27. Бетоны на неорганических вяжущих веществах: определение, классификация. Области применения бетонов различных видов.

Бетон - искусственный каменный материал, получаемый в результате отвердевания тщательно подобранной, перемешанной и уплотненной смеси, состоящей из воды, мелкого и крупного заполнителей и вводимых в ряде случаев спец добавок. Бетон- универсальный материал, к-му можно придавать различные свойства, а конструкциям- различную форму и размер. Классификация бетона. 1) по средней плотности: -особотяжелые средн.плотность>= 2500кг/м3. В качестве заполнителей в них применяются железные руды, лиманит, др.руды, стальные зерна, чугунный скрап и т.д. Основное назначение: защита от ионизирующего излучения. – тяжелые (обычные) средн.плотность=2200-2500кг/м3. В качестве мелкого заполнителя в них используют кварцевые пески, а крупный заполнитель – тяжелые горные породы, магматические, метаморфические, осадочные. Применяются во всех конструктивных элементах зданий и сооружений. –облегченные бетоны средн.плотность=1800-2200кг/м3. Заполнителем в нем являются горные породы со средн.плотностью=1600-1900кг/м3 (т.е. в основном осадочные горные породы),а также отходы промышленности (бетонный лом), кирпичный бой, отвальные шлаки (кристаллич.,кислые, неакцидн.). Применение для невысоких марок, для малоэтажного строительства, некоторые для наружных стен. – легкие бетоны средн.плотность=500-1800кг/м3. Это в основном бетоны на пористых заполнителях (пористые заполнители бывают искусственные(специально сделанные-шунгизит,зольный гравий и отходы прмышленности-шлаковая пемза) и природные (неорганические и органические-древесина, арболит). К этой же группе относятся некоторые ячеистые бетоны.

Основное применение для наружных стен. Конструкц.легкие бетоны используются для несущих конструкций, даже для мостов. – особолегкие бетоны средн.плотность<=500кг/м3. Ячеистые бетоны. Это бетоны, в к-ых совсем нет заполнителей. А структурирующую роль заполнителя играют равномерно-распределенные воздушные пузырьки. Ячеистые бетоны делятся на газобетон ( газосиликат, делают алюминиевую пудру, выделяется водород) и пенобетон ( пеносиликат, в пену вводится стабилизатор. По качеству газобетон лучше, чем пенобетон.). К особолегким бетонам относится крупнопористый бетон на плотных заполнителях. Применяются для изоляции промышленных конструкций и для изоляции горючего промышленного оборудования, ТИМ, также для ограждающих конструкций.

2) по виду вяжущего: - цементные бетоны (75% всех бетонов-это бетоны на ПЦ и его разновидностях, из них 25% на шлаках ПЦ.) -силикатные бетоны (известково-кремнеземные вяжущие: nCaO+mH2O+SiO2=mCaO*pSiO2*mH2O.) –гипсовые бетоны (только для сухих условий эксплуатации.) –полимерцементные бетоны ( вяжущее: тонкомолотые шлаки, затвор.растворами щелочей. Они коррозионностойки и обладают высокой прочностью.) –асфальтовые бетоны ( асфальтовое вяжущее=нефтяной битум+тонкомолотый минеральный наполнитель)

3) по виду конструкций: сборные, монолитные, сборномонолитные.

4) по назначению или областям применения: обычный тяжелый бетон, дорожный бетон, аэродромный бетон, гидротехнический бетон, теплоизоляционный бетон, декоративный бетон, бетон для защиты от радиации, химически стойкие бетоны, бетоны для наружных стен и т.д.

28. Материалы для тяжелого бетона и требования, предъявляемые к ним.

Бетон - искусственный каменный материал, получаемый в рез-те отвердевания тщательно подобранной и перемешанной и уплотненной смеси, состоящей из вяжущего вещ-ва, мелкого и крупного заполнителя, воды и спец добавок.

Тяжелые (обычные) бетоны. Сред пл-ть 2200-2500 кг/м3. Тяжелый бетон явл-ся основным видом для жбк. Марки бетона по прочности на сжатие : М50,М75,М100,М150,М200,М250,М300,М350,М400,М450,М500,М600,М700,М800. Марки 250,350,450 предусматривают, что это приводит к экономии цемента.Бетоны 500-800 нужны для предварительно напряженных жбк. Высокопрочноый бетон М600-М1000 получают на основе высокопрочного ПЦ, промытого песка и щебня не ниже М1200-М1400.Малоподвижные и жесткие смеси приготовляют с низкими В/Ц=0,27-0,45 в бетоносмесителях принудительного действия. Используют интенсивное уплотнение. Значительно облегчают уплотнение суперпластификаторы, не понижающие прочности бетона. Применение высокопрочных бетонов вместо М400 уменьшает расход арматуры на 10-12% и сократить объем бетона на 10-30%. Тяжелый бетон хорошо сопротивляется поверхностному износу. Мелкий заполнитель – кварц пески. Крупный заполнитель- плотные тяжелые магматич, метаморфич, осад или горные породы.

Для тяжелых бетонов предусмотрены требования к качеству заполнителей. Пески использ прир или получаем дроблением плотных морозостойк горных пород с размером зерен не крупнее 5 мм. Важно обеспечить повыш плотн зернового состава при модуле крупности не ниже 2,0. Ограничивается содерж пылевато-глинистых и других вредных примесей. На стадии проектирования состава бетона устанавл целесообразный зерновой состав крупного запалнителя с наименьшим объемом пустот и наибольш крупностью зерен при общих требованиях.

