5.1.За умовами твердіння поділяються на: гідратаційно-конденсаційні, контактно-конденсаційні, коагуляційні та поліконденсаційні. Гідратаційно-конденсаційні поділ на: повітряні (гіпсоангідритові, повітряне вапно і його різновиди, магнезіальні в'яжучі), гідравлічні(гідравл. вапно, портландцемент, шлакопортландцемент, пуцолановий цемент, композиційний цемент, глиноземистий цемент, лужний цемент) та автоклавні (вапнянокрємнезитові, вапняношлакові, вапнянозольні). Контактно-конденсашйні поділ на: гідратні продукти хімічного синтезу, гідратовані технічні силікати і алюмосилікати. Коагуляційні - глини. Поліконденсаційні поділ на: розчинне скло, сірчаний цемент, фосфатний цемент.

5.2.Низьковипалювальні гіпсові вяжучі речовини, що швидко тужавіють та тверднуть, отримують тепловою обробкою природного гіпсу при низьких температурах (110..160). або обробкою парою підтиском 0,13—0,70 МПа. Такі в'яжучі речовини складаються переважно з напівводного гіпсу, оскільки дегідратація сировини в зазначених умовах обумовлює перетворення двоводного гіпсу на напівгідрат (альфа і бета) CaSO4*0.5H2O+1.5H2O. Реакція дегідратації відбувається з поглинанням теплоти, і для отримання 1 кг напівводного гіпсу з двогідрату теоретично потрібно затратити 580 кДж теплоти. До низьковипалювальних гіпсових в'яжучих речовин належать: гіпс будівельний, формувальний та високоміцний. Низьковип. гіпс в'яжучі застос у будівництві для виготовл. блоків, панелей-перегородок, тепло і звукоізоляційних плит.

Високовипалювальні гіпсові в'яжучі речовини, що повільно тужавіють і тверднуть, виготовляють випалюванням гіпсового каменю при температурі вище 600 (600...950). Такі в'яжучі речовини складаються переважно з ангідриту CaS04. До них належать ангідритовий цемент, опоряджувальний гіпсовий цемент, високо випалювальний гіпс (естрих - гіпс).

5.3.Гіпсові в'яжучі речовини є типовим прикладом повітряних в'яжучих речовин. Вони складаються переважно з напівводного гіпсу CaSO4*0.5H2O або ангідриду CaS04 і отримуються внаслідок теплової обробки вихідної сировини та її розмелювання. Продукт твердіння таких в'яжучих вважається майже ідеальним будівельним матеріалом, оскільки є екологічно безпечним, негорючим та вогнестійким. Як вихідну сировину для виготовлення гіпсових в'яжучих речовин використовують гірські породи - природний гіпс (гіпсовий камінь), що складається переважно з мінералу гіпсу CaS04*2H2O; ангідрит CaS04; а також природну сировину у вигляді глиногіпсу та деякі відходи промисловості (борогіпс, ФосФогіпс, фтосфогіпс, ферогіпс). Залежно від умов термообробки гіпсової сировини утворюються альфа або бета - модифікації напівгідрату і розчинного ангідриту. Якщо процес має місце в середовищі насиченої пари або в розчинах деяких солей, то утв. альфа - модифікація, якщо у відкритих апаратах, сполучених з атмосферою, - бета - модифікація. Застосовуються у будівництві для викор декоративних плит, блоків, панелей-перегородок, сухої штукатурки та у машинобудівній галузі.

5.4.Повітряне будівельне вапно - продукт випалювання не до спікання при температурі 1000... 1200 кальцієво- магнієвих гірських порід (вапняку, крейди, вапняку - черепашнику, доломітизованого вапняку), що містять не більше 6% глинистих домішок. Високодисперсний кремнезем та глинисті домішки при їхньому обмеженому вмісті 5...7% і відповідно вибраному режимі випалювання не знижують якість вапна. Домішки гіпсу та піриту небажані, оскільки вони сприяють утворенню вапна, що гаситься повільно. Технологія отримання: випалювання при цьому утворюється продукт (грудкове негашене вапно) у вигляді пористих кусків, що активно взаємодіють з водою: СаСОЗ+178кДж=СаО+С02. Продукт випалюв містить також деяку кількість оксиду магнію, який утвор в результаті термічної дисоціації: MgC03=MgO+C02. Недовипалення чи перевипалення вапна в печі знижує його якість. Особливо небезпечн є перевипалення, що може призвести до утворення тріщин та руйнування виробів. Повітряне будівельне вапно характеризується пластичністю, пов'язаною з його високою водоутримувальною здатністю, внаслідок чого вапняні розчини ма¬ють високу легкоукладальність, рівномірно розподіляються тонким шаром на по¬верхні цегли або бетону, добре зчеплюються з ними. Водопотреба і водоутримувальна здатність повітряного будівельного вапна досить високі й залежать від виду вапна і дисперсності його частинок. Строки тужавлення. Будівельні розчини на основі гашеного вапна тужаві¬ють дуже повільно (протягом 5...7 діб), причому цей процес прискорюється при сушінні. Будівельні розчини і бетони на основі меленого негашеного вапна швидко тужавіють і тверднуть (через 15...60 хв після замішування), причому водовапняне відношення зазвичай становить 0,9...1,5. Повітряне вапно використовують для приготування мурувальних розчинів, а також для виготовлення штучних бетонних виробів, силікатної цегли й інших вапняно-піщаних виробів автоклавного твердіння, змішаних гідравлічних в'яжу¬чих речовин (вапняно-шлакових, вапняно-зольних, вапняно-пуцоланових цемен¬тів) та фарбових сумішей. для виробництва панелей і об'ємних елементів санітарно-техніч кабін, покриттів, підлог та стін

5.5.Отримують повітряне вапно випалюванням: СаСОЗ+178кДж=СаО+С02. Також іде розклад на термічну дисоціацію - MgC03=MgO+C02. Залежно від вмісту оксиду магнію, повітряне вапно поділяється на кальцієве (вміст MgO <5%), магнезіальне (MgO - 5...20%) та доломітове (MgO - 20...40%). Повітряне вапно поділяють на: - негашене грудкове - продукт випалюв карбонатних порід; - негашене мелене - продукт помелу грудкового вапна; - гідратне(гашене) вапно - тонкий пухкий порошок, який утворюється при змішуванні грудкового вапна з водою. Гашене утворюється за реакцією: СаО+Н20=Са(ОН)2+63,7 кДж. Гашене вапно, змішане з кварцовим піском та іншими дрібними заповнювачами, використовують для отримання будівельних розчинів, що здатні повільно тверднуги. Будівельні розчини і бетони на основі меленого негашеного вапна швидко тужавіють і тверднуть (через 15...60 хв після замішування), причому водовапняне відношення зазвичай становить 0,9...1,5. Повітряне вапно викор для приготування мурувальних розчинів, а також для виготовлення штучних бетонних виробів, силікатної цегли й інших вапняно-піщаних виробів автоклавного твердіння, змішаних гідравлічних в'яжучих речовин та фарбових і сумішей.

6.1. Гідравлічне вапно - продукт, отриманий випалюванням мергелястих вапняків, що містять від 6 до 20% глинистих або високодисперсних піщаних домішок. Головною характеристикою його є гідравлічний модуль:СаО/(SiO2+Al2O3+Fe2O3)=М. Чим вищий цей модуль, тим гірші гідравлічні властивості продукту випалюванйя і він за своїми характеристиками наближу до повітряного вапна. Виробництво: добування, подрібнення, випалювання і помел. Температура випалювання - 1200. Має перші 7 днів тверднути на повітрі. Властивості - водопотреба та водоутримувальна здатність гідравл вапна нижчі, ніж у повітряного. Строки тужавіння залежить від вмісту вільного СаО. За вимогами ДСТУ вапно вважається слабо гідравлічним, якщо границя міцності при стиску на 28 добу твердіння становить 1,7; при зміні - 0,4 МПа. Має високу довговічність при експлуатації. Гідравлічне вапно розділяють на слабогідравлічне (СаО + MgO 40...65 %) і сильногідравлічне (СаО + MgO 5...40 %).

6.2.Портландцемент - гідравлічна в'яжуча речовина, яку виготовляють спільним тонким подрібненням клінкеру з гіпсом або іншими добавками. Сировиною для виготовлення можуть бути карбонатні породи (приблизно 75%) в суміші з алюмосилікатними речовинами (25%). Як карбонатні породи використовують вапняки, крейду, вапяки-черепашники, вапнякові туфи, а як алюмосилікатний компонент - глини, але при відповідному економічному обґрунтуванні можна застосовувати суглинки, леси, аргіліти та глинисті сланці. Також як сировину використ природні суміші вапняків із глинами - мергелі.

6.3. Портландцементний клінкер отримують випалюванням до спікання при температурі 1450, сировинної суміші певного складу, що забезпечує синтез переважно високо основних силікатів кальцію.

схема трансформації в процесі випалення сировийнйх компонентів - вапняку (СаС0₃) і глини, мінерали якої складаються з оксидів SiO_2г АІ₂0з і Ре₂0₃

6.4. Сухий спосіб виробництва полягає у подрібненні й ретельному перемішуванні сухих або попередньо висушених сировинних матеріалів. Використання цього способу є доцільним при застосуванні однорідних за складом та структурою вапняку та глини вологістю від 10 до 50%. Мокрий спосіб доцільно застосовувати, якщо м'яка сировина (крейда, глина) має значну вологість. Вихідні компоненти подрібнюють і змішують з великою кількість води (З6...42% від маси сухої речовини) до утворення рідко текучої маси у вигляді суспензії. Мокрий спосіб дає змогу знизити енергоємність процесу подрібнення, полегшити транспортування й перемішування сировинної суміші, проте витрати на її випалювання в печі в 1,5..2 рази більші, ніж при сухому способі. Портландцементний клінкер отримують у печах сухим способом у вигляді гранул, а в печах мокрим способом - у вигляді грудок неправильної форми (розміри в обох випадках досягають 20мм).

6.5. Процес приготування сировинної суміші для отримання портландцементного клінкеру включає: подрібнення (крупне й тонке), дозування, змішування сировинних компонентів, коригування хімічного складу отриманої суміші, її гомогенізацію та випалювання. Склад клінкеру представлений чотирма основними оксидами: СаО - 63...67%; Si02 - 20...24%; АІ203 - 4...9%; Fe203 - 2...4%. Наявність у складі клінкеру СаО обумовлює високу міцність та швидке твердіння цементу. Si02 викликає сповільнення тужавіння та твердіння, такі цементи відрізняються водо- і сульфатостійкістю. Підвищення у складі АІ203 зумовлює тужавіння і прискорене твердіння цементу, але одночасно негативно впливає на сульфато- та морозостійкість. Fe203 є не тільки фарбувальним оксидом, але й плавнем, що поліпшує спікання клінкеру. Оксиди калію та натрію впливають на процеси гідратації цементу, призначені до утворення висолів на поверхні виробів.

6.6.Внаслідок змішування цементу з водою відбувається його гідратація, яка призводить до тужавіння та тверднення цементного тіста з утворенням штучного (цементного) каменю. Твердіння обумовлене комплексом хімічних, фізико-хімічних та фізичних процесів, які мають місце при взаємодії клінкерних мінералів з водою, і пов'язані із структуроутворенням та нарощуванням міцності штучного каменю у часі. Схема твердіння: аліт піддається гідратації з утворенням гідросилікатів та портландиту2(З СаОSiО₂) + 6Н₂О = ЗСаО2SiО₂ З Н₂О + ЗСа(ОН)₂.; беліт гідратується з утворенням таких самих продуктів як і аліт, але в іншому співвідношенні2 (2 СаОSiО₂) + 4Н₂O = ЗСаО2SiO₂ ЗН₂O + Са(ОН)₂; алюмінат кальцію гідратуються з утворенням гідрокалюміту З СаОАl₂О₃ + Са(ОН)₂ + 12 Н₂О = 4СаОАl₂О₃13Н₂О; в разі використ гіпсу (як добавки) при гідратації алюмінату кальцію також можливе утворення етрингігу ЗСаОАl₂О₃ + 3(CaSО₄2Н₂О) + 26Н₂О = ЗСаОАl₂О₃ 3CaSО₄32Н₂О; утворення портландиту ЗСаОАl₂О₃3CaSО₄32Н₂О + 2(4СаОАl₂О₃13Н₂О) = 3(СаОАl₂О₃CaSО₄12Н₂О) + 8Са(ОН)₂ + 14Н₂О.. У процесі випалювання сировинної суміші до спікання утворюються чотири основні мінерали цементного клінкеру: аліт, беліт, трикальцієвий алюмінат та чотирикальцієвий алюмоферит. Основний вклад в синтез міцності цементного каменю і бетону вносять мінерали – беліт, аліт.

6.7. Склад новоутворень: гідросилікати, гідроалюмінати, гідросульфоалюмінати кальцію, гідроксид кальцію. Утворення низькоосновних гідросилікатів кальцію підвищує міцність цементного каменю; при виникненні високоосновних гідросилікатів його міцність менша. За певних умов, наприклад при автоклавній обробці, утворюється тоберморит 5CaO6SiO25H20, що характеризується добре сформованими кристалами, які зміцнюють цементний камінь.

Корозія цементного каменю може відбуватися під дією морських і ґрунтових вод, відходів хімічних підприємств, розчинів кислот та газів. Існує З види корозійних процесів:

Корозія 1-го виду - розчинення і вимивання деяких його складових частин, наприклад Са(ОН)2, що призводить до підвищення пористості та зниження міцності каменю. Корозія 2-го виду - пов'язана із протіканням реакцій обміну між компонентами цементного каменю і речовинами, розчиненими у воді. Корозія 3-го виду - відкладання солей у порах цементного каменю може бути викликане дією як фізичних, так і хімічних факторів. До фізичних факторів належить кристалізація сольових розчинів у порах цементного каменю після утворення насиченого розчину цієї солі. При хімічній корозії як результат хімічної реакції між компонентами цементного каменю та агресивним середовищем.

