Ответы к экзамену.строймат

3)увеличить тонкость помола цемента( чем меньше частицы, тем больше их площадь взаимодействия с водой)

40.Строительно-технические свойства портландцемента: тонкость помола,нормальная густота, сроки схватывания, тепловыделение и равномерность изменения объема при твердении, активность. Деление на марки и классы.

Pнас=1300 кг\м3

Р=3100 кг\м3

1) Тонкость помола Определяют просеиванием через сито 0,08. Остаток на сите не должен превышать 15%

2)водопотребность(нормальная густота)

Это кол-во воды выраженное в % от массы вяжущего, которе необходимо приготовления цементного теста заданной пластичности. Определяют на приборе викка. Нормальная густота 22-25%. Чем меньше нормальная густота, тем выше прочность цементного камня, потому что вода затворения не вступившая в реакции гидротации формирует в цементном камне капилярные поры, морозостойкость, водонепроницаемость и снижает коррозийные свойства. Чтобы уменьшить нормальную густоту вводят пластификаторы. 3)Сроки схватывания Схватываниепотеря пластичности цементого теста(процесс калоидезации)

Методика опред срока схватывания такая же как и для гипсовых вяжущих. У обычного портландцемента начало схватывания не ранее 45 мин и не позднее 1,5часа. Если цемент схватывается ранее 40 мин-быстросхватывающийся. Если позднее, то медленносхватывающийся.Конец схватывания 10-12 часов. Цемент схватывается тем быстрее, чем больше содержание трехвальциевого алюмината 4)Тепловыделение при твердении.

Обусдовлено хим реакциями гидротации

а) высокотермичные цементы-выделяют много теплоты(C3S, C3A-большое содержание) Такие цементы выгодно применять в зимнее бетонирование.

б)Умереннотермичныевыделяют немного теплоты, потому что содержат C2S-большое кол-во. Их выгодно применять для массивных гидротехнических сооружений.

5) Равномерность изменения объема Причиной неравномерного изменения объема при твердении цемента являются местные

деформации, вызываемые расширением свободных CaO и MgO вследсвие их гидратации. 6) Активность и его марка Активностьэто способность цемента твердеть и давать к заданному сроку твердения

(28суток) прочный камень. Чтобы опред активность и установить марку изготавливают балочки размером 40*40*160. Изготавливают из цементного раствора стандартной консинстенции. Образцы твердею в норм условиях t=18+-3, влажность=100% в течение 28 суток.Затем их испытывают на изгиб, потом каждую половинку на сжатие. Фактически показатель предела прочности при сжатииэто активность. По активности назначают марки.

Маркаэто условный,округленный показатель прочности при сжатии с учетом показателя прочности при изгибе Марки: 400,500,550,600

41.Коррозия цементного камня и меры защиты от нее.

Это разрушение цементного камня под действием воды и веществ в ней содержащися. Согласно классификации Москвинина коррозийные процессы можно разбить на 3 вида: 1) Не связан с хим реакцими

Из цементного камня вымывается проточной водой Ca(OH)2

2)Связан с тем, что Ca(OH)2 вступает в реакции с веществами растворенными в воде и образуют при этом либо легкорастворимые продукты, либо не обладающие вяжущими свойствами.

Ca(OH)2+HCl=CaCl2+2H2O

Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2+CaCl2 3)белая бацила(белая смерть)

химические реакции в результате которых образуются вещества, обладающие вяжущими свойствами, но они имеет объем больше, чем объем исходных компонентов.

Ca(OH)2+MgSO4+2H2O=Mg(OH)2+CaSO4*2H2O

Меры защиты от коррозии:

1)Правильно подбирать минеральный состав цемента, использовать с высоким содержанием билита.

2)Использовать цементы, которые содержат добавки, связывающие Ca(OH)2 в труднорастворимые (шлакопортпландцемент, пуццалановый)

3)Снижать капилярную пористость цементного камня, путем введения пластификатора. 4)введение гидрофобизатора, которые предают цементу водоотталкивающие свойства. 5)Нанесение защитных покрытий на поверхность(битумные мостики)

42.Разновидности портладнцемента: быстротвердеющий, сульфатостойкий, белый,

цветной, пластифицированный, гидрофобный.

Быстротвердеющий Ц- отличается от обычного портландцемента более интенсивным набором прочности в первые трое суток и повышенным тепловыделением при твердении. Это достигается высоким содержанием в клинкере минералов C3S-C3A и более тонким помолом цемента.

