52 Классификация бетонов: по виду вяжущего, виду заполнителя, по плотности

Классификация бетона: • Бетон — искусственный камень, получаемый в результате формования и твердения рационально подобранной смеси вяжу¬щего вещества, воды и заполнителей (песка и щебня или гра¬вия). Смесь этих материалов до затвердения называют бетонной смесью.

• Бетоны классифицируют по следующим ведущим признакам: по основному назначению, виду вяжущего вещества и заполни¬теля и по структуре.

По назначению бетоны бывают следующих видов: конструк¬тивные — для бетонных и железобетонных несущих конструкций зданийи сооружений (фундаменты, колонны, балки, плиты, панели перекрытий и др.);

специальные — жаростойкие, химиче¬ски стойкие, декоративные, радиационно-защитные, теплоизоля¬ционные и др.,

бетоны напрягающие, бетонополимеры, полимер-бетоны.

По виду вяжущего вещества бетоны бывают:цементные, из¬готовленные на гидравлических вяжущих веществах — портланд-цементах и его разновидностях;силикатные — на известковых вяжущих в сочетании ссиликатнымиилиалюминатными ком-понетами;гипсовые — с применением гипсоангидритовых вяжу¬щих ибетоны на шлаковых и специальных вяжущих материалах.

Бетоны изготовляют на обычных плотных заполнителях, на естественных или искусственных пористых заполнителях; кроме того, разновидностью является ячеистый бетон, представляющий собой отвердевшую смесь вяжущего вещества, воды и тонкодис¬персного кремнеземистого компонента. Он отличается высокой пористостью до 80...90% с равномерно распределенными порами размером 3 мм.

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

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

53 Понятие о составе бетона. Бетон – искуственный каменный материал, получаемый в результате затвердевания тщательно подобранной перемешанной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды, заполнителей и специальных добавок. Цемента и воды около 15%. Песка и крупного заполнителя около 85%. Бетон – основной строительный материал, универсальный. Можно придать любую форму, изменять свойства.

54. Мелкие заполнители для тяжелого бетона

Мелкий заполнитель – песок – для заполнения пустот между частицами крупного заполнителя

Свойства: 1) гранулометрический состав

1 кг просеивается ч-з станд. набор сит, взвесить остатки

2) содержание органических примесей

раствор 3% едкого натра, сравнить цвет с эталоном

3) содержание глинистых и пылевидных частиц

500 г песка промывается водой, взвесить разность масс

4) насыпная плотность

5) истинная плотность (колба ле-шателье)

55. Крупный заполнитель для тяжелого бетона

Крупный заполнитель – щебень/гравий

1) гранулометрич. состав

2) содержание примесей - отмучивание

3) насыпная плотность

4) пустотность

5) прочность по показателю дробильности

6) содержание зерен пластинчатых и игловатых форм 56. Оценка свойств бетонной смеси. Бетонная смесь состоит из цементного теста, мелкого и крупного заполнителя. Каждый из этих компонентов влияет на реологические свойства смеси. Так, если увеличить содержание заполнителей, смесь становится более жесткой; если цементного теста — более пластичной и текучей. Существенно влияет на свойства бетонной смеси и вязкость цементного теста. Чем больше в цементном тесте воды, тем пластичнее получается тесто и соответственно пластичнее бетонная смесь.

Одно из основных свойств бетонной смеси — тиксотропия — способность разжижаться (т. е. приобретать свойства жидкого тела) при периодически повторяющихся механических воздействиях (например, вибрации) и вновь загустевать при прекращении этого воздействия. Механизм тиксотропного разжижения заключается в том, что при вибрировании силы внутреннего трения между частицами уменьшаются, а коагуляционные структуры разрушаются и бетонная смесь становится текучей. Это свойство широко используют при укладке и уплотнении бетонной смеси.

Удобоукладываемость — обобщенная техническая характеристика вязкопластичных свойств бетонной смеси. Под удобоуклады-ваемостью понимают способность бетонной смеси под действием определенных приемов и механизмов легко укладываться в форму и уплотняться, не расслаиваясь. Удобоукладываемость смесей в зависимости от их консистенции оценивают по подвижности или жесткости.

