Тема 2. «Бетон, железобетон»

13. Понятие о бетоне и железобетоне. Классификация бетонов по различным признакам.

Бетоны – искусственные каменные материалы, полученные из затвердевшей смеси вяжущего вещества, воды и крупного и мелкого заполнителей, взятых в определенных пропорциях. До затвердевания называется бетонной смесью.

Железобетон — строительный материал, состоящий из бетона и стали (1867 год Жозеф Монье). 

Классификация бетона:

-по плотности: особо тяжелый (более 2500 кг/м3), тяжелый (1800-2500), легкий(500-1800), особо легкий (менее 500)

-по виду вяжущего вещ-ва: цементные, силикатные, гипсовые, на спец.вяжущих веществах

-по виду заполнителя: на плотных, пористых или спец. заполнителях

-по крупности заполнителя: мелкозернистый (размер зерен до 10мм), крупнозернистый (от 10 до 150мм)

-по прочности и долговечности – оценивают степенью морозостойкости

-по назначению: обычный, гидротехнический, для стен зданий, для полов, кислотоупорный, жароупорный, особо тяжелый (для биологической защиты), особо легкий

14. Материалы для тяжелых бетонов (песок, щебень). Требования, предъявляемые к ним.

К материалам для тяжелого бетона относят вяжущие, воду затворения, заполнители — мелкий (песок) и крупный (гравий или щебень).

Вяжущие. В качестве вяжущих применяют все виды цементов, выпускаемых нашей промышленностью (чаще всего портландцемент обычный, классифицированный и гидрофобный, с гидравлическими добавками, шлакопортландцемент, глиноземистый и др.). Цемент выбирают в зависимости от требований, предъявляемых к бетону.

Вода - не должна содержать вредных примесей. Вода должна быть не кислой; содержание сульфатов — не более 2700 мг/л, а всех солей — не более 5000 мг/л. Запрещается применять болотные, сточные воды и воды, загрязненные маслами.

Заполнители. Мелкие заполнители: песок природный или искусственный, полученный дроблением горных пород. Песок содержит частицы размером от 0,14 до 5 мм. Частицы менее 0,14 мм относятся к глинистым или пылевидным примесям. Гранулометрический состав песка оценивают путем просеивания его через стандартный набор сит. Для просеивания песка применяют сита № 5; 2,5; 1,25; 063; 0315; 014. Содержание примесей (пылевидных, илистых, глинистых и органических) не >5% и не >0.15% глины.

Крупные заполнители: Щебень получают дроблением изверженных, метаморфических и плотных осадочных горных пород, а также кирпича и доменных шлаков. Гравий — рыхлый материал, состоящий из окатанных зерен с гладкой поверхностью, образовавшийся в результате выветривания горной породы. Минимальный размер зерен крупного заполнителя— 5 мм, максимальный — 70 мм. Для бетона наиболее выгодны зерна щебневидной формы. Количество мелких примесей не >1%.

15. Понятие о бетонной смеси. Свойства. Способы определения.

Бетонная смесь - это рационально составленная и однородно перемешанная смесь компонентов бетона до начала процессов схватывания и твердения. Основными свойствами бетонной смеси являются удобоукладываемость и нерасслаиваемость.

1)Удобоукладываемость характеризует способность бетонной смеси заполнять форму бетонируемого изделия и уплотняться в ней. Удобоукладываемость оценивают подвижностью или жесткостью. Чем водосодержание выше, тем больше подвижность и меньше жесткость. 

Подвижность смеси оценивается осадкой конуса, отформированного из бетонной смеси под действием собственной массы.

Жесткость бетонных смесей оцениваются с помощью спецприбора - технического вискозиметра.

2)Нерасслаиваемость (пластичность) - способность сохранять свою однородность и не расслаиваться при транспортировании, выгрузке и укладке, определяют путем измерения деформации столба бетона при встряхивании.

16. Способы приготовления, доставки, укладки и уплотнения бетонных смесей.

Приготовление бетонной смеси осуществляют в бетоносмесителях периодического и непрерывного действия. Бетоносмесители периодического действия бывают двух типов: свободного падения и принудительного перемешивания.

В бетоносмесителях свободного падения материал перемешивается в медленно вращающихся вокруг горизонтальной или наклонной оси смесительных барабанах, оборудованных внутри короткими коры-торобразными лопастями.

Бетоносмесители принудительного перемешивания представляют собой стальные чаши, в которых смешивание компонентов производится вращающимися лопастями, насаженными на вертикальные валы.

Бетоносмеситель непрерывного действия корытообразной формы имеет рабочий орган - вал с лопастями, который одновременно перемешивает и перемещает бетонную смесь от загрузочного отверстия к выгрузочному.

Бетоносмесители могут быть передвижные, установленные на автомашинах, и стационарные.

Укладка бетонной смеси производится такими образом, чтобы были обеспечены:

• монолитность бетонной конструкции;

• проектные физико-механические показатели и однородность бетона;

• сцепление бетона с арматурой и закладными деталями;

• полное, без каких-либо пустот, заполнение бетоном опалубки.

Наиболее распространена схема бетонирования с укладкой горизонтальных слоев толщиной 30—50 см по всей площади бетонируемой части сооружения (блока). Все слои укладывают в одном направлении и одинаковой толщины.

Тромбование

Вибрирование - наиболее эффективный метод укладки. При вибрировании частицам бетонной смеси передаются быстрые колебательные движения от источника колебаний - вибратора.

Прессование — редко применяемый способ уплотнения бетонки смеси в технологии сборного железобетона, хотя по техническим показателям отличается большой эффективностью, позволяя получать бетон высокой плотности и прочности при минимальном расходе цемента. Распространению способа прессования препятствуют исключительно экономические причины. Технически такого давления достигают под действием статически приложенной нагрузки в результате принудительного перемещения отдельных частиц бетонной смеси.

Различают прессование штампами плоскими и профильными.

Центрифугирование основано на свойстве бетонной смеси, находящейся внутри вращающейся формы, стремиться под действием центробежных сил к периферии формы и здесь уплотняться, используется для круглых в сечении форм.

Вакуумирование - в бетонной смеси создается разрежение до 0,07...0,08 МПа и воздух, вовлеченный при ее приготовлении и укладке в форму, а также немного воды удаляется из бетонной смеси под действием этого разрежения: освободившиеся при этом места занимают твердые частицы и бетонная смесь приобретает повышенную плотность: обычно сочетается с вибрированием – вибровакуумирование.

17. Физико - механические свойства бетона. Основные факторы прочности бетона. Марка и класс прочности бетона.

Свойства:

Морозостойкость: 50-1000 циклов замораживания и оттаивания.

Теплопроводность: 1,2 Вт/ (м*К)

Водонепроницаемость: 2-20 кг/см2

Деформативные свойства:

-модуль упругости Еб=38 ГПа

-усадка бетона (0,2…0,4 мм/м)

-деформация при кратковременном нагружении( при сжатии -0,0015…0,003; при растяжении -0,0001…0,0015)

Средняя плотность: р=1800-2500кг/м3 :

В/ц=0,17 В/т=0,4/ 0,6

Прочность бетона зависит от:

1. Качества заполнителя

2. Активности цемента

3. Цементноводного отношения

Прочность бетона прямопропорциональна прочности цемента и обратнопропорциональна водоцементному отношению.

Для получения бетона хорошего качества необходимо обеспечить надлежащий уход за твердеющим бетоном: сохранить летом влажную среду, зимой – тёплую и влажную среду.

Бетоны подразделяются на классы: В1; В1,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12.5; В15; В20; В25; ВЗО; В40; В45; В50; В55; В60.