Tpc-setka.ru

ТПЦ Сетка
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Свойства крупнопористого цементного бетона

Крупнопористый бетон

Особенность строения крупнопористого бетона в наличие крупных пор образованных межзерновыми пустотами.

В замесе применяется однородный заполнитель в виде щебня, гальки или пористых материалов. За счет крупных наполнителей уменьшается доля цемента в составе, так как связываются компоненты только в точках соприкосновения, оставляя крупные поры.

В результате удельный вес бетонной массы уменьшается и зависит от вида и размера применяемого минерала.

Свойства и характеристики крупнопористого бетона

Для всех крупнопористых бетонов характерна однородная структура, включающая только воду, цемент и заполнитель.

Это может быть щебень, галька, добываемые неподалеку или пемза, керамзит и другие легкие материалы.

  • возможность монолитной заливки каркаса в опалубку;
  • несложное изготовление смеси на основе камня;
  • отличные свойства изоляции шума и тепла;
  • достаточная морозостойкость;
  • невысокая стоимость.

В зависимости от вида инертного наполнителя в составе бетонной смеси изменяются свойства и сфера применения крупнопористого бетона.

Использование плотных каменных пород позволяет получить материал, из которого укладывается каркас здания высотой до 4 этажей.

Пористый бетон продувается и паропроницаем, но имеет хорошую несущую способность.

Поэтому его укладывают в несъемную опалубку в полкирпича или сразу штукатурят фасад здания. Изнутри стены обивают гипсокартоном.

В период заливки монолита уплотнение слоев ведут бережно, чтобы тяжелый щебень не осел, и цементная масса не сползла с граней. Удельный вес бетонного раствора с плотным наполнителем 1400-1800 кг/м3.

Используя керамзит, получают бетон под укладку в стены с показателями:

Легкий крупнопористый бетон получается из заполнителей – пемзы, известняка, керамзита. Для смешивания компонентов применяется особое оборудование. В зависимости от требования к свойствам, в составе используют пенообразующие составы, специальные смолы. Без добавок получают бетон 600-700 кг/м3, а с химическими наполнителями до 400 кг/м3.

В основном материал используется в монолитном строительстве, но применяются готовые блоки с офактуренной поверхностью с обеих сторон. Застывает состав 28 дней, пропаривание блоков в автоклавах ускоряет процесс.

Изготовление крупнопористого бетона своими руками

Строительная смесь из керамзита и цемента все чаще используется в индивидуальном строительстве. Себестоимость бетона снижается при близкой добыче наполнителей – карьерного гравия, щебня или керамзитового камня.

Для изготовления легких бетонов с пористым компонентом потребуется мешалка принудительного действия, для плотных камней подойдет гравитационный бетоносмеситель.

Порядок приготовления массы без мешалки:

  • Насыпать на жестяной поддон щебень.
  • Равномерно увлажнить камень со всех сторон.
  • Добавить отмерянную порцию цемента, тщательно перемешать.
  • Воду добавлять постепенно, не допуская расслоения массы и стекания цементного молочка с поддона.

Приготовление строительной смеси в мешалке должно занимать 2-3 минуты для плотных заполнителей и 4-5 минут в мешалке для пористых.

Свойства крупнопористого цементного бетона

Наиболее важными свойствами бетона и железобетона являются прочность, плотность, водонепроницаемость, морозостойкость, усадка и расширение, стойкость против коррозии и тепловыделение.

Основное, что требуется от бетона,— прочность. В зависимости от прочности на сжатие бетоны разделяются на марки. Марка бетона представляет собой предел прочности при сжатии образцов кубической формы с размерами ребер 200 мм после 28-суточного твердения в нормальных условиях (при температуре воздуха 20° С ±2° и относительной влажности не ниже 90%).

Кроме марок бетона по прочности на сжатие, устанавливаются также марки по прочности на осевое растяжение и др.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