Подвижность служит характеристикой удобоукладываемости пластичных смесей, способных деформироваться под действием собственного веса. Подвижность характеризуется осадкой стандартного конуса, отформованного из испытуемой бетонной смеси. Для этого металлическую форму-конус, установленную на горизонтальной поверхности, заполняют бетонной смесью в три слоя, уплотняя каждый слой штыкованием. Избыток смеси срезают, форму-конус снимают и измеряют осадку конуса из бетонной смеси — ОК, значение которой (в сантиметрах) служит показателем подвижности.

57.Основы технологии бетона. Подбор состава бетона. Состав бетона должен быть таким, чтобы бетонная смесь и затвердевший бетон имели заданные значения свойств (удобоукладываемости, прочности, морозостойкости и т. п.), а стоимость бетона при этом была возможно более низкой.

Рассчитывают состав бетона для данных сырьевых материалов, используя зависимости, связывающие свойства бетона с его составом, в виде формул, таблиц и номограмм. Общая схема расчета следующая.

Приготовление бетонной смеси осуществляют в специальных агрегатах — бетоносмесителях разных конструкций и различной вместимости (от 75 до 4500 дм).

Вместимость смесителя указывается по суммарному объему сухих компонентов бетонной смеси, который может быть загружен.

При перемешивании мелкие компоненты смеси входят в межзерновые пустоты более крупных (песок в пустоты между зерен крупного заполнителя, цемент — в пустоты песка). Этому способствует введение в смеситель воды затворения. В результате объем готовой бетонной смеси составляет не более 0,6…0,7 от суммы объемов сухих компонентов.

В бетоносмесителях свободного падения (гравитационных) материал перемешивается в медленно вращающихся вокруг горизонтальной или наклонной оси смесительных барабанов, оборудованных внутри короткими корытообразными лопастями. Лопасти захватывают материал, поднимают его и при переходе в верхнее положение сбрасывают. В результате многократного подъема и падения смеси обеспечивается ее перемешивание. В таких смесителях приготовляют пластичные бетонные смеси с заполнителями из плотных горных пород, т. е. смеси обычного тяжелого бетона.

Укладка бетонной смеси. Качество и долговечность бетона во многом зависят от правильности укладки. Методы укладки и уплотнения определяются видом бетонной смеси (пластичная или жесткая, тяжелый или легкий бетон) и типом конструкции. Укладка должна обеспечивать максимальную плотность бетона (отсутствие пустот) и неоднородность состава по сечению конструкции.

Пластичные текучие смеси уплотняются под действием собственного веса или путем штыкования, более жесткие смеси — вибрированием.

Вибрирование — наиболее эффективный метод укладки, основанный на использовании тиксотропных свойств бетонной смеси. При вибрировании частицам бетонной смеси передаются быстрые колебательные движения от источника колебаний — вибратора. Применяют главным образом электромеханические вибраторы, основная часть которых — электродвигатель. На валу электродвигателя эксцентрично установлен груз — дебаланс, при вращении которого возникают колебательные импульсы.

При вибрировании жесткая бетонная смесь как бы превращается в тяжелую жидкость, которая плотно заполняет все части формы, а воздух, содержащийся в бетонной смеси, при этом поднимается вверх и выходит из смеси. Бетонная смесь приобретает плотную структуру.

58.Удобоукладываемость бетонной смеси. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОДВИЖНОСТИ. Для определения удобоукладываемости существует несколько методов. Ни один из методов не определяет удобоукладываемость напрямую, так как данное понятие условное, на практике характеризуется для разных бетонов либо свойством подвижности, либо жесткости. Есть распространенные приборы, которые могут более-менее точно определить удобоукладываемость бетона.

Для подвижных смесей с малой жесткостью принят метод определения удобоукладываемости бетона по осадке конуса. Подвижные растворы заполняют форму заливки под воздействием собственной тяжести. Некий прибор, представляющий собой усеченный конус, описанный в российском стандарте (ГОСТ 10181), заполняется раствором, а потом медленно поднимается. Раствор во время подъема конуса “оседает” на определенную высоту. Высоту осадки измеряют в середине конуса. Эта осадка, измеряемая в миллиметрах, характеризует свойство подвижности.