6.8. Процес руйнування армованого бетону обумовлений неякісним виконанням та недостатнім захистом від зовнішнього агресивного середовища. З тих же причин кородує і арматура в залізобетонних конструкціях, в результаті частинки бетону просто відколюються. Молодий бетон, маючи лужне середовище (показник рН = 14), за своєю природою є антикорозійним захистом для арматури, проте з плином часу проходить природний процес переходу лужного середовища в кислотне (карбонізація бетону). Швидкість карбонізації бетону, навіть виконаного згідно з нормами, складає від 10 до 15 мм за 10 - 20 років. Даний процес не пошкоджує бетону, однак призводить до втрати антикорозійного захисту арматурної сталі. Також для запобігання влаштовують засипки із карбонатних порід, що сприяють зменшенню агресивності води. Підчас корозії оксид кальцію та гідроксид кальцію інтенсивно реагують з навк. сер.

6.9. 1вид — корозія внаслідок розчинення компонентів цементного каменю під дією вод з малою тимчасовою жорсткістю (м'яких вод);

2вид — корозія під дією вод, що містять речовини, які взаємодіють з ком­понентами цементного каменю з утворенням легкорозчинних сполук, що вими­ваються водою, або аморфних мас;

3вид - корозія, при якій у порах і капілярах цементного каменю за раху­нок обмінної реакції з його компонентами кристалізуються певні речовини, що викликають внутрішні напруження й руйнування.

Загальнокислотна корозія - під дією розчинів будь-яких кислот. Насамперед руйнуються поверхневі карбонізовані шари бетону, кислоти вступають у хімічну взаємодію з гідроксидом кальцію. Вуглекисла корозія - виникає під дією на цементний камінь води, що містить вільний діоксин карбону і сприяє утворенню розчинного гідрокарбонату кальцію. Для запобігання навколо бетону влаштовують засипки із карбонатних порід. Магнезіальна корозія - відбувається внаслідок дії солей магнію, також впливає вид аніонів цих солей. Сульфатна корозія - відбувається під дією сульфатів і їдких лугів. Сульфатно-алюмінатна корозія виникає у водах, що містять понад 250 мл/г іонів S04. Ефективним заходом щодо усунення сульфатно-алюмінатної корозії є направлена зміна мінералогічного складу цементу.

6.10. Основні властивості: Істинна густина портландцементу без мінеральних добавок 3,0... 3,15 г/см³, насипна густина -1300 кг/м³. Тонкість помелу повинна бути такою, щоб через сито №008 проходило не менш 85% проби. Середній розмір зерен портландцементу дорівнює 40 мкм. Фракції розміром 3-30 мкм найбільше впливають на міцність цементного каменю. Вміст їх у звичайних цементах складає 30-50%, у високомарочних - 55-65%, а в швидкотверднучих - більш ніж 70%. Водопотреба портландцементу для отримання тіста нормальної густоти складає 24..28%. Для повної гідратації цементу необхідно біля 20-22% води, яка хімічно та фізично зв’язується новоутвореннями цементного каменю. Зменшують водопотребу цементу поверхнево-активні добавки (пластифікатори) - лігносульфонати, обієтат натрію (0,1-0,3% маси цементу) та ін., які вводять під час помелу клінкеру

Для регулювання строків тужавлення в цемент під час помелу вводять природний гіпсовий камінь (CaSО₄*2H₂0). Кількість гіпсу у перерахунку на SO₃ повинна знаходитись у межах 1,0..4,5%. Оптимальна кількість гіпсу залежить від вмісту в клінкері трикальцієвого алюмінату та тонкості помелу цементу. У цементи з більш високою тонкістю помелу та підвищеним вмістом СзА необхідно вводити більше гіпсу.

Строки тужавлення визначають за зануренням голки припаду Віка в цементне тісто нормальної густоти. Початок тужавлення - час від початку замішування до моменту коли голка не доходить до дна на 2...4 мм. Кінець тужавлення визначається в момент, коли голка занурюється у тісто не більше як на 1.2 мм. Початок тужавлення всіх типів цементу марок 300, 400 і 500 повинен наставати не раніше 60 хв, марок 550 і 600 - не раніше 45 хв, а кінець тужавлення - не пізніше 10 год від початку замішування.

6.11. Щлакопортландцемент одержують введенням на стадії помелу клінкера гранульованого доменного шлаку в кількості понад 20%. Цей вид цементу, як і пуцолановий, володіє підвищеної водо- і сульфатостійкістю, зниженою інтенсивністю твердіння, але специфіка складу шлаку визначає і його властивості. Так, хімічна активність шлаку в ШПЦ при підвищенні температури широко використовується при виготовленні збірного залізобетону, що піддається термовологісній обробці з метою прискорення твердіння. Шлак термостійкий, тому ШПЦ застосовують для виробництва жаростійких бетонів, що працюють при температурі до 700оС.

6.12. Пластифікований (ПЛ) портландцемент, виготовляють шляхом введення при помелі клінкера 0,15-0,25% лігносульфонату технічного (ЛСТ). Бетонні й розчинні суміші на основі ПЛ мають підвищену рухливість. Бетони на основі ПЛ володіють підвищеної морозостійкістю і водонепроникністю. Застосування ПЛ дає можливість знизити водопотребу й тим самим знизить витрати цементу на 10-15%. Застосовується в дорожному, аеродромному і гідротехнічному будівництві;

6.13. Гідрофобний портландцемент (ПЦ-ГФ) одержують введенням при помелі клінкера гидрофобізуючих добавок 0,05 –0,3%. Гідрофобний цемент підвищує рухливість бетонних сумішей, що, у свою чергу, приводить до збільшення водостійкості, водопроникності і морозостійкості бетонів. Застосовують у гідротехнічному, дорожньому і аеродромному будівництві.

6.14. Пуцолановий портландцемент (ППЦ) одержують у результаті часткової заміни клінкера активними мінеральними добавками (діатоміт, трепел, опока), вміст яких повинно бути не менше 20% і не більше 30%. Бетони на основі пуцоланового цементу внаслідок вмісту АМД, стійкі до вилужування, сульфатостійкі й застосовуються для будівництва підвідних і підземних частин спорудження, що постійно знаходяться у вологих умовах. На повітрі бетон на ППЦ дає більшу усадку, знижує свою міцність, має низьку морозостійкість, у нормальних умовах твердіє повільно, тому не рекомендується для зимового бетонування.

6.15. - Глиноземистий цемент являє собою гідравлічне, швидкотверднуче в'яжуче, одержуване із сировинних матеріалів з високим вмістом глинозему Аl2О3. Мінералогічний склад глиноземистого цемену (цементу Фондю) представ¬лений переважно СаО • А1203 (СА) та феритами різного складу. СА становить 40...50% усього матеріалу і є твердим розчином, що містить Fe3+ (до 5% у перерарахунку на Fе2O3). Властивості глиноземистого цементу. Істинна густина цементу становить 3,0...3,2 Г/СМ3, водопотреба - 23...28%, (для високоглиноземистих цементів - 30...32%). Початок тужавлення - не раніше як 30 хв, кінець - не пізніше як 12 год від початку замішування. ГОЛОВНОЮ перевагою глиноземистого цементу, порівняно з портландцемен¬том, є швидке нарощування міцності. Так, цемент марки М400 через 24 год ха¬рактеризується міцністю не менше 23 МПа, через 3 доби - 40 МПа. Міцність глиноземистого цементу характеризується спадами і підйомами в різні періоди твердіння внаслідок протікання процесів конверсії, що пов'язані з перекристалізацією гідроалюмінатних фаз.

Не можна використовувати глиноземистий цемент за умов, коли темпера¬тура бетону під час твердіння перевищує 25...30°С. При твердінні цементу протягом перших діб виділяється 70...80% загальної кількості теплоти, що є позитив¬ним при бетонуванні взимку. За звичайних умов це призводить до зниження міц¬ності. Алюмінатні цементи можна використовувати як жаростійкі (разом з відпо¬відними заповнювачами). Жаростійкість глиноземистого цементу зростає зі збільшенням Аl2О3 в його складі. У поєднанні з шамотним заповнювачем такі цемен¬ти дають змогу отримувати бетони з температурою експлуатації до 1300°С, а з хромітом - 1400°С. Білі алюмінатні цементи (з обмеженим вмістом заліза) можуть бути використані для виробництва вогнетривких виробів з максимальною температурою експлуатації до 2000°С. Порівняно з іншими цементами глиноземистий цемент має підвищену стій¬кість проти дії м'якої, морської та мінералізованих вод. Глиноземистий цемент є цінним матеріалом при проведенні аварійних ремонтів гребель, доріг, мостів, при терміновому спорудженні фундаментів й оборонних об'єктів. Обмежене застосування цього цементу пов'язане з його високою вартістю, що перевищує вартість звичайного портландцементу в 4...5 разів.

6.16. Водонепроникний розширний цемент (ВРЦ) - гідравлічна в'яжуча речовина, яка здатна до швидкого тужавіння та твердіння, може бути виготовлена помелом або змішуванням у кульовому млині тонкоподрібнених глиноземистого цементу (70...76%), напівводного гіпсу (20...22%) та високоосновного гідроалюмінату каль­цію 4СаО- АІ₂0з • 13Н₂0 (10...11%). Останній спеціально синтезують гідротер­мальною обробкою глиноземистого цементу з вапном на протязі 5...6 год при температурі 120...150°С, потім його подрібнюють і змішують з глиноземистим це­ментом і гіпсом.

У процесі твердіння цементу відбувається реакція з утворенням етрингіту:

4СаО-А1₂0₃ • 13H₂0+3(CaS0₄ ■ 2Н₂0)+14Н₂0= ЗСаО • А1₂0₃ ■ 3CaS0₄ ■ 32Н₂0+Са(ОН)₂,

що обумовлює сульфоалюмінатне розширення штучного каменю у межах 4...5%.

Початок тужавлення цементу - не раніш як через 4 хв, кінець - не пізні­ше ніж через 10 хв. Процес тужавіння може бути сповільнений добавками ЛСТ, оцтової кислоти, бури тощо.

Водонепроникний розширний цемент марки М500 через 6 год після виго­товлення стандартних зразків має міцність при стиску 7,5 МПа, а через 3 доби -30 МПа. Після 24 год твердіння зразки мають бути абсолютно водонепроникни­ми при тиску 0,6 МПа, а їхнє лінійне розширення знаходиться в межах 0,2... 1,0%.

Слід враховувати, що водонепроникний розширний цемент має знижену морозостійкість, і тому його можна застосовувати тільки при температурах, які вище 0°С для відновлення зруйнованих бетонних та залізобетонних конструкцій, для гідроізоляції тунелів, стовбурів шахт, у підземному та підводному будівниц­тві, при створенні водонепроникних швів. Як недоліки цього цементу слід від­значити високу вартість, короткі строки тужавлення, низьку морозостійкість.

Розширний портландцемент одержують спільним помелом 60...65% портландцементного алітового клінкеру, 5...7% глиноземистого клінкеру або високогли­ноземистого шлаку, 7... 10% двоводного гіпсу і 20...25% активної мінеральної до­бавки (трепелу, опоки, діатоміту, доменного гранульованого шлаку). Портландце­мент повинен містити не менше 7% алюмінатів кальцію та 55% аліту.

Механізм розширення зумовлений утворенням кристалічного етрингіту, який збільшує об'єм гідратних новоутворень. Активна добавка сприяє синтезу цієї сполуки до тужавіння цементу, що забезпечує розширення бетонних сумішей у пластичному стані без виникнення напружень у кристалічній структурі. Гідросульфоалюмінат кальцію швидко утворюється при температурі 60...80°С, тому ко­роткочасне пропарювання прискорює твердіння цементу.

Камінь на основі розширного цементу має високу щільність і водонепро­никність, а також здатність до розширення у воді й на повітрі при постійному зволоженні протягом перших 3 діб. Цей цемент є напружувальним із малою енер­гію розширення і має марки за міцністю М400, М500, М600, початок тужавлен­ня - не раніше як через 30 хв, кінець - не пізніше як 12 год після замішування; розширення після 1 доби становить 0,15...1,0%.

Галузі використання такого цементу - шляхове та підземне будівництво, влаштування підлог промислових підприємств, тампонажні роботи, виготовлен­ня залізобетонних виробів із напруженим армуванням (омонолічування каналів із напруженою арматурою).

6.17. - В'яжуще низької водопотреби (внв) одержують спільним помелом портландцементного клінкера із суперпластифікатором, що дозволяє отримати питому поверхню цементу 4500-5000 см2/м. Зазначена тонкість помелу забезпечує підвищену реакційну здатність ВНВ. Введення органічної добавки знижує водопотребу в'яжучого до 18-15%, сповільнює початок схоплювання до 6..7 годин, забезпечує швидкий ріст міцності в ранні строки твердіння. Рекомендується застосовувати для виготовлення високоміцних бетонів, тому що морозна міцність ВНВ лежить у межах 700-1000 кг/см2.

6.18. Водопотреба визначається кількістю води, потрібної для приготування тіста стандартної консистенції (діаметр розпливу 180±5 мм). Марка. Для гіпсових в'яжучих встановлено 12 марок за міцністю при стиску (МПа): Г-2, Г-3, Г-4, Г-5, Г-6, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25, де цифра означає нормовану межу міцності при стиску. Маркування гіпсу здійснюється з урахуванням його міцності, строків тужавлення та тонкості помелу, наприклад гіпсова в'яжуча речовина з позначкою Г-5-А-ІІ ДСТУ Б В 2.7-82-99 відповідає марці Г-5, є швидкотверднучою і характеризується середньою тонкістю помелу. Строки тужавлення. За строками тужавлення гіпсові в'яжучі поділяють на три групи: А – швидкотверднучі (з початком тужавлення не раніше 2 хв. і кінцем не пізніше -15 хв.), Б – нормальнотверднучі (з початком тужавлення не раніше 6 хв. і кінцем – не пізніше 30 хв.), В – повільнотверднучі (початок тужавлення не раніше 20 хв.). Нормальна густота – це кількість води замішування для отримання тіста стандартної консистенції. Для отримання тіста нормальної густоти з β-модифікації СаSО4•0,5Н2О потрібно 50...70% води, а з α-модифікаціі СаSО4•0,5Н2О - 30...40%.

7.1. Бетонна суміш - багатокомпетентна система яка складається з вяжучої речовини дрібного й крупного заповнювача, добавок та води.

Бетон-композиційний матеріал який отримують при твердінні раціонально підібраної бетонної суміші.

