Строительные материалы. Часть 2. 2013

1.2.3Железобетон………………………………………………………………. 6

1.3Классификация бетонов…………………………………………………….. 6

1.4.1.1Цемент…………………………………………………………………… 9

1.4.1.2Вода………………………………………………………………………. 10

1.4.1.3 Мелкий заполнитель – песок…………………………………………… 10

1.4.1.4Крупные заполнители для бетона – гравий и щебень……………….. 13

1.4.1.5Добавки…………………………………………………………………. 17 1.4.2 Основные свойства бетонной смеси……………………………………. 18

1.4.2.1Тиксотропия…………………………………………………………….. 18

1.4.2.2Удобоукладываемость…………………………………………………. 18

1.4.4.1Нормативные характеристики прочности…………………………….. 22

1.4.4.2Основной закон прочности бетона…………………………………….. 23

1.4.4.3Влияние условий твердения на прочность бетона……………………. 23

1.5Приготовление бетонной смеси……………………………………………. 24

1.7.1Виды арматуры, основные классификационные признаки…………….. 29

1.7.2Стержневая арматура……………………………………………………... 29

1.7.3Арматурная проволока………………………………………………….. 30

1.7.4Арматурные канаты………………………………………………………. 31

1.8.2Конвейерный способ производство сборных ЖБИ……………………. 36

1.8.3Стендовый способ производство сборных ЖБИ………………………. 36

2.1Определение, классификация……………………………………………… 38

2.2Материалы для растворов…………………………………………………. 39

6.1Состав пластмасс……………………………………………………………. 57

6.1.1Виды полимеров по способу образования молекул……………………. 57

6.1.2Виды полимеров по отношению к нагреванию…………………………. 58

6.1.3Добавки к пластмассам – наполнители, пластификаторы, красители,

стабилизаторы……………………………………………………………….. 58

6.2 Основы технологии материалов и изделий из пластмасс…………… 59

6.3Строительные материалы и изделия из пластмасс……………………. 60

6.3.1Материалы для покрытия полов………………………………………. 60

6.3.2Материалы для внутренней отделки стен……………………………. 62

6.3.3Погонажные изделия из пластмасс………………………………………. 64

6.3.4Трубы из пластмасс……………………………………………………….. 64

6.3.5Санитарно-технические изделия из пластмасс………………………….. 65

6.3.6Конструкционные материалы из пластмасс……………………………… 66

7 КОМПОЗИЦИОННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ……………….. 67

8 ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ………………………………………………………………………... 68

3

8.1Определение, классификация……………………………………………… 68

8.2Органические теплоизоляционные материалы………………………….. 69

8.3Неорганические теплоизоляционные материалы……………………….. 70

9 АКУСТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ…………………………………………… 71

9.1Звукопоглощающие материалы…………………………………………… 71

9.2Звукоизоляционные материалы…………………………………………… 73

10 ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ……………………………………………... 73

10.2Дёгти и пеки……………………………………………………………….. 79

10.3Свойства, обусловливающие использование битумов, дёгтей и пеков в качестве вяжущих………………………………………………………………. 79

10.4.2Рулонные кровельные и гидроизоляционные материалы…………. 81

10.4.3Асфальтовые бетоны и растворы…………………………………….. 83

11.5Основные свойства красок……………………………………………….. 89

11.6Лаки………………………………………………………………………… 90

11.7Краски……………………………………………………………………… 91

11.8Обозначения лакокрасочных материалов……………………………….. 92

11.9Порошковые краски………………………………………………………. 93

4

МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ МИНЕРАЛЬНЫХ ВЯЖУЩИХ

1 БЕТОН

1.1 Определение, основные понятия

Бетон – это искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердевания смеси вяжущего, крупного заполнителя, песка и воды.

Таково короткое и однозначное определение бетона, содержащее необходимые признаки, позволяющие выделить его из ряда других материалов. Однако в литературе устоялись более длинные и громоздкие определения бетонов, включающие ряд уточняющих признаков, относящиеся к составам и технологии. Например, такое, которое нужно запомнить к федеральному тестированию: бетоны – это искусственные каменные материалы, получаемые в результате затвердевания рационально подобранной, тщательно перемешанной и уплотнен-

ной смеси вяжущего, крупного заполнителя, песка, воды, а в некоторых случаях специальных добавок (рисунок 1). Смесь этих компонентов до затвердевания на-

зывают бетонной смесью (рисунок 2) .