На прочность бетонов влияют следующие основные факторы:
— прочность (активность) цемента (чем выше марка цемента, тем выше прочность бетона);
— количество цемента в 1 мъ бетона. Самую высокую прочность имеет бетон с таким расходом цемента, при котором цементное тесто (т. е. смесь цемента с водой) заполняет все пустоты в песке и обволакивает тонким слоем частицы песка, а цементно-песча-ный раствор заполняет все пустоты в крупном заполнителе, поверхность которого также обволакивается тонким слоем цементного теста;
— качество заполнителей — их чистота, форма и зерновой состав (чем чище заполнители, неправильней их форма и большую шероховатость имеет поверхность, чем лучше мелкие зерна заполняют пустоты между крупными и чем крупнее зерна заполнителей, тем прочнее бетон);
— водоцементное отношение (В/Ц) (чем меньше водоцементное отношение, тем прочнее бетон);
— качество перемешивания бетонной смеси при ее приготовлении (при ручном перемешивании прочность бетона будет на 20—30% ниже, чем при перемешивании в бетоносмесителе);
— интенсивность уплотнения (если его производят вручную, прочность на 10—30% меньше, чем при уплотнении вибрированием);
— состояние окружающей среды (наибольшую прочность приобретает бетон в сырой или влажной среде при температуре 15—20 °С);
— возраст бетона (с течением времени прочность бетона повышается).

Плотность бетона характеризуется степенью заполнения всего объема бетона твердым веществом (затвердевшим цементным тестом и заполнителями).

Для обычных бетонов плотность колеблется в пределах 85—95%; 5—15% объема занимают воздушные поры.

Плотность в значительной степени зависит от подбора зернового состава заполнителей, от количества цементного теста и качества уплотнения. От плотности бетонов зависят их прочность, морозостойкость, водонепроницаемость, стойкость против коррозии и другие свойства. Особенно высокие требования к плотности бетонов предъявляются при возведении гидротехнических сооружений, резервуаров и т. п.

Водонепроницаемость бетонов зависит от плотности, возраста бетонов, вида цемента, условий твердения и др. Степень водонепроницаемости характеризуется величиной наименьшего давления воды, при котором она начинает просачиваться через бетонный образец.

Читайте так же:
Начало схватывания цемента наступает

Для повышения водонепроницаемости бетонов применяются специальные покрытия. Значительно возрастает водонепроницаемость бетона при использовании расширяющихся цементов.

Морозостойкость бетонов необходимо учитывать при строительстве сооружений, работающих в условиях многократного увлажнения и замораживания. Степень морозостойкости бетонов в различных условиях характеризуется маркой по морозостойкости. Марки бетонов по морозостойкости устанавливаются по количеству циклов замораживания и оттаивания, которые выдерживает бетон, не разрушаясь. Для тяжелых бетонов установлены марки Мрз 50, 100, 150, 200 и 300; для легких и ячеистых—Мрз 10, 15, 25, 35, 50, 100 и 200. Большей морозостойкостью обладают бетоны с более плотной структурой.

Расширение и усадка. Твердение бетона сопровождается изменением его объема. При твердении на воздухе он дает усадку (исключение составляет бетон на расширяющемся цементе). При усадке могут возникать трещины, которые снижают прочность бетона. Величина усадки зависит от вида цемента и условий твердения. Бетоны на пуццолановом портландцементе дают большую усадку, чем на обычном. При твердении во влажной среде и отсутствии испарения воды усадка будет минимальной. Если бетон твердеет в воде, его объем почти не изменяется.

Стойкость против коррозии. Коррозия — это разрушение структуры бетона под действием агрессивных жидкостей и газов.

С повышением степени водонепроницаемости бетона, а также при применении пуццоланового портландцемента и шлакопорт-ландцемента антикоррозионная стойкость бетона повышается.

Тепловыделение. В процессе твердения бетона при химическом взаимодействии цемента и воды выделяется тепло, которое вызывает расширение бетона. Это расширение по величине значительно больше усадки. Расширение особенно опасно в массивных конструкциях, где оно может привести к появлению трещин. Чтобы предотвратить расширение бетона, следует применять цементы с малым тепловыделением, не завышать количество цемента в 1 ж3 бетона, а также делать специальные температурные швы.

Классификация бетонов. Бетоны, применяемые в монолитных и сборных железобетонных конструкциях, разделяются по двум основным показателям: объемному весу и прочности.

В зависимости от объемного веса различают:
— тяжелые бетоны с плотными заполнителями (песок, щебень или гравий плотных пород) и объемным весом от 1800 до 2500 кгмъ. Обычно применяют тяжелые бетоны с объемным весом 2200—2400 кг/м3. Значительный объемный вес снижает полезную нагрузку в несущих конструкциях, так как они должны воспринимать и свой собственный вес.

