Бетоны. Классификация и области применения бетонов.

Бетоны. Классификация и области применения бетонов.

Бетоном называется искусственный каменный материал, полученный в результате затвердевания рационально подобранной однородно перемешенной и питательно-уплотненной смеси(вяжущего,заполнителя,воды,добавок)

Классификация:

1)По назначению

- конструкционные

- специальные( теплоизоляция,декоративные)

2) По виду вяжущего

- цементные

- гипсовые

- известковые

- специальные

3) по виду заполнителя

-плотные

- пористые

4) по структуре

-плотная

-поризованная

-ячеистая

-крупнопористая

5) по условиям твердения

- в естественных условиях ( t22)

-при тепловой обработке ( t до 100, влажность 100%)

- в автоклаве ( при повышенном давлении)

6) по прочности

- по средней до В50

- высокопрочные больше В55

7) по скорости твердения в нормальных условиях

-быстротвердеющие ( R₂/R₂₈> 0.4)

- медленно твердеющие (R₂/R₂₈<=0,4)

8) по средней плотности

-особо легкие < Д800

- легкие Д800 до Д2000

- тяжелые Д2000 до Д2500

- особотяжелые>=Д2500

9) по морозостойкости

- низкая <F50

- средняя отF50 до F300

- высокая >F300

10) по водонепроницаемости

- низкой <W4

-средней от W4 до W12

- высокой >W12

11) по истираемости

- G1 низкая

- G2 средняя

-G3 высокая

2. Технические требования к сырьевым материалам для бетона.

Цемент
* В качестве вяжущего используется портландцемент, пуцолановый, шлакопортландцемент
* Цементы выбираются с учётом требований предъявляемых к бетону (прочность, морозостойкость, водонепроницаемость, хим. стойкость, технология изготовления изделий, их назначение и эксплуатация)
* Марка или класс цемента выбирают в зависимости от проектной плотности бетона при сжатии (д.б. > чем М бетона)
Заполнители - функция скелета в бетоне (создают каркас) - в качестве крупного заполнителям для тяжелого бетона применяется гравий и щебень
Щебень размер 5-150 мм
Гравий 5-150 мм
Требования к крупному заполнителю:
*Определённый зерновой состав ( фракции разного размера лучше)
*Пустотность не более 45%
*Содержание зёрен пластинчатый (лещадный) и угловатой формы не более 35%, потому что бугристая поверхность дает большее сцепление

*Суммарное содержание пылевидных, глинистых или илистых частиц не более 1% в крупном заполнителе и 3% в песке
* Прочность
Для всех видов бетонов должен использоваться щебень из изведённых пород марки не ниже 800, метаморфических не ниже 600, осадочных не ниже 300
* Содержание слабых зёрен в заполнителе не более 10% по массе
* По морозостойкости от 15 до 300

Мелкий заполнитель
Песок - это рыхлая смесь зёрен крупностью 0,16-5мм образовавшиеся в результате естественного разрушения массивных горных пород или в результате искусственного дробления горных пород

- По происхождению пески бывают природные и искусственные
- Природные делятся речные и морские, горные и овражные
- По минералогическому составу: кварцевые, пылевошпатывые, доломитовые и т.д .
По крупности: мелкие, средние, крупные и повышенной крутости
Удельная поверхность
Истинная плотность 2000-2800 кг/м3
Содержание зёрен крупностью 5-10мм (до 5% допускается) более 10мм не допускается
Пустотность не более 38%
Определенный зерновой состав (набор сит: 5,0; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,16)

Содержание пылевидных, глинистых и илистых не более 3% (для крутых бетонов вообще не допускаются)

Вода
Для приготовления бетонных смесей, для ухода за твердеющим бетоном и промывки заполнителей может использоваться вода следующая: питьевая (водопроводная), естественная (поверхностная и грунтовая), очищенная техническая вода, вода после промывки оборудования для приготовления и транспортировки бетонных смесей, слабо солёная морская вода, комбинированная вода

Не допускается: сточная, болотная, торфяная

Не допускается: наличие нефтепродуктов, масел, жиров, кислотность (pH4-12,5)

Свойства бетонов.

