Содержание

1. Общие сведения

2. Основные свойства бетонов

3. Методы определения свойств бетонов

4. Влияние технологических факторов на свойства бетонов

5. Список используемой литературы

1. Общие сведения.

Бетоном называют искусственный каменный материал, получаемый в результате формования и затвердевания правильно подобранной бетонной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды, заполнителей и специальных добавок.

Широкое использование бетона в современном строительстве объясняется следующими его преимуществами перед другими строительными материалами.

Во-первых, для изготовления бетона имеется большая сырьевая база, поскольку запасы песка и крупного заполнителя, занимающих 80-85% объёма бетона, разведаны практически во всех регионах страны.

Во-вторых, технология переработки сырья в конечный продукт-бетон или бетонное изделие связана с применением несложных механизмов и сравнительно малыми затратами энергии, что позволяет существенно снизить стоимость строительных работ.

В-третьих, используя разные технологические приёмы, можно изменить строительно-технические свойства затвердевшего бетона в широком диапазоне. Например, предел прочности при сжатии для бетона разных видов находится в интервале от 15 до 800 кгс/см² (1,5-80 МПа), а объёмная масса - от 300 до 4500 кг/м³ и более. Следовательно, из бетона можно изготовлять как несущие, так и ограждающие конструкции, т.е. он является материалом универсального типа. Широкий диапазон свойств позволяет дифференцированно подходить к выбору типа бетона для конкретной конструкции, что в конечном итоге способствует уменьшению материалоёмкости строительства.

В-четвёртых, бетону присуще такие особенности строения и свойств, благодаря которым становится возможным изготовления индустриальных крупноразмерных элементов. В общем виде эти особенности сводятся к следующему: сохранение монолитности при твердении, изотропия свойств, отсутствие коробления, возможность получения изделий точных размеров и т.д. Кроме того, бетон хорошо сочетается со стальной арматурой, что позволяет изготовлять из него не только сжатые, но изгибаемые несущие элементы.

Наконец, бетон как пластичный материал допускает значительное разнообразие обработки его поверхности. Благодаря этому качеству из бетона можно выполнить сооружения, обладающие большой архитектурной выразительностью.

Бетоны классифицируются по следующим признакам:

а) виду вяжущего:

- цементные бетоны, изготавливаемые преимущественно на портландцементе, шлакопортландцементе, пуццолановом портландцементе; такие бетоны имеют универсальное применение для несущих и ограждающих конструкций в промышленном, гражданском и жилищном строительстве, за исключением тех случаев, когда предъявляются особые требования, например, жаростойкость, химическая стойкость;

- силикатные бетоны, изготавливаемые на известковом вяжущем и применяемые только для сборных бетонных и железобетонных элементов заводского изготовления;

- бетоны на гипсовом вяжущем, использование которых вследствие низкой водостойкости вяжущего допускается только для внутренних ограждающих конструкций;

- бетоны на смешанных вяжущих, например известково-цементных, известково-шлаковых, известково-зольных, идущие на изготовление бетонных изделий и конструкций;

- бетоны на специальных вяжущих (органических и ли неорганических), имеющие узконаправленное применение при наличии специальных требований, например по химической стойкости, жаростойкости и т.д.

б) виду заполнителей:

- плотных заполнителях;

- пористых заполнителях;

- специальных заполнителях.

в) структуре:

- бетоны плотной (слитной) структуры, в которых пространство между зёрнами заполнителей занято затвердевшим вяжущим веществом; допускаемый объём межзерновых пустот в уплотнённой бетонной смеси не превышает 6%;

- крупнопористые (беспесчаные или малопесчаные) бетоны, в которых значительная часть объёма межзерновых пустот остаётся не занятой мелким заполнителем и затвердевшим вяжущим;

- поризованные бетоны, в которых пространство между зёрнами заполнителей занято вяжущим веществом, поризованным воздухововлекающими, пенообразующими или газообразующими добавками; объём межзерновых пустот в уплотнённой поризованной бетонной смеси превышает 6%;

- ячеистые бетоны – бетоны с искусственно созданными ячейками-порами, состоящие из смеси вяжущего вещества, тонкодисперсного кремнеземистого компонента (молотого кварцевого песка или золы) и пенообразующей добавки.

г) условиям твердения:

- бетоны естественного твердения, используемые преимущественно в летних условиях для монолитных конструкций и для сборных конструкций, изготовляемых на полигонах;

- бетоны, подвергнутые тепловой обработке при атмосферном давлении, для изготовления сборных изделий и конструкций в заводских условиях, а так же монолитных конструкций, возводимых при низкой температуре окружающей среды;

- бетоны, подвергнутые автоклавной обработке, преимущественно в конструкциях заводского изготовления из силикатных, ячеистых и мелкозернистых бетонов.

В зависимости от основного назначения бетоны подразделяются на:

- конструкционные;

- специальные (жаростойкие, химические стойкие, декоративные, радиационно-защитные, теплоизоляционные и др.).

В индивидуальном строительстве используют различные виды бетонов: обычный бетон, бутобетон, шлакобетон, опилкобетон, газобетон и др.

Обычный бетон готовят из смеси цемента, заполнителей (песок, гравий, щебень и др.) и воды. Для приготовления бетонной смеси рекомендуется применять чистые заполнители и воду, так как примеси снижают прочность бетона, а это в свою очередь вызывает перерасход цемента. Диапазон использования бетона в индивидуальном строительстве очень широк: фундаменты, стены, перекрытия, лестницы, перемычки и т.д.