7.2. Бетона суміш складається із заповнювача (дрібного та крупного) вяжучої речовини, води і добавок.

Заповнювач буває дрібний 0,16-5мм та крупний 5-70мм. Він потрібен для економії цементу і піску.

Вяжуча речовина потрібна для звязування заповнювачів і утворення бетону. Вода потрібна для гідратизації вязки.

Добавки необхідні для регулювання властивостей бетону та економії цементу.

7.3. Заповнювач для важкого бетону є сипкі суміші мінеральних зерен природного чи штучного походження певного складу.

Вони поділяються на дрібні (піски) 0,16-5мм та крупні(щебень або гравій)5-70мм.

Піски поділяються на природні та штучні.

Природні піски за складом поділяються на кварцові польовs шпати,карбонатні.

Кварц придатний для виготовлення бетонів любих марок.

Вміст глинистих, мулистих та пилуватих домішок не повинен перевищувати 3% за масою)

Як крупний заповнювач застосовують щебінь або гравій.

Міцність крупного заповнювача повинна перевищувати міцність бетону, склад якого проектується.

Придатність заповнювачів для бетону визначають у лабораторних умовах.

7.4. Легкоукладальність – здатність бетонної суміші заповнювати форму чи опалубку з найменшими затратами зовнішньої енергії.

Легкоукладальність — це головний технологічний показник бетонної суміші, що характеризується рухомістю та жорсткістю.

Рухомість суміші (Р) визначають за допомогою стандартно­го конуса і розраховують у сантиметрах як різницю висоти форми та бетонної суміші, що утворилася після зняття форми. Якщо суміш після зняття конуса не осідає, її відносять до жорстких і для оцінки її консистенції викорис­товують спеціальний прилад.

Залежно від показника легкоукладальності бетонні суміші поділяють на три групи: наджорсткі (НЖ), жорсткі (Ж) та рухомі (Р). Групи розподіляються на марки за легкоукладальністю.

Основним фактором, що визначає консистенцію (легкоукладальність) бе­тонної суміші, є водоцементне відношення. Водопотреба бетонної суміші, необ­хідна для досягнення відповідної рухомості та жорсткості, залежить від типу та кількості цементу, питомої поверхні та пустотності заповнювачів, форми та ха­рактеру їхньої поверхні, співвідношення дрібного та крупного заповнювача, три­валості витримування суміші до її укладання, виду та вмісту пластифікуючих до­бавок.

Способи ущільнення бетонної суміші:

1. Механічне трамбування. Основне застосування механічного трамбування або пресування полягає в рівномірному розподілі бетонної суміші в заданому обсязі і її ущільненні під дією прикладених силових навантажень.

2. Вібрування. Вібрування – це коливальний процес, що характеризується величинами амплітуди 0,4-0,7мм; частоти ≥50 Гц й інтенсивності коливань.

3. Ущільнення бетонної суміші методом центрифугування.

4. Віброцентрифугування бетонної суміші. Під час використання даного способу досягається зменшення витрат цементу й виходу рідкої фази.

5. Вібровакуумування.

6. Вібропресування бетонної суміші. Фізико-механічні властивості вібропресованого бетону або віброваного бетону з притиском залежать від об'ємного змісту й щільності структури цементного каменю, складу, величини й міцності зерен заповнювача.

7.5. Тяжёлый бетон имеет плотность от 1800 до 2500 кг/м³. В качестве крупного заполнителя бетонной смеси применяют природный или искусственный щебень либо гравий с крупностью зёрен от 5 до 70мм.

Пористость тяжелого бетона колеблется от 6 до 15%, в зависимости от рода, заполнителей, состава бетона и методов уплотнения. Большое значение имеет характер пористости: крупные открытые поры ухудшают свойства бетона, мелкие замкнутые (например, при использовании пластифицирующих и гидрофобных добавок) улучшают, свойства бетона. Морозостойкость тяжелого бетона не менее 50 Мрз Температуростойкость тяжелого бетона сравнительно невелика. Его можно применять для конструкций, подвергающихся длительному нагреву до температур не выше 200°С (прочность при этом снижается на 50%). Усадка тяжелого бетона тем выше, чем выше значение А (водоцементное отношение). При одних и тех же условиях, если в бетоне недостаточно воды, бетонная смесь окажется недостаточно подвижной, она будет неплотно укладываться в формы и в результате плотность бетона будет небольшой. Если применено оптимальное количество воды (А = 0,3), то может получиться оптимальный состав бетонной смеси. Помимо марки цемента, значения А, применяемых заполнителей, интенсивности уплотнения, на прочность бетона в незначительной мере оказывают влияние и другие факторы. Прочность бетона увеличится: при замене гравия щебнем или окатного песка — остроугольным; при увеличении шероховатости поверхностей заполнителей; при более тщательном перемешивании бетонной смеси; при улучшении условий твердения бетона.За морозостійкістю важкий бетон поділяють на марки: F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500, F600, F800, F1000.

Підвищення морозостійкості бетону досягається за рахунок зниження водо-цементного відношення, використання гідрофобно-пластифікуючих та повітров-тягувальних добавок, інтенсивного ущільнення бетонної суміші. Наприклад, залежно від умов роботи бетону при низьких температурах, рекомендовано для бетону М500 приймати В/Ц < 0,4; для М400 - В/Ц < 0,45; М300 - В/Ц < 0,5; М200 - В/Ц < 0,55.

Водонепроникність бетону пов'язана із щільністю його структури і залежить від виду використаних заповнювачів, в тому числі від їхньої щільності, грануло­метричного складу та пустотності, пористості цементного каменю та міцності зчеплення його із заповнювачами.

Характеристикою водонепроникності бетону є його марка, що відповідає максимальному тиску (0,2...2 МПа), при якому ще не спостерігається фільтрація води крізь стандартний зразок. За водонепроникністю розрізняють такі марки бе­тону: W2; W4; W6; W8; W10; W12; W14; W16; W18; W20.

Підвищення водонепроникності досягається за рахунок зменшення В/Ц відношення, застосування пластифікованих, гідрофобних цементів та в'яжучих речовин, здатних до розширення.

Теплофізичні властивості бетону оцінюються визначенням теплопровіднос­ті, теплоємності та лінійним коефіцієнтом температурного розширення.

Теплопровідність важкого бетону у повітряно-сухому стані в середньому стано­вить 1,2 Вт/(кг-К), що у 2...4 рази більше за теплопровідність легкого бетону. Висока теплопровідність є недоліком важкого бетону, і тому панелі зовнішніх стін з важкого бетону виготовляють із внутрішнім шаром утеплювача. Теплоєм­ність важкого бетону знаходиться у межах 0,75...0,92 кДжДкг • К). Температурний коефіцієнт лінійного розширення важкого бетону становить 10 • 10"⁶ м/К, і тому при зростанні температури на 50°С розширення бетону досягає 50 мм/м.

7.6.Прочность бетона зависит от ряда факторов, основными из которых являются: 1) технологические факторы, 2) возраст и условия твердения, 3) форма и размеры образца, 4) вид напряженного состояния и длительные процессы. Бетон при разных напряжениях — сжатии, растяжении и срезе — имеет разное временное сопротивление.

Влияние времени и условий твердения на прочность бетона. Прочность бетона нарастает в течение длительного времени, но наиболее интенсивный ее рост наблюдается в начальный период твердения. Прочность бетона, приготовленного на портландцементе, интенсивно нарастает первые 28 суток, а на пуццолановом и шлаковом портландцементе медленнее — первые 90 суток. Но и в последующем при благоприятных условиях твердения — положительной температуре, влажной среде — прочность бетона может нарастать весьма продолжительное время, измеряемое годами. Объясняется это явление длительным процессом окаменения цементного раствора — твердением геля и ростом кристаллов. По данным опытов, прочность бетонных образцов, хранившихся в течение 10 лет, нарастала в условиях влажной среды вдвое, а в условиях сухой среды — в 1,4 раза; в другом случае нарастание прочности прекратилось к концу первого года. Если бетон остается сухим, как это часто бывает при эксплуатации большинства железобетонных конструкций, то по истечении первого года дальнейшего нарастания прочности ожидать уже нельзя. Процесс твердения бетона значительно ускоряется при повышении температуры и влажности среды. С этой целью железобетонные изделия на заводах подвергают тепловой обработке при температуре до 90 °С и влажности до 100 % или же специальной автоклавной обработке при высоком давлении пара и температуре порядка 170 °С. Эти способы позволяют за сутки получить бетон прочностью ~70% проектной. Твердение бетона при отрицательной температуре резко замедляется или прекращается. Опытами установлено, что прочность бетона одного и того же состава зависит от размера куба: если временное сопротивление сжатию бетона для базового куба с ребром 15 см равно R, то для куба с ребром 20 см оно уменьшается и равно приблизительно 0,93 R, а для куба с ребром 10 см увеличивается и равно ~1,1 R. Прочность бетона при растяжении зависит от прочности цементного камня при растяжении и сцепления его с зернами заполнителей. Согласно опытным данным, прочность бетона при растяжении в 10—20 раз меньше, чем при сжатии, причем относительная прочность при растяжении уменьшается с увеличением класса бетона. В опытах наблюдается еще больший по сравнению со сжатием разброс прочности. Повышение прочности бетона при растяжении может быть достигнуто увеличением расхода цемента, уменьшением W/C, применением щебня с шероховатой поверхностью.

7.7.Клас бетону – показник якості бетону за міцністю при нормативному коефіцієнті варіації 13,5%. Клас бетону позначають В і розраховують:

B=R_cm(1-t)

R_cm – середня міцність на стиск, Мпа

t – коефіцієнт забезпеченості класу бетону, t=1.64

 - коефіцієнт варіації, 13.5% - нормативний.

Бетон добре працює на стиск, але погано на розтяг. Для порівняння цементний бетон має границю міцності 30-50 Мпа на стиск і лише 2-3 Мпа на розтяг; полімербетон: 80-120 МПа на стиск і лише 12-15 на розтяг. Тобто, на розтяг границя міцності становить 10% від границі міцності на стиск.

7.8. Морозостійкість- бетону є непрямим показником його довговічності і характеризується найбільшим числом циклів навперемінного заморожування і відтавання. Що спроможні витримати зразки бетону(в насиченому водою чи сольовим розчином стані) без зниження міцності більше 5%.

Залежить від співвідношення у структурі бетону умовно-замкнутих і відкритих (капілярних) пор. Умовно замкнуті пори (зазвичай заповнені повітрям) є резервними і послаблюють тиск льоду, що виникає при замерзанні води у порах. Морозостійкість бетону значно підвищується, якщо капілярна пористість не перевищує 7%.

Марки за морозостійкістю F50,75,100,150,200,300,400,500,600,800,1000.

Підвищення морозостійкості бетону досягається за рахунок зниження В/Ц відношення, використання гідрофобно- пластифікуючи і . повітровтягувальних добавок, інтенсивного ущільнення бетонної суміші.

Водонепроникність пов”язана із щільністю його структури і залежить від виду використаних заповнювачів, в тому числі і від їхньої щільності , гранулометричного складу та пустотності , пористості цементного каменю та міцності зчеплення його із заповнювачами.

Характеристика водонепроникності бетону є марка, що відповідає максимальному тиску(0,2...2МПа), при якому ще не спостерігається фільтрація води крізь стандартний зразок.

Марки за водонепроникністю W2,4,6,8,10,12,14,16,18,20.

Підвищення водонепроникності досягається за рахунок зменшення В/Ц відношення, застосування пластифікованих , гідрофобних цементів та в”ядучих речовин, здатних до розширення.

7.9. Пластифікуючі добавки збільшують рухомість, тобто знижують жорсткість суміші, не погіршуючи міцності бетону. Щоб визначити ефективність дії добав­ки, готують суміш з осіданням конуса (ОК) 2...4 см. При введенні відповідної до­бавки значення ОК зростає і, залежно від досягнутого результату, добавку відно­сять до однієї з чотирьох груп:

I - суперпластифікатори, які збільшують ОК від 2...4 до 20 см і більше; (російська добавка С-3),

ефект – економія цементу, збільшення міцності і підвищення рухливості бетонної суміші з 4 до 20%.

II — сильнопластифікуючі з ОК до 14... 19 см( ЛСТ 0.1-0.3%), зменшують кількість водозамішування.

III - середньопластифікуючі з ОК до 9... 13 см (СДБ)

IV - слабопластифікуючі з ОК 4-8 см.

Використання пластифікаторів дозволяє поліпшити легкоукладальність бетонної суміші (при незмінній міцності бетону) та збільшити міцність бетону за рахунок зниження витрати води (при незмінній витраті цементу).

До гідрофобізуючих добавок належать милонафт, ГКЖ-10 (етил-силіконат натрію), ГКЖ-94 (етилгідросилоксанова рідина). Ці добавки застосову­ють для бетонів із низькими витратами цементу. Внаслідок використання цих до­бавок знижується водопоглинання та підвищується морозо- та корозійна стій­кість бетону.

7.10. Прискорювачі твердіння призначені насамперед для скорочення строків роз­палублення конструкції при монолітному бетонуванні, а у виробництві збірного залізобетону - для зменшення часу теплової обробки виробів та збільшення обо­ротності бортоснащення.

Найпоширенішими в практиці прискорювачами є: хлорид кальцію СаСІ2, сульфат натрію Na₂S0₄, сульфат алюмінію Al₂(S0₄) _3, поташ К₂С0₃. Дія цих прискорювачів полягає в тому, що вони знижують розчинність гідроксиду кальцію Са(ОН)₂, який утворюється при гідратації цементу.

Іноді застосовують і комбіновані добавки, наприклад нітрит-нітрат кальцію, нітрит-нітрат-хлорид кальцію.

Вже на 7 добу після початку твердіння бетон має міцність на стиск 100%, в той час, як без прискорювачів – лише 50%.

Заборонено застосовувати прискорювачі твердіння у попередньо напружених конструкціях.

7.11. Як протиморозні добавки в умовах зимового бетонування застосовують хло­риди кальцію і натрію, поташ, дія яких ґрунтується на зниженні точки замерзан­ня води. Чим нижча температура твердіння, тим вища концентрація цих добавок у воді замішування.

При t<-5C застосовують CaСl₂ або NaCl _.

При t>-10C застосовують К₂С0₃ або Na₂С0_3.