Сульфатостойкий Ц-более высокая стойкость к сульфатной коррозии и пониженным тепловыделением при твердении. Это достигается высоким содержанием в клинкере C2S. При этом содержание C3S не более 50%, C3A не более 5%, C3A+C4AF не более 22%. Белый и цветной Ц-декоративные вяжущие. Белый получают помолом белого портландцементного клинкера с добавкой гипса и белого диатомита.Сырьеизвестняк и глина. Цветные получают помолом белого портландцементного клинкера с добавкой гипса и цветных щелочестойких пигментов.

Пластифицированный Ц-продукст совместного помола портландцементного клинкера, гипсового камня и гидрофильно-пластифицирующей добавки. В качестве такой добавки используют лигносульфанаты техническиепобочный продукт целлюлозы. Имеет меньшую водопотребность в сравнении с обычным. Благодаря этому при твердении образуется более плотный цементны камень. В результате повышается прочность, морозостойкость, водонепроницаемость, коррозийная стойкость бетонов на пластифицированном цементе.

Гидрофобный Ц- продукт совместного помола портландцементного клинкера, гипсового камня и гидрофобизирующей добавки. В качетсве такой добавки используют отходы нефтеперерабатывающей промышленностиасидол и мынолафт. Молекулы этих веществ дифильны: они имеют полярную голову и неполярный хвост. Адсорбируясь на поверхности цемента, молекулы ориентируются полярными головами к цементной частице, что придает цементу гидрофобные, т. е. Водоотталкивающие свойства.

43. Активные минеральные добавки к цкменту: происхождение, химическая природа, цель введеия. Характеристика шлакопортландцемента и пуццоланового портландцемента.

Активные минеральные добавки(АМД)-вещества, которые в тонкоизмельченном виде при смешении с воздушной известью и затворении водой образуют тесто, способное к твердению. Эти добавки содержат активный аморфный кремнезем, которые вступает в

хим реакции с гидроксидом кальция, образуя труднорастворимые гидросиликаты кальция.Бывают искусственые и природные. Природныегорные породы вулканического или осадочного происхождения. Искусственные-побочные продукты и отходыпромышленности.

Цель введения добавок:

-Снижение себестоимости цемента за счет экономии клинкера -Придание цементу спец свойствами.

-Решение экологических проблем за счет утилизации отходов. Шлакопортландцемент(ШПЦ)- содержит добавку гранулированного доменного шлака в кол-ве 21-80%, обладает пониженным тепловыделением и большей коррозионной стойкостью в сравнении с портландцементом.

Пуццолановый портландцемент(ППЦ)- содержит активную минеральную добавку в колве 21-40%, предназначен для подводных гидротехнически хсооружений., т. к. обладает низким тепловыделением при твердении, высокой коррозионной стойкостью и водонепроницаемостью.

44. Понятие бетона и бетонной смеси. Классификация бетонов по назначению, виду вяжущего, виду заполнителя, средней плотности.

Это искусственный строительный каменный материал получаемый в результате затвердевания рациональноподобранного и тщательного перемешенной смеси, которая состоит из вяжущего, воды затворения, крупного заполнителя( щебня или гравия), мелкого заполнителя(песок) и в случае необходимости добавки.

цемент+вода=тесто цемент+вода+песок=раствор цемент+вода+песок+щебень(гравий)=бетон

До начала схватывания -бетонная смесь (удобоукладываемость) Классификация бетонов:

1) по азначению

а)конструкционные б) специальные в)теплоязоляционные

2)по виду вяжущего :

а)цементо-бетоны б)гипсо-бетон в)силикатные бетоны г)бетоны на спец вяжущих

3)по виду заполнителя:

а)на плотных заполнителях(речной или горный песок)

б)на пористом заполнителе(керамзитовый песок, древесная стружка) в)на спец заполнителях(чугунная дробь, железная руда, хромитовая руда)

4)По средней плотности:

а)тяжелые б)особотяжелые Рm= >2500 в)легкие Рm=500-2000

5)По структуре цементного камня:

а)плотная структура 2-6% пор б)поризованная структура больше 7% пор в)ячеистые структуры г)с крупнопористой структурой

6)По условиям твердения:

а)естественного твердения б)тепловой обработкой (до 100С) в)автоклавное твердение (выше 100С)

45. Требования к материалам для тяжелого бетона: вяжущее, крупный заполнитель, мелкий заполнитель, вода затворения.

1)Цемент вид цемента зависит от назначения бетона 2)Вода

ограничивается содержанием солей <5000 мг\л, сульфаты <2700мг\л, фенолы<10мг\л, pH<=4

3)Крупный заполнитель гравий, щебень

зерновой состав: опред просеивая пробу крупного заполнителя через набор стандартных сит(70,40,20,10,5), опред содержание фракций.

По зерновому составу крупный заполнитель бывает рядовой и фракционированный(строго опред соотношение фракций, котор опред межзерновую пустотность).Наибольшая крупность зерен не должна превышать 0,25 нормального сечения бетонированной конструкции.

Форма зерен-предпочтительно кубовидная.Ограничивается содержанием игловатых и пластинчатых форм не более 35%. Состояние поверхности зерен предпочтительно шероховатое(на щебне лучше, чем на гравии)

прочность крупного заполнителя должна быть в 1,5-2 раза выше проектной прочности бетона.

4)Мелкий заполнитель песок

с размером менее 0,5 до 0,16 мм зерновой состав определяется просеиванием пробы песка через набор стандартных

сит(2,5-1,25-0,65-0,35-0,16) Затем взвешиванием находят частные остатки на сите и выражают их в % от общей массы пробы. По частным остаткам рассчитывают полный. По полным рассчитывают модуль крупности= сумме полных остатков на всех ситах деленное на 100%.Модуль крупности -условная величина, характеризующая соотношение крупных и мелких фракций.Пески делят на группы:

а)повышенной крупности 3-3,5 б)крупные 2,5-3 в)средние 2-2,5 г)мелкие 1,5-2 д)очень мелкие 1-1,5

Для бетона среддние пески-самые лучшие.

46. Структура и реологические свойства бетонной смеси. Понятия удобоукладываемости и однородности.

Бетонная смесь - грубодисперсная гетерогенная система, получаемая при затворении водой смеси цемента и заполнителей, бетонная смесь занимает промежуточное положение между твердыми телами идеальными жидкостями. При необходимости в бетонную смесь могут быть введены тонкодисперсные минеральные и химические добавки. Ей одновременно присущи: упругость, пластичность, вязкость.

Благодаря силам межмолекулярного воздействия бетонной смеси присущи свойство тиксотропия – свойство которое отличает бетонную смесь от идеальных жидкостей.

Свойства бетонной смеси

1. Расслаиваемость

Во время транспортирования, перегрузок, укладки и уплотнения бетонной смеси она должна сохранять связность и не расслаиваться. Применять бетонную смесь с недостаточной связностью нельзя, так как это приводит к дефектам в бетонируемой конструкции. Часто недостаточную связность бетонной смеси устраняют увеличением доли песка в массе заполнителей.

Расслаиваемость бетонной смеси характеризуют двумя параметрами: водоотделением и раствороотделением.

2. Водоотделение

Рис. 7. Расслоение бетонной смеси

Водоотделение бетонной смеси имеет место в состоянии покоя, когда твердые частицы оседают вниз и уплотняются, а избыток воды вытесняется вверх и образует прозрачный слой над поверхностью бетонной смеси (рис. 7). Есть некоторый предел содержания воды в бетонной смеси, выше которого наблюдается водоотделение. Этот предел называется водоудерживающей способностью бетонной смеси.

Водоудерживающая способность зависит от соотношения компонентов, их свойств, вида и количества введенных добавок. Для повышения водоудерживающей способности используют добавки-загустители, которые представляют собой высоковязкие эфиры целлюлозы.Водоотделение сопровождается образованием сообщающихся капиллярных ходов в бетоне, что облегчает фильтрацию воды и снижает водонепроницаемость и морозостойкость бетона.

3. Раствороотделени

Раствороотделение происходит при вибрировании, встряхивании и других способах

уплотнения бетонной смеси. При этом зерна крупного заполнителя опускаются вниз, а

растворная составляющая вытесняется в верхнюю область (см. рис. 7).

4. Удобоукладываемость

У жестких смесях ок=0.

Жесткость бетонной смеси количественно выражают в секундах, временем вибрирования, которое необходимо, чтобы смесь заняла углы, ребра, горизонтальное положение.

