Бетоны.Классификация бетонов. Применение бетона различных видов.

Бетон – искуственный каменный материал, получаемый в результате затвердевания тщательно подобранной перемешанной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды, мелкого заполнителя(песок) и крупного заполнителя(щебень, гравий) и специальных добавок. Цемента и воды около 15%. Песка и крупного заполнителя около 85%. Бетон – основной строительный материал, универсальный. Можно придать любую форму, изменять свойства.

Классификация бетонов ГОСТ 25.192-2012

по основному назначению ,стойкости к видам коррозии, виду вяжущего, виду заполнителей, структуре, условию твердения, прочности, темпу набора прочности, морозостойкости, водонепроницаемости, истираемости .

По средней плотности:

особо тяжелые – D>2500 кг/ (заполнители – железные руды, стальные опилки, магнетит, гематит, лиманит, стальные зерна, чугунная дробь); б)

тяжелые – D=2200-2500 кг/м3 (на песке, гравии или щебне из тяжелых горных пород),применяют во всех несущих конструкциях;

облегченные D =1800-2000 кг/м3(применяют в преимущественно в несущих конструкциях)

легкие – D =500-1800кг/м3(к ним относятся легкие бетоны на пористых природных и искусственных заполнителях, ячеистые бетоны, крупнопористые бетоны);

особо легкиеD< 500 кг/м3.Используется в качестве теплоизоляции.

По виду вяжущего: цементное, известковое, шлаковое, гипсовое, специальное (полимербетон или на магнезиальном вяжущем)

По виду заполнителей: плотные, пористы ,специальные (металл. дробь, вспененные гранулированные полистирол)

По прочности:

средней прочности (класс прочности при сжатии B ≤ В55)

высокопрочные (В ≥ В55)

По морозостойкости:

низкой морозостойкости F50 и менее.

средней морозостойкости от F50 до F300.

высокой морозостойкости.

По водонепроницаемости:

низкой W<W4

средней W4-W12

высокой >W12

По назначению: гидротехнический, декоративный, кислотоупорный, жаростойкие, дорожные, бетоны для защиты от радиации.

Тяжелый бетон используют для защиты стальной арматуры от коррозии, для цементно-бетонных дорог и полов промышленных зданий. Бетоны высокой морозостойкости применяют для тех частей сооружений, которые подвергаются многократному замораживанию и оттаиванию во влажном состоянии (гидротехнические сооружения, конструкции железобетонных градирен, цементно-бетонные покрытия дорог и аэродромов…). Крупнопористый бетон используется как теплоизоляционный материал. Гипсобетон широко применяют для изготовления сплошных и пустотелых плит перегородок. Ячеистые бетоны для ограждающих конструкций, железобетона и др.

37.Материалы для тяжёлого бетона. Технические требования к заполнителям для тяжелого бетона. Стандартные метод оценки зернового состава. Требования к воде затворения. Выбор вида и марки вяжущего.

Цемент: применяется портландцемент и все его разновидности, глиноземистый, а также другие вяжущие.

Для изготовления бетона необходимо выбрать цемент такой же марки, чтобы его количество в бетоне было по возможности минимальным.

Цемент выбирают в зависимости от условий эксплуатации бетона, от вида бетонной конструкции, от заданной марки бетона. Для железобетона: быстротвердеющий цемент. Для массивных конструкций: портландцемент и шлакопортландцемент. Для наружных зон гидросооружений- сульфатостойкий портландцемент. Для повышения морозостойкости используется цемент с органическими добавками (гидрофобный и пластифицированный)

Марки цемента назначаются в зависимости от проектной марки бетона по прочности при сжатии.

Марка бетона	М150	М200	М250	М300	М350	М400	М450	М500	М600 и выше
Марка цемента	М300	М300 М400	М400	М400 М500	М400 М500	М500 М600	М550 М600	М600	М600

Мелкий заполнитель: песок природный(естественное разрушение горных пород) и искусственный (дробление твердых горных пород и отсевов) с размером зёрен 0,16 – 5 мм и плотностью > 1,8 . По происхождению пески: горные, овражные, речные, морские. От происхождения зависит форма зерен (окатанные или угловатые). Заполнитель должен состоять из зёрен разного размера, чтобы зерна меньшего размера располагались в пустотах между крупными.

Зерновой (гранулометрический) состав песка определяется просеиванием высушенной средней пробы (1000г) через стандартный набор сит с размерами 5; 2,; 1,25; 0,63; 0,315; 0,16 мм. Сначала вычисляют частный остаток на каждом сите (%), как отношение массы остатка к массе просеиваемой пробы. Затем определяют полный остаток (%) на каждом сите как сумму частных остатков на данном сите и на всех ситах крупнее данного.Зерновой состав песка удобно представить графически, если по горизонтали отложить размеры отверстий сит, а по вертикали полные остатки. Для оценки крупности песка применяют безразмерный показатель - модуль крупности, который вычисляют как отношение суммы полных остатков на ситах, ко всей пробе, принятой за 100.В зависимости от зернового состава песок разделяют на крупный, средний, мелкий. Содержание в песке зерен, проходящих через сито 0,16 мм, должно быть не более 10% по массе, при этом количество пылевидных, илистых, глинистых частиц не должно превышать 3%.Содержание глины в пески строго ограничивается(глина набухает при увлажнении и увеличивается в объеме при замерзании, снижая морозостойкость)

Крупные заполнители(гравий и щебень): размеры частиц от 5 до 70мм (для массивных конструкций до 150мм) Щебень – продукт дробления горных пород с зернами угловатой формы и шероховатой поверхностью., что способствует лучшему их сцеплению с цементным камнем, поэтому для бетонов высокой прочности (М500 и выше) применяют щебень, а не гравий

Гравий - рыхлый материал, образовавшийся при естественном разрушении горных пород, имеет окатанную форму и гладкую поверхность.

Зерновой состав определяется просевом на стандартных ситах. Пробы крупного заполнителя устанавливается с учетом наибольшего D и наименьшего d размеров зерен. Результаты просеивания пробы обычно наносят на график, по горизонтали -размеры отверстий сит, по вертикали - полные остатки на ситах.. Наибольшая крупность крупного заполнителя должна соответствовать размерам сечения и густоте армирования конструкции. Согласно рекомендациям ГОСТ 27006–86, необходимо проверить выполнение двух условий:

1.Наибольшая крупность заполнителя D должна быть не более 3/4 наименьшего расстояния в свету между стержнями арматуры а:

2.Наибольшая крупность заполнителя D должна быть не более 1/3 минимального размера поперечного сечения конструкции :

Количество пылевидных и глинистых частиц в щебне и графии допускается не более 1%.

Вода применяемая для затворения бетонной смеси и поливки бетона не должна содержать вредных примесей, препятствующих схватыванию и твердению вяжущего вещества. Применяется водопроводная питьевая вода, природная вода(рек, естественных водоемов) с водородным показателем pH не менее 4,содержащая не более 5000мг/л минеральных солей, сульфатов не более 2700 мг/л(в пересчете на SO3).Не допускается применять болотные, сточные бытовые и промышленные воды.

38.Бетонная смесь. Технические свойства бетонных смесей. Методы определения удобоукладываемости бетонных смесей. Факторы, влияющие на удобоукладываемость бетонной смеси.

Бетонной смесью называют рационально составленную и тщательно перемешанную смесь компонентов бетона до начала процессов схватывания и твердения. Состав бетонной смеси определяют, исходя из требований к самой смеси и к бетону.

Технические свойства бетонной смеси: при изготовлении ж/б и б изделий, бетонировании монолитных конструкций, самым важным свойством является удобоукладываемость - способность бетонной смеси заполнять форму при данном способе уплотнения, сохраняя свою однородность.

Для оценки удобоукладываемости 3 показателя:

1 - подвижность бетонной смеси, которая является характеристикой структурной прочности смеси;

Для определения подвижности смеси и связности (способность расплываться под действием собственной массы) применяется стандартный конус. Мерой подвижности служит величина осадки конуса, которую измеряют сразу же после снятия формы, как среднее двух определений, выполненных из одного замеса.

2 – жесткость, которая является показателем динамической вязкости бетонной смеси;

Если осадка конуса (ОК) равна нулю, то удобоукладываемость характеризуется жесткостью(Ж-временем вибрирования в секундах, необходимом для выравнивании и уплотнении предварительно отформованного конуса бетонной смеси, в приборе для определении жесткости.

3 – связанность, которая характеризуется водоотделением бетонной смеси после ее отстаивания.

При уплотнении подвижной смеси происходит сближение составляющих её зерен, при этом часть воды отжимается вверх, образуя капиллярные ходы, повышая водопроницаемость и понижая морозостойкость. Уменьшение количества воды затворения при применении пластифицирующих добавок и повышение водоудерживающей способности смеси путем правильного подбора зернового состава заполнителя является главной мерой борьбы с расслоением подвижных бетонных смесей.

Факторы:

Показатели удобоукладываемости (ОК и Ж) назначаются в зависимости от типа конструкций, её размеров, густоты армирования и применяемого способа уплотнения.

Главным фактором определяющим подвижность смеси является 1- расход воды, с его увеличением подвижность возрастает.

Правило постоянства водопотребности - удобоукладываемость смеси с расходом цемента от 200 до 400 кг/м3 зависит от количества воды и почти не зависит от содержания цемента.

п.п.ц увеличивает расход воды на 10-20 л.

песок увеличивает расход воды, щебень по сравнению с гравием тоже увеличивает расход воды.

введение поверхностно активных веществ, пластифицирующих и воздухововлекающих увеличивает подвижность при том же расходе воды. Суперпластификатор С-3 снижает водопотребность на 20-25%

2 – объем цементного теста; 3 – объем цементного раствора, для придания подвижности необходимо раздвинуть зерна крупного заполнителя и окружить их оболочкой из растворной смеси.