Цементный бетон. Материалы и технология приготовления смеси, уход за твердеющим бетоном.

Бетоны- искусственный камень, получаемый твердением рационально составленной смеси из вяжущего, заполнителя мелкого и крупного, воды и в необходимых случаях добавок. Цементы и вода являются активными составляющими бетона и вступают в химическое взаимодействие и обеспечивает его твердение. Песок, гравий и щебень являются инертными и составляют каменный каркас бетона.

Классификация бетонов.

1. По средней плотности:1.1 Особотяжелые; 1.2 Тяжелые бетоны; 1.3 Облегченные бетоны; 1.4 Легкие; 1.5 Особолегкие бетоны. 2. По виду вяжущего: 2.1 Цементные; 2.2 Силикатные; 2.3 Гипсовые; 2.4 На смешанных вяжущих. 3. По виду заполнителя: 3.1 На плотных заполнителях; 3.2 На пористых; 3.3 На специальных. 4. По назначению: 4.1 Для несущих конструкций; 4.2 Бетоны для стен и легких конструкций; 4.3 Гидротехнические бетоны; 4.4 Санитарнотехнические; 4.5 Дорожные бетоны; 4.6 Спец.назначения.

Материалы.

1) Вяжущие вещества. В качестве вяжущего применяют портландцемент и его разновидности. Требования к вяжущим. Осн. правилом при выборе цемента является то, что прочность используемых цементов должна 1,5-2 раза превышать прочность получаемых на их основе бетонов. Например: В20 - М400. 2) Заполнители. Мелкие и крупные. Мелкие- песок, крупные- гравий, щебень. Песок- рыхлая сыпучая смесь зерен с размерами частиц 0,14 – 5 мм, получаемых при естественном разрушении пород (природный) или при их дроблене (искусственые). По хим. составу пески бывают кварцевые, поливошпатные, известняковые и доломитовые. По происхождению: 1)горные и овражные; 2)морские, речные; 3)гравийные и волунные; 4)дюнные и барханные. Примесей в песке не должно быть более 1%. По зерновому составу наилучшим считается песок, содержащий зерна всех фракций от 0,14 до 5 мм, т.к. объем пустот в таком песке минимален. Зерновой состав песка определяют ситовым анализом при просеивании пробы песка через сита с отверстиями 5 мм, 2,5мм, 1,25мм, 0,63мм, 0,315мм, 0,14мм. После просеивания определяют частный остаток. Из частных остатков определяют полные остатки. Полный остаток- сумма частных остатков на ситах с большим номером + частный остаток на данном сите. По суммам полных остатков определяют модуль крупности песка. Мк=∑Аi/100. Для пригодных песков Мк=2,1-3,25. Для пригодности песка строится кривая рассеивания. Она должна входить в область пригодности песка. Гравий- рыхлый сыпучий материал с размерами частиц 5- 70мм, получаемых при естественном разрушении горных пород. Наиболее желательна малоокатанная форма, т.к. она обеспечивает набольшую прочность сцепления с цементгным камнем, хуже окатанная. Содержание глины в гравии должно быть не более 1-3%. Гравий должен содержать зерна всех фракций 5-10, 10-20, 20-40, 40-70 мм. Щебень- рыхлый сыпучий материал с размерами зерен 5-70мм, получаемых искусственным дроблением горных пород Щебень сложнее укладывать, но он имеет большую прочность сцепления с цементным камнем. Требования такие же, как к гравию. Вода для затворения бетона не должна содержать вредных веществ. Пригодность воды определяют с помощью эксперементальных образцов на данной воде и на петьевой и сравнивают результаты. Добавки к бетонам. 1)ускорители твердения- ускоряют реакции гидротации минералов цемента. Используют NaCl, CaCl2, NaNO2, K2CO3 и т.д. Хлориды вызывают коррозию арматуры, поэтому ограничивают их содержание; 2)ПАВ, пластифицирующие- повышают пластичность или экономия цемента, гидрофобизирующие- повышают связность и нерослаемость, воздухововликающие- повышение морозостойкости; 3)пена и газообразователи- эти добавки используют в производстве ячеистых пено- и газо- бетонов; 4)комплексные добавки- многокомпонентные системы направленно изменяющие несколько свойств бетона.

Технология приготовления бетона

1.Приготовление бетонной смеси. Компоненты дозируются объемными или весовыми дозаторами, а затем погружаются в бетономешалки (непрерывного и периодического действия). Перемешивание- принудительное и инерционное.

2.Укладка и уплотнение б/с. Укладка осуществляется бетоноукладчиками. Формование бетона может вестись без уплотнения или с уплотнением бетонной смеси. Вибраторы бывают поверхностные, глубинные, стационарные площадки. Вакуумирование. На поверхности бетонной смеси создается разряжение и в следствии этого из бетонной смеси отсасывается воздух и часть свободной воды. Тромбование осуществляется с помощью машин с падующими тромбовками. Центрирование. Форму с бетонной смесью вращают вокруг продольной оси.

3.Твердение бетона заканчивается за 28 суток. При твердении летом бетон необходимо полевать. Чтобы предотвратить его высыхание и удерживать в нем влагу. Методы ускорения твердения: 1)термовлажностная обработка- изделия выдерживают в пропаровачных камерах при высоких т-рах; 2)электропрогрев применяется для массивных бетонных конструкций и заключается в пропускании через бетонную смесь переменного электрического тока; 3)контактный обогрев. Бетон находится в контакте, либо с обогреваемой формой, либо с обогреваемой опалубкой; 4)твердение в термобассейнах. Изделия твердеют в бассейнах с горячей водой, бетон приобретает высокую плотность. Необходимо сушить; 5) нетемпературный метод- введение добавок- ускорителей твердения

4.контроль качества- неразрушающие методы: кубиковый контроль прочности; высверливание из образцов цилиндров и испытание их на сжатие; определение прочности бетона молотком Кашкарова; метод пластических деформаций- вдавливание в бетон стальных шариков, конусов, пирамид и дисков, по отпечатку определяют прочность; ультрозвуковая дефектоскопия. Отбирают от партии 1% и разрушают на специальных стендах.

Свойства бетона. 1.Плотность =2200-2500 кг/м³

2.Пористость 10-30%. Зависит от кол-ва воды и цемента в бетоне. Уменьшают путем правильного подбора зернового состава, уменьшение водоцементного отношения.

3.Водонепроницаемость. Увеличивают: введение гидрофобных добавок; устройство поверхностной гидроизоляции, пропитывают бетоны водными растворами полимеров. 4.Прочность бетона. Класс бетона по прочности- предел прочности при сжатии в МПа. Определяют при испытании на кубиках со стороной ребра 15 см.

5.Время твердения. 6.Усадка. При приготовлении, твердении и эксплуатации бетона происходит его усадка: первоначальная, усада при твердении, деформация бетона при кратковременных и длительных нагрузках.

7.Морозостойкость. За марку по морозостойкости принимают попеременное число циклов замораживания и оттаивания, которые выдерживают образцы-кубы без снижения прочности на сжатие более 15% и потери массы более 5%. F50, F75, F100, F150. Морозостойкость зависит от пористости.

8.Отношение бетона к действию высоких температур. Бетон не горит, но при длительных высоких температурах происходит его обезвоживание. Возникновение трещин и потери несущей способности. Кроме того, некоторые заполнители также не выдерживают действие высоких температур.