8.1. Сурет. Құйматас құрылымы:

1 – тас болып қалған цемент-құмды қоспа; 2 – ірі толтырғыш түйіршіктері; 3 – матрицадағы құрылымдық сызаттар; 4 – ірі кеуектер және капиллярлар; 5 - ірі толтырғыш түйіршіктері астындағы кеуектер; 6 - ірі толтырғыш түйіршіктері астындағы цемент тасының үгітілуі;

1. Бетон классификациясы. Бетон маркасы

Темірбетонды конструкциялар үшін бетон алдын-ала тағайындалған және анықталған физико-химиялық қасиеттері болуы керек.

Бетонның физикалық қасиеттері оның дайындалған материалдарына, дайындалу әдістеріне байланысты және құрылымы бойынша анықталады. Осы позицияда бетондар келесі белгілері бойынша класстарға бөлінеді.

Құрылымы бойынша:

• тығыз бетон, түйіршіктер арасындағы қуыстар қатаятын қоспамен

толтырылады;

• ірітүйіршікті бетон – толтырушы түйіршіктер арасындағы

саңылаулар біртіндеп толтырылады;

• кеуектелген бетон – толтырушы түйіршіктер арасындағы бос

орындар арнайы қоспалар енгізу арқылы толтырылған;

• ұяшықты бетон – жасанды саңылаулары бар бетон. Бетон

тығыздығы қаншалықты жоғары болса, оның беріктілігі соншалықты жоғары болады. Цемент маркасы талап етілетін бетон беріктілігіне қатысты қаншалықты жоғары болса, оның шығыны соншалықты аз болады.

Орташа тығыздығы бойынша:

• аса ауыр ρ>2500 кг/м³,

• ауыр ρ=2200...2500 кг/м³,

• жеңілдетілген ρ =1800...2200 кг/м³,

• жеңіл ρ = 500... 1800 кг/м³.

Орташа тығыздығына сәйкес бетон маркасы оның орташа тығыздығы бойынша орнатылады – D, ол бетонның өзіндік массасына кепілдік береді (кг/м³). Ол сонымен қатар жылуарашалағыш бойынша талаптары қойылатын конструкцияларға орнатылады. Ауыр бетон қазіргі кезде

әлем бойынша негізгі бетон болып табылады, оны құрылыста, бұйымдар жасауда және құрылыстың барлық түрлерін жаппай өндіру конструкцияларында қолданылады.

Кернеуге ұшырайтын цементтен жасалған бетоннан жасалған конструкциялар үшін өздігінен кернеуге ұшырауы бойынша марка орнатылады (Sp 0,6...Sp 4).Марка арматураның ауырлық центрі бойымен өтетін өсі деңгейінде бетондағы алдын ала болатын кернеу мөлшерін сипаттайды. Мұндай бетондар құбырлар, жолтөсемелерін, аэродромның ұшу-қону сызықтарын жасауда қолданады.

Негізін салушы зат бойынша бойынша:

• цементті;

• полимерцементті;

• ізбіс негізді (силикатты);

• гипсті;

• арнайы негізде.

Қазіргі кезде негізгі таралуы бойынша цементті негіздегі бетонды алады. Бетонның қатал ортаға деген төзімділігін және конструкцияның жұмыс жасау ұзақтығын арттыру үшін арнайы цемент түрлерін қолданады - сульфатқа, тұздарға төзімді, пуццоланды, тез қаттатын, кеңейтілетін, өздігінен кернеуге ширайтын.

Толтырушы түрі бойынша:

• Тығыз табиғи толтырушы (гравий, щебень);

• Саңылаулы табиғи толтырушы (перлит, пемза, раку­шечник);

• Жасанды толтырушылар (керамзит);

Биологиялық қорғаныс талаптарына, ыстыұұа төзімділік, химиялық беріктілік талаптарын қанағаттандыратын арнайы толтырушылар.

Түйіршік құрамы бойынша.

• ірітүйіршікті;

• ірі және ұсақ түйіршікті;

• ұсақ түйіршікті (тек ұсақ толтырушымен).

Қату әдісі бойынша:

• табиғи қатаю;

• атмосфералық қысым кезінде жылуылғалдылық өңдеуге ұшыраған

бетон;

• жоғарғы қысымда автоклавты өңдеуге ұшыраған бетон.

Бетонның физикалық қасиеттеріне: су өткізбеушілік, аязға шыдамдылық, ыстыққа шыдамдылық, өртке шыдамдылық, коррозияға шыдамдылық жатады.

Материалдың су өткізбеушілік деп оның су өткізбеу қасиетін айтады. Тіреуші құрылыстар үшін (резервуарлар, арынды құбырлары және т.б.) W2-W12 бойынша су өткізбеушілік маркасы сыналатын гидростатикалық қысымға байланысты тағайындалады. Сан су қысымын кг/см² көрсетеді, ол кезде су сыналатын дене арқылы өтпеуі керек. Сынауды диаметрі және ені 150 мм бетонға жасалады.