7.12. Розширення галузей застосування будівельних композитів сприяє створенню бетонів зі спеціальними властивостями, в тому числі високоміцних, дорож­ніх, декоративних, жаростійких, корозійностійких тощо. Високоміцний бетон - визначають як бетон із міцністю на стиск не менш як 50 МПа.

Міжнародними організаціями з будівництва прийняті нові терміни і їх виз­начення щодо бетонів з підвищеною міцністю. Високоміцний бетон (High Strength Concrete) - це бетон, який характеризується міцністю при стиску зразків-циліндрів 60...130 МПа, або зразків-кубів 72... 156 МПа. Високоякісний бетон (High Performance Concrete) - це бетон з високими експлуатаційними властивостями при водов'яжучому відношенні менш як 0,4. Як переваги таких бетонів вважають поліпшену легкоукладальність і міцність, що сприяє прискоренню будівництва і створенню більш економічних та довговічних конструкцій. Головними галузями використання високоякісних бетонів є висотне будівництво, атомні електростан­ції, морські гідротехнічні споруди, мости, різні інженерні споруди, дорожні пок­риття.

Склад високофункціональних бетонів:

• щебінь 5-8мм, П:Щ=1:1

• мелений пісок Ц:П=1:1

• добавки – суперпластифікатори:акрилати 0.5-1%

• В\Ц відношення 0.25-0.3

Основними умовами отримання високоміцних бетонів є застосування висо­коактивних в'яжучих речовин (портландцементи, лужні цементи, в'яжучі речови­ни низької водопотреби (ВНВ), полімерні в'яжучі речовини), крупних та дрібних заповнювачів відповідної якості та гранулометричного складу, проектування жор­стких бетонних сумішей, використання пластифікуючих добавок, в тому числі су-перпластифікаторів, а також мікронаповнювачів. Впровадження високоміцних бетонів у будівництво дозволяє суттєво зменшити габарити конструкції, а відпо­відно, і об'єм бетону, скоротити витрати арматурної сталі у залізобетонних кон­струкціях.

Серед високоміцних бетонів останнього покоління найбільшу увагу привер­тають:

1) бетони, отримані на основі портландцементу, модифікація структури якого здійснена за рахунок використання суперпластифікаторів (для зниження водоцементного відношення) та мікронаповнювачів. Міцність при стиску таких матеріалів досягає 100 МПа, а при гідротермальній обробці - 300...500 МПа. У зарубіжній фаховій літературі такі бетони відомі під назвою DSP (densified small particles);

2) портландцементні бетони, які містять у своєму складі водорозчинні полі­мери (наприклад, гідроксиполімерцелюлозу та гідролізований поліхлоридвініл), що підвищують ступінь ковзання частинок і тому забезпечують щільне укладання їх. Ці композити відрізняються високою міцністю при стиску та згині (до 150 МПа), модуль Юнга дорівнює 40...50 ГПа, опір утворенню тріщин - 1 кДж-м'². Вони можуть містити наповнювачі, що дозволяє отримувати матеріали зі спеціаль­ними властивостями (підвищеною твердістю, електропровідністю, зносостій­кістю). У зарубіжній літературі такі бетони відомі під назвою MDF (такго defect free);

3) бетонні полімерні композити, які поділяють на три групи:

- бетони полімерно-цементні (РСС - Polymer Cement Concrete);

- бетони, що імпрегновані полімерами (РІС - Polymer Impregnated Concrete);

- бетони полімерні (PC - Polymer Concrete).

У полімерно-цементних композитах (РСС) процес полімеризації полімерів відбувається або перед гідратацією цементу, або паралельно процесу гідратації. •-Порівняно зі звичайними бетонами, РСС є стійкішими до дії динамічних сил, здатні до перетворення та розсіювання енергії, відрізняються більшими значен­нями міцності при стиску, при згині, при розтягу, більшою адгезією та низькою водонепроникністю. Використовують такі композити для будівництва сходів, доріг, підлог, для ремонту та нарощування нового бетону на старий, для усунен­ня тріщин, зміцнення перекриттів, антикорозійного захисту бетонів та як ущіль­нюючий матеріал.

.Полімерні бетони отримують на основі синтетичних смол (полімерів або мо­номерів) та відповідних заповнювачів. Композити характеризуються високою міцністю при стиску, хімічною стійкістю, стійкістю до дії атмосферних факторів та добрим зчепленням. Використовують такі матеріали для виготовлення корозій­ностійких підлог, антикорозійного захисту матеріалів, фундаментів для станків.

Фібробетони (FRC - Fiber Reinforced Concrete) — композити, в яких бетонна матриця армована волокнами з метою підвищення міцності при згині, тріщинос-тійкості, ударної в'язкості, зносо-, термо- та корозійної стійкості.

7.13. Прискорювачі твердіння призначені насамперед для скорочення строків роз­палублення конструкції при монолітному бетонуванні, а у виробництві збірного залізобетону - для зменшення часу теплової обробки виробів та збільшення обо­ротності бортоснащення.

Найпоширенішими в практиці прискорювачами є хлорид кальцію CaC_l2 і сульфат натрію Na₂S0₄, в кількості 0,5-2% від маси цементу. Дія цих прискорювачів полягає в тому, що вони знижують розчинність гідроксиду кальцію Сa(0H)₂ , який утворюється при гідратації цементу. Цим стимулюється подальша гідратація клінкерних мінералів і збільшується кількість новоутворень, що зумовлює підвищене зростання міцності в перші 3...7 діб.

Іноді застосовують і комбіновані добавки, наприклад нітрит-нітрат кальцію, нітрит-нітрат-хлорид кальцію.

Хлористий кальцій CaC_l2

Введення хлористого кальцію до складу бетонної суміші підвищує інтенсивність наростання міцності, і цей прискорювач застосовують при необхідності бетонування при знижених температурах (у районах з температурою від -11 до -7° С) або при терміновому ремонті. 

Хлористий кальцій підвищує швидкість тепловиділення суміші протягом перших декількох годин, він є каталізатором реакції гідратації С₃S і С₂S . Гідратація С₃S при введенні хлористого кальцію в деякій мірі сповільнена, проте нормальний процес гідратації цементу не порушується. Хлористий кальцій може бути доданий до швидкотвердіючого і звичайного портландцементу. Чим вище швидкість тверднення самого цементу, тим раніше виявляється дія прискорювача. Проте хлористий кальцій не можна використовувати з глиноземистим цементом.

Швидкотвердіючий портландцемент в результаті добавки CaC_l2 може досягти міцності 70 кгс/см2 у віці 1 доби, тоді як звичайний портландцемент може досягти цієї міцності лише на 3-7-у добу. До 28-добового віку міцність швидкотвердіючого цементу з добавкою і без добавки CaC_l2 практично одна і та ж, але звичайний портландцемент з добавкою CaC_l2 володіє більшою міцністю, чим без добавки.

7.14. До легких бетонів відносяться бетони, щільність яких становить від 500 до 1800 кг/м3. Заповнювачем для легких бетонівслужать пористі природні матеріали (пемза, вулканічний туф, вапняк-черепашник) і штучні (керамзитовий гравій, спучений перліт, вермекуліт, металургійні шлаки). Залежно від величини обємної маси й призначення легкі бетони підрозділяються на теплоізоляційні - менше 500 кг/м3; конструктивно-ізоляційні - до 1400 кг/м3; конструктивні - від 1400 до 1800 кг/м3. Легкі бетони на пористих заповнювачах залежно від структури поділяють на: звичайні, в яких порожнечі між зернами великого заповнювача повністю заповнені цементним тістом та піском; поризовані, в яких за рахунок застосування газо- або піноутворюючих речовин у цементному камені утворена безліч замкнутих пор; малопіщані, в яких порожнечі між зернами великого заповнювача лише частково заповнені цементним тістом або піском; безпіщані, в яких взагалі немає піску, а частки великого заповнювача обмазані цементним тістом. По виду вяжучої речовини, що застосовується, легкі бетони бувають цементними, вапняно-цементними, вапняно-жужільними, силікатними й т.д. При підборі складу легкого бетону на пористих заповнювачах варто враховувати той факт, що пористий заповнювач має шорсткувату поверхню, що вимагає більшої витрати цементу, ніж для важких бетонів. Пористий заповнювач здатен відсмоктувати воду, змінюючи при цьому водоцементне відношення. Тут небезпечний не тільки надлишок, але й нестача води, тому що це приводить до зниження міцності затверділого бетону. При збільшенні витрати цементу міцність легкого бетону зростає, але одночасно бетон стає важчим, що негативно позначається на його теплопровідності. Зразкова витрата цементу на 1 м3 керамзитобетону залежно від призначення становить: для теплоізоляційного бетону - до 175 кг, для конструктивно-теплоізоляційного - від 175 до 250 і для конструктивного - від 250 до 400 кг. Застосовують легкі бетони для виготовлення панелей для стін і перекриттів, для теплоізоляції підлог і перекриттів.

Для утворення поризованого легкого бетону застосовують піно- й газоутворюючі речовини. Завдяки утворенню додаткового обсягу пор зменшуються щільність і теплопровідність поризованого бетону. Легкі бетони застосовують у конструкціях зовнішніх стін, покриттів, а також для виготовлення панелей і плит перекриття.

7.15.У сучасному будівництві найчастіше використовуються штучні заповнювачі, які одержують помеленням природної сировини чи промислових відходів.

Ці заповнювачі представлені керамзитом, зольним гравієм, аглопоритом, шунгізитом, шлаковою пемзою, шлаковим гравієм, спученим перліом та вермикулітом. Застосовують також різні шлаки.

Керамзит - найпоширеніший штучний пористий заповнювач, який отримають випалюванням попередньо відформованих глинистих гранул, що здатні до спучування. Коефіціент спучування керамзиту може бути підвищений за рахунок залізоміських добавок.

кЕРАМЗИТОВИЙ ГРАВІЙ це пористі гранули округленної форми діаметром 5-40мм із оплавленною поверхнею. Насипна густина 250-600 кг-м3

Керамзитовий пісок 0,16-5мм одержують випалюванням подрібненої або попередньогранульованою глинястої сировини. Нас. Густ. 500-1000 кг-м3

Спучений перліт отрирмають короткочасним випалюванням вулканічних склоподібних гірських порід, які містять хімічно-звязану воду. Залежно від розмірів спучений перліт поділяють на щебінь і гравій з нас густ 100-500 кг-м3 та пісок з нас густ 100-600 кг-м3.

Шлакова пенза - одержана поризацією шпакового розплаву при швидкому охолодженні водою. Утворенні пористі куски порівнюють і поділяють за фракціями. Нас густ 300-800 кг-м3 – щебінь, 700-1000 – пісок.

Аглопорит одержують випалюванням на агломераційних установках глинистої сировини з добавкою подрібненого кам’яного вугілля. Випускають аглопоритові заповнювачі у вигляді щебеню, гравію з нас густ 400-900 кг-м3, або піску з насипною густиною 600-1100 кг-м3.

7.16. Теплопровідність легких бетонів на пористих заповнювачах значно нижча, ніж важких. Вона залежить від теплофізичних властивостей пористого запов­нювача, середньої густини та вологості бетону.

За морозостійкістю конструкційні легкі бетони поділяють на марки від F15 до F500.

Деформативні властивості легких бетонів на пористих заповнювачах від­різняються від аналогічних властивостей важких бетонів. Так, при однаковій міцності гранична стискуваність легких бетонів щільної структури в 1,5...2 рази вища, ніж у важких, і становить 1,5...2,0 мм/м; гранична розтяжність також ви­ща: 0,3...0,4 мм/м (для важкого бетону - 0,1 мм/м ), внаслідок чого легкі бе­тони на пористих заповнювачах більш тріщиностійкі порівняно з важкими.

Легкі бетони, завдяки своїм перевагам, широко застосовуються у житло­вому, цивільному, промисловому, транспортному, сільському та інших видах будівництва для виготовлення монолітних та збірних конструкцій, в тому чис­лі й армованих.

Легкі бетони, які відповідають вимогам щодо морозостійкості й водонепроникності, доцільно використовувати у зовнішніх огороджувальних конструк­ціях житлових та промислових будівель, у мостових конструкціях та гідротехніч­них спорудах.

Застосування легких бетонів дозволяє зменшити масу будівельних виробів і конструкцій, знизити вартість транспортних та монтажних операцій, скоротити витрати на опалення (за рахунок поліпшення теплоізоляції), підвищити вогне-, морозо- та сейсмостійкість будівель і споруд. Крім того, відкривається можли­вість вирішення екологічних питань за рахунок використання супутніх продуктів промисловості й відходів сільського господарства як заповнювачів легких бетонів.

7.17. За способом поризації ніздрюваті бетони поділяють на піно-, газо- та газопінобетони.

За видом в'яжучих речовин ніздрюваті бетони класифікують на бетони, отри­мані на основі: цементних, вапняних (із додаванням шлаку, гіпсу або цементу до 15% за масою); шлакових (із додаванням вапна, гіпсу або лугу); змішаних в'яжу­чих речовин, що складаються з портландцементу (від 15 до 50% за масою), вап­на чи шлаку або вапняно-шлакової суміші.

Можливе виготовлення ніздрюватих бетонів і на основі інших видів в'яжу­чих речовин: гіпсових, магнезіальних, шлаколужних тощо.

За умовами твердіння ніздрюваті бетони поділяють на автоклавні, що твер­днуть у середовищі насиченої водяної пари при тиску понад атмосферний, та не-автоклавні, що тверднуть у нормальних умовах, при електропрогріванні або в се­редовищі водяної пари при атмосферному тиску.

За видом кремнеземистого компонента ніздрюваті бетони поділяють на бето­ни, отримані на основі природних (кварцових та інших) пісків або кремнеземис­тих вторинних продуктів промисловості (зола-винесення ТЕС, зола гідровидален-ня, вторинні продукти збагачення різних руд тощо).

