33. Технология приготовления бетона
Приготовление бетонной смеси
В настоящее время бетонная смесь приготавливается централизованно на бетонно-смесительных углах.
Приготовление бетонной смеси складывается из двух основных операций: дозирование, перемешивание.
Дозирование осуществляется по массе или по объёму. Дозируют цемент только по массе.
Перемешивание бетонной смеси осуществляется в бетоносмесителях периодического или непрерывного действия. Машины периодического действия бывают от 100 -4500 литров. Бетоносмесители непрерывного действия по принципу действия представляют мясорубку в которой бетонная смесь непрерывно перемешивается. Бетоносмесители непрерывного действия имеют производительность 120 метров кубических в час.
Бетоносмесители вместимостью 2400 литров имеют производительность 36 м кубических в час.
Бетоносмесители периодического действия бывают: со свободным перемешиванием (для подвижных смесей); с принудительным перемешиванием(для жидких смесей)
Время перемешивания бетонной смеси зависит от подвижности : для подвижных: 2-4 мин; для жестких : в 2-3 раза больше. Бетоносмесители переодического действия могут быть: передвижные; стационарные.
Транспортирование бетона
Самосвалами; вагонетками; бункерами; бадьями; ленточными транспортёрами; бетононасосами; автобетономешалками.
При большой дальности перевозки для замедления схватывания цемента в бетон добавляют поверхностно-активные вещества.
Укладка бетонной смеси
Бетонная смесь укладывается в форму-опалубку ,чтобы бетонная смесь хорошо заполняла все углы. Суженные места формы уплотняют вибраторами.
Вибраторы подразделяются на : поверхностные: уплотняют на 20см.(полы,плиты); глубинные(вибробулавы)(толщина слоя до 60см.)(фундаменты ,колонны)
При бетонировании массивных конструкций используют послойную укладку и вибрировании.
34. Тяжёлый бетон
Материалы:
Вода. Питьевая или чистая природная – лучшие, без примесей (солей, кислот, щелочей, сахара, жиров и т.д.) При использовании солёной воды допустимое содержание соли – 2%. Запрещается использование болотной и канализационной воды.
Вяжущие. Портландцемент и его разновидности, при чём RБ/RЦ =1.5-2.5. Используется цемент свежий, не слежавшийся, не комками. Запрещено смешивать разные виды цемента.
Заполнители. Песок: (крупность зёрен (0,16-5) мм) речной, морской, горный или овражный. Содержание вредных примесей – показатель качества. К ним относятся: соли, ил, пыль, глина, зерновой или гранулометрический состав. Так же показателем качества является зерновой состав - процентное содержание в песке зёрен разной крупности (определяется лабораторным путём). Гравий (крупный заполнитель). Природный материал. Зёрна округлой гладкой формы. Делится на речной, морской, горный или овражный. Лучшая форма: круглая, яйцевидная. Щебень (крупный заполнитель). Искусственный материал. Зёрна остроугольны. (5-70) мм . Лучшая форма: куб, тетраэдр. Игловитых или щатых камней не более 10%. Примечание: наибольший размер кусков: не больше 1/3 расстояния между стенками опалубки и не больше 3/4 расстояния между стержнями арматуры.
35. Основные свойства бетонной смеси
Удобоукладываемость, т.е.: подвижность, пластичность, жёсткость.
П
одвижность
– свойство смеси растекаться под
собственным весом или под действием
приложенных внешних сил. Определяется
путём осадки конуса.
Для разных видов работ требуется различная подвижность.
а=0 – жёсткие, полужёсткие и особо жёсткие смеси.
а=(1-9)см – низкопластичные
а=(10-20)см – пластичные
а>20cм – литые
На практике на заводах чаще работают с жёсткими смесями, т.к. в них меньше цемента и воды. Уплотняют их вибраторами.
Пластичность – свойство бетонной смеси сохранять свою сплошность, не расслаиваться на отдельные компоненты.
Подвижность и пластичность зависят от соотношения между цементом и водой, качества и количества цемента, зернового состава заполнителей, от добавок пластификаторов.