Аязға шыдамдылық қасиеті деп ылғалды жағдайынла көлденең бұзышы аязға қатуына және керісінше еруіне кедергі тудыру қабілеті. Аязға шыдамдылығы бойынша бетон маркасы F25-F500 арасында болады. Сандар қаныққан суда айнымалы қатырыу және еріту циклінің санын көрсетеді, ол кезде бетон 15%-ға сығымдалады.

Ыстыққа төзімділік қасиеті бетонға ұзақ уақыт бойы жоғары температуралар әсер етуі кезінде өз беріктігін жоғалтпау қасиеті (200° С жоғары).

Өртке төзімді қабілеті бетонға ұзақ уақыт бойы ашық от әсер етуі кезінде өз беріктігін жоғалтпау қасиеті (1000...1100° С).

Жоғары температура жұмыс iстейтiн құрылымдар үшiн аз температуралық коэффициентпен ұлғаятын, температурға төзімді толтырғыш салынған құйматасты қолданады (ша­мот, металлургиялық қожы, хромит және т.б.) немесе құрамында крем- нефторлы натрий және ұсақ толтырғыш бар сұйық шыныны қолданады.

Мұндай құйматастар температураның 1200° С дейiнгі ұзақ әрекетiн ұстап тұрады.

Тоттану төзiмдiлiгiнiң жоғарылату үшiн, поливинилацетат полимерлiк негiзінде жасалған (поливинилацетат, поливинилхлорид және басқалары) армопластбетондар қолданған тиiмдi.

Мұндай құйматастар жоғары химиялық төзімділігімен ерекшеленеді және (газдар, май, қышқыл, сiлтi және басқалары) агрессивтi әсерге ұшыраған құрылымдарда қолданылады.

2. Бетонның беріктік қасиеттері

Бетонның беріктігі деп оның сыртқы орта күштеріне бұзылмай, қарсыласу қабілеті.

Бетонның беріктігі көптеген факторларға байланысты: құрылымы, цемент маркасы мен түріне, суцементтік қатынасына, ірі және ұсақ толтырушылардың түрі мен беріктігіне, кернелу жағдайына, үлгінің формасы мен өлшеміне, салмақ салу ұзақтығына.

Бетонның беріктігіне үлгілерге салмақ түсірілу ұзақтығы үлкен әсер етеді. Салмақ түсу жай жүру кезінде бетонның беріктігі қысқа уақытты статикалық кезіне қарағанда 10-15%-ға азырақ болады.

Тез салмақ түсіру кезінде (жылдамдық 0,2 с^-1 және одан да жоғары) бетон тығыздығы 20%-ға жоғарылайды.

Бетонның әр түрлі әсер етуші факторларға байланысты түрлі беріктігі болады: қысылу, созылу, майысу, қиылу.

Осыған байланысты бетон беріктігінің бірнеше сипаттамасы бар: кубтық және призмалық беріктік, керілу кезіндегі беріктік, кесілу және сыну; қайталама салмақ салу кезіндегі беріктік, қысқа уақытты, ұзақ және динамикалық әсер етуші салмақ кезіндегі беріктік.

3.1. Кубтық беріктік

Темірбетонды конструкцияларда бетонды сығымдаушы кернеулер кезінде көп қолданады.

Сондықтан бетонның беріктік қасиетінің негізгі сипаттары оның сығылу остеріне сәйкес келеді, оны кубтардың стандартты мөлшерлерінде 150x150x150мм сынауы нәтижесінде алады, оларды нормальді жағдайларда (ауа температурасы 15...20°С және қатыстық ылғалдылығы 90... 100%) қатқаннан кейін 28 күннен кейін (20±2)°С температурада сыналады.

Кейде сынауды диаметрі (d) 100, 150, 200 және 300 мм, биіктігі h=2d цилиндрлерде жасайды.

Кубтық беріктік деп этатонды кубтардың уақытша R кедергісіне қарсыласуын айтады және ол келесі формуламен анықталады:

(8.1)

мұнда F - салмақ, Н;

А –үлгінің орташа жұмыс ауданы, мм²;

а –үлгі өлшеміне байланысты ауыспалы коэффицент.

Көлденең қимасының өлшемдері азайған сайын оның коэффиценті де азаяды.

Бұл қысқыш тиімділігінің үлгі өлшемдері мен оның беттерінің арақашықтығының өлшемдері өзгерумен сипатталады.

Кубтар үшін ернеулер өлшемдері: 100 мм – α=0,95; 150 мм - α = 1,0;

үлгілердің сығымдалуға деген түрлі кедергісі олардың қырлары арасында және тіреуші тақталар пресстерінің арасында пайда болатын үйкеліс күштерінің әсерімен байланысты.

Пресстің тіреуші тақталарына жақын ішке бағытталған үйкеліс күштері обойманы жасайды және сол арқылы сығымдалу кезіндегі беріктігін жоғарылатады.

Жойылу шегі бойынша беттік үйкеліс күштері азаяды.

Сондықтан бетон куб екі қималы пирамида түрінде болады (8.2а-сурет).

Үйкеліс күштері жоқ болған жағдайда бұзылу сипаты өзгереді, кубта беттік, параллель бағытта ішкі салмақ әсер ететін бұзылу пайда болады (8.2б-сурет).

Үйкеліс күштері

көлбеу тіректі

Майлау