Строительные материалы. Часть 2. 2013

Расчётом, включающим обычные арифметические действия, определяется расход компонентов на 1 м3 смеси – воды, цемента, щебня и песка.

Состав бетонной смеси может выражаться:

–массой каждого компонента на 1 м3 смеси, например: цемент – 280 кг, песок – 670 кг, щебень – 1300 кг, вода – 170 л;

–соотношением масс цемента, песка и щебня (гравия) с указанием отношения количества воды к количеству цемента (В/Ц), например, в нашем случае:

1:2,4 : 4,6; В/Ц = 0,6.

По истечении указанного срока образцы испытывают на прочность при сжатии на прессе (рисунок 15) и определяют тем самым, соответствует ли фактическая прочность бетона проектной.

20 http://www.kraspromsnab.ru/catalog/?cid=186

21

1.4.4 Прочность тяжёлого цементного бетона.

1.4.4.1 Нормативные характеристики прочности

Как уже отмечалось, бетон лучше всего сопротивляется сжатию, а прочность при растяжении в среднем в 10 раз меньше. В связи с этим бетонные и железобетонные конструкции проектируют из условия передачи на бетон только сжимающих нагрузок, растягивающие напряжения должна воспринимать арматура. По пределу прочности при сжатии тяжелый бетон делят на

классы от В3,5 до В80 (3,5–80 МПа) или марки от М50 до М1000 (50–1000

кгс/см2 или ≈50–100 МПа).

Класс бетона – это числовая характеристика прочности с гарантированной обеспеченностью 0,95. Это означает, что прочность бетона, достигается не менее чем в 95 случаях из 100 (с учётом возможной вариации).

Марка бетона является устаревшим, но все еще часто встречающимся, делением бетонов по прочности, в том числе тяжелого бетона. Марка – числовая характеристика прочности бетона, принимаемая по среднему значению при нормативном коэффициенте вариации 13,5 %. Между классами и марками установлены определенные соотношения, например, классу В7,5 соответствует марка М100, В10 – М150 и т.д.

21http://www.vnir.ru/galereyavivod.php?fid=33&binn_rubrik_pl_imagelib=308

22http://www.nestormedia.com/budpragres/index.pl?act=PRODUCTS&actid=ispytatelwnoe+oborudovanie

22

возрасте n и 28 суток, МПа.

Прочность бетона через год твердения в нормальных условиях составляет примерно 175 %, а через два года – 200 % от 28-суточной прочности. Для твердения бетона необходимы высокая влажность и положительная температура. Преждевременное испарение воды приводит к прекращению гидратации цемента, а, значит, к прекращению роста прочности бетона. Для предотвращения высыхания бетон после схватывания поливают водой или покрывают опилками, песком, которые периодически увлажняют.

Повышение температуры ускоряет гидратацию цемента и твердение бетона, поэтому при производстве ЖБИ в заводских условиях их подвергают обработке паром при температуре 80–90 °С, что позволяет за 10–20 часов получить прочность 50–100 % от 28-суточной прочности, достигаемой бетоном в нормальных условиях.

Твердение бетона при отрицательных температурах прекращается из-за его замерзания и прекращения реакций гидратации. Свежеуложенный бетон нельзя подвергать замораживанию, так как при этом разрушается, разрыхляется его структура вследствие расширения воды при её замерзании и превращения в лёд. Поэтому при зимнем бетонировании применяют противоморозные добавки (см. выше) и (или) производят электропрогрев, пропуская через бетон электрический ток.

1.5 Приготовление бетонной смеси

Процесс приготовления бетонной смеси состоит из следующих последовательно выполняемых операций:

–приём, складирование цемента и заполнителей;

–подача их в расходные бункера;

–их взвешивание (дозирование);

–перемешивание с водой и выдача готовой смеси;

Цемент пневмонасосом, заполнители транспортёром из складов (рисунок 17) поднимают наверх, затем под действием собственной массы опускаются вниз через систему дозаторов к бетоносмесителям.

По способу перемешивания бетонной смеси бетоносмесители бывают со свободным и с принудительным перемешиванием. Смесители свободного перемешивания (гравитационные) имеют барабан в форме груши (рисунок 18, а), к внутренним стенкам которого приварены лопасти (рисунок 18, б). При вращении барабана компоненты подхватываются лопастями, поднимаются на не-

24

которую высоту и падают под действием силы тяжести (гравитации).

Рисунок 17 – Схема бетоносмесительной установки: I – отделение выдачи смеси; II – дозаторно-смесительное отделение; III – бункерное отделение;

IV – надбункерное отделение.

а б Рисунок 18 – Бетоносмеситель свободного перемешивания: а – общий вид23; б –

смесительный барабан24

Бетоносмесители свободного перемешивания предназначены для приготовления только пластичных бетонных смесей, т.к. жёсткие смеси с малым содержанием воды, особенно мелкозернистые, в них перемешиваются плохо, комкуются.

У бетоносмесителей принудительного перемешивания с вертикальным валом (роторных) имеется неподвижная чаша, в которую погружен вал с лопастями, как у большинства домашних кухонных миксеров (рисунок 19 а). У бетоносмесителей с горизонтальными валами один или два вала с лопастями

23http://www.uptk.su/index.php?categoryID=3&offset=0&sort=name&direction=DESC

24http://rostr.ru/gallery/6/

25

вращаются в неподвижном корытообразном корпусе (рисунок 19 б). Современные бетоносмесительные установки оснащаются, как правило, бетоносмесителями принудительного перемешивания, которые позволяют перемешивать любые бетонные смеси.

а б Рисунок 19 – Бетоносмесители принудительного перемешивания:

а – роторный25; б – двухвальный26

Готовая бетонная смесь автобетоновозами (рисунок 20) доставляется на строительные площадки. На заводах ЖБИ бетонная смесь доставляется к месту формования чаще всего

самоходными бункерами и транспортёрами.

