Полимерцементные бетоны, бетонополимеры и полимербетоны.

Полимерцементные бетоны., такие бетоны характеризуются наличием двух активных составляющих: минерального вяжущего (цемен­та) и органического вещества (полимера). Использование в бето­не полимеров позволяет изменять его структуру и физико-меха­нические характеристики.

Как правило, полимерце­ментные бетоны имеют повышенную прочность на растяжение и изгиб, повышенную водонепроницаемость и водостойкость, стойкость к действию морской воды, более высокую морозо­стойкость и износостойкость, хорошие адгезионные свойства (в том числе к старому бетону), меньшие усадку Применяют их для покрытия полов промышленных зданий, устройства резервуаров для воды и нефтепродуктов, антикорро­зионных покрытий, реставрации бетонных конструкций, ремон­та аэродромных покрытий и пр.

Полимербетоны. Еще их называют пластобетонами. Мине­ральное вяжущее у них полностью заменяется полимерным свя­зующим. По сути это пластмассы с минеральными наполнителя­ми различной крупности. Полимербетоны применяются для изготовления химически стойких строительных изделий и конструкций (несущих и нене- сущих, монолитных и сборных), а также для устройства полов (в жилых и промышленных зданиях), фундаментов, сливных лотков и др.

Бетонополимеры. Представляют собой затвердевшие бетоны, 133. Высокопрочные бетоны.

К высокопрочным (СТБ EN 206-1) относят нормальные и тяжелые бетоны прочностью класса С50/60 и выше и легкие- класса С50/55 и выше. Высокой прочности таких бетонов можно достигнуть при вы­полнении ряда условий, вытекающих из физических основ структурообразования бетона. Основными из них являются при­менение низких В/Ц отношений (0,20...0,30), использование плотных высокопрочных заполнителей, добавок пластификато­ров и, в частности, супер- и гиперпластификаторов, ше и легкие - класса тщательное перемешивание и высокоинтенсивное уплотнение бетонной смеси (вибрирование с пригрузом, двой­ное вибрирование), создание наиболее благоприятных условий твердения и др.

Способствуют повышению прочности бетона также высокий предельно допустимый расход цемента (до 550...600. г/м³), мак­симально возможное насыщение его зернами прочного заполни­телемС50/55 и выше. ). Армирование короткой и тонкой высокопрочной арма­турой. Высокопрочные бетоны отличаются высокой плотностью микро- и макроструктуры, характеризуются повышенной долго­вечностью и стойкостью по отношению к атмосферным и дру­гим агрессивным воздействиям и, как правило, быстрым тверде­нием

Фибробетон и арболит.

Фибробетон. Это дисперсно-армированный бетон. Он являет­ся разновидностью цементного композиционного бетона (бето­на-матрицы), в котором в качестве армирующего компонента (дисперсного армирования) используются короткие дисперсные волокна (фибры) с равномерным (хаотичным) или заданным распределением по всему объему бетона. В результате повышается трещиностойкость, деформативность, прочность бе­тона на растяжение во всех измерениях (трехмерное упрочнение), что способствует и увеличению прочности на сжатие такого бето­на и других показателей. Применение дисперсного армирования позволяет полностью заменить традиционное армирование

Арболит ) - лег­кий бетон на заполнителях растительного происхождения, пред­варительно обработанных раствором минерализатора (СТБ 2140, СТБ 1105, ГОСТ 19222, ГОСТ 25192, ГОСТ Р 54854). Часто такой материал называют деревобетон, древобетон, опилкобетон, В качестве органических заполнителей в арболите использу­ют дробленую древесину нормированных размеров (чаще всего щепу, дроблену хвойных (ели и сосны) и твердолиственных по­род), стебли тростника, камыш, костру льна или конопли, дроб­леную рисовую солому или стебли хлопчатника и т.п. К недостаткам арболита можно отнести сравнительно высо­кую влагопроницаемость и пониженную влагостойкость. Поэто­му наружные поверхности стен или конструкций из арболита не­обходимо защищать от атмосферной влаги с помощью защитно­го отделочного слоя.

Применяют арболит как теплоизоляционный (плотностью до 600 кг/м³), конструкционно-теплоизоляционный и конструк­ционный (плотностью 700...1250 кг/м³) материал в монолитном строительстве, так и в виде блоков, плит и панелей в малоэтаж­ном строительстве зданий (до трех этажей) жилого, хозяйствен­ного и производственного назначения с относительной влажно­стью воздуха помещений до 75%.