Тяжелые бетоны обладают высокой теплопроводностью, поэтому при применении тяжелого бетона в теплоограждающих конструкциях требуется дополнительная изоляция их малотеплопроводными материалами. Вот почему все более широкое применение находят легкие и ячеистые бетоны, обладающие наряду с небольшим объемным весом и малой теплопроводностью также значительной прочностью;

легкие бетоны с объемным весом 500—1800 кг/м3. Легкие бетоны изготовляют на легких пористых заполнителях или в виде крупнопористых (беспесчаных) бетонов с плотным заполнителем. Поры в этих бетонах расположены между зернами заполнителя;

особо легкие (ячеистые) бетоны с объемным весом менее 500 кг/м3, применяемые для теплоизоляции строительных конструкций, паропроводов и т. д.

Ячеистые бетоны получают из смеси вяжущего, воды и порообразующих добавок. В качестве порообразующих добавок применяют специально приготовленную пену (при производстве пенобетона) или газообразующее вещество, например алюминиевую пудру (при производстве газобетона).

По прочности на сжатие бетоны разделяются на марки: обычные бетоны — 100, 150, 200, 300, 400, 500 и 600, легкие — 15, 25, 35, 50, 75, 100, 150, 200 и 300, особо легкие —25, 35, 50, 75, 100, 150, 200.

Рис. 1. Схемы работы железобетонных балок:
а — обычной, б — предварительно напряженной; 1 — балки лежат на ровной площадке, 2 — балки установлены на место эксплуатации и воспринимают только собственный вес, 3 — к балкам приложена -эксплуатационная нагрузка, ft, ft, fi, fi — величины прогиба балок

Напряженный железобетон. Как известно, железобетонные конструкции значительно лучше сопротивляются растягивающим напряжениям, чем бетонные. Однако в растянутых зонах железобетонных конструкций можно наблюдать те же явления, что и в неармированном бетоне.

На рис. 1 приведена сравнительная схема работы обычной и предварительно напряженной железобетонных балок.

Рассмотрим работу железобетонной балки, лежащей на двух опорах и нагруженной силой Р. Под действием нагрузки балка прогибается. В нижней зоне возникают растягивающие усилия, и арматура, связанная с бетоном силами сцепления, растягивается вместе с ним. При удлинении, равном 0,1—0,15 мм на 1 м, в бетоне появляются мелкие трещины, а напряжение в арматуре в это время составляет всего около 300 кГ/см2, т. е. примерно 25% от допускаемого.

Дальнейший рост нагрузки ведет к увеличению размеров трещин. При использовании обычной арматуры с допускаемыми напряжениями 1200—1400 кГ/см2 возникающие при этих напряжениях трещины допустимы для тех железобетонных конструкций, от которых не требуется высокой водо- или газонепроницаемости. Если же трещины недопустимы, то в конструкцию необходимо закладывать дополнительную арматуру, что увеличивает стоимость конструкций и утяжеляет их.

Применять высокопрочную арматурную сталь, особенно с допускаемыми напряжениями порядка 9000—12 000 кг/см2, в обычных железобетонных конструкциях еще более нецелесообразно.

Фактическое напряжение в стержне прямо пропорционально полученному им удлинению и обратно пропорционально длине стержня.

Если изготовить две однотипные обычные железобетонные балки, в растянутых зонах которых будут уложены: в одной — обычная, а во второй — такое же количество высокопрочной арматуры, то под равной нагрузкой в растянутых зонах балок возникнут одинаковые растягивающие усилия, арматура в обеих балках, воспринимая эти усилия, получит равные удлинения, поэтому и напряжения в ней будут равными. Степень же использования прочности обычной и высокопрочной сталей будет при этом разной.

Читайте так же:
Как рассчитать нужное количество цемента

Практически максимальные напряжения в арматуре растянутой зоны обычных железобетонных изделий не должны превышать 1200—1400 кГ/см2, так как уже при этих напряжениях в бетоне образуются трещины, допустимые только для малоответственных изделий. 1200—1400 кГ/см2— это так называемые допускаемые напряжения для обычных арматурных сталей, т. е. такие напряжения, при которых стали будут работать надежно, имея необходимый запас прочности. Поэтому для обычной арматуры степень использования ее прочности в данном случае будет равна 100%, а для высокопрочной, имеющей допускаемые напряжения 9000—12000 кГ/см2,— всего 10—15%. Уменьшить количество высокопрочной арматуры (уменьшить величину F в вышеприведенной формуле) для повышения степени использования ее прочности нельзя, так как во сколько раз уменьшится сечение арматуры и увеличится напряжение в ней, во столько же раз увеличатся удлинение и соответственно трещины в бетоне, что недопустимо.

Стремление более полно использовать прочность арматуры привело к созданию предварительно напряженного бетона.