Прочностные характеристики

Прочность при сжатии

-Класс бетона определяется величиной гарантированной прочности на сжатие с обеспеченностью 0.95

В3.5 В5 В7,5В 10 В12,5 В15 В17.5 В20 В 22.5…В90

-Средняя прочность бетона (марка) определяется пределом прочности при сжатии стандартных образцов кубов (150*150), изготовленных из рационально подобранной бетонной смеси и испытанных через 28 суток при твердении в нормальных условиях ( t 22±2,атм.давление, влажность 90-100%) Марки : М50 М100 М150 М200 М250 М300 М400 М500 М600 R_сж= *α

-Передаточная прочность – та,при которой допускается передача усилия обжатия от напряженной арматуры с опорой на бетон

-Отпускная прочность–прочность бетона при сжатии,при которой допускается разгрузка изделий Прочность на осевое растяжение

За проектную принимают сопротивление осевому растяжению контрольных образцов размером 50*50*500мм,100*100*800мм

Прочность на осевое растяжение при изгибе

Деформативные

- Модуль упругости для тяжелого бетона (20..37)*10³ Мпа

Чем плотнее тем прочнее

- Ползучесть – способность бетона деформироваться во времени, при длительном действии постоянной нагрузки. Зависит от пористости, вяжущего. Чем меньше заполнитель, тем вероятность ползучести увеличивается.

- Усадка – уменьшение объема бетона, при твердении в условиях слабой влажности

- Теплопроводность – зависит от наличия крупного заполнителя

Морозостойкость

Критерием является кол-во циклов, при котором происходит потеря по массе образца менее 5%, потеря прочности не более 15%. Морозостойкость :Fот 50 до 500

Водонепроницаемость

Принимается W2…W20

Характеризуется односторонним гидростатическим давлением , при котором образцы не пропускают воду при стандартном испытании.

Истираемость

Характеризуется тремя марками, определяется экспериментально

G1 –потеря массы не более 0,1 г/см², применяется для интенсивной нагрузки

G2- потеря не более 0,8 г/см² , в условиях малой интенсивности

G3- потеря не более 0,9 г/см² при совсем слабой интенсивности

Армирование железобетонных конструкций. Предварительно напряженные конструкции.

С целью повышения трещиностойкости и несущей способности железобетонных конструкций, а также более полного использования механических свойств арматурной стали и сокращения ее расхода используют предварительное напряжение арматуры.

Предварительно напряженными называются такие железобетонные конструкции, в которых в предполагаемых зонах растяжения до приложения эксплуатационных нагрузок искусственно создается внутреннее напряженное состояние, выражающееся в обжатии бетона и растяжении арматуры. Прежде чем бетон в конструкции начнет работать на растяжение, в нем должно быть погашено предварительно созданное сжатие.

Предварительно напряженные железобетонные конструкции обладают многими преимуществами по сравнению с обычными железобетонными конструкциями. Их эксплуатационные качества выше, так как благодаря трещиноустойчивости увеличиваются жесткость и долговечность, повышается водонепроницаемость.

Во всех случаях изготовления предварительно напряженных элементов натяжение арматуры производится одним из следующих методов.

Предварительное обжатие. Арматура укладывается и натягивается(на упоры)до укладки бетона. Контроль напряжений в арматуре осуществляется в данном случае до обжатия бетона.

Последующее обжатие. Арматура укладывается в формы до укладки бетона или в каналы элементов в процессе изготовления конструкции, но натягивается(на бетон)после набора бетоном достаточной прочности, для того чтобы передать на него усилия обжатия, создаваемые натяжными устройствами. Контроль натяжения в арматуре в этом случае производится в процессе обжатия бетона.

В соответствии с принятыми методами напряженного армирования железобетонных конструкций арматура, применяемая в них, соответственно называется «с предварительным натяжением» и «с последующим натяжением». Для изготовления большинства типов конструкций применяется арматура с предварительным или последующим натяжением. Только в составных конструкциях могут применяться оба вида напряженной арматуры, из которых предварительно напряженная арматура используется при изготовлении отдельных элементов, а арматура с последующим напряжением применяется при сборке конструкции из этих элементов.