Степень жёсткости бетонных смесей определяется временем вибрирования бетонного конуса на техническом вискозиметре.
Свойства бетона:
Прочность
Класс гарантирует прочность и однородность материала. Марка только прочность.
Класс – марка.
СНБ 5.0301-02
С 8/10 (В7,5;В10;М100)
С 12/15(В12,5;В15;М150;М200)
С 16/20(В20;М250)
С 20/25(В22,5;В25;М300;М350)
С 25/30(В30;М400)
С 30/37(В35:М450)
С 35/45(В40;В45;М500;М550)
Прочность затвердевшего бетона зависит от свойств составляющих состава, условий приготовления и твердения, эксплуатации.
Бетон хорошо работает на сжатие, на растяжение – плохо.
Согласно стандарту прочность бетона определяется классом или маркой (по-старому).
По СТБ класс определяется так: например, С 8/10, где 8 – нормативное сопротивление, 10 – гарантированная прочность (путём сжатия кубиков на прессе).
Для испытания заготавливают кубики с размерами граней 150,100,200,300.
При твердении бетон набирает прочность: 100% - 28 дней, 160% - 180 дней, 175% - год, 200% - 2 года.
Прочность бетона можно определить по формуле профессора Скрамтаева:
Rб=А*Rц*(Ц/В – 0,5), где Rб – прочность бетона на сжатие, Rц – активность цемента, МПа, А – коэффициент качества заполнителя, Ц/В – цементно-водное отношение.
Плотность и пористость бетона
Бетон – материал пористый. Поры возникают при испарении лишней воды и при недостаточном удалении воздуха при бетонировании.
Плотность может быть повышена: Тщательным подбором зернового состава заполнителей, Увеличением Ц/В, Введением добавок пластификаторов
С повышением плотности увеличивается: прочность, водонепроницаемость, морозостойкость, коррозиостойкость и др.
Водонепроницаемость
Слой бетона толщиной 200мм практически водонепроницаем. Водонепроницаемость можно увеличить, покрывая поверхность плотным раствором, облицовкой, обмазкой битумом, распыляемой пластмассой.
Морозостойкость:
Определяется в 28 дневном возрасте до F50-500.
Расширение и усадка:
При твердении бетон сначала незначительно разбухает, а потом даёт усадку 0,2-0,4мм на 1 метр.
Поэтому при бетонировании больших массивов используются белитовые цементы и т.д.
Коррозия бетона:
См. Коррозию цемента.
Огнестойкость:
При кратковременном действии на бетон тепла и высоких температур прочность его не снижается. При длительном воздействии температур 150-200С◦ прочность снижается на 25%, при 500С◦ - разрушается.
Поэтому при более высоких температурах используются жаростойкие бетоны.
36. Общие закономерности, определяющие структуру и технические свойства бетонов, целесообразно рассмотреть на примере тяжелого бетона, применяемого наиболее часто для изготовления монолитных сооружений и сборных конструкций.
Затвердевший бетон относится к материалам конгломератного типа, так как состоит из заведомо разнородных зерен заполнителя, скрепленных цементным камнем.
В структуре бетона выделяют три элемента: цементный камень, заполнитель и зону контакта между ними. Количественные соотношения и качественное различие этих элементов предопределяют характер структуры и свойства бетона. Различают макро- и микроструктуру бетона.
Макроструктура характеризует строение бетона как искусственного конгломерата и зависит от соотношения между компонентами бетона, а также однородности их распределения. Учитывают и воздушные пустоты, возникающие вследствие недоуплотнения бетонной смеси. Большое влияние на свойства бетона оказывают также усадочные трещины, образующиеся в процессе твердения в цементном камне и контактной зоне и нарушающие монолитность бетона.
Микроструктура затвердевшего бетона характеризуется составом и строением твердого вещества, размером и характером пор, а также строением контактной зоны между заполнителем и цементным камнем. Цементный камень скрепляет все компоненты бетона в единое целое. Поэтому к важнейшим свойствам, определяющим качество цементного камня, относятся прочность и адгезия, т.е. способность к сцеплению с зернами заполнителя. В состав цементного камня входят продукты гидратации цемента и многочисленные включения в виде негидра-тированных зерен клинкера и минеральных добавок.