Конус изготавливают обычно из листовой стали высотой 300 мм. У нижнего основания он имеет 200 мм, верхнее основание – диаметром 100 мм. Его устанавливают на достаточно гладком листе, потом заполняют в три ровных слоя бетоном, осторожно уплотняют штыкованием металлическим стержнем, то есть просто протыкается стержнем 25 раз после укладки каждого слоя. Затем, когда бетон уложен, избыток аккуратно срезается. Нельзя допускать перекоса конуса в процессе его подъема.

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕСТКОСТИ. Жесткие смеси, которые необходимо укладывать вибрационным воздействием, испытывают на удобоукладываемость другими прибором – техническим вискозиметром. Технический вискозиметр состоит из металлических форм и виброплощадки с определенными параметрами. У площадки амплитуда вертикальных колебаний в минуту – 0,35 мм, количество колебаний – примерно 2800-3000. Стандартный конус ставят на площадку, заполняют до верха. Сначала производят стандартное уплотнение штыкованием (как для определения подвижности), а затем окончательное уплотнение производится вибровоздействием до того момента, когда на поверхности конуса и под нижним основанием выступит цементное тесто.

Уплотнение производится в течение определенного периода времени (от 5 до 30 секунд). После уплотнения бетонную смесь аккуратно срезают вровень с конусом, поднимают его. На поверхность этого бетонного конуса устанавливают диск прибора со штангой, тогда снова включается виброплощадка.

Под воздействием вибрации бетон оседает на определенный уровень. После достижения нужной осадки вибрация прекращается, секундомер выключается. Удобоукладываемость измеряется в этом случае в секундах и характеризуется уже не показателем подвижности, а показателем жесткости. Такой способ измерения удобоукладываемости применяется, если берется наполнитель с крупностью зерен ≤ 40 мм.

59.Основные свойства тяжелого бетона: -Морозостойкость тяжелого бетона, выраженная маркой (Мрз), может колебаться от 50 до 300, марки по морозостойкости— 50, 100, 150, 200, 300. Морозостойкость бетона зависит от характера и величины пористости бетона,, вида цемента и заполнителей

-Усадка наблюдается при твердении бетона на воздухе (за счет испарения и связывания свободной воды цементом). При твердении в воде усадка бетона незначительна.Усадка бетона тем больше, чем больше в нем цемента и вы-ше значение В/Ц. Для расчетов обычно принимают усадку 0,15 мм на 1 пог. м длины бетонной конструкции.

-Деформации бетона, как всякого твердого тела, выражаются в расширении его при нагревании и в сжатии— при охлаждении. Температурные деформации могут значительно превосходить усадочные, так как при повышении температуры бетона на 50° удлинение составляет 0,5 мм на 1 пог. м: Под влиянием тепла, выделяемого твердеющим цементом, температура бетонного массива может подняться до 50—60° С, а температурные деформации — вызвать появление трещин.

-Ползучесть бетона, т. е. появление неупругих (пластических) деформаций под действием постоянной нагрузки, проявляется в течение первых 2—3 лет твердения. Ползучесть бетона растет с повышением содержания в нем цемента и увеличением В/Ц и снижается по мере увеличения возраста бетона.

60. Приготовление и укладка бетонной смеси. Приготовление бетонной смеси. Приготовление бетонной смеси должно обеспечить получение вполне однородной массы. Для перемешивания материалов служат бетономешалки. Различают бетономешалки свободного падения и принудительного действия. Устройство бетономешалок свободного падения довольно просто: к стенкам вращающегося барабана приварены неподвижные лопасти. Материалы, загруженные в барабан, при его вращении поднимаются вверх, а затем падают вниз (рис. 52). В бетономешалках свободного падения приготовляют пластичные бетонные смеси. Для жестких бетонных смесей используют смесители принудительного действия.

При перемешивании мелкие частицы располагаются в пустотах между крупными зернами, и объем бетона, получаемого из одного замеса, оказывается меньше суммы объемов загруженных материалов. Объем бетона можно найти, умножив объем загруженных материалов на коэффициент выхода бетона р* (см. стр. 116); р для обычного бетона находится в пределах 0,6—0,7.