Залежно від середньої густини в сухому стані й основного призначення ніз­дрюваті бетони поділяють на три групи:

- теплоізоляційні з середньою густиною до 500 кг/м³ і теплопровідністю до 0,175 Вт/(м • К), придатні для утеплення стін, підлог, горищ, мансард, дахів та ін.;

- конструкційно-теплоізоляційні з середньою густиною 500... 1000 кг/м³ ви­користовують для влаштування зовнішніх і внутрішніх стін, перегородок малопо­верхових будівель. Стінові дрібні і крупні блоки з такого бетону забезпечують нормативний теплозахист стін при одношаровій їх конструкції;

• конструкційні з середньою густиною 1000... 1200 кг/м³ призначені для влаштування несучих внутрішніх стін, плит покриттів і перекриттів. Вироби з та­кого бетону можуть замінити цеглу, бетонні блоки та інші вироби з середньою густиною 1400...2000 кг/м³, що забезпечує зменшення матеріалоємності будівель в 1,5...2 рази.

Є 2 способи виготовлення ніздрюватих бетонів:

1. Механічний спосіб (за допомогою піноутворюючих добавок – СДО, ПБ-2000). В процесі перемішування кратність піни дорівнює 2-8.

2. Хімічний спосіб (газоутворювачем є алюмінієва пудра) В основу процесу покладена реакція 3Ca(OH)₂+Al+3H₂03CaOAl₂O₃6H₂0 +H₂

7.18. Стіни, виконані із застосуванням ніздрюватого бетону, забезпечують ком­фортні умови завдяки особливостям пористої структури бетону. Сукупність фі­зичних та теплофізичних властивостей (висока відносна пористість бетону, теп­лопровідність, теплозасвоєння, достатня повітропроникність і паропроникність) забезпечує мінімальну величину коливань температури в середині приміщення при зміні температури зовнішнього повітря. Ніздрюватий бетон за рахунок влас­ної високої повітро- і паропроникності, яку можна регулювати товщиною і влас­тивостями оздоблювальних внутрішніх покриттів, забезпечує часткову інфільтра­цію антропотоксинів (шкідливих речовин життєдіяльності людини) і дозволяє підтримувати високі комфортні умови в приміщенні. Ці властивості ніздрювато­го бетону обумовлюють зменшення кратності повітрообміну і, відповідно, зни­ження витрат на підтримування нормальної температури у приміщенні.

За екологічними показниками ніздрюватий бетон наближається до де­рев'яних конструкцій. Будівлі з нього є практично вічними, причому міцнісні по­казники з часом дещо підвищуються, вони не гниють, на відміну від деревини, і не піддаються корозії, як вироби із металу.

Ніздрюватий бетон - екологічно чистий матеріал, він не виділяє токсич­них сполук, рівень радіоактивності його нижче допустимих меж і не перевищує 350 Бк/кг. Крім того, для його виготовлення використовують розповсюджені міс­цеві матеріали: пісок, вапно, цемент, воду, причому при їхній переробці не утво­рюються відходи, які забруднюють повітря, воду та грунт. За даними Міністер­ства охорони здоров'я коефіцієнт екологічності, наприклад для стін із деревини становить 1,0; для ніздрюватого бетону - 2,0; керамічної цегли - 10,0; керамзи­тобетону - 20,0.

Теплоакумулюючі властивості ніздрюватого бетону забезпечують потрібний рівень комфортності проживання та зниження витрат на опалення будівель, а та­кож гарантують вирівнювання температурних коливань не тільки влітку та взим­ку, але й при змінних коливаннях температури дня та ночі.

Завдяки наявності замкнутих пор у структурі ніздрюватого бетону, водопоглинання його нижче, ніж інших стінових матеріалів із капілярною структурою, і тому на цей час стінові вироби з ніздрюватого бетону застосовують також для під­земних поверхів житлових будинків із відповідною зовнішньою ізоляцією.

Звукоізоляційні властивості стін із ніздрюватого бетону достатньо високі і визначаються їхньою здатністю затримувати звук, наприклад, при середній гус­тині бетону 400...500 кг/м³ залежно від товщини матеріалу досягаються наступні показники звукоізоляції: при 100 мм - 35...37 дБ; 125 мм - 44...46 дБ; 150 мм -55...57дБ; 175 мм - 64...66 дБ.

Ніздрюватий бетон відносять до матеріалів пожежобезпечних. Він не горить і ефективно запобігає розповсюдженню вогню, а тому його можна застосовувати для кладки стін всіх класів пожежної безпеки. Так, наприклад, границя вогнес­тійкості без руйнування структури матеріалу стіни, яка виконана з ніздрюватобе-тонних блоків товщиною 100 мм, становить 2 години, а границя розповсюджен­ня вогню - 0 см.

Вироби з ніздрюватого бетону порівняно з іншими видами бетонів відрізня­ються кращою технологічністю при виконанні робіт, що дозволяє значно змен­шити трудоємкість і вартість робіт при зведенні стін будівель.

Вироби з ніздрюватого бетону легко піддаються обробці різними інструмен­тами, що дає змогу виготовляти будівельні конструкції різної конфігурації, про­різати канали і отвори під електричні кабелі або трубопроводи. Ніздрюватобетонні конструкції легко грунтуються і фарбуються або покриваються шпалерами.

7.19. . Полимербетоны получают на основе заполнителей, стойких в кислой среде, так как отвердевание смол невозможно без использования кислых соединений. Применение известняков, доломитов и других заполнителей, имеющих щелочную реакцию, недопустимо, поскольку это приводит к резкому снижению прочности бетона.

Прочность при сжатии полимербетонов зависит от вида применяемого вяжущего вещества и изменяется в пределах 20-110 МПа. Наиболее прочными являются бетоны на основе эпоксидной смолы, для которых прочность при растяжении достигает 12 МПа, а прочность при сжатии -более 100 МПа. Такие бетоны отличаются высокой химической стойкостью, водостойкостью и износостойкостью. Их себестоимость достаточно высока, поэтому в строительстве чаще всего используют полимербетоны на фурановых смолах.

7.20. Жаростойкий бетон применяют при сооружении промышленных агрегатов и строительных конструкций, которые эксплуатируются при действии температур от 300 дол 1800 ˚С.По назначению жаростойкие бетони разделяют на конструкционные и теплоизоляционные, а по типу структури различают плотные (тяжелые) и ячеистые (легкие).

В качєстве вяжущих для изготовления жаростойких бетонов чаще всего применяют портландцемент, шлакопортландцемент, глиноземистий и высокоглиноземистый цемент, жидкое стекло, щелочные, фосфатные и алюмофосфатные вяжущие

Основними характеристиками жаростойкого бетона являются прочность при сжатии, максимально допустимая температура применения. По виду заполнителей жаростойкие бетоны разделяют на кремнезе­мистые, алюмосиликатные и магнезиальные. В кремнеземистых бетонах заполнителями и тонкомолотыми добавками являются кварцит и динас. В алюмосиликатных бетонах применяют шамотные, муллито-кремнеземистые и муллитовые заполнители, которые обеспечивают температуру эксплуатации таких бетонов до 1600 ˚С. Сборные элементы из жаростойкого бетона и монолитные конструк­ции из него широко применяют в разнообразных областях народного хо­зяйства: энергетической, химической, нефтеперерабатывающей промыш­ленности, черной и цветной металлургии, промышленности строитель­ных материалов. Жаростойкие бетоны успешно используют вместо полу­кислых и шамотных изделий, которые работают в интервале температур 800-1400 ˚С, а также вместо высокоогнеупорных изделий при температу­рах 1400-1700 °С

7.21. Бетон для защити от радиации изготовляют по обычной технологии и применяют в специальных сооружениях: ядерных реакторах, атомных электростанциях, рентген-кабинетах. Защита от радиации, в зависимости от ее источника, достигается за счет использования бетонов с высокой плотностью (прежде всего при действии γ-излучения), и бетонов, содержащих легкие элементы, в том числе водород в виде химически или физически связанной воды (для защиты преимущественно от α-, β-излучения). Защитная способность бетонов оценивается толщиной слоя, при которой поток радиоактивного излучения ослабляется вдвое по сравнению с первоначальным.

В качестве вяжущих используют портландцемент и шлакопортландцемент, а также кальцийалюминатные и щелочные цементы.

В виде заполнителей применяют тяжелые природные или искусственные материалы (отходы чугунного и сталелитейного производства), в том числе для особо тяжелого бетона - железные руды: магнетит (Fе₃О₄) и гематит (FеО) с содержанием железа не менее 60%, а также бурый железняк Fе₂О₃ • nН₂О (лимонит), способствующий значительному повышению содержания связанной воды в бетоне, и баритовые руды, содержащие 80% сульфата бария.

Металлический крупный заполнитель может быть представлен чугунным скрапом, обрезками стали и железа. В случае использования металлического заполнителя средняя плотность бетона достигает 6000 кг/м³.

Для увеличения защитных свойств бетонов в их состав вводят добавки, содержащие легкие элементы (бор, литий, кадмий).

Такой бетон, кроме стойкости к радиации, должен также отличаться огнестойкостью и жаростойкостью, поскольку при работе реактора в аварийном режиме не исключено повышение температуры.

Для бетонирования массивных конструкций лучше применять смеси с минимальными теплом гидратации и усадкой, а также небольшой величиной коэффициента линейного температурного расширения. Особо тяжелые бетоны, полученные с использованием гематитового, лимонитового и баритового заполнителей, разделяют по прочности при сжатии на марки М100, М200, М300.

7.22. Бетон є композиційним матеріалом, який отримують при твердненні раціонально підібраної суміші в'яжучої речовини, заповнювачів, води та добавок.

На мікрорівні гідратований цементний камінь складається з продуктів гідра­тації та негідратованих зерен цементу, пор і води, що заповнює пори.

Однією з важливих характеристик бетону є його порова структура.Порова структура бетону формується від моменту замішування сухої суміші водою до її затвердіння та отримання штучного конгломерату.

(За основним призначенням бетони поділяють на конструкційні та спеціальні (гідротехнічні, дорожні, корозійностійкі, жаростійкі та вогнетривкі, декоративні, радіаційно-захисні тощо)

Будівельний розчин — це штучний камінь, отриманий при твердінні раціо­нально підібраної і ретельно перемішаної суміші, що складається з мінеральної в'яжучої речовини, дрібного заповнювача (піску), води та добавок. До затвердін­ня суміш цих компонентів називають розчиновою сумішшю. Сухі будівельні су­міші - порошкоподібні композиції, що виготовлені у виробничих умовах і складаються з мінеральної (або полімерної) в'яжучої речовини, мікронаповнювачів, заповнювачів та добавок.

Як в 'яжучі речовина застосовують портландцемент, цемент для будівельних розчинів , будівельне вапно, гіпсову в'яжучу речовину, а також глиноземистий цемент та інші види спеціальних цементів. Для виготовлення кольорових цементно-піщаних розчинів, крім звичай­ного, використовують білий та кольорові портландцементи, а також природні та штучні пігменти

Залежно від виду та призначення будівельних розчинів як заповнювач вико­ристовують переважно пісок природний або отриманий подрібненням різних гір­ських порід визначеного гранулометричного складу.

За призначенням будівельні розчини поділяють на розчини для кам'яних кладок, монтажу будівельних конструкцій; облицювальних і штукатурних робіт та спеціальні (акустичні, теплоізоляційні, радіаційнозахисні, хімічно стійкі, жаро­стійкі, тампонажні тощо).

7.23. Спеціальні розчини- це розчини для заповнення швів, ін’єкційні, гідроізоляційні, тампонажні, акустичні, рентгенозахисні.

Розчини для заповнення швів між елементами збірних залізобетонних кон­струкцій готують на портландцементі та чистому кварцовому піску.Ін 'єкційні розчини застосовують для заповнення каналів попередньонапру-жених конструкцій.Гідроізоляційні розчини виготовляють на цементах підвищених марок (М400 і вище) з використанням як заповнювача кварцового піску.

Водонепроникні розчини виготовляють на основі розширного або безусадочного цементів, або на основі звичайного портландцементу та шлакопортландцементу з використанням різних добавок.

Заповнювачем є пісок із модулем крупності 1,5...2 для штукатурних робіт, 2...3 для стяжок, 2,5...3,5 для торкретних робіт.Водонепроникні розчини використовують при влаштуванні гідроізоляцій­них стяжок і штукатурок замість звичайної обклеювальної гідроізоляції у санвуз­лах і душових кімнатах, цехах з підвищеною вологістю, насосних станцій, тунелів та інших споруд

Кислотостійкі розчини - суміш тонкомеленого кварцового компонента та кремнефториду натрію із кислотостійким заповнювачем (піском), що замішані рідинним натрієвим чи калієвим склом.

Для отримання матеріалів підвищеної кислотостійкості застосовують натрі­єве скло.

Кислотостійкі розчини використовують для створення антикорозійних пок­риттів на поверхнях спец обладнання.Жаростійкі розчини. Як в'яжучу речовину застосовують глиноземисті і ви-сокоглиноземисті цементи, портландцемент та рідинне скло. Заповнювачами та тонкомеленими наповнювачами можуть бути матеріали на основі шамоту, дина­су, шлаків, паливних зол та бою випаленої керамічної цеглі.Акустичні та теплоізоляційні розчини .Як в'яжучі речовини застосовують портландцемент, шлакопортлан­дцемент, вапно, гіпс, а також цементно-вапняні суміші. Для утворення структу­ри зі сполученими порами обмежується кількість в'яжучого компонента. Як за­повнювач використовують однофракційні піски. Акустичні розчини застосовують як звукопоглинальну штукатурку, але одночасно вони виконують функцію і теплоізоляційного шар.Рентгенозахисні розчини використовують в основному як захисні штукатур­ки, і їхня середня густина повинна перевищувати 2200 кг/м³. Як в'яжучий ком­понент застосовують портландцемент, шлакопортландцемент, як заповнювачі -барит у вигляді піску.

7.24. Сухі будівельні суміші-

Композиційні системи, які складаються з в”яжучого, заповнювачів(наповнювачів), модифікуючи добавок.

1. для вирівнювання поверхні стель і стін - штукатурні розчини.

Склад:

- для внутрішніх штукатурок -- гіпсові

в”яжуче - гіпс, наповнювач - кварцовий пісок, добавки - пластифікуючи, що зменшують кількість води замішування

• для зовнішніх штукатурок

П Ц + кварцовий пісок 1: 3 + добавки

Цементно – вапняні - вапняні штукатурні розчини ( кварцовий пісок + вапно)

Розчини для монтажу гіпсо-картонних виробів

( монтажний клей, гіпсова шпатлівка)

2. Для влаштування підлог

Суміші на основі ангідридного цементу ( СаSО4)

Наповнювач : мелений вапняк або кварцовий пісок.

