книги из ГПНТБ / Черкасов, Г. И. Введение в технологию бетона

действию кислот. Полимерцементный материал на основе латекса «рубекс» хорошо противостоит действию большинства кислот и кислых газов; в то же время латексцементные бето­ ны не маслостойки.

Высокие технические качества полимерцементных бетонов и большие возможности регулирования их свойств путем выбора полимеров и соответствующей технологии приготовле­ ния свидетельствуют о перспективности этих материалов.

Поскольку наряду с хорошими механическими свойствами, высокой адгезией и коррозионной стойкостью полимерцеменТные бетоны обладают повышенной усадкой и ползучестью, их целесообразно применять в виде тонких защитных слоев на рабочих поверхностях конструкций из обычных бетонов. В настоящее время полимерцементные бетоны успешно при­ меняются для устройства бесшовных полов в промышленных и общественных зданиях, для изготовления плит, оболочек в гидротехническом строительстве и плит для аэродромных по­ крытий, а также для ремонта повреждений и закрытия тре­ щин в железобетонных конструкциях. Дальнейшее увеличение производства полимеров и снижение стоимости позволит зна­ чительно расширить и область их применения в строительстве.

XIII. ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЕТОНА

Проектирование бетона — это сложная инженерная зада­ ча, при решении которой необходимо учесть все условия его работы в конструкции, воздействие нагрузки, окружающей среды, изменение свойств бетона во времени. Для изготовле­ ния бетонных конструкций должны быть выбраны такие мате­ риалы, технология приготовления, укладки и твердения бето­ на, которые обеспечивали бы требуемую прочность и долго­ вечность при наименьшей стоимости.

Рассмотренный в главе IV подбор состава бетона по прочности лишь частично решает эту задачу.

К сожалению, существующие требования устанавливают для бетона предельное состояние только по прочности, в то же время другие важнейшие свойства, например морозостой­ кость, водонепроницаемость, сульфатостойкость, назначаются не по предельным состояниям, а по очень грубо устанавливае­ мым маркам. В результате получаемые конструкции имеют не необходимое, а излишне высокое или низкое качество. Максимальное приближение к необходимому качеству при проектировании бетоннцх конструкций позволит сэкономить

20Г

«огромные средства и обеспечить надежность работы конструк­ ций.

При проектировании бетона вначале необходимо устано­ вить исходные данные: 1) требуемую прочность бетона, до­ стигаемую в заданные сроки: для большинства конструкций прочность бетона при сжатии, для дорожного и аэродромного бетона прочность при сжатии и изгибе, для бетона сборных железобетонных конструкций марку по прочности и отпускную прочность; 2) условия твердения бетона в конструкции: время года и средние температуры воздуха, сроки достижения требуемой прочности, способы ухода за бетоном; 3) марку бетона по морозостойкости и водонепроницаемости, а также стойкость к химическим коррозионным воздействиям, для чего необходимо знать условия работы конструкции (ниже постоянного горизонта воды, в зоне переменного уровня, ниже или выше глубины промерзания грунта, агрессивность вод и т. д.) и климатические условия района строительства; 4) кон­ фигурацию, вид, массивность конструкции и степень армиро­ вания; б) имеющиеся для бетона материалы, все их физико­ механические характеристики; 6) способы и дальность транс­ портировки бетонной смеси; 7) имеющиеся механизмы для уплотнения бетонной смеси.

Зная указанные исходные данные, можно приступить к определению расчетных параметров для подбора состава бе­ тона и назначению оптимальной технологии.

Очень важно определить расчетную марку бетона с учетом фактического времени загружения конструкции.

Как уже было сказано, следует возможно более точно установить марки бетона по долговечности для различных воздействий среды и сроки, в какие они должны Обеспечи­ ваться.

Необходимо правильно выбрать материалы из имеющихся их разновидностей.