Состав бетонной смеси обычно обозначают отношением отдельных компонентов в частях массы или объема, где первая цифра показывает расход цемента, вторая — мелкого заполнителя, т.е. песка, и третья — крупного заполнителя, т.е. гравия или щебня. Например 1:2,3:4,1 означает, что на 1 часть массы или объема цемента следует брать 2,3 части массы или объема песка и 4,1 части массы или объема гравия или щебня.

Бутобетон широко используют в индивидуальном строительстве для устройства фундаментов и бетонирования других массивных конструкций. Он состоит из пластичной бетонной смеси и каменного заполнителя. Размеры камней не должны превышать половину толщины бетонируемой конструкции. Для обеспечения необходимой плотности, монолитности и прочности объем каменного заполнения не должен превышать половину объема бетонируемой конструкции, а камни следует располагать не ближе 4...5 см один от другого и от краев конструкции. Процесс устройства бутобетона состоит из укладки бетонного слоя толщиной примерно 20 см и утапливания в него камней. Конструкции из бутобетона прочны. Кроме того, в связи с тем, что примерно на 50% уменьшается расход бетонной смеси, достигается большая экономия цемента и рабочей силы.

Шлакобетон является дешевым и хорошим конструктивным материалом для возведения стен малоэтажных зданий. В качестве заполнителя в нем используют просеянный шлак, в качестве вяжущего — цемент и известь.

Стены из опилкобетона легкие, обладают малой теплопроводностью и достаточной прочностью для малоэтажных зданий. Если опилкобетон хорошо защищен от воздействия влаги и правильно приготовлен, срок его службы может быть достаточно долгим. Для приготовления опилкобетона используют вяжущее (цемент и известь) и заполнитель (песок и опилки). В опилках не должно быть примеси коры.

Газобетон в течение последних лет получил наибольшее распространение при устройстве стен индивидуальных домов. Газобетон изготовляют из цемента, извести, кварцевого песка, воды и небольшого количества специальной добавки для вспучивания массы (обычно алюминиевый порошок). Газобетон имеет хорошие теплотехнические и конструктивные свойства.

Для конструкций, которые эксплуатируются в особых условиях применяют бетоны специальных видов: гидротехнический бетон, дорожный бетон, жаростойкий бетон.

Гидротехнический бетон используется для возведения плотин, шлюзов, набережных и т. п. В зависимости от зоны расположения в гидротехническом сооружении различают бетон 3-х видов:

1. Бетон для наружных частей сооружений подвергается непосредственному воздействию окружающей среды; он должен выдерживать многократные замораживания и оттаивания, увлажнение и высыхание в напряжённом состоянии. К такому бетону предъявляются высокие требования по прочности (М250, М300 и выше), морозостойкости (Мрз100 - Мрз400) и водонепроницаемости (В6 - В12). Для достижения высокого качества бетона наружных зон сооружения используют стойкие цементы ( сульфатостойкий портландцемент, цементы с органическими добавками) и высококачественные морозостойкие заполнители.

2. Бетон для внутренних зон массивных гидротехнических сооружений не испытывает непосредственного воздействия среды. С учётом массивности бетонируемой конструкции главное ограничение в таком бетоне – возможно меньшее тепловыделение при твердении, так как возникающий вследствие экзотермии температурный градиент может вызвать растрескивание конструкции. Поэтому для изготовления внутримассивного бетона рекомендуются цементы с умеренным тепловыделением, например шлакопортландцемент или пуццолановый портландцемент. Хорошие результаты дает замена 20-30% цемента тонкодисперсной золой ТЭС. Марка по прочности такого бетона обычно М100-М150, требования по водонепроницаемости минимальные – В2, В4.

3. Бетон для подводной части гидротехнических сооружений подвергается физико-химической коррозии под влиянием воды и растворённых в ней веществ. Для такого бетона целесообразно принять сульфатостойкий либо пуццолановый портландцемент.

Дорожный бетон применяют для устройства цементно-бетонных покрытий и оснований дорог, взлётно-посадочных полос аэродромов, полов промышленных предприятий. Он должен хорошо сопротивляться истиранию и комплексному физико-химическому воздействию среды (воды и мороза с одновременным влиянием солей, употребляемых для очистки покрытий от льда). Важнейшие показатели качества дорожного бетона - высокая прочность, износостойкость и морозостойкость. Бетон должен обладать высокой морозостойкостью – Мрз100-Мрз200. Для дорожного бетона рекомендуется применять портландцемент М500 и более, в котором содержание трёхкальциевого алюмината не превышает 10%, а так же гидрофобный пластифицированный портландцемент без минеральных добавок.

Жаростойкий бетон предназначен для конструкций, испытывающих в процессе эксплуатации длительное воздействие высоких температур. Для предания бетону на портландцементе необходимой стойкости к действию высоких температур в его состав вводят тонкодисперсные добавки, содержащие активный аморфный кремнезём, который способен связывать окись кальция при температуре 700-900С благодаря реакциям в твёрдом состоянии. В качестве тонкомолотой добавки применяют пемзу, золу ТЭС, шамот, доменный гранулированный шлак. Заполнителями в жаростойких бетонах служат огнеупорные материалы: шамот, бой огнеупорного магнезитового кирпича, корунд, хромитовая руда. В качестве вяжущего используют растворимое стекло, глиноземистый и высокоглиноземистый цементы, периклазовый цемент, фосфатное связующие. Жароупорные бетоны применяют для футеровки печей, котлов, устройства дымовых каналов, труб в сооружениях чёрной и цветной металлургии, химической, энергетической промышленности, в производстве строительных материалов.