Склад: СаSО4 + ГЦ + ПЦ

80% 10% 10%

3. Для облицювальних робіт:

( для влаштування зовнішньої і внутрішньої плитки, затирки для швів).

Раніше використовували товщину шару 1-2см, на даний час клей товщиною 2-3мм.

Адгезія поверхні до плитки має бути 0,5-1

МПА – (міцність на відрив)

Склад: ПЦ + наповнювач (шлак) + добавка ( пластифікатор, ефіри целюлози, що відіграє роль водоутримуючої добавки ).

4. Суміші для мурувальних робіт

• на основі керамічної цегли чи керамічного каменю

цементно - піщані суміші ( 1: 3)

цементно - вапняні суміші

Марки М25 - М 150 кгс/мм2

• суміші для укладання блоків газосилікатів, бетону.

Наповнювач - мелений спучений перліт або керамзитовий пісок.

5. Для теплоізоляційних робіт

• клей для приклеювання пінополістиролу, мінераловатних плит до поверхні стін.

• для теплової ізоляції теплових агрегатів.

В”яжуче - ГЦ ( глиноземистий цемент )

Заповнювач – вермикуліт, спучений перліт.

6. Для гідроізоляційних робіт :

• штукатурні розчини

• -суміші проникаючої дії

8.1. Залізобетон – це композиційний будівельний матеріал, в якому поєднуються бетон і сталева арматура, забезпечується спільна робота бетону

й сталі, що істотно різняться своїми фізико-механічними властивостями. Бетон добре робить опір стискувальним навантаженням, проте має низьку

міцність при розтягу, яка становить 1/10…1/12 міцності на стиск. А сталь має дуже високу міцність при розтягу, тому в залізобетоні сталеву арматуру

розподіляють так, щоб вона сприймала розтягувальні зусилля, а стискувальні передавалися на бетон.

8.2. Уплотнение осуществляют вибрированием, вибропрессованием, вибропрокатом и центрифугированием. Вибрирование является наиболее универсальным и эффективным способом уплотнения смеси.Интенсивность уплотнения повышается, когда вибрационное уплотнение заменяется на ударно-вибрационное, в котором используется виброрезонансный эффект. Как показывает опыт производства сборного железобетона на низкочастотных резонансных виброплощадках, ударно- вибрационный метод уплотнения значительно улучшает качество изделий. Вибропрессование — метод вибрационного формирования с одновременным давлением на бетонную смесь. Его используют при формировании изделий из жестких смесей. Вибрирование изделий на виброплощадках с пригрузом повышает эффективность уплотнения смеси, примерно вдвое сокращает продолжительность уплотнения, обеспечивает получение гладкой поверхности.Виброштампование — воздействие на бетонную смесь виброштампом, который сочетает функции виброуплотнения, пригруза и формообразования. Рабочая поверхность виброштампа может быть плоской, рельефной и с пустообразователями. При изготовлении железобетонных изделий широко используют вакуумирование как дополнительное воздействие на уплотняемую смесьДля уплотнения бетонной смеси в тонкостенных и густоармирован-ных конструкциях широко применяются так называемые планетарные вибраторы, в которых вибрации создаются планетарно обкатывающимся бегунком. Такие вибраторы могут создавать высокочастотные и двухчастотные колебания (т. е. одновременно колебания высокой и низкой частот). Наружные (прикрепленные) вибраторы используют в строительстве редко. На их установку и демонтаж затрачивается много ручного труда. Опалубка, к которой крепят такие вибраторы, должна быть более жесткой и прочной, чем для конструкций, бетон которых уплотняют иными способами. Однако они удобны, например, при омоноличивании стыков сборных железобетонных колонн и обетонировании стальных сердечников колонн. Поверхностное вибрирование применяют для послойного уплотнения плоских монолитных конструкций (плит, полов и т. п.) в тех случаях, когда максимальная глубина прорабатываемого слоя не превышает 20 см

8.3. Основне призначення арматури в залізобетонних конструкціях — сприймати розтягувальні напруження. Проте арматуру встановлю­ють і в стиснутій зоні бетону —для підвищення міцності і надій­ності конструкцій. У будівництві застосовують різні види арматури і різні способи армування залізобетонних конструкцій.

Арматуру класифікують за функціональним при­значенням і за способом виготовлення.

За функціональним призначення м арматуру поділяють на робочу, конструктивну (розподільну) та монтажну. Поздовжня і поперечна робоча арматура призначена для сприй­няття внутрішніх розтягувальних, а іноді і стискувальних зу­силь. Площу її перерізу визначають розрахунком. Робоча арматура може бути напружувана і без попереднього напружування.

Конструктивна арматура створює безперервне армування кон­струкції, сприймає зусилля, не враховувані розрахунком, наприклад усадочні і температурні напруження, розподіляє зосереджені або ударні навантаження на ненавантажені зони конструкції.

Монтажна арматура дає можливість створювати з робочих та конструктивних стержнів плоский або об'ємний арматурний каркас, гарантує проектне положення робочої арматури. Робоча і конструк­тивна арматура можуть одночасно виконувати функції й монтаж­ної.

За способом виготовлення арматура може бути гарячекатаною, холоднотягнутою і термічно зміцненою, аза ви­дом поверхні — гладка або періодичного профілю. Ребра, ри­фи або вм'ятини на поверхні арматури поліпшують зчеплення її з бетоном.

8.4. Фундаментні блоки (ФБС) – бетонні блоки для стін підвалів. ФБС мають форму прямокутного паралелепіпеда, виробляються з важкого бетону, армуються лише монтажною арматурою. У торцевій частині ФБС владнують пази, що заповнюються при монтажі розчином. Фундаментні блоки широко використовують для будівель всіх видів при зведенні стін підвалів, при пристрої стрічкових фундаментів, технічних підвалів, при зведенні неопалювальних будівель.

Плити перекриттявиготовляються з важкого, легкого і щільного силікатного бетонів і призначаються для несучої частини перекриттів будівель і споруджень різного призначення.

Балкони і лоджії сучасних будівель переважно є залізобетонними плитами, так або інакше закріплені на стінній конструкції будівлі. При цьому форма балконів може бути найрізноманітнішою: прямокутною, трикутною, у вигляді овалу або півкола і так далі Стандартні балконні плити шириною 3275 мм виступають над плоскістю фасаду на 800 мм. Для формування лоджії зазвичай використовують пустотні плити перекриття з габаритними розмірами 1200 х 5800 мм.

Сходові марші, майданчики і накладні проступкивиготовляються з важкого бетону або легкого бетону (середній щільності від 1600 до 2000 кг/м включ.) і призначені для пристрою сходів в будівлях різного призначення.

Стінові панелі за призначенням поділяють на панелі для зовнішніх стін неопалюваних будівель із важких та легких бетонів класу В15 та вище; для опалюваних будівель – одношарові із легких або ніздрюватих бетонів і шаруваті з важкого бетону з теплоізоляційним прошарком; для внутрішніх стін, виготовлені з важкого та легкого бетону класу, не нижче ніж В10; панелі перегородок, армовані та неармовані – із різних видів бетону. Панелі зовнішніх стін житлових будівель можуть бути завдовжки 3600 і 7200 мм, висотою 2900 мм, товщиною 400 мм, масою до 4 і 8 т, відповідно.

Колони приймають на себе навантаження від елементів, що до них прикріплені або спираються — балки, ригелі, ферми тощо. Балка — це конструктивний елемент, яким є горизонтальний або похилий брус, що працює переважно навигин.Ферма - геометрично незмінна стрижньова система, в якої всі вузли при розрахунку приймаються шарнірними.

8.5. Агрегатно-поточная технология производства.

При данном методе производства форма и изделие передви­гаются с помощью кранов или рольгангов к технологическим постам, часть которых оборудована специальными установками-агрегатами.

Агрегатно-поточная технология широко распространена; основ­ное ее преимущество — универсальность и возможность быстрой, не требующей больших затрат переналадки линии с выпуска одного изделия на выпуск другого. Она высокорентабельна при массовом производстве изделий (например, плит покрытий). Данный метод целесообразен для изготовления элементов шириной до 3 м, дли­ной до 12 и высотой до 1 м; в отдельных случаях изготовляют и бо­лее длинные и тяжелые конструкции (например, опоры ЛЭП).

На поточно-агрегатной формовочной линии выполняют все операции по формованию изделий или их группы, начиная от по­дачи формы и кончая выдачей продукции на склад и возвраще­нием формы для нового цикла работы. Компонуя эти линии, надо предусматривать минимальное число перегрузок форм и изде­лий и минимальные расстояния их транспортирования, а также избегать встречных или пересекающихся производственных потоков.

Основными постами агрегатно-поточной линии являются: подго­товительный, формовочный, тепловой обработки и распалубки изделий.

Конвейерная технология производства.

Конвейерное производство железобетонных изделий является более высокой ступенью агрегатно-поточного и отличается тем, что формы с изделиями перемещаются по технологическому потоку обычно не кранами, а входящими в технологические линии специ­альными передаточными устройствами. При данной организации производства технологический процесс делится на ряд циклов, каждый из которых последовательно выполняется на одном из по­стов конвейера при движении форм с заданной скоростью.

Последние составляют единую цепь — конвейер с принудитель­ным ритмом движения, т. е. одинаковой для всех циклов продол­жительностью, определяемой временем пребывания на посту,—-необходимым для выполнения наиболее трудоемкого цикла. При этом исключается возможность независимого перемещения форм и изделий.

Конвейерная технология позволяет более комплектно располо­жить оборудование и значительно лучше использовать производ­ственные площадки. При ней почти все процессы максимально механизируются и обеспечивается лучшая организация труда, так как соблюдается определенный ритм работы.

Данная технология, применяемая на специализированных лини­ях, особенно эффективна для заводов значительной мощности. Использование конвейерного .способа на маломощных заводах экономически нецелесообразно.

Стендовая технология производства

При стендовой технологии изделия формуются и твердеют в ста­ционарном положении на стенде или установке без перемещения, а все необходимые для этого материалы и формующее оборудова­ние подаются к стенду. При этом требуются большие производ­ственные площади, усложняются использование механизации и ав­томатизации, высока трудоемкость.

Несмотря на это, стендовая технология единственно целесооб­разна для изготовления крупногабаритных тяжелых конструкций — колонн длиной свыше 12 м, ферм, двускатных балок больших пролетов и др. Напрягаемые изделия изготовляют на стендах,

имеющих вынесенные за пределы формы упоры, или в формах, вос­принимающих усилия от натяжения арматуры (силовые формы).

Стенды, соответствующие по длине одному или двум наиболь­шим размерам изготовляемых элементов, называют короткими, а длиной на несколько (4—16) одинаковых элементов — длинными или линейными. Первые широко применяют для изготовления эле­ментов с любой напрягаемой арматурой, а вторые — главным обра­зом при производстве изделий с прядевой и проволочной арма­турой.

В состав технологических линий стендов входят железобетонные рабочие полосы с упорами для восприятия усилий от натяжения арматуры, механизмы для ее протаскивания вдоль стенда (или для подачи готового пакета), бухтодержатели и приспособления для натяжения арматуры (гидродомкраты или навивочные машины), бетонораздатчик и устройство для подачи в него бетонной смеси, : оборудование и приборы для тепловой обработки изделий.

Элементы изготовляют в неподвижной или скользящей опалуб­ке, входящей в формовочный агрегат—безопалубочного формова­ния. Натяжение арматуры на стендах осуществляется механиче­ским и электрическим способами. Смесь уплотняют переносными вибраторами, виброштампами (плоскостные изделия) или вибрато­рами бетоноукладчика.

Изготовление предварительно напряженных балок широкой и меняющейся номенклатуры рационально в силовых формах с вибропоршневым уплотнением бетонной смеси, оборудованных оснасткой для группового натяжения арматуры (стержневой, высо­копрочной проволочной и прядей канатов) и плавной единовре­менной передачи усилия натяжения на бетон..

Кассетная технология производства

В последнее время в производстве железобетон­ных изделий для крупнопанельного домостроения широко применя­ется кассетный способ. Основной особенностью этого способа является вертикальное формование изделий в стационарных (стендо­вых) установках, состоящих из нескольких вертикальных металли­ческих форм (отсеков); в этих же формах отформованные изделия подвергаются тепловой обработке.

Кассетным способом изготовляют внутренние несущие стеновые панели, панели перекрытий, лестничные марши и площадки, бал­конные плиты и другие железобетонные элементы, имеющие габа­риты, соответствующие размерам формующих отсеков кассетных: установок.

Практика эксплуатации кассетных установок на крупных заво­дах показала, что по сравнению с изготовлением изделий в гори­зонтальном положении кассетный способ имеет ряд пре­имуществ:

при изготовлении изделий в кассетных формах представляется возможным получать изделия с высокой точностью размеров, и хорошим качеством их поверхностей, что весьма затруднительно для крупнопанельных изделий, изготовляемых в горизонтальных формах;

ввиду того что отформованные в кассетных установках изделия имеют не более 6% открытой поверхности, т. е. основная масса бетона находится в замкнутом пространстве, можно обеспечить, более жесткий режим тепловой обработки по сравнению с пропариванием изделий в горизонтальных формах и тем самым ускорить, набор прочности бетоном;

Кассетный способ производства железобетонных изделий по сравнению с другими обеспечивает более высокую производитель­ность труда на изготовлении и отделке изделий, требует меньшего расхода пара и электроэнергии.

Однако кассетный способ формования изделий имеет и сущест­венные недостатки, устранить которые можно только путем даль­нейшего совершенствования технологического процесса. Например, для кассетного способа изготовления железобетонных изделий требуются пластичные бетонные смеси, что приводит не только к большому перерасходу цемента, но и к появлению в готовых изде­лиях большого количества усадочных трещин. Кроме того, при кассетном способе производства удельная металлоемкость форм и оборудования значительно выше, чем при агрегатно-поточном способе (вес кассет доходит до 60 Т и более).

8.6. Залізобетонні труби - це труби з високоміцного бетонного матеріалу, виготовлені на арматурному каркасі. Вони знаходять широке використання в комунальному, промисловому, дорожньому та інших видах будівництва.