Необходимо точно соблюдать установленное время перемешивания, так как при уменьшении этого времени ухудшаются свойства бетона, при увеличении понижается производительность бетоносмесительной установки. При работе с тяжелым бетоном порядок загрузки материалов в бетономешалку может быть любым, но для меньшего распыления цемента желательно вначале загружать часть заполнителей, а потом уже цемент.

Важно, чтобы на загрузку материалов и на выгрузку бетонной смеси тратилось как можно1 меньше времени; тогда цикл приготовления, состоящий из загрузки, перемешивания и выгрузки, уменьшается.

В настоящее время в районах крупного строительства работают бетонные заводы-автоматы. На них все работы выполняют машины, которыми управляет один человек — оператор. Произ-водительность таких бетонных заводов достигает нескольких тысяч кубометров бетона в час.

Приготовленную бетонную смесь подают к месту укладки по трубопроводам бетононасосами или пневмотранспортом, ленточ-ными транспортерами, автобетономешалками, бадьями на наземных или подвесных путях, автосамосвалами, вагонетками узкоколейки. Выбор транспортных устройств обосновывают технико-экономическим расчетом. При подаче необходимо обеспечить нерасслаиваемость бетонной смеси.

Снижение подвижности бетонной смеси при перевозке не должно превышать 30% от первоначальной (свежеизготовлен-ной). Поэтому необходимо проверять подвижность смеси не только у бетономешалки, но и на месте укладки бетона, особенно при значительных расстояниях перевозки смеси.

Укладка бетонной смеси.Поданная к месту укладки бетонная смесь должна целиком, плотно и равномерно заполнить форму или опалубку конструкции, поэтому укладку ведут с одновременным уплотнением.

Основным способом уплотнения является вибрирование. Этот способ позволяет хорошо уплотнять даже жесткие смеси, что приводит к экономии цемента и к улучшению качества затвер-девшего бетона.

Вибраторы могут иметь разное устройство. Источником энергии является электрический ток или сжатый воздух; на практике чаще применяют электровибраторы.

Для уплотнения бетонной смеси применяют вибраторы поверхностные, внутренние, тисковые, а также виброплощадки.

Поверхностные вибраторы имеют площадку, на которой расположен источник вибрации; их ставят на уложенную бетонную смесь, и уплотнение ведется по всей площади формы на малую глубину; поверхностные вибраторы удобны при бетонировании изделий большой площади и тонкостенных конструкций.

Внутренние вибраторы погружают в глубь уплотняемого бетона; в одних механизмах источник вибрации, заключенный в футляр, непосредственно погружается в бетон и уплотняет его в пределах своего радиуса действия равномерно во все~ стороны; в других — источник вибрации остается вне бетона, а в бетон погружают вибрирующий наконечник (стержень); эти вибраторы особенно удобны при бетонировании тонкостенных конструкций с густой арматурой.

Тисковые (наружные) вибраторы прикрепляют к опалубке или стенкам формы; вибрация передается бетону через стенки опалубки или формы; тисковые вибраторы применяют для уплотнения главным образом тонких и густоармированных железобетонных стенок и диафрагм.

Виброплощадки применяют на заводах для изготовления деталей различных габаритов.

Большой эффект дает сочетание вибрирования с другими способами уплотнения бетонной смеси: вибровакуумированием, виброштампованием, вибропрессованием, вибропрокатом. 61. Прочность бетона. Как ее нормируют? Факторы прочности бетона. Высокопрочные бетон прочностью 60..100 МПа получают на основе цемента высоких марок, промытого песка и щебня прочностью не ниже 100 МПа. Высокопрочный бетон приготовляют с низким В/Ц=0,3..0,35 (смеси жесткие или малоподвижные) в бетоносмесителях принудительного действия. Для укладки смесей и формования изделий используют вибрирование с пригрузом, двойное вибрирование и др. Значительный эффект в производстве дают суперпластификаторы. Высокопрочные бетоны бывают и быстротвердеющими. Для приготовления используют все средства: принимают предельно низкое водоцементное отношение, суперпластификаторы, высокопрочный цемент, тщательное перемешивание и уплотнение бетонной смеси, и строгий уход за бетоном. Уравнение Баломея-Скрамтаева.