Для тяж бетона применяют ПЦ и его разновидности, а также глиноземистый цемент и др вяжущие, отвечающие требованиям соответсв-х ГОСТов. Мелкий заполнитель. Песок из зерен 0,16-5 мм и имеющие пл-ть 1,8 г/см3. Использовать нужно природные пески, образовавшиеся в рез-те естественного разрушения горных пород,а также искусств, полученные путем дробления твердых горных пород и из отсевов. Заполнитель должен состоять из зерен разного размера. Зерновой состав песка определяют просеиванием высушенной пробы в 1000 г через набор сит с отверстиями 5, 2.5,1.25,0,63,0.315,0.16 мм. Крупный заполнитель: щебень, гравий(5-70мм). Гравий- горная порода, осадочная, рыхлая. Требования к гравию : форма зерен – игловатые < 10%, примеси – ил, пылевидная <1%, пустотность < 0,45. Щебень бывает из природного камня и искусств. Идеальная форма – тетраэдр. Щебень гораздо чище гравия, в нём нет илистых примесей. Щебень из искусств камня – кирпичный бой, дробленый бетон, шлаки. Вода должна быть водопроводная питьевая. (сточные, стоячие- недопустимы, морская с ограничениями по содержанию солей <5000 мг/л). Добавки- вводятся для изменения в желаемом направлении св-в бетонной смеси и затвердевшего бетона. Хим вещ-ва 0,1-2% массы цемента. Тонкомолот минерал вещ-ва – 5-20% Ц.Наибольшую активность выполняют хим добавки.

29. Бетонная смесь и её свойства. Способы определения удобоукладываемости. Факторы, влияющие на удобоукладываемость.

Бетонные смеси – это сложная многокомпонентная система, состоящая из вяжущего вещ-ва, продуктов взаимодействия вяжущих с водой, заполнителей, воды, спец добавок и вовлеченного воздуха. Благодаря наличию в составе цементного теста бетонная смесь обладает связностью и может рассматриваться, как единое целое. Св-ва бетонной смеси зависят от кол-ва цементного теста. Цементное тесто – это структурированная система. Одно из главных св-в – это тиксотропия (встряхивание) – т.е. изменение реологических св-в смеси при мех-ом воздействии, и восстановление этих св-в при прекращении воздействий (вязкость, деформ-ть, текучесть). На явлении тиксотропии основано явление виброуплотнения бетонной смеси. Удобоукладываемость – способность бетонной смеси заполнять форму при данном способе уплотнения без расслоения. Подвижность/ пластичность – способность растекаться под действием собственного веса. Бетонные смеси делятся на марки. П1=ОК 1-4 см (укл-ся вибрированием в соот-ии с показателем жесткости). П2=ОК 5-10 см и П3=ОК 11-15 (укл-ся с кратковременным вибрированием), П4=ОК 16-20 см и П5=ОК 21 и более см укладываются без вибрации. Ж1=5-10 сек (укл-ся вибрированием в соответсвии с показ-ем жесткости), Ж2=11-20 сек, Ж3=21-30 сек, Ж4=31-40 сек (укладываются длительным вибрированием), СЖ1,СЖ2,СЖ3 – сверхжесткие смеси, укладываются вибропрокатом, вибропрессованием, вибрированием с перегрузом.

Факторы, влияющие на удобоукладываемость бетонной смеси:

1. Чем больше воды, тем больше подвижность, 2. Чем больше НГ (нормальная густота), тем ниже подвижность, 3.Вид крупного запол-ля влияет. У гравия подвижность больше. 4. Чем больше кол-во заполнителя, тем подв-ть меньше.

В зависимости от кол-ва ЦТ в бетоне различают следующие виды структур: 1. структура с плавающим заполнителем 2. структура с плотной упаковкой заполнителя. Эта структура считается оптимальной. В ней достигается плотная слитная укладка бетона и расходуется мин цемента. 3. структура с недостатком ЦТ.

30. Основной закон прочности бетона. Формулы и графики, выражающие зависимость прочности бетона от главных факторов. Марки, классы прочности.

Для обычных бетонов (с Ц/В=1,4-2,5) формула прочности имеет вид: R₂₈=A*R_ц*(Ц/В-0,5). Коэф-т А для заполнителей высокого качества =0,65, рядовых=0,6, пониженного качества =0,55. Для высокопрочных бетонов с Ц/В>2,5 применяется формула R₂₈=A*R_ц*(Ц/В+0,5).А=0,43(для высокого качества), А=0,4 (для рядовых).

Свойства бетона. Прочность бетона зависит от многих факторов. Главным явл-ся акт-сть цемента R_ц и В/Ц. Ф-ла Беляева- R_б=R_ц/К(В/Ц)ⁿ (n-1,5, К гравия = 4, Кщебня=3,5.)

Далее лекция.

Другие факторы, влияющие на прочность – наличие добавок, вид К, условия твердения, вид Ц, прочие…

Марка бетона опред-ся по пределу прочности при сжатии станд образцов – кубов 150*150 мм, твердевших в стандар условиях,изготовл из бетонной смеси рабочего сост и испытанных в возрасте 28 суток. М100…М600 (до 800)

Марка-средняя пр-сть бетона.

Бетон должен быть однородным-важнейшее технич и эконом требование. Коэффициент вариации прочности бетона (%) вычисяют по ф-ле V=S/R, S-средн квадратичное отклонение частных результатов испытания т средн прочности R. На хороших преприятиях V<10%. Класс бетона – гарантированная прочность бетона с обеспеченностью 0,95. B=R(1-t*V_r)

B_r=13,5%, t-мат ожидание для 95%=1,64. Бетоны подразделяются на классы: B1, В1,5, B2, B2,5, B3,5, В5, В7,5, В10, В12,5, В15, В20, В25, В30, В40… В60 МПа. В=R*0,778. Поэтому В40 => R=40/0,778=51МПа =>М500.