При выборе вида цемента можно пользоваться рекомен­ дациями, указанными в предыдущих разделах. Марка цемен­ та должна соответствовать марке бетона или быть немного выше, так как это обеспечивает наиболее рациональное и экономичное расходование цемента. Высокопрочные бетоны из подвижных смесей следует применять только в благоприят­ ных климатических условиях.

Если марка цемента значительно выше марки бетона, то в цемент необходимо вводить тонкомолотые добавки, так как при расчете прочности будет определено, что количество це­

■202

мента очень невелико и не обеспечит водоудержания и смесь будет расслаиваться. В то же время добавки не должны уве­ личивать водопотребность цемента. Желательно знать фак­ тическую активность применяемого цемента, кинетику его гидратации и набора прочности в заданных условиях тверде­ ния бетона.

При выборе заполнителей нужно учитывать их минерало­ гический состав и упругие свойства, обеспечивающие улуч­ шение сцепления с цементным камнем и повышение однород­ ности бетона.

Крупный заполнитель надо применять по возможности с предельно допустимой НК, так как это позволит уменьшить количество цементного теста-камня в бетоне. Если имеется возможность, следует использовать фракционированные и промытые заполнители, подбирая оптимальное соотношение фракций. Требуемая удобоукладываемость бетонной смеси зависит от конфигурации конструкции, степениее армирова­ ния и способа укладки смеси. Назначив ориентировочно удобоукладываемость в зависимости от указанных факторов, можно подобрать состав бетонной смеси.

Следует экспериментально изучить возможность повтор­ ного и многократного вибрирования бетонной смеси на имею­ щемся оборудовании. Для ликвидации дефектов структуры последнее вибрирование желательно производить как можно позднее, но когда смесь еще способна хорошо уплотняться.

Если имеется возможность, следует применять различные усиленные воздействия для уплотнения бетонной смеси, а так­ же попытаться снизить водоцементное отношение примене­

нием пластификаторов.

Для повышения удобоукладываемости смеси желательно проверить эффективность предварительного увлажнения за­ полнителей.

Полученные в результате экспериментов данные позволят уточнить составы бетона при принятых технологиях его при­ готовления и укладки и изготовить определенное количество образцов для экспериментальной проверки их свойств.

Если по исходным данным требуется повышенная морозо­ стойкость и водонепроницаемость, то проводят соответствую­ щие специальные мероприятия, например применяют возду­ хововлекающие или уплотняющие добавки. Необходимо обес­ печить твердение образцов в соответствии с условиями среды и режимами, установленными в исходных данных. Испытав все образцы на прочность, морозостойкость, а в необходимых

203

205

Классификация легких бетонов по их назначению с ука­ занием основных свойств приведена в табл. 34.

Конструктивные бетоны на пористых заполнителях имеют слитную (плотную) структуру, при которой цементно-песчаный раствор полностью заполняет пустоты в скелете крупного заполнителя. Для их изготовления применяют крупные порис­ тые заполнители повышенной прочности. В качестве мелкого заполнителя часто используют плотные кварцевые пески.

Конструктивно-теплоизоляционные бетоны распространены наиболее широко, в частности в сборном строительстве, слу­ жат основным материалом для изготовления ограждающих конструкций. Желательно, чтобы конструктивно-теплоизоля­ ционные бетоны также имели слитное строение, обеспечиваю­ щее их наибольшую прочность и сохранность арматуры. Одна­ ко иногда для уменьшения объемного веса бетона необходимо

1 Характеристика пено-' и газообразующих добавок и механизм их: действия приведены в разделе «Ячеистые бетоны».

плотных заполнителях,— удобоукладываемоетью и нерасслаиваемостью. Удобоукладываемость легкобетонных смесей определяют по показателям подвижности (осадки конуса) и жесткости в соответствии с ГОСТ 10181-62, расслаиваемость— внешним осмотром боковых граней трех свежеаформованных бетонных кубов размером 15X15X15 см. Если обнаружится различие в структуре по высоте грани, то определяют пока­ затель расслаиваемости (ГОСТ 11051-64). Для этого каждый из образцов мастерком делят на две равные части — верхнюю и нижнюю, верхние части смешивают, уплотняют и определя­ ют объемный вес свежего бетона.

