разрушения бетона при отрыве от него металлического диска, равного усилию отрыва, деленному на площадь проекции поверхности отрыва бетона на плоскость диска.

Методы ударного воздействия на бетон: