2. Материалы для бетонов

2.1. Вяжущие вещества

Качество бетонов в большой степени зависит от используемых материалов. Правильный выбор материалов для бетонов, учитывающий эксплуатационные требования к бетону– важный этап в проектировании состава бетона.Свойства используемых материалов должны удовлетворять соответствующим государственным стандартам и техническим условиям.

В бетонах без добавок выбирают цементы по марке в 1,5–2 раза выше, чем будущая марка бетона.

Основу большинства цементов составляет портландцементный клинкер. Изменяя его минералогический состав, вводя минеральные или органические добавки или их комплексы, получают цементы, с требуемыми специальными свойствами для разных сфер строительства.

• Портландцемент (ПЦ) – цемент, не содержащий в своем составе добавок кроме гипса. Бездобавочный или клинкерный, как его называют, цемент применяют для высокопрочных бетонов для предварительно-напряженных железобетонных конструкций при строительстве в северных или районах с жарким, сухим климатом либо в конструкциях, где добавки запрещены.

Наибольший объем (около 60 %) составляют портландцементы с добавками. Они могут применяться в большинстве монолитных и сборных железобетонных конструкций.

• Шлакопортландцемент (ШПЦ)ЦЕМ III отличается от портландцемента более медленным схватыванием и твердением в начальном возрасте, однако он более стоек в минерализованных водах и при пропаривании его твердение ускоряется больше, чем твердение портландцемента.

• Пуццолановый портландцемент(ППЦ) ЦЕМ IV относится к группе сульфатостойких цементов (как и сульфатостойкие портландцемент (СПЦ) и шлакопортландцемент (СШПЦ). При одинаковой дозировке он дает более высокую плотность раствора и бетона, что в совокупности с происходящими химическими процессами дает более высокую их водонепроницаемость. Вместе с тем ППЦ обладает повышенной водопотребностью, это вызывает для получения одинаковой пластичности бетонной смеси увеличение расхода цемента на 5–10 % или введение пластифицирующих добавок. Применять ППЦ целесообразно в тех случаях, когда необходима повышенная химическая стойкость бетона и обеспечено его твердение во влажных условиях.

• Напрягающий цемент (НЦ), обладает способностью до 4 % увеличиваться в объеме после достижения цементным камнем небольшой (20–15 МПа) прочности, что позволяет использовать его для производства самонапряженных конструкций. Бетоны на его основе обладают высокой прочностью, водо- и газонепроницаемостью.

Рекомендуется НЦ для изготовления самонапряженных железобетонных труб, покрытий автодорог и аэродромов, тоннелей, водоводов большого диаметра. НЦ быстро схватывается (2–6 мин.) и поэтому необходимо применить специальные режимы твердения бетона.

2.2. Заполнители для бетонов

Заполнители занимают в бетоне до 80 % всего объема. Жесткий пространственный скелет из высокопрочного заполнителя увеличивает прочность бетона, повышает его модуль деформаций, снижает деформации ползучести, уменьшает усадку.

В легких бетонах пористый заполнитель уменьшает плотность бетона, улучшает теплотехнические свойства, в жаростойких – сохраняет его стойкость при высоких температурах, в силикатных – вступает в обменные реакции с вяжущими веществами.

В бетоне применяют крупный и мелкий заполнители. Крупный, зерна, которого более 5 мм, подразделяют на гравий и щебень. Мелкими заполнителями в бетоне являются песок с зернами размером менее 5 мм.

Чем крупнее заполнитель, тем экономичнее бетон.

Максимальная крупность заполнителя, допускаемая в конструкции, определяется видом конструкции, характером армирования, технологией изготовления и устанавливается в стандартах или ТУ, размер зерен крупного заполнителя должен быть не более ½ d (толщины конструкции) и ¾ а (размера ячейки арматурного каркаса или сетки).

В заполнителе проверяют его зерновой (гранулометрический) составГрафик зернового состава щебня