Рисунок 20 – Загрузка автобетоновоза бетоном27

1.6 Способы уплотнения бетонной смеси

Цель уплотнения:

–обеспечить хорошее заполнение бетонной смесью опалубки или формы;

–добиться наилучшей упаковки входящих в нее частиц;

–удалить воздух из смеси.

Хорошо уплотненный бетон имеет высокие плотность, прочность, морозостойкость, водонепроницаемость. Уплотнение бетонной смеси может осуще-

ствляться вибрационным, безвибрационным и комбинированным способами.

25http://www.ooostroymash.ru/betonosmesitelnoe-oborudovanie/betonosmesiteli/sb-242-8-2.html

26http://www.beton-primo.ru/primo_14.html

27http://constructionmachines.ru/unit/10915.html

26

В соответствии с наименованиями вибрационный способ – это способ, в котором используется вибрация. Безвибрационные способы – в которых вибрация отсутствует, например: прессование; вакуумирование; роликовое формование; центрифугирование; центробежный прокат; экструзионное формование и т.д. Комбинированные способы – в которых вибрирование бетонной смеси сочетается с некоторыми способами безвибрационного уплотнения. Такие способы имеют соответствующие наименования, например, вибро-

прессование, вибровакуумирование, виброцентрифугирование, вибропрокат и

т.д.

Большинство перечисленных способов уплотнения относится к отдельным, специфическим изделиям, технологиям, а наиболее массовым, применяемым способом на строительных площадках, и заводах ЖБИ является вибрационный. Более 90 % бетонных и железобетонных изделий (ЖБИ) и конструкций (ЖБК) изготовляется с помощью вибрирования.

Вибрация вызывает механические колебательные движения частиц смеси. В результате тиксотропии (см. выше) резко снижаются сцепление и трение между ними, смесь приобретает текучесть, стремится занять наименьший объем. Частицы укладываются плотнее, выдавливая на поверхность пузырьки воздуха и воды. Вибраторы бывают площадочными (навесными) и глубинными (по-

28 http://stroy-technics.ru/article/vibratory-dlya-uplotneniya-betonnoi-smesi

27

Рисунок 22 – Применение площадочных вибраторов. Сверху – схемы передачи вибрации на бетон. Крепление: а – на стенку формы29; б – на площадку30; в – на виброрейку31

У глубинных вибраторов вращение от электродвигателя по гибкому валу 9 (рисунок 23, а) в резиновом шланге передаётся дебалансному валу 8, который, совершая круговые колебания, передаёт их через подшипники вибронаконечнику 7, погружённому в бетон. Дебаланс создаётся за счёт срезания части вала 8 (срезана верхняя часть), вследствие чего центр массы вала смещён относительно центра вращения (горизонтальная штрих-пунктирная линия).

а

б в г Рисунок 23 – Глубинные вибраторы: а – устройство вибронаконечника32; б –

схема передачи вибрации на бетон; в – вибратор с выносным электродвигателем и гибким валом33; г – с электродвигателем, встроенным в рукоятку34

29http://stroy-technics.ru/article/vibratory-dlya-uplotneniya-betonnoi-smesi

30http://www.in-trast.ru/vibratori-transform.htm

31http://www.stroypark.ru/products/gruzopodem/telfery/talikitay/129

32http://stroy-technics.ru/article/vibratory-dlya-uplotneniya-betonnoi-smesi

33http://www.8e.ru/print/24447.php

34http://pnevmo-c.com.ua/vibratori_c.html

28

1.7 Арматура железобетонных изделий

1.7.1 Виды арматуры, основные классификационные признаки

Как уже отмечалось, арматура в железобетонных конструкциях (ЖБК) воспринимает растягивающие напряжения. Для армирования ЖБК используют:

–стержневую арматуру, обозначение которой начинается с буквы А;

–проволочную арматуру, обозначение которой начинается с буквы В;

–канатную арматуру, обозначение которой начинается с буквы К.

В связи с тем, что арматура в ЖБК работает на растяжение, её испытывают и делят на классы по следующим механическим свойствам:

–пределу текучести при растяжении;

–временному сопротивлению разрыву;

–относительному удлинению при разрыве.

1.7.2 Стержневая арматура

Стержневую арматуру (А) по механическим показателям делят на классы, обозначаемые как А–I, А–II, A–III, A–IV, A-V, A-VI. Чем выше класс арматуры, тем выше показатели предела текучести, временного сопротивления разрыву и меньше относительное удлинение при разрыве.

В настоящее время всё больше употребляется обозначение стержневой арматуры, в котором после буквы А указывается не класс, а главный показатель прочности арматуры – предел текучести [МПа] с округлением. Соответствие обозначения класса арматуры по-старому и по-новому следующее: А–I (А240);

А–II (А300); A–III (А400); A–IV (А600); A–V (А800); A–VI (А1000).

35 http://stroy-technics.ru/article/mekhanizatsiya-uplotneniya-betonnoi-smesi

29

Диаметр стержневой арматуры изменяется в диапазоне от 6 до 40 мм с разными значениями меньшего и большего диаметров для разных классов. Стержневая арматура диаметром менее 10–12 мм может поставляться в мотках (бунтах, бухтах), а больших диаметров – в стержнях (рисунок 26).

Проволока изготавливается диаметрами от 3 до 8 мм и поставляется в

36http://www.cilf.ru/katalog/products/metalloprokat/armatura-gladkaja/armatura-16-kl-a1-10162

37profsmeta3dn.ru/publ/primenenie_...5-1-0-11

38http://nevskyalliance.ru/?attachment_id=78

39snabko.ru/metalloprokat.html

30