Сущность предварительного напряжения бетона заключается в том, что еще до приложения эксплуатационных нагрузок в зонах бетона, подвергающихся при эксплуатации растяжению, создаются сжимающие напряжения.

По способу создания таких напряжений в бетоне предварительно напряженные конструкции разделяются на две группы:
а) конструкции, при изготовлении которых арматуру натягивают до бетонирования на упоры формы или стенда. В процессе твердения натянутая арматура сцепляется с бетоном. По достижении бетоном определенной прочности (не менее 70% от проектной) натяжение снимается, при этом арматура, стремясь укоротиться, сжимает бетон;
б) конструкции, в которых арматуру натягивают после твердения бетона. В этом случае в бетоне оставляют специальные каналы, в которые заводят арматуру и натягивают ее, опираясь непосредственно на торцы напрягаемого изделия. После натяжения арматуры ее концы закрепляют на торцах, а каналы заполняют раствором.

Обратимся снова к рис. 1.

Положение 1 — готовые изделия лежат на ровной площадке.

Предварительно напряженная балка имеет прогиб в обратную сторону (выгиб). В зависимости от количества и места расположения напряженной арматуры верхний пояс балки может при этом испытывать как сжимающие, так и растягивающие напряжения.

Положение 2 — балки установлены на место и воспринимают только свой собственный вес. Обычная балка прогнулась и в растянутой зоне бетона возникли растягивающие напряжения.

Предварительно напряженная балка осталась в том же положении, так как условия опирания для нее практически не изменились.

Положение 3 — к балкам приложена эксплуатационная нагрузка Р, под действием которой прогиб балок увеличился. В обычной балке в бетоне растянутой зоны растягивающие напряжения еще более увеличились и появились трещины, а в предварительно напряженной сжимающие напряжения снизились. Это снижение может не доходить до нуля — тогда в растянутой зоне изделия бетон будет испытывать сжимающие напряжения, или переходить за нуль — тогда сжимающие напряжения перейдут в растягивающие.

Таким образом, предварительно напряженные балки работают в условиях, при которых в бетоне растянутой зоны конструкции растягивающие напряжения или совсем не возникают, или они незначительны и бетон в состоянии их выдерживать, не давая значительных трещин.

При производстве предварительно напряженных конструкций применяют следующие способы натяжения арматуры:

натягивают заранее уложенную арматуру с помощью гидравлических (иногда механических) домкратов или электротермическим способом;

непрерывно навивают предварительно или окончательно натянутую арматуру (как правило, проволоку диаметром 3— 5 мм) на штыри или упоры, установленные на поддонах или стендах.

В последнее время широкое распространение получил электротермический метод напряжения арматуры. Сущность этого метода заключается в том, что мерные стержни с высаженными головками или приваренными на концах анкерами удлиняются на специальных установках за счет нагрева при пропускании через них электрического тока, затем их в нагретом состоянии укладывают в упоры форм. Остывая, стержни укорачиваются, опираются своими головками на упоры и напрягаются.

Предварительно напряженные конструкции можно получить и без механического натяжения арматуры или ее нагрева. Для этого используют так называемый самонапрягающий бетон, в котором арматура напрягается бетоном, изготовленным на расширяющемся цементе. При твердении такого бетона сначала происходит схватывание и сцепление бетона с арматурой, а затем уже расширение. Так как арматура к этому времени прочно сцеплена с бетоном, она сопротивляется расширению и таким образом напрягается сама и обжимает бетон.

Предварительно напряженные железобетонные конструкции обладают рядом преимуществ по сравнению с обычными: повышенной жесткостью и трещиностойкостью, долговечностью, меньшим весом, их можно применять для перекрытия больших пролетов вместо стальных конструкций. Все это позволяет экономить сталь, цемент и другие материалы.

Бетон. Виды, классы и марки, свойства

Наиболее распространенный бетон на цементном вяжущем представляет собой сложный и неоднородный материал, в котором представлены: цементная матрица (камень), состоящая из упругого кристаллического сростка и пластичного геля, соотношение между которыми меняется во времени в пользу кристаллического сростка; крупный и мелкий заполнитель; множество пустот и капилляров в цементном камне, заполненных непрореагировавшей водой или воздухом. Как конструкционный материал бетон должен иметь нужную прочность, хорошее сцепление с арматурой, плотность и водонепроницаемость, в том числе для защиты арматуры от коррозии; морозостойкость при многократном замораживании и оттаивании; жаростойкость при воздействии высоких температур; коррозионную стойкость при агрессивных воздействиях, и пр. Для получения конструкционного бетона применяют цементы, крупный и мелкий заполнитель, регулируют жесткость смеси, используют добавки, обеспечивающие удобоукладываемость, морозостойкость, и пр. По важнейшим признакам бетоны делят на виды:

Читайте так же:
Пропорции для цементного раствора с пластификатором

1. По структуре бетоны могут быть плотной структуры, у которых пространство между зернами заполнителя полностью заполнено затвердевшим вяжущим; крупнопористые малопесчаные и беспесчаные; пори-зованные (с заполнителями и искусственной пористостью затвердевшего вяжущего); ячеистые с искусственно созданными порами;

2. По плотности бетоны делят на особо тяжелые (> 2500 кг/м3); тяжелые (> 2200 . 1800 . 800 . 95 должны обладать прочностью > В).

Для железобетонных конструкций применяют тяжелые бетоны классов по прочности на сжатие (класс бетона определяют статическими испытаниями на сжатие кубов с гранью 15 см): В15; В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60; В70; В80; В90; В100; классов по прочности на осевое растяжение (класс определяют статическими испытаниями на растяжение, раскалывание, изгиб образцов в форме «восьмерок», цилиндров, балок): Вt 0,8; Вt 1,2; Вt 1,6; Вt 2,0; Вt 2,4; Вt 2,8; Вt 3,2; Вt 3,6; Вt 1,0; марок по морозостойкости (марку определяют испытаниями на попеременное замораживание и оттаивание, она соответствует числу циклов, при котором не меняются физико-механические характеристики бетона): F50; F75; F100; F150; F200; F300; F400; F500; марок по водонепроницаемости (ее определяют на цилиндрических образцах, к которым с одной стороны приложено давление воды; марка соответствует давлению в атмосферах, при котором на противоположном торце образца не наблюдается капель воды): W2; W4; W6; W8; W10; W12; W14; W16; W18; W20; марок по средней плотности D500; D600; D700; D800; D900; D1000; Dl 100; D1200; D1300; D1400; D1500; D1600; D1700; D1800; D1900; D2000; марок по самона-пряжению Sp 0,6; Sp 0,8; Sp 1; Sp 1,2; Sp 1,5; Sp 2; Sp 3; Sp 4. Классы по прочности на сжатие В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В 12,5 для мелкозернистого, легкого, ячеистого и поризованного бетонов, не рекомендуются для железобетонных конструкций; для них рекомендуется класс бетона по прочности на сжатие не ниже В15, поэтому в тексте и в приведенных ниже таблицах отсутствуют показатели бетонов классов ниже В15.

При проектировании назначают проектный возраст бетона, отвечающий его классу по прочности на сжатие и осевое растяжение, исходя из предполагаемых сроков загружения конструкций проектными нагрузками. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливают в возрасте 28 сут. Величину отпускной прочности бетона в элементах сборных конструкций назначают в соответствии с ГОСТ 13015.0 и стандартами на конструкции конкретных видов. Класс бетона по прочности на сжатие В назначают для всех видов бетонов и конструкций. Класс бетона по прочности на осевое растяжение Bt назначают в случаях, когда эта характеристика имеет основное значение в работе конструкции и ее контролируют на производстве. Марку бетона по морозостойкости F назначают для конструкций, подвергающихся воздействию переменного замораживания и оттаивания. Марку бетона по водонепроницаемости W назначают для конструкций, к которым предъявляют требования по ограничению водопроницаемости. Марку бетона по самонапряжению назначают для само-напряженных конструкций, когда эту характеристику учитывают в расчете и контролируют на производстве. Для железобетонных конструкций предусматривают бетоны классов и марок, приведенных в табл. 2.1. 2.6. Значения сопротивлений приведены для ячеистого бетона средней влажностью 10%. Для мелкозернистого бетона на песке с модулем крупности 2,0 и менее, а также для легкого бетона на мелком пористом заполнителе значения расчетных сопротивлений R , Rbt,ser принимают с умножением на коэффициент 0,8. Для поризованного бетона, а также для керамзитоперлитобетона на вспученном перлитовом песке значения расчетных сопротивлений Rbt,n, Rbt,ser принимают как для легкого бетона с умножением Rbt,n, Rbt,ser на коэффициент 0,7. Для напрягающего бетона значения Rbt,n, Rbt,ser принимают с умножением на коэффициент 1,2.