Испытание проводят следующим образом: в форму-конус устанавливают стальной куб с ребром 200 мм. Форму куб ставят на виброплощадку, форму-конус наполняют в 3 приема бетонной смесью, форму-конус снимают. Включают виброплощадку и засекают время в течении которого бетонная смесь примет горизонтальное положение.

По подвижности бетонные смеси делят на следующие группы и марки.

Бетонные смеси марок Ж1-Ж4 (жесткие) имеют ОК=0, а бетонные смеси марок П2 - П5(Пластичные) имеют показатель жесткости Ж=0, т. к. оседают и заполняют форму без включения виброплощадки.

Факторы влияющие на подвижность и однородность.

1.Расход воды затворения в/ц. Чем больше в/ц, тем подвижнее бетонная смесь, но цементное тесто становится более жидким, силы Ван-дер-Ваальса уменьшаются, возникает опасность расслоения, снижается прочность затвердевшего бетона.

2.Расход цементного теста при постоянном в/ц. Подвижность бетонной смеси увеличивается, при увеличении количества цемента, т.к. увеличивается толщина обмазки зерен заполнителя и улучшается скольжение. Однородность смеси при этом не нарушается. Не рациональный способ при перераспределения цемента возникнут трещины.

3.Добавки пластификаторы – позволяют повысить подвижность бетонной смеси, не

увеличивая расход цемента,воды и не снижая однородности. ЛСТ, СП-1, С-3 1% от массы сухого цемента, добавки вводится вместе с водой затворения

4.Крупность зерен заполнителя, чем крупнее зерна заполнителя, тем больше подвижность бетонной смеси при прочих равных условиях. Чем мельче зерна, тем больше их суммарная площадь поверхности, тем тоньше обмазка зерен, тем более подвижна бетонная смесь.

5.Вид заполнителя. Бетонная смесь на гравии подвижнее чем на щебне. Бетонная смесь на плотном заполнителе пр прочих равных условиях подвижнее чем на пористых.

Влияние вида цемента. Чем меньше водопотребность цемента, тем более подвижной оказывается бетонная смесь. Пуццолановый портландцемент, имеющий повышенную водопоьребность, придает бетонной смеси меньшую подвижность, чем портландцемент или шлакопортландцемент.

Влияние вида заполнителя. Заполнители с окатанными, гладкими зернами (речные, морские пески, гравий) придают большую подвижность бетонной смеси, чем заполнители с угловатыми, шероховатыми зернами (искусственные пески, щебень).

П вовлеченного воздуха – это сферические поры в цементном камне d 10-3 …10-1 мм. Воздух вовлечен в б.с. при перемешивании при виброуплотнение частично удаляются 2- 6%

Чтобы уменьшить П в.в. производят виброуплотнение с вакуумированием. Чтобы увеличить П в.в. в состав б.с. вводят воздухововлекающие добавки СНВ (смола нейтрализованная воздухововлекающая).

49. Прочность бетона. Влияние активности цемента, водоцементного отношения и качества заполнителей на прочность бетона. Деление на классы.

Прочность зависит от нескольких факторов:

1.От его состава, какие компоненты и в каких количествах были взяты для приготовления бетонной смеси.

2.От условий твердений (температура)

3.От времени твердения

По прочности бетонам раньше назначались марки, а теперь классы. Класс устанавливается по проектным, нормированным прочности

Бетон конгломератного типа прочность зависит от прочности заполнителя, от прочности цементного камня, от прочности сцепления заполнителя с цементным камнем.

Бетон лучше сопротивляется сжатию, чем растяжению. Поэтому бетон используют в конструкциях, преимущественно работающих на сжатие, и основной характеристикой прочностных свойств бетона является его прочность при сжатии.

1. Прочность бетона при сжатии

Методика определения

Предел прочности бетона при сжатии определяют по результатам испытания образцовкубов, твердевших в нормальных условиях (температура 15-18 ОС; относительная влажность воздуха 95-100 %) в течение 28 суток.За базовый образец принят куб с ребром 150 мм. Проводят статистическую обработку экспериментальных результатов и устанавливают класс. В-класс бетона это условная величина, которая характеризует обеспеченность проектной прочности.

В= *(1 – t * V) = * 0.778

B м/с

7,5 9,8

20 26,2 60 78,6

Зависимость прочности бетона от состава