6

Рисунок 1 – Компоненты бетона и бетонная смесь: 1 – вяжущее (цемент1); 2 – крупный заполнитель (щебень2); 3 – песок3; 4 – вода4; 5 – добавки5;

1http://www.mkcement.ru/poddelka.htm

2http://www.sofora.ru/p_grav.html

3http://www.iqp.ru/index.php?page=price

4http://www.liveinternet.ru/showjournal.php?journalid=1058489&keywordid=340130&page=1

5http://associationplus.kz/ru/?p=75

5

6 – бетонная смесь

1.2 Роль компонентов в бетоне

1.2.1 Активные компоненты

Вяжущие вещества и вода являются активными составляющими бетона. После затворения бетонной смеси водой и её перемешивания образуется цементное тесто, обволакивающее зерна песка и щебня. В начале цементное тесто играет роль смазки заполнителей, придаёт подвижность (текучесть) бетонной смеси, что облегчает её укладку, уплотнение. Впоследствии, в результате реакции между цементом и водой, образуется цементный камень, скрепляющий зерна заполнителей, и образующий в итоге искусственный камень – бетон.

1.2.2 Инертные компоненты

Заполнители – песок, щебень, гравий – в большинстве случаев не вступают в химические реакции с цементом и водой, поэтому их называют еще инертными материалами. Заполнители в бетоне занимают около 70–85 % объема, позволяя экономить дорогостоящий цемент, препятствуют усадке цементного камня при твердении, воспринимают совместно с цементным камнем напряжения при твердении бетона и работе конструкции. От качества заполнителей зависят удобоукладьгваемость, прочность, долговечность и экономичность бетонов.

1.2.3 Железобетон

Бетон, как и все каменные материалы, хорошо работает на сжатие, а прочность при изгибе и растяжении в среднем в 10 раз меньше. Поэтому в конструкциях, работающих на изгиб и растяжение, используют стальную арматуру. Армированный бетон называют железобетон.

1.3 Классификация бетонов

Существует стандартная классификация бетонов – ГОСТ 25192–82 Бетоны. Классификация и общие технические требования. В технической литературе приводятся также различные классификации, в чём-то совпадающие, а в чёмто отличающиеся или дополняющие стандартную. Рассмотрим коротко наиболее значимые стандартные и некоторые общепризнанные и распространённые классификационные признаки бетонов.

1.3.1 Классификация бетонов по основному назначению

6

По этому признаку стандарт делит все бетоны на две группы:

1)конструкционные – бетоны несущих и ограждающих конструкций, главным требованием к которым является прочность;

2)специальные – бетоны, к которым предъявляются специальные требования в соответствии с их наименованием – теплоизоляционные; жаростойкие; химически стойкие; декоративные; радиационно-защитные и др.

1.3.2 Классификация бетонов по виду вяжущего

Бетоны изготавливают на вяжущих:

– цементных – портландцемент и его разновидности, глинозёмистый це-

мент;

–известковых – известь в сочетании с активными минеральными добавками, кремнезёмистыми компонентами (кварцевый песок, шлаки, золы), цементом;

–гипсовых – строительный, высокопрочный гипс, высокообжиговые (ангидритовые) вяжущие;

–шлаковых – молотые шлаки с активизаторами твердения (щелочными растворами, известью, цементом или гипсом);

–полимерных – смолы полиэфирные, эпоксидные, карбамидные и др.;

–специальных – для жаростойких, кислотоупорных и других бетонов.

1.3.3 Классификация бетонов по виду заполнителей

Бетоны могут быть на заполнителях:

–плотных – из плотных горных пород или шлаков;

–пористых – на минеральных искусственных (керамзит, аглопорит и др.)

иестественных (туфы, пемза и др.)

–органических – растительного происхождения (измельченные древесина, стебли хлопчатника или рисовой соломы, костра конопли и льна).

–специальных – кислотостойких, огнеупорных и т.д.

1.3.4Классификация бетонов по крупности заполнителей

Взависимости от крупности заполнителя выделяют бетоны мелкозернистые – на мелких заполнителях. В технической литературе обычно к мелкозернистым относят бетоны с максимальной крупностью заполнителей 10 мм.

1.3.5Классификация бетонов по структуре

По структуре бетоны делят на следующие виды:

7

1)плотные, у которых пространство между заполнителями занято затвердевшим вяжущим, а пористость за счёт вовлечённого воздуха и газов составляет не более 7 %;

2)поризованные, у которых пространство между заполнителями заполнено вяжущим, поризованным с помощью газоили пенообразователей. Поризуют обычно бетоны на пористых заполнителях с целью большего снижения средней плотности;

3)крупнопористые, у которых пространство между зернами крупного заполнителя не полностью заполнено мелким заполнителем и вяжущим. По сути это крупный заполнитель, склеенный между собой только в местах контакта зёрен вяжущим или раствором (смесью вяжущего и мелкого заполнителя);

3)ячеистые, у которых основную часть объема составляют равномерно распределенные поры в виде ячеек, полученных с помощью газоили пенообразователей.

