Материалы для бетона. Вяжущие, заполнители, добавки, вода

марка по прочности цемента превышала на 10-40% класс бетона, а при низких классах бетона превышение марки цемента составляет 100-200%.

часто фактически прочность бетона получается выше марки принятого цемента. При проектировании состава бетона общим методом можно достаточно точно обусловить выбор расчетной активности цемента с учетом реальной технологии, реальных заполнителей и возможных добавок.

Для железобетонных изделий заводского изготовления применяют следующие вяжущие вещества: портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент и их разновидности, соответствующие ГОСТ 10178-85. В зависимости от минералогического состава цементы различают по характеру твердения, как при нормальных условиях, так и при тепловлажностной обработке. В результате их можно разделить на несколько видов:

1. Портландцементы с содержанием до 5% С3А. - трехкальциевый алюминат). В начальный период твердения прочность бетона на этих цементах нарастает медленно как при нормальных условиях, так и при тепловлажностной обработке. При удлинении режимов тепловлажностной обработки (более 12 13 часов) и при последующем твердении рост прочности бетона достаточно интенсивен. Прочность бетона на этом цементе через 28 суток после тепловлажностной обработки несколько (на 10÷15%) больше прочности бетона нормального твердения (R28).

2. Портландцементы с содержанием 6 9% С3А. В начальный период при нормальных условиях твердения и тепловлажностной обработке бетоны отличаются ускоренным ростом прочности с последующим замедлением твердения, поэтому продолжительные сроки тепловлажностной обработки не приводят к соответственному росту прочности бетона. Прочность пропаренного бетона на таком цементе в возрасте 28 суток не ниже прочности бетона нормального твердения. Использование этих цементов целесообразно при режимах тепловлажностной обработки до 13 часов.

3. Портландцементы с содержанием 10% С3А и более. В начальный период твердения бетоны на этом цементе имеют высокий темп роста прочности, как при нормальном твердении, так и при тепловлажностной обработке. Затем темп твердения значительно замедляется. Применять эти цементы при тепловлажностной обработке рекомендуется при коротких режимах. Прочность бетонов на этих цементах в 28-суточном возрасте близка к прочности бетона нормального твердения. Шлакопортландцементы медленно твердеют при нормальных и особенно при пониженных температурах, но являются высокоактивными вяжущими при тепловлажностной обработке изделий.

В воздушно-сухих условиях рост прочности бетона на шлакопорт-ландцементе после тепловлажностной обработки замедляется, поэтому для обеспечения последующего роста прочности необходима высокая относительная влажность среды.

пуццолановых портландцементов при тепловлажностной обработке для обычных изделий нецелесообразно. Только для изделий с повышенными требованиями по водо- и солестойкости. Бетонная смесь на этих цементах обладает повышенной водопотребностью из-за высокой нормальной густоты цементного теста, что вызывает значительное увеличение расхода цемента по сравнению с бетонными смесями на портландцементе и шлакопортландцементе. бетоны на пуццолановых цементах имеют невысокую морозостойкость и долговечность в условиях сухого и жаркого климата.

Пластифицированные цементы уменьшают водопотребность бетонной смеси, что позволяет изготовлять бетоны с меньшими расходами цемента, однако бетоны на этих цементах отличаются замед-ленными сроками схватывания и начального твердения. Гидрофобные цементы по своим свойствам аналогичны пластифицированным. Применять их целесообразно для изделий с повышенными требованиями по морозостойкости и долговечности.

Высокомарочные цементы должны применяться с тонкомолотыми гидравлическими добавками. Для легких бетонов неавтоклавного твердения используют портландцемент и его разновидности.

Строгие требования предъявляются к качеству воды, используемой при затворении бетонной смеси, а также для промывки заполнителей и увлажнения бетона при его твердении в сухих условиях. Рекомендуется применять питьевую воду; не допускаются болотные и сточные воды. Ограничивается содержание растворенных в воде солей, органических веществ, вовсе не допускаются примеси нефтепродуктов, проверяется водородный показатель рН, который не должен быть ниже 4,0 и выше 12,5.

Вода не должна содержать сульфатов более 2700 мл/л и всех солей более 5000 мг/л.

В качестве крупных заполнителей для тяжелых бетонов применяют гравий или щебень из изверженных метаморфических и осадочных пород; щебень из гравия из тех же пород. Заполнители должны соответствовать требованиям ГОСТ 25137-82. Допускаетсяприменение щебня из шлаков тепловых электростанций, а также дробленого бетона из некондиционных железобетонных изделий. Щебень, гравий и щебень из гравия д. применяться в виде фракций: 5/10 мм;10/20 мм; 20/40 мм; 40/70 мм. Заполнители следует складировать и дозировать отдельно по каждой фракции.

В качестве заполнителей для легкого бетона применяют природные и искусственные пористые материалы с объемной насыпной массой не более 1200 кг/м3 при крупности зерен до 5 мм (песок) и не более 1000 кг/м3 при крупности зерен 5/40 мм (щебень, гравий). Пористые природные заполнители получают дроблением легких горных пород: пемзы, вулканических шлаков и туфов, пористых известняков.

Искусственные пористые заполнители получают из отходов промышленности или путем термической обработки силикатного сырья .

Специально изготовленный легкий заполнитель - гравий и песок представляет собой керамзитовый материал округлой формы, получаемый при обжиге глин, вспучивающихся от выделения газов. Керамзитовый песок образуется в результате дробления и рассева керамзитового гравия или щебня, а также в кипящем слое.

применяют различные добавки в бетон. Их подразделяют на две группы. К первой относят химические вещества, добавляемые в бетон в небольшом количестве для изменения в нужном направлении свойств бетонной смеси и бетона (0,1 2% от массы цемента). Ко второй относятся тонкомолотые добавки, добавляемые в бетон в количестве 5 20% и более для экономии цемента. К тонкомолотым добавкам относят золы, молотые шлаки, пески, отходы камнедробления и некоторые другие материалы, придающие бетону специальные свойства.

Химические добавки классифицируют по основному эффекту действия.

1. Добавки, регулирующие свойства бетонных смесей:

пластифицирующие, т.е. увеличивающие подвижность бетонных смесей;

стабилизирующие, т.е. предупреждающие расслоение бетонных смесей;

водоудерживающие, т.е. уменьшающие водоотделение.

2. Добавки, регулирующие плотность и пористость бетонной смеси и бетона:

воздухововлекающие;

газообразующие;

пенообраэующие;

уплотняющие (воздухоудаляющие и кольматирующие поры бетона);

добавки-регуляторы деформаций бетона;

расширяющие добавки.

3. Добавки, регулирующие схватывание бетонных смесей и твердение бетона:

ускоряющие схватывание;

замедляющие схватывание;

ускоряющие твердение;

обеспечивающие твердение при отрицательных температурах (противоморозные).

4. Добавки, придающие бетону специальные свойства:

гидрофобизирующие, т.е. уменьшающие смачивание бетона;

антикоррозионные, т.е. повышающие стойкость в агрессивных средах;

ингибиторы коррозии стали, повышающие защитные свойства бетона и стали;

красящие, повышающие бактерицидные и инсектицидные свойства.

Большинство добавок растворимы в воде и их вводят в бетоносмеситель в виде предварительно приготовленного раствора. Оптимальная дозировка добавки зависит от вида цемента, состава бетонной смеси, технологии изготовления конструкции.