При изготовлении железобетонных конструкций с предварительно напряженной арматурой, когда бетонирование производится после натяжения арматуры, должно быть обеспечено начальное сцепление арматуры с бетоном, и контроль натяжения арматуры

должен производиться до обжатия бетона.

В случае применения последующего натяжения после твердения бетона отсутствует сцепление с бетоном арматуры, расположенной внутри или снаружи элемента, контроль натяжения арматуры в этом случае производится после обжатия бетона.

Сцепление между арматурой и бетоном восстанавливается последующим обетонированием арматуры элемента после натяжения арматуры.

По способам анкеровки предварительно напряженная арматура делится на следующие виды:

а) неанкерованная из холоднотянутой высокопрочной проволоки, горячекатаной, холоднотянутой или низколегированной стали периодического профиля;

б) непрерывно навиваемая из холоднотянутой высокопрочной проволоки с закреплением концов.

Арматура с последующим натяжением из одиночных стержней постоянного сечения, пучка проволок из холоднотянутой или низколегированной стали всегда бывает анкерованной.

Армирование:

Прочность на излом, повышенная надежность являются основными характеристиками, которым наделяется железобетонная конструкция при армировании. Стальной каркас многократно усиливает выносливость материала, расширяя область его применения. Горячекатаная сталь используется для армирования в железобетоне. Она наделена максимальной стойкостью к негативным воздействиям и коррозии.

Сваренный скелет из арматуры размещается внутри бетона. Однако недостаточно просто поместить его туда. Чтобы армирование выполняло свое назначение, требуются специальный расчет усиления бетона, соответствующий минимальному и максимальному проценту.

Сырье для легких бетонов.

Сырьё (вяжущие: цементовые, известково-кремнеземистые, Смешенные, Полимерные)
Заполнители:
- Природные: легкие горные породы (туф, ракушечник, некоторые известняки, пемза).
- Искусственные: специально получаемые или отходы производства (керамзит, керамзитовый песок, перлитовые, вермикулитовые, шлаковая пемза, кварцевый песок, золы, древесные отходы (стружка, шерсть, солома)
- Добавки: воздухововлекающие, газопенообразующие.

В завис.от вида крупного пористого заполнителя легкие бетоны делят на: керамзитобетон, аглопоритобетон, шлакобетон, пемзобетон и т.д.

Вяжущее выбирают с учетом усл. твердения бетона, треб. прочности.

Свойства

Удобоукладываемость- способность смеси уклад-ся на поверх-ти тонким однород. слоем. Зависит от подвижности и водоудерж.спос-ти.

Подвижность-спос-ть легко под дейст.сил собственного веса или прил.внеш.сил. Опр. с пом.стандарт.конуса

Водоудерж. спость- свойство раствор.смеси удерживать в своем составе при интенсив.отсосе ее пористым основанием.

Расслаиваемость

t применения

Сред. плотность

Влажность (для сухих раствор.смесей)

18.Вяжущие материалы и добавки для приготовления строительных растворов.

Известковое вяжущее- в виде гидрат.извести(пушонки),известкового теста, известкого молока.

Строит.гипс- добавка к извест.р-рам с целью ускорения процесса твердения и повышения прочности, а также самост.вяж-е при изгот.гипс. растворов.

Цементы- низкие марки

*известково-шлаковые, известково-пуццолановые и т.д.
*цементы для строит.растворов
*различные клинкре.цем без добавок и с актив.минерал. тонкомолотыми и тонкодисперс.добавками.

Добавки:
неорганические( известь и глина)
органические( мылонафт,подмыльныйщелок,омыленный древесный пек и др)

Противоморозные добавки: поташ, нитрит натрия, нитрат кальция с мочевиной
В подземке чтобы понизить температуру замерзания р-ра применяют CaCl, NaCl , AmCl(хлоид аммония).