Показатель расслаиваемости П рассл вычисляют по форму­

ле

Показатель расслаиваемости не должен быть более 10%- В свежеуложенном легком бетоне слитного строения меж­ зерновые пустоты должны быть полностью заполнены раствор­ ной частью. Плотность свежеуложенного бетона может быть

определена по формуле абсолютных объемов

где упц т и ущц т — объемные веса песка и крупного заполните­ ля в цементном тесте (см. стр. 213), остальные обозначения

стандартные.

Значение плотности легких бетонов слитного строения должно быть не менее 0,97. Для поризованных легкобетонных смесей по данной формуле можно определить объем вовлечен­ ного воздуха.

Для затвердевшего легкого бетона, помимо основных свойств прочности и долговечности, в отличие от тя­ желых бетонов первостепенное значение имеет его объемный вес.

Предел прочности и объемный вес легкого бетона опреде­ ляют согласно ГОСТ 11050-64 на образцах размером 15Х X 15X15 см. Образцы из подвижных смесей уплотняют шты­ кованием или вибрацией до появления, на их поверхности це­

ментного молока.

При изготовлении образцов из легкобетонных смесей с

207

жесткостью более 60 сек на форму укрепляют насадку, форму с избытком (до половины высоты насадки) заполняют смесью, на поверхность смеси устанавливают стальной пуан­ сон весом 10 кг. Затем производят вибрацию до прекращения оседания пуансона и появления цементного молока в щелях между формой и насадкой. После уплотнения избыток смеси срезают и поверхность образца заглаживают стальной плитой, при этом форму подвергают вибрации. Образцы бетона вы­ держивают в формах в течение двух суток, затем распалубливают и помещают в камеры нормального твердения, где хранят до 28 суток с момента их изготовления. Испытания образцов производят в соответствии с ГОСТ 11050-64. Значе­ ние предела прочности образцов при сжатии принимается за марочную прочность легкого бетона.

При твердении бетонных изделий и конструкций в услови­ ях тепловой обработки, помимо марочной прочности, должна быть определена прочность образцов, твердеющих в одинако­ вых условиях с изготовляемыми изделиями и конструк­ циями.

Объемный вес легкого бетона определяют замеряя, объем н взвешивая образцы, предназначенные для определения предела прочности при сжатии. Поскольку при этом опреде­ ляется объемный вес образцов бетона естественной влажнос­ ти, а в расчетах используют объемный вес сухих образцов, необходимо вести перерасчет по формуле

сух— Ю0 'Т о сст

—1 0 0 + W ’

где 7осух— объемный вес сухого бетона; у0ест — объемный вес бетона естественной влажности;

W — весовая влажность бетона, определяемая после ис­ пытания образцов на сжатие, в %.

Установленные Строительными нормами и правилами (СНиП) марки легких бетонов по прочности и ориентировоч­ но соответствующие им объемные веса для «ерамзитобетона приведены ниже:

208

И. ПОРИСТЫЕ ЗАПОЛНИТЕЛИ ДЛЯ ЛЕГКИХ БЕТОНОВ

Согласно ГОСТ 97.57-61 к пористым неорганическим запол­ нителям относят сыпучие материалы с объемным насыпным весом не более 1000 кг/м3 для крупных заполнителей, щебня и гравия и не более 1200 (1300) кг/м3 для песков.

Пористые заполнители делятся на природные и искусствен­ ные — отходы промышленности и специально изготовленные. Классификация основных пористых заполнителей, наиболее часто применяемых для приготовления легких бетонов, при­ ведена в табл. 35.

Природные пористые заполнители имеют очаговое распро­ странение и могут быть использованы для производства лег­ ких бетонов только в районах месторождений заполнителей.

Ресурсы пористых заполнителей — отходов промышлен­ ности также недостаточны, кроме того, эти заполнители неод­ нородны по свойствам и часто недостаточно стойки во време-