139. Общие сведения о железобетоне

Основной причиной, способ­ствующей изобретению железобетона послужило то, что бетон, как и всякий хрупкий каменный материал, хорошо работает на сжатие, но плохо на растяжение и разрушается даже при срав­нительно небольших изгибающих нагрузках. Из рисунка видно, что по высоте поперечного сечения балки под действием нагрузки F образуются две зоны напряжений, кото­рые разделены нейтральной плоскостью. Верхняя зона от оси 0 — 0 балки испытывает сжатие, а нижняя — растяжение. Для того чтобы предотвратить разрушение в нижней части укладывают стальную арматуру в нижнюю часть, которая хорошо воспринимает нагрузку на растяжение. Такой материал и называют железобетонном. Таким образом, железобетон представляет собой материал, в котором выгодно сочетается совместная работа бетона и стали.

Такая работа и возможность их взаимного дополнения определя­ются следующими факторами:

• бетон при затвердевании прочно сцепляется с арматурой, которой с этой целью придают рельефный профиль, и под дей­ствием нагрузки они деформируются совместно;

• монолитность конструкции обеспечивается почти одинако­выми коэффициентами линейного температурного расширения бетона и стали (соответственно 10 • 10~⁶ и 12 • 10 ⁶);

• бетон не только не оказывает вредного воздействия на арма­туру, но и надежно защищает ее от коррозии, так как в процессе гидратации цемента образуется щелочная среда, в которой сталь не корродирует.

Виды железобетона:

- предварительно напряженный ж/б

- фибробетон (дисперсно-армированный бетон, в котором в качестве армирующего компонента используются короткие дисперсные волокна (фибры) с равномерным (хаотичным) или заданным распределением по всему объему бетона.)

- армоцемент (особо мелкозернистый бетон, армированный по всему сечению расположенными в не­сколько рядов по толщине конструкции ткаными металлически­ми сетками)

Предварительно напряженный ж/б

В зависимости от способа армирования и состояния арматуры различают желе­зобетонные изделия с обычным армированием и предварительно напряженные. При обычном армировании избе­жать образования трещин под длительным действием нагрузки практически не удается (различная предельная растяжимость бетона и стали). В предварительно сжатом бетоне трещины появят­ся только в том случае, если растягивающие напряжения превы­сят созданные в нем напряжения предварительного сжатия. Однако на­прягать арматуру следует в пределах ее упругих деформаций, т.е 85..90% от предела текучести стали такой ж/б наз. предварительно напряженным.

Различают несколько способов предварительного напряже­ния железобетонных конструкций:

• если напряжение арматуры осуществляется до затвердева­ния бетона. В этом случае арматуру укладывают в опалубку, рас­тягивают и закрепляют в растянутом состоянии на упорах. Затем укладывают бетонную смесь, изделие формуют и после затверде­вания бетона или приобретения бетоном определенной прочно­сти (> 70% от проектной) арматуру освобождают от натяжения. В результате она стремится сократиться и обжимает бетон;

• напряжение арматуры производится после затвердевания бетона. В этом случае в бетоне в процессе формования изделия готовятся специ­альные каналы, в которые после приобретения им необходимой прочности укладывают арматуру. Утюженную арматуру растяги­вают и закрепляют на концах формы анкерными устройствами, используя в качестве опоры затвердевший бетон. При этом в нем возникают сжимающие напряжения. После натяжения арматуры каналы заполняют инъекционным раствором или антикоррози­онной мастикой;

• напряжение арматуры может осуществляться и в процессе затвердевания бетона. В этом случае используются бетоны, при­готовленные на напрягающих цементах.

Предварительное напряжение арматуры не только преду­преждает появление трещин в растянутой зоне бетона, но и по­зволяет снизить массу железобетонных конструкций, сократить расход арматуры, увеличить жесткость, повысить долговечность и несущую способность конструкций

141. Сущность предварительного напряжения ж/б конструкций

Избежать образования трещин в растянутой зоне конструк­ции можно, если предварительно создать в бетоне сжимающие напряжения. В предварительно сжатом бетоне трещины появят­ся только в том случае, если растягивающие напряжения превы­сят созданные в нем напряжения предварительного сжатия. Сжатие бетона можно обеспечить предварительным растяжени­ем арматуры (подобно резиновому жгуту), которая, будучи за­фиксирована в бетоне за счет сцепления с ним или дополнитель­ных анкерных устройств, в свою очередь обожмет бетон. И чем сильнее будет растянута арматура, тем больше будет сжат бетон. Поэтому, когда в условиях эксплуатации к конструкции будет приложена нагрузка, напряжения от нее, возникающие в растя­нутой зоне бетона, будут частично компенсироваться предвари­тельно созданными сжимающими напряжениями. Однако на­прягать арматуру следует в пределах ее упругих деформаций, т.е. 85…90% от предела текучести стали. Такой железобетон называ­ется предварительно напряженным.