Залежно від проектного і розрахункового режиму роботи рідини, що транспортується по трубопроводу, труби розділяють на напірних і безнапірних.

Залізобетонні напірні труби застосовуються кільцям стикових з'єднань. Ці труби виготовляються методами віброгідропресування по ГОСТ тих, що транспортують рідини Залізобетонні напірні труби, що виготовляються методом віб-рогидропрессованія, залежно від розрахункового внутрішнього тиску в трубопроводі, підрозділяються на чотири класи. Випробування труб на трещнностойкость повинне проводитися внутрішнім гідростатичним тиском, що приймається відповідно до затверджених робочих креслень. Глибина залягання труб всіх класів 2— 4 м-коди до верху труби. Залізобетонні напірні труби, центрифугування, що виготовляються методом, залежно від розрахункового внутрішнього тиску в трубопроводі, підрозділяються на три класи: I — на тиск 1,5 МПа; II — на тиск 1 МПа; і III — на тиск 0,5 МПа. Труби I класу випробовуються на водонепроникність внутрішнім гідростатичним тиском 1,8 МПа; II класу—1,3 МПа і III класу — 0,7 МПа.

Залізобетонні безнапірні труби виготовляються із важкого бетону, армовані одним циліндричним каркасом і призначаються для прокладки підземних трубопроводів, що транспортують самопливом побутові рідини та атмосферні стічні води, а також підземні води і виробничі рідини не агресивні до залізобетону. Безнапірні залізобетонні труби підрозділяються на три групи міцності згідно розрахунковому значенню засипки ґрунтом, завдяки якому збільшується несуча здатність:1 група – до 6 метрів засипки; 2 група – до 4 метрів засипки; 3 група – до 2 метрів засипки.

8.7. . Залізобетонні труби - це труби з високоміцного бетонного матеріалу, виготовлені на арматурному каркасі. Вони знаходять широке використання в комунальному, промисловому, дорожньому та інших видах будівництва.

Виготовлення залізобетонних труб здійснюється з важкого бетону із застосуванням технології віброгідропресування, що робить їх набагато надійнішими на відміну від труб, зроблених з металу. Залізобетонні труби стійкі до впливу зовнішніх руйнівних чинників (підземні води, промерзання ґрунту), таким чином, вони володіють такими важливими якостями як морозостійкість та водонепроникність. Їх властивості дозволяють досягати високих показників міцності і зручності монтажу. Залізобетонні труби поставляються разом з гумовими кільцями, які забезпечують їх високу герметичність.

Суттєвим недоліком труб зі звичайного залізобетону є їхня недостатня жорсткість та тріщиностійкість.

8.8. Бетонні та залізобетонні конструкції зазнають дії агресивних середовищ, які викликають локальне корозійне руйнування і пришвидшують втрату несучої здатності об'єктів, якщо не вживати відповідних заходів щодо захисту. Актуальність такого підходу стосується промислових споруд, де спостерігається контакт рідкого чи газоподібного середовища з поверхнею конструкції, а також забруднення агресивними продуктами чи відходами виробництва. Тому вивчення процесів корозії будівельних та залізобетонних конструкцій актуально.

Способи антикорозiйного захисту:

1. Захист арматурних виробiв i закладних елементiв вiд корозiї належить провадити вiдповiдно до вимог проектної документацiї.

2. Перед нанесенням антикорозiйних покриттiв поверхнi, що захищається, повинна бути надана шорсткiсть; вона повинна бути висушена, очищена вiд окислiв, окалини, бризок наплавленого металу, залишкiв флюсу, забруднень та жирiв. Пiдготування поверхнi виконується струминноабразивним способом iз застосуванням дробоструминних установок, механiчними щiтками або перетворювачами (модифiкаторами) iржi.

3. Антикорозiйне покриття повинно бути суцiльним, мiцно зчепленим з поверхнею металу, однорiдного кольору, без частинок нерозплавленого захисного металу, без трiщин, вiдшарувань (здуттiв), слiдiв мiсцевої корозiї.

Поліуретанові лаки знайшли застосування для захисту висотних залізобетонних споруд(димарііградирні). Покриття на основі однокомпонентного поліуретанового лаку твердіють в природних умовах, володіють високими фізико-механічними властивостями, достатньою термостійкістю і кислотостійкістю.

Дослідження, проведені фахівцями серед різних постачальників, що пропонують на сучасному будівельному ринку водно-дисперсійні фарби, встановили, що і серед них рідкісні володіють антикорозійними властивостями.

Численні випробування показали, що захисно-декоративне покриття "ПОЛІФАН" атмосферостійке, має високу паропроникність, тріщиностійкість, адгезію. Застосування цього покриття більш ніж у 2 рази підвищує морозостійкість і морозосолестойкость бетону та залізобетону, на 30-40% зменшує водопоглинання, що робить його особливо ефективним для зовнішніх робіт. Термін служби захисного шару бетону для арматури залізобетону при цьому збільшується в 6 разів. 

8.9. Монолітні конструкції зводять безпосередньо на будівельному майданчику, застосовують у будівлях і спорудах, які важко розділити на окремі стандартні елементи, при великій к-сті типорозмірів, нестандартності і малій повторюваності виробів і елементів конструкцій. Особливістю технології виготовлення монолітного залізобетону є те, що основні технологічні операції (монтаж опалубки, укладання арматури і бетонної суміші в опалубку, ущільнення, твердіння і догляд за бетоном) здійснюють на місці проведення будівельниз робіт.

Характерними монолітними конструкціями і спорудами є: фунда мен ти різного призначення, ємкісні споруди, приміщення підвалів, тунелі, про хідні та непрохідні канали, підпірні стіни, набетонки та підготовки під підлоги і фундаменти, бетонні підлоги, проїзди, пандуси, площадки, а також найрізноманітніші конструкції підсилення фундаментів під будинки і спо руди.

Збірні залізобетонні вироби та конструкції виготовляють на механізованих і автоматизованих підприємствах, на які переноситься основна частина робіт по зведенню будівель. Підприємства випускають продукцію високої якості при мінімальних трудових і матеріальних витратах. Особливо ефективним є застосування збірного залізобетону при мінімальній к-сті типорозмірів виробів, великому об’ємі їх виготовлення, мінімальних відстанях перевезення (до 200 км).

Збірні залізобетонні конструкції: фундаментні блоки, плити перекриття, покриття (пустотні та ребристі), панелі зовнішніх стін, сходові марші, міжсходові площадки, а також колони, балки, ферми.

8.10. . Монолітні конструкції зводять безпосередньо на будівельному майданчику, застосовують у будівлях і спорудах, які важко розділити на окремі стандартні елементи, при великій к-сті типорозмірів, нестандартності і малій повторюваності виробів і елементів конструкцій. Перевагами монолітних будівель є:

• Хороша звукоізоляція, теплоізоляція. У стінах немає швів, порожнеч, на відміну від цегляних або панельних конструкцій;

• Висока міцність і жорсткість конструкції, нівеляція проблем з осіданням будівлі;

• Можливість створення криволінійних архітектурних форм;

• Виключаються пошкодження електропроводки, комунікацій;

• Короткі терміни будівництва, без збитку якості;

• Краща стійкість до агресивного зовнішнього середовища, до дії техногенних чинників;

• Можливість виготовлення монолітних сходів будь-якої складності і конфігурації;

• Стіни і перекриття при монолітній технології зведення практично готові до обробки;

• Довговічніші. Термін служби більше 200 років (для порівняння у панельних не перевищує 50 років);

9.1 (9.2.) (смотреть выборочно, не всё подряд)Асбестоцемент - строительный материал, изготовляемый из водной смеси цемента и асбеста. На 100 частей (по массе) портландцемента марки 500 и выше расходуется от 12 до 20 частей асбеста преимущественно низких сортов. Благодаря армирующему эффекту волокон асбеста А. до начала схватывания цемента обладает достаточной прочностью на растяжение и пластичностью, позволяющими из листа толщиной 5-10 мм формовать изделия различной формы. Асбестоцемент можно рассматривать как тонкоармированный цементный камень, в котором волокна асбеста, обладающие высокой прочностью при растяжении, воспринимают растягивающие напряжения, а цементный камень - сжимающие. Азбестоцемент – це цементний композиційний матеріал, утворюваний внаслідок твердіння раціонально дібраної маси цементу, азбесту й воду. Цементний камінь має вищі міцнісні показники на стиск, ніж на розтяг. Тому, увівши до складу маси тонковолокнистий азбест, рівномірно розподілений в об”ємі гідратованого цементу, як сталева арматура в залізобетоні, підвищемо фізико – механічні властивості цементного каменю. Азбестоцемент характеризується досить високою міцністю на розтяг, вогнестійкістю, водонепроникністю, морозостійкістю, малою тепло- та електропровідністю. Недоліками азбестоцементу є крихкість і короблення при зміні вологості. Номенклатура азбестоцементних виробів налічує понад 40 назв: профільовані листи – хвилясті та напівхвилясті для покрівель і обшивки стін; плоскі плити – звичайні та офактурені чи пофарбовані для облицювання стін; панелі покрівельні та стінові з теплоізоляційним шаром для опалюваних та неопалюваних будівель; труби напірні й безнапірні та з”єднувальні муфти до них; вироби спеціального призначення – архітектурно-будівельні, санітарно-технічні, електроізоляційні тощо. Асбест - это собирательное название минералов волокнистого сложения, белого, желтого, зеленоватого или серого цветов, который благодаря оптимальному сочетанию качества и цены используется в строительстве более 100 лет. Асбест не поддается действию жара, поэтому служит для изготовления несгораемых тканей, бумаги, прокладок, шнуров, применяется для изготовления огнеупорных красок и др. Также волокна асбеста обладают исключительно высокой прочностью, упругостью при растяжении, химической и физической устойчивостью Это позволяет (до схватывания цемента ) из листа толщиной 5-10 мм формовать изделия различной формы. Следует отметить уникальное свойство асбеста - его радиационная комфортность. Дома, построенные с использованием асбестосодержащих строительных конструкций, обладают радиационной защищенностью. Преимущества:Соответственно изделия из асбоцемента обладают рядом преимуществ: большой надежностью и стойкостью к агрессивным средам, срок их эксплуатации выше металлических в несколько раз. Они не подвержены электрохимической коррозии, пожаробезопасны, долговечны в грунте, а так же просты при монтаже. К недостаткам асбестоцемента можно отнести подверженность хрупкому разрушению и деформативность при изменении влажности. Но снизить недостатки можно дополнительным армированием и гидрофобизацией – дополнением специальных добавок. Любое асбестоцементное изделие представляет собой ни что иное, как крепкий камень, в котором волокна асбеста монолитно связаны с цементом Изделия из асбеста: Асбестоцементные изделия по способу формования подразделяются на листовые (профилированные, плоские и специального назначения) и трубные. Асбестоцементные трубы - перспективный вид продукции широкого назначения, обладающий комплексом уникальных свойств:

9.3. Асбестоцемент - это фибробетон, то есть, бетон, армированный волокном. Полученный с добывающего предприятия асбест механически измельчают и распушают до разделения волокон, добавляют воду и в количестве 15 % подмешивают к 85 % цемента. Полученную пульпу выливают на сетчатый барабан и отжатую плёнку толщиной 0,2 мм и шириной, как длина будущей трубы, наматывают на скалку, добиваясь необходимой толщины стенки, а, значит, и прочности трубы. В процессе изготовления трубы волокна асбеста ориентируются, в основном, по касательной, что и обеспечивает высокую прочность при нагружении внутренним давлением. В частности, предприятие “Сухоложскасбоцемент”, расположенное в Свердловской области, выпускает напорные трубы для теплопроводов Ду 100 мм на рабочее давление 1,6 МПа, гарантируя работоспособность при 150 С. Эта труба при испытаниях на разрушение внутренним давлением выдерживает не менее 5,8 МПа, а образец длиной 200 мм раздавливается усилием не менее 1600 кГ.

Концы каждой трубы по наружному диаметру обтачиваются для получения точного размера и заданной шероховатости. Соединение труб в трубопровод производится при помощи асбестоцементных же муфт, имеющих на внутренней поверхности канавки с установленными в них упругими резиновыми кольцами. Кольца имеют сложное сечение - похожи на манжеты - и под действием давления воды в трубопроводе надёжно поджимаются к уплотняемым поверхностям. В месте соединения трубы и муфты предусмотрен гарантированный радиальный зазор, позволяющий при упругой деформации резинового уплотнителя изгиб трубопровода до 3 угловых градусов в каждом соединении. Монтажный зазор между торцами труб позволяет обойтись без температурных компенсаторов. Асбестоцемент имеет коэффициент температурного удлинения в 12 раз меньше, чем у стали. Пятиметровая асбестоцементная труба при нагреве на 100 С удлиняется всего на 0,4 мм. При этом каждый конец трубы упруго деформирует резиновое кольцо на 0,2 мм. Коэффициент теплопроводности у асбестоцемента в 140 раз меньше, чем у стали, а стенка асбестоцементной трубы толще, чем у стальной, в три…четыре раза. Поэтому асбестоцементная труба допускает применение упрощённой теплоизоляции - засыпной (керамзит, граншлак). А в случае применения пенополиуретановой теплоизоляции её слой в три раза тоньше, чем на стальной трубе. Например, для трубы Ду 100 мм достаточно всего 14 мм пенополиуретана. Асбестоцемент является хорошим диэлектриком, поэтому асбестоцементные трубопроводы, да ещё поделенные на пятиметровые электроизолированные секции резиновыми кольцами, не подвержены электрохимической коррозии под действием блуждающих токов и не нуждаются в гидроизоляции. Поэтому им нет равноценной замены для трубопроводов в промышленных зонах, городах с электротранспортом и на железнодорожных станциях, где все магистрали вытянуты вдоль путей. Наиболее полно преимущества асбестоцементных труб реализуются при бесканальной прокладке - не нужны лотки, отпадает необходимость в гидроизоляции и катодной защите, не надо возиться с минераловатной изоляцией в траншее или с обязательной по СНиП системой оперативного диспетчерского контроля влажности теплоизоляции в случае применения пенополиуретана.