где уb — коэффициент надежности по бетону при сжатии, принимаемый 1,3 (первая группа); 1,0 — для предельных состояний по эксплуатационной пригодности (вторая группа); уbt — коэффициент надежности по бетону при растяжении, принимаемый равным 1,5 — для предельных состояний по несущей способности при назначении класса бетона по прочности на сжатие; 1,3 — для предельных состояний по несущей способности при назначении класса бетона по прочности на осевое растяжение; 1,0 — для предельных состояний по эксплуатационной пригодности.

В необходимых случаях расчетные значения прочностных характеристик бетона умножают на коэффициенты условий работы уbi, учитывающие особенности работы бетона в конструкции (характер нагрузки, условия окружающей среды и т.д.):

а) у = 0,9, вводимый для бетонных и железобетонных конструкций к расчетным значениям сопротивлений Rb, Rbt и учитывающий влияние длительности действия статической нагрузки: у =1,0 при кратковременном действии нагрузки; у = 0,9 при продолжительном (длительном) действии нагрузки;

б) уb2 = 0,9 для бетонных конструкций, вводимый к расчетным значениям сопротивления Rb и учитывающий характер разрушения таких конструкций;

в) уb3 = 0,85 для бетонных и железобетонных конструкций, бетонируемых в вертикальном положении, вводимый к расчетному значению Rb;

Читайте так же:
Изменение маоу сош п цементный

г) уb4 — для ячеистых бетонов, вводимый к расчетному значению сопротивления бетона Rb:

Yb4 = 1,00 — при влажности ячеистого бетона 10 % и менее;

Yb4 = 0,85 — при влажности ячеистого бетона более 25 %; по интерполяции — при влажности ячеистого бетона свыше 10 % и менее 25 %;

д) влияние попеременного замораживания и оттаивания, а также отрицательных температур учитывают коэффициентом условий работы бетона уb5 Rbt,ser в бетоне образуются трещины. Они могут появиться только при сравнительно высоких процентах армирования. Наибольшие напряжения от усадки возникают вблизи контакта бетона с арматурой, при этом неравномерность напряжений может привести к образованию усадочных трещин при расстоянии между арматурными стержнями более 400 мм. Для исключения этого устанавливают противоусадочную арматуру, чтобы расстояние между любыми стержнями было не более 400 мм. В статически неопределимых конструкциях (плитных фундаментах, рамах и пр.) усадка бетона может вызвать дополнительные внутренние усилия, которые в ответственных случаях определяют методами строительной механики.

Набухание — это увеличение объема бетона при сильном увлажнении (например, в воде); оно связано с проникновением воды с поверхности бетона, поэтому объем наружных слоев увеличивается, в то время как внутренний объем остается в прежнем состоянии. Набухание бетона в воде намного быстрее усадки, потому что капиллярный подсос воды идет значительно быстрее, чем диффузия влаги при высыхании бетона. Значение линейного набухания составляет не более 0,05. 0,11 мм в год. Это вызывает в наружном слое бетона сжимающие напряжения, которые ввиду малой величины не учитываются при расчете конструкций. Продольное армирование железобетона влияет на деформации набухания так же, как на деформации усадки: в бетоне армированных элементов возникают начальные сжимающие напряжения, а в арматуре — растягивающие. Свободные деформации набухания бетона меньше деформаций усадки, поэтому напряжения в бетоне и арматуре железобетонных элементов от набухания намного ниже, чем от усадки.

Температурные деформации бетона связаны с коэффициентом линейной температурной деформации аbt — относительным удлинением или укорочением бетона при нагреве или охлаждении на 1°С (при изменении температуры в пределах -40. +50°С). Согласно нормам аbt = 0,00001 для тяжелого, мелкозернистого и легкого бетона при мелком плотном заполнителе; 0,000007 для легкого бетона при мелком пористом заполнителе; 0,000008 град-1 для ячеистого и поризованного бетонов. При понижении температуры бетона в процессе его твердения температурные напряжения суммируются с усадочными растягивающими напряжениями; суммарные температурно-усадочные напряжения ведут к трещинообразованию в не затвердевшем бетоне; это отрицательно влияет на прочностные характеристики бетонов, особенно при больших размерах конструкций. Для исключения этого нормами ограничиваются предельные размеры железобетонных сооружений без температурных швов. Расстояние между температурно-усадочными швами можно определить расчетом на температурно-влажностные воздействия.