19.Виды строительных растворов: -по основному назначению(кладочные, облицовочные, штукатурные, специальные); -по применяемому вяжущему (простые, сложные); -по средней плотности(тяжелые ; легкие )

20.Определение марки по прочности на сжатие строй.раствора:Марка строй. Раствора –это предел прочности на сжатие образцов-кубов размерами 70,7х70,7х70,7 мм, изготовленных из растворной смеси требуемой подвижности и испытанных в возрасте 28 суток при темп. твердения(20 .М4,10,25,50,75,100,150,200,300

21.Сухие смеси

Сырье:
-Вяжущее: портландцем,белыйцем,гипс,известь,глиноземцем

-Заполнители и наполнители: кварц.песок,известняк,доломит,микрокремнещем,зола-унос,пигменты
-Хим.добавки: пластификаторы,стабилизирующие и водоудерж, полимер.порошки,замедлители,ускорители, порообраз и др.

Технология:

-подготовка исход.материалов
-приготовление мухих смесей
-отпуск готовй продукции потребителю

Применение: отделка, плиточная смесь, бетонирование, теплоизоляция, шпаклевка

22.Теплоизоляционные изделия

Это материалы, имеющие плотность в сухом состоянии , и малую теплопроводность и применяются для изоляции строй.конструкций зданий и сооружений, тепловых и холодильных установок и трубопроводов. Классификация: по виду сырья(не-/органические), по форме (рыхлые,плоские,фасонные,шнуровые) по структуре (волокнистые,ячеистые,зернистые), по содержанию вяжущего(не-/содержащ.) по горючести (несгор.,сгор.,трудносгораемые).

23.Органические теплоизоляционные изделия

Их получают из органического сырья (отходы древсины, стружки, опилки, торф) обработкой (часто со связующим материалом) и пресованием в штучные изделия. Имеют не высокую теплопроводность, малая плотность 15-500 . Они дешевые. Недостатки: горят, тлеют, увеличивается теплопроводность при увлажнении, малая био-стойкость, порча грызунами. Подходят в сухих условиях.

24.Неорганические теплоизоляционные изделия

Получают из неорганического сырья переработкой. Малая теплопроводность и малая плотность 35-500. Не горят, не гниют, относительно долговечны. Подходят для теплоизол. строй.конструкций и пром.оборудования.

Отделочные материалы

· Линкруст

· влагостойкие(моющиеся обои

· поливинилхлоридная декор.пленка

· Тексоплен

· пластик бумажно-слоитстый

· полистирольные облицовочные плитки

· плинтусы

· поручни

· стеклопластики

· Древесные слоистые пластики ДСП( длина 0,7-5,6м;ширина 0,95-1,2м, толщина 1-12мм)

· Древесноволокнистые плиты ДВП

Линолеумы:

· поливинилхлоридные

· нитроцеллюлозный

· глифталевый(алкидный)

· резиновый(релин)

· ворсолин

· на пенолатексной основе

· ковроплен

Полимербетоны и Полимеррастворы

Полимербетоны- конгломераты, получаемые на основе синтетических смол, отвердителей и с применением хим.стойких и совместимых со смолами наполнителей и заполнителей.

· термореактивные
- карбамидно-фенольные,полиэфирные, фурановые, полиуретановые и эпоксидные

· термопластичные
-инденкумароновые и метилметакрилатные

Наполнителями служат кварцевая, андезитовая и диоритовая мука, маршаллит, графит. порошок.
Связ. в-во и наполнитель образуют при их объединении наполненный полимер. Заполняющую часть формирует крупный и мелкий зернистый материал( используют кислотостойкие щебень и гравий, керамзит, аглопорит, шунгизит)

Полимерьетоны, назв. искусственным мрамором, представляют собой высоконаполненную полиэфирную смолу(18-21%смолы и 78-81% наполнителя). Применяют как плитку для поа, облицовки стен, высокодекор., элементов фасадов и крыш. Высоккая сопротивляемость воздействию агрессив.сред и истираемость.

Полимеррастворы- в них отсутствует крупнозернистый заполнитель, а полимер равномерно размещается на мелких зернах песка, формируя плотный и прочный монолит.

Для исп. полимербетонов и полимеррастворов в несущих конструкциях их армируют стальной, стеклопластиковой или стекловолокнистой арматурой.