9.4. Стальные трубы выпускают в широком диапазоне диамет­ров, толщин стенок, марок стали и различных классов точнос­ти. Они обладают высокой прочностью, относительно неболь­шой массой, пластичностью и применяются при индустриаль­ном монтаже. Недостатками стальных труб являются подверженность коррозии и зарастанию, меньший срок службы по сравнению со сроком службы неметаллических труб, возра­стание гидравлического сопротивления в процессе эксплуата­ции, если не предусматриваются соответствующие меры. Из-за необходимости экономии металла применение сталь­ных труб строго ограничивается. Для стальных наружных тру­бопроводов систем водоснабжения применяют сварные трубы диаметром до 1400 мм А про азбестоцементные смотри выше…

10.1 Обґрунтуйте склад сировинних компонентів, які використовуються для виробництва силікатних бетонів та цегли.

Вироби та матеріали, відомі як силікатні, виготовляють формуванням зволоженої суміші вапняних в’яжучих та кварцового піску або інших заповнювачів із наступною термічною обробкою в автоклаві.

Синтезовані гідросилікати кальцію різного складу відіграють роль цементуючої речовини, яка зв’язує зерна заповнювача в міцний і водостійкий штучний камінь. Після автоклавування силікатні вироби з часом, при висиханні й частковій карбонізації, набувають підвищеної щільності, міцності та водостійкості:Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O

При виготовленні силікатних виробів як вихідну сировину застосовують вапно, що швидко гасяться. На більшості вітчизняних заводів для виробництва силікатної цегли і каменів використовують вапняно кремнеземисті в’яжучі композиції , одержані одночасним помелом грудкового вапна й піску при співвідношенні компонентів, близьким до 1:1 за масою. Кварцовий пісок, який використовують як компонент в’яжучої речовини та дрібний заповнювач, має містити не менш як 70% кремнезему й не більш як 10% глинистих домішок, надлишкова кількість яких підвищує водопоглинення, знижує міцність і морозостійкість готових виробів.

10.2. Проаналізувати параметри ( температура, тиск) тверднення виробів в автоклавах та фізико хімічні процеси, що обумовлюють тверднення силікатних бетонів і цегли.

При твердінні силікатних виробів під час автоклавної обробки, що передбачає одночасну дію підвищеного тиску та температури, відбувається реакція взаємодії між гідроксидом кальцію та кремнеземистим компонентом за схемою:

nCa(OH)2+SiO2+mH2O=nCaO·SiO2·(m+1)H2O

Твердіння відформованих виробів відбувається у середовищі насиченої водяної пари в автоклавах при тиску 0,8…1,6МПа. Підіймання тиску пари в автоклаві до максимального триває 1,5…2,0 год, ізотермічне витримування при температурі 175…200 °С – 4…8год,зниження тиску пари й температури – 2…4 год. Таким чином, увесь цикл автоклавної обробки становить 8…12год.

10.3. Проаналізувати особливості використання силікатної цегли у порівнянні з керамічною. Які обмеження накладаються на використання силікатної цегли.

Стандартом (ДСТУ Б В.2.7-80-98) передбачено випуск одинарної (250х120х65мм.),потовщеної (250х120х88мм.),силікатної цегли чи порожнистих каменів (250х120х138мм.). За міцністю силікатну цеглу та камені поділяють на марки: М75; М100; М125; М200; М250; М300; при цьому лицьові вироби повинні мати марки: цегла – не менше М125; і камені – не менше М100.

За середньою густиною силікатні вироби поділяють на три групи:

1. легкі із середньою густиною не більш 1450 кг/м³;

2. полегшені із середньою густиною 1450…1650 кг/м³;

3. важкі середньою густиною понад 1650 кг/м³.

За морозостійкістю силікатну цеглу та камені поділяють на марки F15, F25, F35, F50; морозостійкість лицьових виробів має бути не нижчою за F25.

Застосовують силікатну цеглу та камені для зведення кам’яних і армокам’яних конструкцій у надземній частині будівель із нормальним та вологим режимами експлуатації.

Не можна застосовувати силікатну цеглу для влаштування фундаментів і цоколів будівель нижче гідроізоляційного шару, які зазнають впливу ґрунтових і стічних вод. Також недопустимо використовувати силікатну цеглу та камені для мурування стін будівель із мокрим режимом експлуатації (лазні, пральні, пропарювальні відділення) без спеціальних заходів захисту стін від зволоження. Під час тривалої дії високих температур (понад 500°С) силікатна цегла руйнується внаслідок дегідратації гідросилікатів кальцію, тому вона не придатна для мурування печей.

10.4 Ячеистый бетон - это искусственный пористый материал, структура которого характеризуется наличием равномерно распределенных сферических пор диаметром до 2 мм, заполненных воздухом или газом. От величины пор и количества их в единице объема зависят основные свойства бетона: средняя плотность, прочность, теплопроводность. Объем пор может достигать 85% общего объема ячеистого бетона.

В зависимости от средней плотности в сухом состоянии и основного назначения ячеистые бетоны разделяют на три группы:

— теплоизоляционные со средней плотностью до 500 кг/м³ и теплопроводностью до 0,175 Вт/(м • К), пригодные для утепления стен, полов, чердаков, мансард, крыш и др.;

— конструкционно-теплоизоляционные со средней плотностью 500—900 кг/м³ используют для устройства наружных и внутренних стен, перегородок малоэтажных зданий. Стеновые мелкие и крупные блоки из такого бетона обеспечивают нормативную теплозащиту стен при однослойной их конструкции;

— конструкционные со средней плотностью 1000—1200 кг/м³ предназначены для устройства несущих внутренних стен, плит покрытий и перекрытий. Изделия из такого бетона могут заменить кирпич, бетонные блоки и другие изделия со средней плотностью 1400-2000 кг/м³, что обеспечивает уменьшение материалоемкости зданий в 1,5-2 раза.

10.5. Плиты для перегородок выпускают сплошные и пустотелые размером 800X400 мм, толщиной 80—100 мм.Гипсовые плиты поддаются механической обработке, гвоздятся, огнестойки, обладают высокими звукоизоляционными свойствами. Гипсовые плиты гигроскопичны — водопоглощение составляет около 20%. Свойства плит при повышенной влажности ухудшаются. Использование плит разрешается при относительной влажности воздуха не более 70%.При небольшом объеме производства гипсовые перегородочные плиты изготовляют в разборных формах-вагонетках. На крупных механизированных заводах изготовление плит ведут на высокопроизводительных карусельных формовочных машинах (рис. 63), работающих на быстротвердеющей массе. Конец схватывания гипса должен наступать не позднее 5— 6 мин, поэтому в состав гипсовой массы вводят ускорители схватывания в виде двуводного гипса (2— 3%). Воду подогревают до 35— 40° С, что ускоряет схватывание гипса и сокращает длительность сушки изделий. Составляющие материалы (гипс, древесные опилки, замедлитель схватывания) со склада поступают в бункера, а затем через дозирующие устройства — в винтовой смеситель и далее в быстроходный горизонтальный гипсосмеситель, где перемешиваются сначала в сухом состоянии, а затем с водой до получения массы необходимой консистенции. Из гипсосмесителя готовая масса через воронку равноверно распределяется в ячейки сдвоенной формы. Карусель имеет 28 сдвоенных форм, которые, предварительно покрытые масляной эмульсией, заполняются гипсовым тестом и движутся до полного поворота формовочного стола. За это время гипс схватывается, приобретая прочность, позволяющую выталкивать плиту из формы. Для облегчения выталкивания стенки формы раскрываются. После освобождения формы выталкиватель принимает первоначальное положение, стойки формы закрываются, форма очищается и смазынастся, и цикл снопа повторяется. Производительность карусельной машины до 600 пл/ч.

Преимущества применения ПГП по сравнению со стеной из кирпича:

• легко монтируются методом склеивания;

• высокая производительность устройства перегородок без специального оборудования, один человек выполняет от 20 до 30 м² в смену;

• не требуется штукатурка, нет "мокрых" процессов, кроме того, исключается задержка в работе, обусловленная ожиданием высыхания штукатурки (28 дней);

• перегородка сразу после возведения готова к оклейке обоями или малярным работам;

• пазогребневые плиты можно пилить, гвоздить, строгать, фрезеровать (облегчает прокладку трубопроводов и электропроводки);

• экономия полезной площади за счет более тонкой, но стабильной поверхности;

• проёмы 700-900 мм. можно монтировать без усиления верха проема;

• теплоизоляция ПГП толщиной 80мм соответствует теплоизоляции бетонной стены 400 мм.;

• у ПГП отличная звукоизоляция;

• из ПГП можно возводить как одинарные, толщиной 80мм, так и двойные межквартирные перегородки с воздушным зазором 40 мм.;

• высокая точность размеров плит и хорошее качество поверхности не требует дополнительных отделочных работ и высокой квалификации персонала. При применении на объектах ПГП значительно сокращается время и стоимость проведения работ

10.6. Листы гипсоволокнистые — сравнительно новый в отечественной практике строительно-отделочный материал для устройства межкомнатных перегородок, облицовки стен, устройства полов, подвесных потолков, изготовления декоративных и звукопоглощающих изделий, а также огнезащитных покрытий в зданиях и помещениях с сухим и нормальным влажностными режимами по СНиП П-

Гипсоволокнистые листы обладают следующими достоинствами:

 высокими пожарно-техническими характеристиками:

 высокой прочностью;

 способностью поддерживать оптимальную влажность воздуха в помещении за счет поглощения излишней влаги, а при ее недостатке — выделения в окружающую среду;

 технологичностью в обработке;

 высокой несущей способностью: шуруп, вкрученный в лист, способен нести сосредоточенный груз массой до 30 кг.

При использовании гипсоволокнистых листов из отделочных работ исключаются неудобные «мокрые» процессы, сокращаются затраты ручного труда, улучшаются качество отделки и культура производства и уменьшаются сроки выполнения отделочных работ. При этом достигается общая экономия затрат на строительство за счет облегчения конструкции здания, обеспечивается не только экологическая чистота, но и благоприятный для человека микроклимат в помещении.

Для формирования листов применяется гипсовое вяжущее (80—85%) по ГОСТ 125, которое обладает в совокупности с армирующим его целлюлозным волокном (15—20 %) исключительными физическими и техническими свойствами. Материалы на основе гипса обладают способностью дышать, т.е. поглощать избыточную влагу и вьщелять ее в окружающую среду при недостатке. Для достижения необходимых показателей листов гипсоволокнистых, характеризующих их прочность, плотность и т.д., в композицию добавляются специальные компоненты, повышающие их эксплуатационные свойства. Другим важным компонентом ГВЛ является целлюлозная макулатура по ГОСТ 10700, которая подвергается сухому размолу до элементарных волокон длиной до 1—4 мм. В ГВЛ целлюлозные волокна равномерно распределены в гипсовой массе, благодаря чему листы обладают достаточной упругостью и вязкостью.

Высокие показатели листов гипсоволокнистых, в частности их прочность, обеспечиваются благодаря оптимальному соотношению армирующего компонента с гипсовым вяжущим и передовой технологии производства, что подтверждается показателями прочности при изгибе материала,

Высокие показатели листов гипсоволокнистых, в частности их прочность, обеспечиваются благодаря оптимальному соотношению армирующего компонента с гипсовым вяжущим и передовой технологии производства, что подтверждается показателями прочности при изгибе материала,

Гипсокартон

Этот универсальный материал, который представляет собой прямоугольные, плоские строительные элементы, состоящие из гипсового сердечника, оклеенного с двух сторон специальным картоном для большей прочности и большей гладкости поверхности. Это незаменимый строительно-отделочный материал для возведения межкомнатных перегородок, облицовки стен, подвесных потолков в зданиях с сухим и нормальным влажностным режимом.

В состав гипсокартона входит собственно, картон, который выполняет роль как каркаса, так и прекрасной основы для нанесения любого отделочного материала (штукатурки, краски, керамической плитки и т. п.). Получается материал одновременно гибкий и твердый. Гипсокартон "дышит", то есть поглощает влагу при ее избытке в воздухе и отдает ее, если воздух слишком сухой. С такими стенами легче дышать. Кроме этого гипсокартон имеет кислотность, аналогичную кислотности человеческой кожи. Последние два свойства позволяют гипсокартону регулировать микроклимат помещений естественным путем и в значительной степени способствовать созданию благоприятной атмосферы. Гипсокартон можно назвать безопасным в противопожарном плане материалом.

По своим физическим и гигиеническим свойствам гипсокартон идеально подходит для жилых помещений, и вот почему. Он экологически чист, не содержит токсических компонентов и не оказывает вредного воздействия на окружающую среду, что подтверждают гигиенические и радиационные сертификаты. Он - энергосберегающий материал, обладающий еще и хорошими звукоизоляционными свойствами.

Гипсокартон - это композитный материал в виде листов, длина которых 2,5,-4,8 м, ширина 1,2-1,3 м и толщина 8-24 мм. Основу такого листа составляет гипс, а наружные плоскости облицованы картоном. Для достижения необходимых показателей гипсового сердечника, характеризующих его прочность, плотность и т.д., в него добавляют специальные компоненты, повышающие его эксплуатационные свойства. Картон выполняет роль как армирующего каркаса, так и прекрасной основы для нанесения любого отделочного материала (штукатурка, обои, краска, керамическая плитка). Так что получается материал одновременно гибкий и твердый. У российских строителей наибольшей популярность пользуется продукция немецкой фирмы ТИГИ КНАУФ.

Гипсокартон в виде плоских листов применяется для внутренней отделки и выравнивания стен.По другому его иногда называют "сухой штукатуркой". Гипсокартонные листы (ГКЛ) поглощают переизбытки влаги из воздуха или отдают ее, если воздух слишком сухой, естественным путем регулируя микроклимат в жилых помещениях. Очень технологичны и удобны в работе. Позволяют исключить "мокрые" процессы (например, наложение штукатурки), а значит, уменьшить трудоемкость и стоимость производимых работ, избавиться от строительного мусора и сэкономить нервы, ожидая окончания ремонта. При работе с гипсокартоном экономятся деньги и время. По расчетам специалистов, производительность труда здесь выше в три раза по сравнению с другими традиционными способами.

Показатель

Полутвердые

Твердые

Жидкие

Т. размягч., °С

25-50

60-90

_

Пенетрация** (25°С), мм

4-20

0-5

_

Растяжимость (25°С), см

40-60

1-5

60

Т. вел, °С

180-200

>230

65-120