37. Декоративный раствор состоит из вяжущего мелкого заполнителя и воды. Вяжущие: обычный портландцемент(серый), белый и цветной портландцемент, известь воздушная, гипс, песок кварцевый, полевошпатовый, искусственно дробленый из цветных горных пород, а также дробленые керамические выселки, дробленое стекло, слюда. Вода- обычная. цветные растворы применяются для фасадов отделки стеновых панелей, для отделки стен интерьеров кафе, ресторанов и др. общественных зданий. Этот раствор наносится вручную. После твердения поверхности стен обрабатывают слабым раствором соляной кислоты, чтобы смыть цемент с поверхности стены. цветные бетоны- то же, что и растворы + крупный заполнитель из цветных горных пород. Применяется для мозаичных декоративных полов в общественных зданиях, парковых дорожек, площадей, оформления фонтанов, набережных и т.д.
38.
Рецепты приготовления бетона.
Приготовление бетонной смеси. При частном строительстве определяется пропорцией компонентов – это цемент, щебень, песок и вода.
Цемент – связующее вещество, на основе которого замешивают и бетон и строительный раствор. Цемент представляет собой серый едкий порошок, содержащий известняк, который кристаллизуется и застывает при увлажнении.
Балласт - это смесь песка с гравием, которую используют при замешивании бетона. Лучше всего для этого подходят смесь 3:1 (три части каменной или мелкой гравийной крошки на одну часть речного песка). Этот состав известен также под названием «Общая смесь».
Строительный песок – диапазон применения карьерного песка (модуль крупности от 0,65 мм до 2,5 мм) весьма широк. Его используют в кладочных и штукатурных работах, производстве различных видов бетона. Мягкие, округлые песчинки позволяют легче вбивать в раствор кирпичи или бетонные плиты, подгоняя из до нужного уровня. Такой песок содержит также небольшую примесь глины, которая при увлажнении делает раствор более вязким и плотным.
Щебень - не менее распространенный материал, использующийся в строительстве. Щебень получают в результате дробления твердых горных пород, кирпичного боя и шлаков. Самой распространенной и широко применяемой горной породой является гранит. Гранитный щебень характеризуется прочностью и морозостойкостью. К тому же обладает такими качествами, как лещадность, плотность и прочность на сжатие. Кроме этого существует щебень известковый, гравийный, доломитовый, горных пород. Щебень также разделяется на фракции: 3/10; 5/20; 20/40; 40/70
В индивидуальном строительстве лучше и оптимально применять щебень фракции 5/20 мм, из естественных горных пород, мелкого речного или дробленого гравия. Возможно применение искусственного щебня, шлаков, керамзита, однако следует помнить, что бетонная конструкция с использованием такого рода заполнителей будет менее долговечней.
Вода – для приготовления смеси должна быть чистой, без инородных включений. Количество воды сложно установить заранее, т.к. оно зависит от исходной влажности песка и щебня и от влагопотребности цемента. Обычно необходимое количество воды определяется в процессе приготовления смеси. Сначала сухие составляющие (цемент, песок, щебень) перемешиваются между собой. Примерное количество составных частей для приготовления бетонной смеси: цемент – 30 кг (3 ведра); песок – 70 кг (5 ведер); щебень – 100 кг ( 8 ведер). Вот собственно и все. В нашем случае щебень, песок и цемент смешиваются в следующей пропорции: щебень – 10 частей, песок – 5 частей, цемент – 3 части.
В данной пропорции цемент является самым дорогим компонентом, поэтому для получения определенной марки прочности бетона надо брать цемент, прочностью выше в два-три раза. Для Портландцемента это соотношение будет ближе к 2, для остальных – к 3, то есть используется цемент марки 300 кг/см3 – получаем бетон прочностью 100-150 кг/см3. Добиться оптимальной пропорции бетона и помогает описанный выше рецепт приготовления бетона.