При расчетах согласно СП значения начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении принимают по табл. 2.7. Для мелкозернистого бетона группы А, подвергнутого тепловой обработке или при атмосферном давлении, значения начальных модулей упругости бетона принимают с коэффициентом 0,89. Для легкого, ячеистого и поризованного бетонов при промежуточных значениях плотности бетона начальные модули упругости принимают по линейной интерполяции. Для ячеистого бетона неавтоклавного твердения значения Eb принимают как для бетона автоклавного твердения с умножением на коэффициент 0,8. Для напрягающего бетона значения Eb принимают как для тяжелого бетона с умножением на коэффициент а = 0,56 + 0,006 В.

Бетон — виды, свойства, применение

Слово бетон, наверное, знаю все взрослые жители нашей планеты, поскольку это самый универсальный и доступный строительный материал из всех имеющихся. И большинство взрослых людей, скорее всего, знает, как с ним работать. Но, вряд ли они знают, что бетон собой представляет и из чего собственно состоит этот универсальный строительный материал. Если обратиться за объяснениями к строителям то они, скорее всего, скажут что бетон это группа строительных материалов, представляющая собой искусственный камень, состоящий из затвердевшей смеси вяжущих веществ, воды, заполнителей и различных добавок для бетона. Вот далее в статье мы и постараемся объяснить, что такое бетон, какие типы бетона существуют и из чего его делают.

В зависимости от области применения различают:
Обычный бетон для железобетонных конструкций (фундаментов, колон, балок перекрытий и мостовых конструкций).
Гидротехнический бетон для плотин, шлюзов, облицовки каналов, водопроводно-канализационных сооружений.
Бетон для ограждающих конструкций (легкий).
Бетон для полов, тротуаров, дорожных и аэродромных покрытий.
Бетон специального назначения (жароупорный, кислотостойкий, для радиационной защиты).

Общие требования ко всем бетонам и бетонным смесям следующие: до затвердевания бетонные смеси должны легко перемешиваться, транспортироваться, укладываться, не расслаиваться; бетоны должны иметь определенную скорость твердения в соответствии с заданными сроками распалубки и ввода конструкции в эксплуатацию; расход цемента и стоимость бетона должны быть минимальными.

Бетон классифицируют по виду применяемого вяжущего компонента:
Бетон на неорганических вяжущих.
Бетон на органических вяжущих.
Цементные бетоны в зависимости от объёмной массы (в кг/м3) подразделяются на:
Особо тяжёлый бетон (более 2500).
Тяжёлый бетон (от 1800 до 2500).
Лёгкий бетон (от 500 до 1800).

Особо тяжёлые бетоны предназначены для специальных защитных сооружений (от радиоактивных воздействий). Они изготовляются преимущественно на портландцементах и природных или искусственных заполнителях (магнетит, лимонит, барит, чугунный скрап, обрезки арматуры). Для улучшения защитных свойств от нейтронных излучений в особо тяжёлый бетон обычно вводят добавку карбида бора или другие добавки, содержащие лёгкие элементы, такие как: водород, литий, кадмий. Наиболее распространены тяжёлые бетоны, применяемые в железобетонных и бетонных конструкциях промышленных и гражданских зданий, в гидротехнических сооружениях, на строительстве каналов, транспортных и др. сооружений. Особое значение в гидротехническом строительстве приобретает стойкость бетон, подвергающихся воздействию морских, пресных вод, а также атмосферы.

Читайте так же:
Устройство цементной песчаной стяжки механизированным способом

К заполнителям для тяжёлых бетонов предъявляются специальные требования по гранулометрическому составу и чистоте. Суровые климатические условия ряда районов СССР приводили к необходимости разработки и внедрения методов зимнего бетонирования. В районах с умеренным климатом большое значение имеют процессы ускорения твердения бетона, что достигается применением быстро твердеющих цементов, тепловой обработкой (электропрогрев, пропаривание, автоклавная обработка), введением химических добавок и др. способами. К тяжёлым бетонам относится также силикатный бетон, в котором вяжущим является кальциевая известь. Промежуточное положение между тяжёлыми и лёгкими бетоном занимает крупнопористый (беспесчаный) бетон, изготовляемый на плотном крупном заполнителе с поризованным при помощи газо- или пенообразователей цементным камнем. Лёгкие бетоны изготовляют на гидравлическом вяжущем и пористых искусственных или природных заполнителях. Существует много разновидностей лёгкого бетона которые называют в зависимости от вида примененного заполнителя: керамзитобетон, пемзобетон, перлитобетон, туфобетон и другие.