Бетоны. Классификация и области применения бетонов.

Бетоном называется искусственный каменный материал, полученный в результате затвердевания рационально подобранной однородно перемешенной и питательно-уплотненной смеси(вяжущего,заполнителя,воды,добавок)

Классификация:

1)По назначению

- конструкционные

- специальные( теплоизоляция,декоративные)

2) По виду вяжущего

- цементные

- гипсовые

- известковые

- специальные

3) по виду заполнителя

-плотные

- пористые

4) по структуре

-плотная

-поризованная

-ячеистая

-крупнопористая

5) по условиям твердения

- в естественных условиях ( t22)

-при тепловой обработке ( t до 100, влажность 100%)

- в автоклаве ( при повышенном давлении)

6) по прочности

- по средней до В50

- высокопрочные больше В55

7) по скорости твердения в нормальных условиях

-быстротвердеющие ( R₂/R₂₈> 0.4)

- медленно твердеющие (R₂/R₂₈<=0,4)

8) по средней плотности

-особо легкие < Д800

- легкие Д800 до Д2000

- тяжелые Д2000 до Д2500

- особотяжелые>=Д2500

9) по морозостойкости

- низкая <F50

- средняя отF50 до F300

- высокая >F300

10) по водонепроницаемости

- низкой <W4

-средней от W4 до W12

- высокой >W12

11) по истираемости

- G1 низкая

- G2 средняя

-G3 высокая

2. Технические требования к сырьевым материалам для бетона.

Цемент
* В качестве вяжущего используется портландцемент, пуцолановый, шлакопортландцемент
* Цементы выбираются с учётом требований предъявляемых к бетону (прочность, морозостойкость, водонепроницаемость, хим. стойкость, технология изготовления изделий, их назначение и эксплуатация)
* Марка или класс цемента выбирают в зависимости от проектной плотности бетона при сжатии (д.б. > чем М бетона)
Заполнители - функция скелета в бетоне (создают каркас) - в качестве крупного заполнителям для тяжелого бетона применяется гравий и щебень
Щебень размер 5-150 мм
Гравий 5-150 мм
Требования к крупному заполнителю:
*Определённый зерновой состав ( фракции разного размера лучше)
*Пустотность не более 45%
*Содержание зёрен пластинчатый (лещадный) и угловатой формы не более 35%, потому что бугристая поверхность дает большее сцепление

*Суммарное содержание пылевидных, глинистых или илистых частиц не более 1% в крупном заполнителе и 3% в песке
* Прочность
Для всех видов бетонов должен использоваться щебень из изведённых пород марки не ниже 800, метаморфических не ниже 600, осадочных не ниже 300
* Содержание слабых зёрен в заполнителе не более 10% по массе
* По морозостойкости от 15 до 300

Мелкий заполнитель
Песок - это рыхлая смесь зёрен крупностью 0,16-5мм образовавшиеся в результате естественного разрушения массивных горных пород или в результате искусственного дробления горных пород

- По происхождению пески бывают природные и искусственные
- Природные делятся речные и морские, горные и овражные
- По минералогическому составу: кварцевые, пылевошпатывые, доломитовые и т.д .
По крупности: мелкие, средние, крупные и повышенной крутости
Удельная поверхность
Истинная плотность 2000-2800 кг/м3
Содержание зёрен крупностью 5-10мм (до 5% допускается) более 10мм не допускается
Пустотность не более 38%
Определенный зерновой состав (набор сит: 5,0; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,16)

Содержание пылевидных, глинистых и илистых не более 3% (для крутых бетонов вообще не допускаются)

Вода
Для приготовления бетонных смесей, для ухода за твердеющим бетоном и промывки заполнителей может использоваться вода следующая: питьевая (водопроводная), естественная (поверхностная и грунтовая), очищенная техническая вода, вода после промывки оборудования для приготовления и транспортировки бетонных смесей, слабо солёная морская вода, комбинированная вода

Не допускается: сточная, болотная, торфяная

Не допускается: наличие нефтепродуктов, масел, жиров, кислотность (pH4-12,5)