1.3.6 Классификация бетонов по условиям твердения

По условиям твердения бетоны подразделяют на твердеющие:

1)в естественных условиях, т.е. самопроизвольно, при положительных температурах воздуха;

2)в условиях тепловлажностной обработки при атмосферном давлении

–обработка паром при температуре до 95 °С.

3)в условиях тепловлажностной обработки при давлении выше атмо-

сферного (автоклавное твердение) – обработка паром при температуре до 190

°С и давлении до 1,3 МПа.

1.3.7 Классификация бетонов по средней плотности

По средней плотности ( ρо) бетоны делят на следующие виды:

1) особо тяжелые – ρо более 2500 кг/м3 – получают на особо тяжелых заполнителях: стальных опилках, чугунной дроби, железной руде и др., применяют для защиты от радиации;

2)тяжелые – ρо = 1800–2500 кг/м3 – получают на обычном плотном песке, щебне или гравии, шлаке, наиболее широко используют в несущих конструкциях;

3)легкие – ρо = 500–1800 кг/м3 – получают на пористых заполнителях (керамзите, аглопорите и др.) или ячеистыми (газобетон, пенобетон), применяют как конструкционно-теплоизоляционные и теплоизоляционные материалы;

8

4) особо легкие – ρо менее 500 кг/м3 – на пористых заполнителях и ячеистые бетоны, применяют в качестве теплоизоляционных.

1.3.8 Классификация бетонов по областям применения

В дополнение к стандартной классификации по назначению бетоны классифицируют по областям применения на следующие виды:

1)обычные – для бетонных и железобетонных несущих конструкций зданий и сооружений (фундаментов, колонн, балок, перекрытий, мостов и т.д.);

2)для ограждающих конструкций – легкий бетон для стен зданий;

3)гидротехнические – для сооружений, периодически или постоянно омываемых водой (плотины, шлюзы, каналы, набережные, водопроводные и канализационные трубы и т.д.);

4)для дорожных и аэродромных покрытий;

5)специальные – для радиационной защиты, теплоизоляционные, жаростойкие, кислотостойкие и др.

1.3.9 Классификация бетонов по прочности, морозостойкости

Основной характеристикой прочности бетона является прочность при сжатии, по которой бетоны делят на классы от В1 до В80 (1–80 МПа). По морозостойкости бетоны делят на марки от F10 до F1000 (10 – 1000 циклов).

1.4 Обычный тяжелый цементный бетон

Указанный бетон, как уже отмечалось, имеет среднюю плотность 1800– 2500 кг/м3, относится к конструкционным и является наиболее распространенным для изготовления всевозможных бетонных и железобетонных изделий и конструкций, применяющихся в промышленном и гражданском строительстве, в дорожном, аэродромном и гидротехническом строительстве.

1.4.1 Материалы

1.4.1.1 Цемент

Для тяжёлого бетона применяют портландцемент и его разновидности

(шлакопортландцемент), пуццолановый цемент, быстротвердеющий портландцемент, сульфатостойкий портландцемент и др.) (рисунок 2). Вид и марку цемента выбирают в зависимости от технологии изготовления изделий и требований к бетону по прочности, морозостойкости, химической стойкости и др.

9

1 2 3 4

Рисунок 2 – Цементы для бетона: 1 – портландцемент6; 2 – шлакопортландцемент; 3 – пуццолановый портландцемент7; 4 – сульфатостойкий портландцемент8

1.4.1.2 Вода

Для приготовления бетонной смеси, растворов химических добавок и поливки бетона применяют питьевую воду, или любую другую, соответствующую требованиям стандарта к воде для бетона.

1.4.1.3 Мелкий заполнитель – песок

Песок – это рыхлая смесь зерен с размерами 0,16–5 мм, образовавшаяся в результате естественного разрушения горных пород. Кроме природного, в тяжёлых бетонах используется песок из отсевов дробления горных пород, песок из металлургических шлаков и из золошлаковых смесей ТЭЦ.

Главными критериями при выборе песка для бетона являются зерновой состав и содержание вредных примесей (пылевидных, глинистых, органических). Для подбора состава бетона необходимы плотность и пустотность песка, а для песков из отсевов, кроме того, водопоглощение и прочность зёрен.

Зерновой (гранулометрический) состав – содержание зёрен разной крупности в процентах от исходного количества пробы. Чтобы расход цемента, как наиболее дорогостоящего компонента в бетоне, был минимальным, заполнитель должен иметь зерна разных размеров – более мелкие зёрна должны по-

6http://www.kcsh.by/ru/production/20/

7http://www.okolotok.ru/forums/viewtopic.php?t=6985&postdays=0&postorder=asc&start=15

8http://www.zement.ru/zement/100/109/69093.html

10