По структуре и степени заполнения межзернового пространства цементным камнем лёгкие бетоны подразделяются:
На обычные лёгкие бетоны (с полным заполнением межзернового пространства).
Малопесчаные лёгкие бетоны (с частичным заполнением межзернового пространства).
Крупнопористые лёгкие бетоны, изготовляемые без мелкого заполнителя.
Лёгкие бетоны с цементным камнем, поризованные при помощи газо- или пенообразователей.

По виду вяжущего лёгкий бетон на пористых заполнителях разделяются как:
Цементный бетон
Цементно-известковый бетон
Известково-шлаковый бетон
Силикатный бетон

Рациональная область применения лёгких бетонов это наружные стены и покрытия зданий, где требуются низкая теплопроводность и малый вес. Высокопрочный лёгкий бетон используется в несущих конструкциях промышленных и гражданских зданий. К лёгким бетонам относятся также конструктивно-теплоизоляционные и конструктивные ячеистые бетоны с объёмной массой от 500 до 1200 кг/м3.

Области применения бетона в современном строительстве постоянно расширяются. В перспективе намечается использование высокопрочных бетонов (тяжёлых и лёгких), а также бетонов с заданными физико-техническими свойствами: малой усадкой и ползучестью, морозостойкостью, долговечностью, трещиностойкостью, теплопроводностью, жаростойкостью и защитными свойствами от радиоактивных воздействий. В настоящее время в строительстве используют различные виды бетона. Разобраться в их многообразии помогает классификация бетонов.

Бетон классифицируют:
По средней плотности.
По виду вяжущего вещества.
По назначению.

Многие свойства бетона зависят от его плотности, на величину которой влияют плотность цементного камня, вид заполнителя и структура бетонов.

По плотности бетон делят на:
Особо тяжелый бетон с плотностью (более 2500 кг/куб. м).
Тяжёлый бетон (1800-2500кг/куб. м).
Лёгкий бетон (500-1800 кг/куб. м).
Особо лёгкий бетон (менее 500 кг/куб. м).

Особо тяжелые бетоны приготовляют на тяжелых заполнителях, стальных опилках или стружках, железной руде или барите. Тяжёлые бетоны с плотностью 2100-2500 кг/ куб. м. получают на плотных заполнителях из горных пород. Облегченный бетон с плотностью 1800. 2000 кг/ куб.м. получают на щебне из горных пород с плотностью 1600-1900 кг/куб. м. Легкие бетоны изготовляют на пористых заполнителях. К особо легким бетонам относятся ячеистые бетоны, которые получают вспучиванием вяжущего, тонкомолотой добавки воды с помощью специальных способов, и крупнопористый бетон на легких заполнителях. Главной составляющей бетона, во многом определяющей его свойства, является вяжущее вещество, по виду которого различают бетон.

Бетон разделяется по составляющим его компонентам:
Цементные
Силикатные
Гипсовые
Шлакощелочные
Полимерцементные
Специальные

Цементные бетоны приготовляют на различных цементах и наиболее широко применяют в строительстве. Среди них основное место занимают бетоны на цементе (портландцемент) и его разновидностях (около 65% от общего объема производства), успешно используют бетоны на шлакопортландцементе (20-25%) и пуццолановом цементе.

К разновидностям цементных бетонов относятся:
Декоративный бетон.
Бетон для самонапряженных конструкций.
Бетон для специальных целей.
Силикатный бетон.

Гипсовый бетон готовят на основе гипса. Гипсовые бетоны применяют для внутренних перегородок, подвесных потолков и элементов отделки зданий. Разновидностью этих бетонов являются гипсоцементные-пуццолановые бетоны, обладающие повышенной водостойкостью. Применение -объемные блоки санузлов, конструкции малоэтажных домов.
Шлакощелочные бетоны делают на молотых шлаках, затворенных щелочными растворами. Полимербетоны изготовляют на различных видах полимерного связующего, основу которого составляют смолы или мономеры. Эти бетоны более пригодны для службы в агрессивных средах и особых условиях воздействия. Полимерцементные бетоны получают на смешанном связующем веществе, состоящем из цемента и полимерного вещества. Специальные бетоны готовят с применением особых вяжущих веществ. Для кислотоупорных и жаростойких бетонов применяют жидкое стекло с кремнефтористым натрием, фосфатное связующее. В качестве специальных вяжущих используют шлаковые, нефелиновые и стеклощелочные, полученные из отходов промышленности. Бетон применяют при возведении различных видов конструкций, как изготовляемых на заводах сборного железобетона, так возводимых непосредственно на месте эксплуатации (в гидротехническом, дорожном строительстве).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector