Вся електронна бібліотека >>>

Зміст книги >>>

 

Книги з будівництва та ремонту

Будівельні матеріали


Побут. Господарство. Будівництво. Техніка

 

Бетони

 

 

1. ОСНОВНІ ВІДОМОСТІ ПРО БЕТОНІ

Бетоном називається штучний камінь, отриманий внаслідок твердіння раціонально підібраної суміші, що складається з в'яжучого речовини, води і заповнювачів (піску і щебеню або гравію). Суміш цих матеріалів до затвердіння називається бетонною сумішшю.

Зерна піску і щебеню складають кам'яний остов в бетоні. Цементне тісто, що утворюється після замішування бетонної суміші водою, обволікає зерна піску і щебеню, заповнює проміжки між ними і грає спочатку роль мастила заповнювачів, що надає рухливість (плинність) бетонної суміші, а згодом, тверднучи, пов'язує зерна заповнювачів, утворюючи штучний камінь - бетон. Бетон в поєднанні зі сталевою арматурою називається залізобетоном.

Бетон як будівельний матеріал застосовувався ще в глибокій давнину. З плином часу використання його в будівництві майже припинилося, і тільки з XIX століття після винаходу нових гідравлічних в'яжучих, в першу чергу портландцементу, бетон знову став широко застосовуватися для будівництва різних інженерних споруд. Починаючи з 60-х років XIX ст., після вдосконалення технології і підвищення марочної міцності цементу, він стає основним в'яжучим для бетону і залізобетону.

Російські вчені вже з кінця XIX ст. приділяли велику увагу створення щільного бетону і правильному розрахунку його складу. Великий внесок у науку про бетоні внесли військові інженери, особливо Й. З-мович (1885-1890 рр.) і професор військово-інженерної академії В. Ма-люга. В його праці «Склад і спосіб приготування цементного розчину (бетону) для отримання найбільшої фортеці», що вийшов у 1895 р., були викладені результати досліджень залежності міцності бетону від вмісту води, ущільнення бетонної суміші, крупності піску і щебеню або гравію.

Найбільший розвиток технологія бетону отримала після Великої Жовтневої соціалістичної революції починаючи з 1924 року, з часу першого великого гідротехнічного будівництва - Волховстроя.

Особливе значення в розвитку технології бетону в СРСР мали роботи Н. М. Бєляєва і його школи. Починаючи з 1927 р. Н. М. Бєляєв та В. П. Олександрії і їх учні стали впроваджувати в практику наукові методи підбору складу бетону, забезпечили значне підвищення його якості. З 30-х років способи розрахунку складів бетону, запропоновані академіком К. С. Завриевым і Б. Р. Скрамтаевым, зовсім витіснили іноземні способи розрахунку. Заслугою радянських вчених є створення засобів виробництва зимових бетонних робіт н широке впровадження їх у практику.

Великі успіхи є також в створенні легкого, кислотоупорного і жароупорного бетонів. Технологія легких бетонів, розроблена Н. А. Поповим, в даний час одержала широкий розвиток. Всі більш широке застосування отримують пінобетон і газобетон, володіють малими об'ємною вагою і коефіцієнтом теплопровідності. Досягнення радянської технології бетону найбільш повно реалізуються на різних будовах нашої країни.

Питань загальної технології і теорії бетонів, дослідження фізико-механічних властивостей їх різних видів, методів підбору складу, захисту бетонів від корозії і підвищення довговічності, а також заводський технології виробів присвячені роботи ряду вчених - А. Е. Де-сова, С. А. Миронова, В. О. Михайлова, Н. Ст. Михайлова, В. М. Москвіна, Н. А. Мощанского, О. П. Мчедлова-Петросяна, К. Д. Некрасова, А. А. Саталкина, Ст. Н. Сізова, С. Ст. Шестоперова та багатьох інших дослідників. Розвитку вітчизняної технології бетону, бетонних і залізобетонних виробів сприяли дослідницькі та практичні роботи численних колективів лабораторій і проектних організацій, науково-дослідних інститутів, зокрема НИИЖБ, ВНИИЖелезобетона, ВНИИСтрома, ВНИИСтроммаша, проектних інститутів Гипростройіндустрія, Гипростройматериалы та ін, а також досягнення передових радянських інженерів, технологів, конструкторів і новаторів виробництва.

Отримання якісних бетонної суміші і бетону можливо лише при глибокому знанні технології, вмінні вибирати складові матеріали належної якості та встановлювати їх оптимальне співвідношення, вишукувати режими приготування бетонної суміші, методи її укладання, ущільнення і умов твердіння, що забезпечують отримання бетонних конструкцій високої міцності і довговічності.

Бетон є одним з найважливіших будівельних матеріалів у всіх областях сучасного будівництва, його виробництво в СРСР у 1970 р. перевищила 200 млн. м3. Це пояснюється:

різноманітністю властивостей бетону, одержуваних шляхом використання відповідної якості в'яжучих та кам'яних матеріалів застосування спеціальних методів механічної та фізико-хімічної обробки;

легкої механічною обробкою бетонної суміші, що володіє пластичністю, що дозволяє без значних витрат праці виготовляти самі різноманітні за формою та розмірами довговічні будівельні конструкції;

можливість повної механізації бетонних робіт;

економічністю бетону (до 80-90% його обсягу складають заповнювачі з місцевих кам'яних матеріалів).

 

2. КЛАСИФІКАЦІЯ БЕТОНІВ

Бетони класифікують за такими найголовнішим ознаками: об'ємній вазі, виду в'яжучого речовини, міцності, морозостійкості і призначенням.

Основною вважається класифікація по об'ємній вазі. Бетон де

лят на особотяжелый об'ємним вагою понад 2500 кг/м", важкий -

об'ємною вагою від 1800 до 2500 кг/м3 включно, легкий - обсяг

вим вагою від 500 до 1800 кг!к3 включно,-особолегкий - об'ємним

вагою менше 500 кг/'м3.

В залежності від найбільшої крупності застосовуваних заповнювачів розрізняють дрібнозернисті бетони з розміром заповнювачем до 10 мм і грубозернисті із заповнювачем найбільшою крупністю 10-150 мм

Найважливішими показниками якості бетону є його міцність

і довговічність. За показниками міцності при стисненні бетони підрозділів

ться на марки R в кГ/сль2. Важкі бетони на цементах і звичайних

щільних заповнювачах мають марки 100-600, особотяжелые бетони

100-200, легкі бетони на пористих заповнювачах 25-300, комірчасті

бетони 25-200, щільні силікатні бетони 100-400 і жаростійкі

бетони 100-400.

Довговічність бетонів оцінюється ступенем морозостійкості. За цим показником бетони поділяють на марки морозостійкості Мрз: для важких бетонів Мрз 50-300 і для легких бетонів Мрз 10-200.

По виду в'яжучого речовини розрізняють бетони:

цементні, виготовлені на гідравлічних в'яжучих речовини - портландцементах та його різновиди;

силікатні - на вапняних в'яжучих в поєднанні з силікатними або алюминатными компонентами;

гіпсові - із застосуванням гипсоангидритовых в'яжучих;

бетони на органічних в'яжучих матеріалах.

У цій главі розглядаються бетони на мінеральних в'яжучих речовинах.

Важкий бетон виготовляють на цементі і звичайних щільних заповнювачах, а легкий - на цементі з застосуванням природних або штучних пористих заповнювачів. Різновидом легкого бетону є ніздрюватий бетон, який представляє собою отверділу суміш в'яжучої речовини, води, тонкодисперсного кремнеземистого компонента та пороутворювача. Він відрізняється високою пористістю (до 80-90%) при рівномірно розподілених дрібних порах. Силікатні бетони отримують з суміші вапна та кварцового піску з подальшим твердінням сформованих виробів в автоклаві при тиску 9-16 атм (ізб.) і температурі 174,5-200° С.

За призначенням бетон буває наступних видів:

звичайний - для бетонних і залізобетонних несучих конструкцій будівель і споруд (колони, балки, плити);

гідротехнічний - для гребель, шлюзів, облицювання каналів і ін.;

для будівель і легких перекриттів;

для підлог і дорожніх покриттів і підстав;

спеціального призначення: кислототривкий, жаротривкий, особотяжелый для біологічного захисту. Останні виготовляють на цементі з спеціальними видами заповнювачів високої об'ємної ваги.

 

3. МАТЕРІАЛИ ДЛЯ ВАЖКОГО БЕТОНУ

Важкий бетон, застосовуваний для збірних та монолітних бетонних та залізобетонних конструкцій і деталей промислових, житлових і громадських будівель і споруд, повинен купувати певну міцність заданий термін твердіння, а бетонна суміш повинна бути зручною в укладанні і економічною. При використанні в незахищених від зовнішнього середовища конструкціях до бетону пред'являються вимоги підвищеної міцності, морозостійкості і корозестійкість. В залежності від призначення та умов експлуатації бетону у спорудженні складові його матеріали відповідають певним вимогам.

Цемент

Для приготування важких бетонів застосовують портландцемент звичайний, пластифікований і гідрофобний, портландцемент з гідравлічними добавками, шлакопортландцемент та ін. Характеристика цих цементів і вимоги, що пред'являються до них, викладені у четвертому розділі.

Вода для замішування

Для замішування бетонних сумішей та поливання бетону застосовується вода, яка не містить шкідливих домішок, що перешкоджають нормальному твердіння бетону, - кислот, сульфатів, жирів, рослинних олій, цукру і т. п.-Щельзя застосовувати води болотні і стічні, а також води, забруднені шкідливими домішками, які мають водневий показник рН менше 4 і містять сульфати (у розрахунку на SO3) більше 0,27%. Морську і інші води, що мають мінеральні солі, можна використовувати тільки, якщо загальна кількість солей в них не перевищує 2%..'Придатність води для бетону встановлюється хімічним аналізом і порівняльними випробуваннями міцності бетонних зразків, виготовлених на даній чистої питної води і випробуваних у віці 28 сут. при зберіганні в нормальних умовах. Вода вважається придатною, якщо приготовані на ній зразки мають міцність, не меншу, ніж зразки на чистої питної води.

Пісок

Піском називається пухка суміш зерен крупністю від 0,14 до 5 мм, що утворилася в результаті природного руйнування масивних гірських порід або їх дроблення (природні піски). Крім природних пісків застосовують штучні, одержувані при дробленні або грануляції металургійних і паливних шлаків або спеціально приготовлених матеріалів - керамзиту, аглопориту та ін. Можна використовувати піски фракціоновані і нефракционированные.

Для важкого бетону переважно йдуть природні піски, які за мінералогічним складом поділяються на кварцові, полешпатові, вапнякові та доломітові; найбільше застосування отримали кварцові піски. Дроблений пісок виготовляють з невывет-перевірених вивержених, метаморфічних або щільних осадових карбонатних порід з межею міцності при стисканні у насиченому водою стані не менше 400 кГ/см2. Форма зерен дробленого піску повинна бути близька до кубічної.

На якість бетону великий вплив надає зерновий (гранулометричний) склад піску і кількісний вміст у ньому різних домішок: пилоподібних, мулистих, глинистих і органічних. Зміст встановлюється відмулюванням і кількісно не повинно перевищувати 3% природному піску і 5% у дробленому, у тому числі не більше 0,15% глини. Найбільш шкідливою в піску є домішка глини, яка обволікає окремі зерна.песка і перешкоджає зчепленню їх з цементним каменем, знижуючи міцність бетону. Глинисті та пилоподібні домішки в піску підвищують колір бетонних сумішей і призводять до зниження міцності і морозостійкості бетону. Очищати пісок від цих частинок можна промиванням водою в спеціальних машинах - пескомойках.

Б природних пісках можуть міститися також у великому кількості органічні домішки (гумінові кислоти, залишки рослин, перегній), які вступають в реакцію з твердеющим цементом і знижують міцність бетону. Вміст органічних домішок встановлюється колориметричним методом - обробкою проби піску 3%-ним розчином їдкого натру. Якщо після обробки піску колір розчину виявляється не темніше кольору еталона, то пісок визнається доброякісним. Випробуваний пісок можна також вважати придатним, якщо міцність зразків розчину з нього виявляється не менше міцності зразків на тому ж піску, але промиті спочатку вапняним молоком, а потім водою.

Зерновий (гранулометричний) склад піску має особливе значення для одержання якісного бетону. Пісок повинен складатися з зерен різної величини в межах 0,14-5 мм і тоді обсяг пустот в ньому буде мінімальним; чим менше об'єм пустот в піску, тим менше потрібно цементу для отримання щільного бетону. Зерновий склад піску визначають просіюванням сухого піску через стандартний набір сит з отворами розміром 10,5 і 2,5 і сітками № 1,25, 0,63, 0,315 і 0,14 ж;.;. Висушену до постійної ваги пробу піску просівають через сита з круглими отворами розмірами 10 і 5 мм. Залишки на цих ситах зважують і обчислюють з точністю до 0,1% процентне вміст у піску крупністю зерен 5-10 мм і вище 10 мм.

Зерновий склад піску в бетоні повинен відповідати кривий просіювання, вибирається при проектуванні складу бетону в межах, зазначених нижче і на графіку (45), з урахуванням властивостей застосовуваних матеріалів та вимог до бетону та бетонної суміші.

В залежності від зернового складу пісок поділяють на великий,

середній, дрібний і дуже дрібний. Для кожної групи піску показники

повинні відповідати наступним величинам

Для бетону рекомендується застосовувати великий і середній піски з модулем крупності 2-3,25.

Якщо пісок не задовольняє вимогам Госту, то його необхідно фракционировать, тобто розсіювати на дві фракції - велику і дрібну, одержувані розподілом вихідного матеріалу щодо граничного зерна, відповідним розміром отворів сит 1,25 або 0,63 мм, а потім змішувати ці фракції у співвідношенні, встановленому лабораторією. Фракціонований пісок можна постачати у вигляді готової суміші.

Дрібні піски мають дуже велику сумарну поверхню зерен, і на їх обволікання потрібна велика кількість цементу при виготовленні бетонної суміші, тому застосування дрібного піску повинно бути економічно обгрунтовано. Пісок, призначений для розчинів, не повинен містити фракції зерен крупніше 5 мм, а в піску, призначеному для бетонів, допускаються зерна гравію або щебеню розміром більше 10 мм у кількості до 0,5% за вагою; зерна розміром 5-10 мм допускаються в кількості не більше 5% за вагою; вміст зерен, що проходять через сито № 014, не повинно перевищувати 10%.

Об'ємний (насипний) вага кварцового піску залежить від ступеня ущільнення, вологості і порожнистості. Сухий і рыхлонасыпанный кварцовий пісок має об'ємний вага 1500 - 1600 кг/м3. На 46 наведені криві зміни об'єму різних пісків в залежності від їх вологості. Найменший об'ємна вага кварцових пісків відповідає вологості 5-7% (по вазі). Тому при дозуванні піску для бетону або прийманні піску необхідно враховувати вміст у ньому води.

Крупний заповнювач

В якості крупного заповнювача для важкого бетону застосовується гравій або щебінь з гірських порід, рідше шлаковий і цегляний щебінь.

Гравієм називається скупчення зерен розміром 5-70 (150) мм, утворилися в результаті природного руйнування гірських порід.

Зерно гравію має обкатану форму й гладеньку поверхню. Для бетону найбільш вигідні зерна малоокатанные щебневидной форми, гірше яйцевидні (окатанниє), ще гірше пластинчасті і игловатые зерна, що знижують міцність бетону. Зміст пластинчастих і игловатых зерен в гравії допускається не більш 15%, а зерен слабких (пористих) порід - не більше 10%. За крупності зерен гравій поділяється на наступні фракції: 5-10, 10-20, 20-40 і 40-70 мм

Часто гравій залягає разом з піском. При вмісті в гравії 25-40% піску матеріал називають піщано-гравійною сумішшю.

Гравій, подібно піску, може містити шкідливі домішки пилу, мулу, глини, органічних кислот і сірчистих і сірчанокислих сполук. Кількість в гравії глинистих, мулистих та пилуватих домішок, які визначаються відмулюванням, не повинно перевищувати 1%. Вміст органічних домішок встановлюється колориметричним методом: гравій, призначений для бетону, при обробці його розчином їдкого натрію не повинен надавати розчину забарвлення темніше кольору еталону. -

Попередню оцінку міцності гравію дають випробуванням на дробильність в циліндрі, розчавлюючи пробу гравію в циліндрі статичної навантаженням. Потім пробу просівають через сито з розміром отвору, відповідним найменшим розміром зерен у вихідній пробі гравію, і встановлюють величину втрати у вазі. Залежно від цієї величини гравій ( щебінь) підрозділяється на марки: Др8 (при потеоэ у вазі 8%), Др12 (при втраті 9-12%) і Др16 (при втраті 13-16%У

Остаточна придатність піску для бетону необхідної марки встановлюється за результатами випробування зразків бетону на цьому гравії. При будівництві промислових і цивільних будівель і споруд міцність зерен гравію повинна бути більш ніж в 1,5 рази вище міцності бетону марки не нижче 300 і не менше ніж в 2 рази вище міцності бетону марки 300 і вище. Для бетону марки 400 і вище можна використовувати гравій тільки при відповідному техніко-економічному обґрунтуванні.

Гравій для бетону характеризується петрографічним складом,

причому необхідно знати кількість зерен слабких порід, а також хутра

ническую міцність на стирання і удар. Стираність гравію визна

ся в полочном барабані. При цьому визначається опірність

кам'яного матеріалу сколюванню кромок, удару і стирання при па

затвердження і зношуванні, при терті зерен гравію один про одного або при

ударі падають з полиці куль. Показником стирання Та вважають

втрату гравію у вазі від початкового ваги %. За стираності

гравій поділяють на ч отири марки - 20, ЗО, И45 і И55. Втрата у вазі

при стиранні відповідно дорівнює 20, 21-30, 31-45 і 46-55%. За

лежно від опору удару при випробуванні на копрі ПМ гравій

підрозділяють на три марки - У75, У50 і У40

Гравій, призначений для бетонних конструкцій, піддаються спільному дії води і низьких температур, повинен володіти певним ступенем морозостійкості. За цією ознакою її поділяють на шість марок - Мрз 15, Мрз 25, Мрз 50, Мрз 100, Мрз 150, Мрз 200 і Мрз 300. Морозостійкість визначається безпосереднім заморожуванням і відтаванням гравію. Для попередньої оцінки морозостійкості гравію дозволяється його випробування в розчині сірчанокислого натрію. Гравій вважається морозостійким, якщо в насиченому водою стані він витримує без руйнування багаторазове (15 і більше циклів) поперемінне заморожування при температурі 17° С і відтавання; при цьому втрата у вазі після випробування складає не більше 10%.

Морозостійкість гравію можна визначити не тільки безпосереднім заморожуванням та відтаванням, але й прискореним випробуванням.

Сутність цього методу полягає в тому, що замість заморожування зразки занурюють у насичений розчин сірчанокислого натрію і висушують при температурі 105-110° С Кристали сульфату натрію, що утворюються при цьому в порах матеріалу, тиснуть на стінки пор сильніше, ніж частинки льоду. При такому випробуванні число цвк-лов випробування менше, ніж при заморожуванні: 1 цикл випробування в розчині сірчанокислого натрію прирівнюється 5-20 циклам випробування заморожуванням в залежності від ступеня морозостійкості гравію. В у разі отримання незадовільних результатів при випробуванні сірчанокислим натрієм проводять випробування безпосереднім заморожуванням, і його результати є остаточними. Найбільш економічно для приготування бетону застосовувати крупний гравій, так як завдяки меншій його сумарної поверхні потрібно менше цементу для отримання міцного бетону. Допустима величина зерен гравію залежить від розмірів бетонируемой конструкції: для хорошої укладання бетонної суміші розмір гравію не повинен перевищувати lU мінімального розміру перерізу конструкції та бути не більше найменшої відстані між стрижнями арматури; для плит, в яких бетонна суміш укладається легше, допускається найбільша крупність зерен, рівна '/г товщини плити; для бетонування масивних гідротехнічних споруд застосовують гравій розміром зерен більше 70 мм.

Хорошим зерновим складом гравію вважається той, у якому є зерна різної величини, так як при цьому пустотність його виявляється найменшою. Зерновий склад піску визначається просіюванням сухої проби кількості 10 кг через стандартний набір сит з розмірами отворів 70, 40, 20, 10 і 5 мм. Зерновий (гранулометричний) склад кожної фракції або суміші кількох фракцій гравію повинен знаходитися в межах, зазначених на графіку (47). За найбільшу крупність зерен гравію (£)Наиб) приймається розмір отворів сит, на якому повний залишок не перевищує 5% навішування. Найменша крупність гравію (£>наїм) відповідає розміру отвору першого з звт, через яке проходить не більше 5% просеиваемой проби.

Щебінь отримують шляхом дроблення масивні?: гірських порід, гравію, каміння або штучних каменів на шматки розміром 5-70 мм Для приготування бетону зазвичай використовується щебінь, отриманий подрібненням щільних гірських порід, щебінь із гравію і щебінь з доменних і мартенівських шлаків.

Щебінь з гравію і гірських порід. Гравій або гірські породи дроблять на камнедробилках. При цьому одержують не тільки зерна щебеню, але і більш дрібні фракції, що відносяться за крупністю до піску і пилу. Зерна щебеню виходять неправильної форми, кращою вважається форма, що наближається до куба і тетраэдру. Внаслідок шорсткої поверхні зерна щебеню краще зчіплюються з цементним каменем у бетоні, ніж гравій, але бетонна суміш зі щебенем менше рухлива, ніж з гравієм.

За подрібнюваністю, морозостійкості, зерновому складу, стираності і опору удару до щебеню пред'являються такі ж вимоги, як і гравію.

Марка щебеню визначається межею міцності гірської породи при стисненні в кГ/см2 у водонасиченому стані. Щебінь поділяється на наступні марки-1200, 1000, 800, 600, 400, 300 і 200. При цьому щебінь з вивержених гірських порід повинен мати марку не нижче 800, з метаморфічних - не нижче 600 і осадових карбонатних порід - не нижче 300.

По міцності вихідної гірської породи марка щебеню при стисненні у насиченому водою стані повинна бути вище марки бетону більш ніж в 1,5 рази для бетону марки не нижче 300 і в 2 рази для бетону марки 300 і вище. В окремих випадках допускається застосування щебеню марки нижче вказаної, але в цьому випадку повинна бути встановлена марка бетону на цьому щебені безпосереднім випробуванням бетону, а також дано техніко-економічне обгрунтування доцільність використання щебеню низьких марок. Вміст зерен слабких порід у щебені не повинно перевищувати 10, а зерен пластинчастої та голчастої форм-15%.

Кількість глинистих і пилуватих часток у щебені, визначаються відмулюванням, повинно бути не більше величин, зазначених у табл. 24.

У щебені не повинно міститися грудок глини, суглинку і інших забруднюючих домішок.

Шлаковий щебінь отримують дробленням шлаків, який утворюється в процесі доменної плавки металів (доменний шлак) або при спалювання мінерального палива (паливний шлак). Шлаки повинні володіти кристалічною структурою і не мати ознак розпаду. Шлаковий розпад є результатом переходу одних сполук шлаку в інші під дією газів, що містяться в повітрі, і вологи. Цей перехід супроводжується збільшенням обсягу утворюються нових сполук, що викликає розтріскування і розпад шматків шлаку.

Щебінь повинен мати стійку структуру. Вона вважається стійкою проти силікатної та залозистого розпаду, якщо втрата у вазі щебеню після відповідних випробувань складе не більше 5% у кожному випадку. Він повинен бути без забруднюючих домішок: паливних шлаків, золи, колошниковой пилу і т. п. Вміст пилуватих, мулистих і глинистих часток у щебені, визначаються відмулюванням, не перевищує 2%. За фізико-механічними властивостями шлаковий щебінь повинен відповідати тим же вимогам, що і щебінь з природного каменю.

 

4. ОСНОВНІ ВЛАСТИВОСТІ БЕТОННОЇ СУМІШІ ТА БЕТОНУ

Важкий бетон найчастіше виготовляють на портландцементі, кварцовому піску і гравію або щебеню із щільних гірських порід. Бетон повинен придбати проектну міцність до певного терміну і володіти іншими якостями, відповідними призначенням виготовленої конструкції (водостійкістю, морозостійкістю, щільністю і т. д.). Крім того, вимагається певна ступінь рухливості бетонної суміші, яка відповідала б прийнятим способів її укладання.

Міцність бетону

В конструкціях будівель і споруд бетон може перебувати в різних умовах роботи, відчуваючи стиск, розтяг, вигин або сколювання. Важкий бетон, який застосовується в промисловому, житловому та цивільному будівництві, оцінюється межею міцності при стисненні і межею міцності на розтяг при вигині, що є основною характеристикою механічних властивостей бетону.

За величиною межі міцності при стиску зразків-кубів з ребром 20 см, виготовлених з бетонної суміші, після твердіння їх у протягом 28 діб. у нормальних умовах, позначається марка бетону. Допускається визначення міцності бетону на' зразках розмірами 30X30X30, 15X15X15 і ЮХЮхЮ див. Результати випробувань зразків приводяться до нормальним шляхом множення отриманих значень на коефіцієнти відповідно 1,1, 0,9 і 0,85.

Міцність бетону при стиску залежить від активності цементу, водоце-ментного відносини, якості заповнювачів, ступеня ущільнення бетонної суміші та умов тверднення. Основними факторами, що впливають на міцність бетону, є активність цементу і водоцементне відношення. Цементи високої активності дають більш міцні бетони, однак при одній і тій же активності цементу можна отримати бетон різної міцності в залежності від зміни кількості води в суміші^Ця залежність була встановлена в 1895 р. І. Р. Малюгою.

Для отримання удобоукладываемой бетонної суміші ставлення води до цементу Ц зазвичай приймають В/Ц= = 0,4-0,7 (для хімічного взаємодії цементу з водою потрібно 15 - 20% води від ваги цементу). Надлишкова вода, яка не вступила в хімічну взаємодію з цементом, випаровується з бетону, утворюючи в ньому пори, а це веде до зниження щільності і, відповідно, міцності бетону. Виходячи з цього міцність бетону можна підвищити шляхом зменшення водоцементного відносини і посиленого ущільнення.

Глибокі всебічні дослідження радянських учених (Н. М. Бєляєв, Б. Р. Скрамтаев та ін) розширили й уточнили висновки В. Р. Малюгп про вплив різних факторів на властивості бетону і встановили залежності, графічно зображені на 49.

Для орієнтовного визначення можливого межі міцності бетону при стиску у віці 28 діб. при твердінні в нормальних тим-пературно-вологісних умовах для бетонів з помірно жорстких і малорухомих бетонних сумішей, які ущільнюються вібрацією при коефіцієнті ущільнення не нижче 0,98, рекомендуються наступні розрахункові формули.

До високоякісних матеріалів відносяться щебінь з щільних гірських порід високої міцності, пісок оптимальної крупності і портландцемент високої активності без добавок або з мінімальною кількістю гідравлічної добавки, а також заповнювачі чисті, промиті, фракціоновані, з оптимальним зерновим складом суміші фракцій; до рядових матеріалів - заповнювачі

середньої якості, в тому числі гравій, портландцемент середній активності або высокомарочный шлакопортландцемент; до матеріалів зниженої якості - крупні заповнювачі низької міцності і дрібні піски, що відповідають зниженим вимогам ГОСТ 10268-62, і цементи низької активності.

Наведені залежності міцності бетону від різних факторів, виражені у вигляді формул і графіків, які дозволяють заздалегідь визначити орієнтовну міцність бетону в 28-добовому віці при відомому водоцементном відношенні, марці цементу і вигляді заповнювача, а також величину водоцементного відносини, забезпечує отримання заданої міцності бетону.

Поряд з наведеними вище факторами (активність і якість цементу, водоцементне відношення і якість заповнювачів) на міцність бетону в значній мірі впливають ступінь ущільнення бетонної суміші, тривалість і умови твердіння бетону. Міцність заповнювачів не чинить значного впливу на міцність бетону до тих пір, поки міцність їх більше проектованої марки бетону. Застосування низкопрочных заповнювачів міцністю нижче необхідної марки бетону може істотно знизити міцність останнього або потребує високої витрати цементу. Шорсткість поверхні заповнювачів також чинить вплив на міцність бетону. В відміну від гравію, зерна щебеню мають розвинену шорстку поверхню, ніж забезпечується краще зчеплення з цементним каменем, а бетон, приготовлений на щебені, при інших рівних умовах має міцність, велику, ніж бетон на гравії.

На швидкість твердіння бетону впливають мінералогічний склад цементу і початкова кількість води в бетонній суміші. Останнє визначає її рухливість (або жорсткість). Жорсткі бетонні суміші з низьким вмістом води забезпечують більш швидке твердіння бетону, ніж рухомі.

Наростання міцності важкого бетону в сприятливих умовах температури і вологості безперервно підвищується. В перші 7-14 діб. міцність бетону швидко зростає, потім зростання міцності до 28 діб. сповільнюється і поступово загасає; у вологому теплому середовищі міцність бетону може наростати кілька років. При нормальних умовах зберігання бетонних зразків їх середня міцність семисуточном віці становить 0,6-0,7 міцності 28-добових зразків. У тримісячних зразків міцність приблизно на 25%, а у 12-місячних на 75% виявляється вище, ніж у зразків 28-добового віку.

Великий вплив на зростання міцності бетону має середовище. Нормальними умовами твердіння бетону вважаються відносна вологість повітря-90-100% і температура - 20±2°С. Висока вологість повітря необхідна, щоб уникнути випаровування води з бетону, яка може призвести до припинення твердіння. Твердіння бетону прискорюється з підвищенням температури і сповільнюється з її зниженням. Так, за 10-14 год тверднення в атмосфері насиченого пара (пропарива-ня) при температурі 80-90° С міцність бетону досягає 60-70% марочної 28-добової міцності.

Для прискорення твердіння бетону застосовують також добавки (прискорювачі тверднення) - хлористий кальцій і хлористий натрій. Це має велике практичне значення при виробництві бетонних робіт в зимових умовах, так як добавки дозволяють отримувати бетони, твердіють на морозі.

Властивості бетонної суміші

Міцний і довговічний бетон з матеріалів навіть високого якості може бути отриманий тільки при ретельному ущільненні бетонної суміші при формуванні з неї конструкцій. Формувальна здатність бетонної суміші визначається двома показниками - рухливістю і пластичністю.

Пластичність характеризує внутрішню зв'язність суміші, здатність її формуватися, купуючи задану форму без розривів і розшаровування на окремі складові.

Рухливість бетонної суміші з максимальною крупністю зерен заповнювача до 70 мм оцінюється величиною опади (в сантиметрах) під власною вагою або при вібрації конуса, отформованного з бетонної суміші. Конфігурація маси виходить при завантаженні її у форму - усічений конус (50). Осідання конуса суміші визначають наступним чином. Спочатку змочують конус всередині водою, потім форму заповнюють бетонною сумішшю пошарово трьома шарами однакової висоти і кожен шар ущільнюють, штыкуя 25 разів металевим стрижнем; при цьому форму притискують до аркуша, надлишок суміші зрізають врівень з краями форми; потім знімають форму і встановлюють її поруч з відформованої бетонною сумішшю; утворився конус бетонної суміші під дією власної ваги осідає. Величина осадки конуса служить оцінкою рухливості бетонної суміші

Жорсткість бетонної суміші в секундах встановлюється: а) для бетонних сумішей з максимальною крупністю зерен заповнювача 40 мм - з допомогою технічного віскозиметра;

б) для бетонних сумішей з максимальною крупністю зерен заповнювача до 70 мм і при жорсткості суміші не більше 100 сек - спрощеним способом.

Технічний віскозиметр для визначення показника жорсткості бетонної суміші (51) має циліндричний посудину / висотою 200 мм і діаметром 300 мм з плоским дном; циліндричне кільце діаметром 2 216 мм і висотою 130 мм з трьома опорними планками 3, за допомогою яких можна кільце поміщати в циліндричний посудину і утримувати в циліндрі; форму конуса з 4 насадкою 5; штатив 6, закріплений у петлях, приварених до циліндричного судині; плоский диск, що переміщається вертикально на штанзі 7 і що зміцнюється зажимом. Жорсткість бетонної суміші визначають наступним чином. На виброплощадку встановлюють циліндричний посудину, в який вставляють і закріплюють циліндричне кільце, а потім в кільце поміщають форму-конус, заповнюючи її сумішшю на повну висоту з насадкою і одночасно ущільнюючи суміш штикуванням. Остаточно бетонна суміш ущільнюється вібруванням до моменту, поки на її поверхні і з-під нижньої основи конуса не почнеться помітне виділення цементного клею. Час вібрування повинно бути не менше 5 і не більше 30 сек. Потім насадку знімають, надлишок суміші зрізають врівень з краями конуса і суворо вертикально піднімають конус. Після цього звільняють затискний гвинт штатива з диском і опускають диск на поверхню отформованного конуса бетонної суміші. Включають виброплощадку і секундомір і спостерігають за опусканням штанги; коли ризику штанги співпаде з верхньою площиною направляючої головки штатива, вимикають секундомір і вібратор і відмічають час, що минув від моменту включення вібратора до його виключення. Це час в секундах характеризує жорсткість бетонної суміші.

Спрощеним способом жорсткість бетонної суміші визначають наступним чином. На виброплощадку встановлюють і закріплюють форму размерен 200X200x200 мм, в неї вставляють порожнистий конус від технічного віскозиметра і заповнюють його бетонною сумішшю трьома шарами однакової висоти і кожен шар ущільнюють штикуванням (25 разів) металевим стрижнем діаметром і довжиною 16 650 мм. Потім конус обережно знімають і одночасно включають виброплощадку і секундомір. Вібрування виробляють до того моменту, поки бетонна суміш не заповнить всіх кутів форми, а поверхня її не стане горизонтальною. Час (у секундах), необхідне для вирівнювання поверхні бетонної суміші в формі, помножене на коефіцієнт 1,5, характеризує жорсткість бетонної суміші. Литі і рухливі суміші мають жорсткість 0, малорухомі 15-25, жорсткі 30-200 і особожесткие понад 200 сек.

На рухливість бетонної суміші впливає ряд факторів: вид цементу, вміст води, вміст цементного тіста, крупність заповнювачів і форма їх зерен, вміст піску.

Бетонні суміші одного і того ж складу, але на різних цементах володіють неоднаковою рухливістю. Це пояснюється різною по-допотребностью цементу: чим вона вище, тим менше рухливість або більше жорсткість суміші. Рухливість бетонних сумішей на портландце-ментів з гідравлічними добавками менше, ніж сумішей на портландцементі при одному і те ж кількості води, взятої для приготування суміші. Із збільшенням утримання води при незмінній витраті цементу рухливість бетонної суміші зростає, але міцність бетону зменшується. Зі збільшенням вмісту цементного тіста рухливість бетонної суміші також підвищується при збереженні практично тій же міцності після затвердіння. Це пояснюється тим, що при більш високому змістів цементного тіста воно не тільки заповнює порожнечі і обволікає зерна заповнювачів, але і розсовує їх, створюючи між ними рясні прошарку, що зменшують тертя між зернами, а це підвищує рухливість суміші. При більш великих заповнювачах сумарна поверхня зерен менше, отже, при тій же кількості цементного тіста прошарку його між зернами заповнювачів виявляються товщі, що збільшує рухливість бетонної суміші.

Збільшення кількості піску понад оптимального, встановленого досвідом, зменшує рухливість бетонної суміші внаслідок зростання сумарної поверхні заповнювачів.

Форма зерен проявляє свій вплив у тому, що при округло?1 і гладкої поверхні сумарна поверхня зерен і тертя між ними менша, ніж при острогранной формі і шорсткої поверхні. Тому бетонна суміш з гравієм і відпрацьованим піском рухливіші, ніж суміш зі щебенем і гірським піском.

Вибір ступеня рухливості бетонної суміші

Найбільш економічними є жорсткі бетонні суміші, так як вони вимагають меншої витрати цементу, ніж рухомі. Рухливість суміші слід вибирати більш низьку, однак вона повинна забезпечити зручне і якісне укладання. При виборі рухливості бетонної суміші враховують розміри і характер конструкції, густоту армування і способи укладання суміші. Орієнтовно вибирати рухливість бетонної суміші для бетонування різних конструкцій можна за даними табл. 26.

Неточність, допущену в розрахунку, виправляють на основі уточне-чия досвідченим шляхом складу бетону за фактичним об'ємній вазі дробового замісу.

Якщо гравій або щебінь складають з декількох фракцій, то необхідно заздалегідь встановити оптимальне співвідношення між ними, користуючись графіком найкращого зернового складу або підбираючи суміш з мінімальною кількістю пустот.

Перевірка рухливості бетонної суміші. Після попереднього розрахунку складу бетону роблять пробний заміс і визначають осідання конуса або жорсткість. Якщо бетонна суміш вийшла менш рухомий, ніж потрібно, то збільшують кількість цементу і води без зміни цементоводного відносини. Якщо рухливість буде більше необхідної, то додають невеликими порціями пісок і крупний заповнювач, зберігаючи ставлення їх постійним. Таким шляхом домагаються заданої рухливості бетонної суміші.

Уточнення розрахункового складу бетону. Розрахунковий склад бетону 'уточнюють на пробних замісах. Для цього проводять досвідчені затворі-ня бетону при трьох значеннях водоцементных відносин, з яких одне приймається розрахунковим, а два інших, відповідно, більше і менше на 10-20%. Кількість цементу, води, піску та щебеню (або гравію) для бетону з водоцементным ставленням, не рівним розрахунковому, визначається по описаному вище методом. З кожного замісу бетонної суміші готують по три зразка-куба розміром 20X20x20 см, які витримують в нормальних умовах і зазнають у віці 28 діб. при визначенні марки бетону (або в інші терміни). За результатами випробувань будують графік залежності міцності бетону від цементоводного відносини, за допомогою якого вибирають величину Ц/В, забезпечує отримання заданої марки бетону. При пробних замісах перевіряють також рухливість або жорсткість бетонної суміші (вона повинна задовольняти проектної), визначають її об'ємна вага і за результатами випробування пробних замісів вносять відповідні корективи в розрахований склад бетону, піску і щебеню (гравію). При цьому враховується вологість заповнювачів. Кількість вологих заповнювачів змінюється настільки, щоб вміст сухого матеріалу дорівнювало розрахунковим, а кількість введеної в заміс води зменшувалася на величину, рівну вмісту води в заповнювачах.

При перемішуванні бетонної суміші дрібні зерна компонентів її розташовуються в порожнинах між більш великими зернами, пісок розташовується в порожнинах між щебенем або гравієм, а порожнечі в піску заповнюються цементним тестом. Обсяг бетонної суміші Vo.c тому буде завжди менше, ніж сума насипних обсягів складових його сухих матеріалів. У зв'язку з цим вводять поняття «коефіцієнт виходу бетону».

 

6. ПРИГОТУВАННЯ І ТРАНСПОРТУВАННЯ БЕТОННОЇ СУМІШІ

Основними технологічними операціями приготування бетонної суміші є дозування вихідних матеріалів і їх перемішування. Найважливішою умовою приготування бетонної суміші із заданими показниками властивостей, а також забезпечення сталості цих показників від замісу до замісу є точність дозування складових матеріалів в відповідності з робочим складом бетону. Матеріали дозують дозаторами (мірниками) періодичної або безперервної дії. Перші можуть мати ручне, напівавтоматичне або автоматичне керування. Найбільш досконалі автоматичні вагові дозатори, що володіють високою точністю дозування, малою тривалістю циклу зважування і легкістю управління. Об'ємні дозатори менш точні, їх застосовують на невеликих бето-носмесительных установках, проте в цьому випадку цемент дозують за масою. На великих змішувальних установках матеріали дозують тільки по вазі. На 52 показаний автоматичний ваговий дозатор для цементу, а на 53 - для заповнювачів. У напівавтоматичних дозаторів завантажувальні затвори відкриваються і закриваються автоматично після наповнення вагового мірника. Вивантажувального отвір управляється вручну. Автоматичні дозатори керуються з центрального пульта. Потрібне кількість матеріалу отвешивается автоматично в два етапи: спочатку приблизно 90% кількості, а потім - залишкове. Керувати автоматичними дозаторами можна також з допомогою перфорованих карт, що представляють собою зашифрований код, відповідний заданій кількості дозованих матеріалів. Ця система дозволяє дозувати необмежену кількість складів суміші і повторювати заданий режим дозування будь-яке число разів.

За існуючими нормами допустиме відхилення в дозування повинно бути не більше ± 1 % по вазі для цементу і води і не більше ±2% для заповнювачів. Така точність може бути забезпечена тільки при ваговому дозуванні.

Перемішують бетонну суміш у бетонозмішувачах (бетономішалках) періодичного і безперервного дії. У змішувачах періодичної дії робочі цикли машини протікають з перервами, тобто в них періодично завантажують отвешенные порції матеріалів, перемішують і вивантажують бетонну суміш (54); в змішувачах безперервної дії всі три операції відбуваються безперервно (55).

За способом перемішування матеріалів бетонозмішувачі поділяються на машини з примусовим і машини з гравітаційним (при вільному падінні) перемішуванням матеріалів. В гравітаційних бето-носмесителях перемішування досягається обертанням барабана, на внутрішній поверхні якого є лопаті. При обертанні барабана лопаті захоплюють складові бетонної суміші, піднімають їх на деяку висоту і вони падають, перемішуючись при цьому. Гравітаційні бетонозмішувачі випускаються ємністю змішувального барабана 100, 250, 425, 1200, 2400 і 4500 л. Ємність бетономішалки визначається не виходом готового бетону, а сумою обсягів завантажуваних матеріалів (без води).

У бетонозмішувачах примусового перемішування (56) матеріали перемішуються в нерухомому смесительном барабані за допомогою обертових лопатей, насаджені на вал. Такі змішувачі застосовують для приготування жорстких бетонних сумішей.

Тривалість перемішування бетонної суміші залежить від її рухливості і ємності бетонозмішувача: чим менше рухливість суміші н більше робоча ємність змішувача, тим більше оптимальний час перемішування. Так, для бетонозмішувача ємністю до 400 л вона дорівнює 1 хв, а ємністю 4500 л - близько 3 хв. Час перемішування жорстких бетонних сумішей повинно бути збільшено приблизно у 2 рази порівняно з часом перемішування рухомих сумішей.

Для приготування жорстких і особожестких бетонних сумішей ство

ни так звані вибросмесители, в яких перемішування складових

чих матеріалів здійснюється в поєднанні з вібрацією, а у деяких

рих конструкціях - тільки вібрацією

Транспортування бетонної суміші

Спосіб доставки бетонної суміші від змішувальної машини до місцем укладання і необхідне для цього обладнання вибирають залежно від прийнятої технологічної схеми виробництва, а також загального обсягу укладається суміші, добової потреби в ній, висоти підйому і дальності переміщення.

До місця формування бетонну суміш доставляють, користуючись різними транспортними засобами: стрічковими конвеєрами, бункерами і вагонетками з колейным шляхами, підвісними кюбелями і бадьями, які кабель переміщує по кран-балок або монорельсу, самохідними вибробункерами і бетононасосами; суміш транспортують також і на автосамоскидах.

Спосіб доставки суміші повинен забезпечувати збереження її однорідності і ступеня рухливості. При тривалому перевезенны бетонна суміш загусає внаслідок гідратації цементу, поглинання води заповнювачами і випаровування, однак рухливість суміші до моменту укладання її повинна бути не менше проектної.

Завод-виробник на кожну партію бетонної суміші видає паспорт із зазначенням свого найменування та адреси; номера і дати видачі паспорта; кількості суміші в MS; витрати цементу на 1 м3 бетонної суміші; крупності щебеню або гравію; рухливості, жорсткості і марки бетону, а також результатів випробування контрольних зразків бетону на міцність.

 

7. УКЛАДАННЯ ТА УЩІЛЬНЕННЯ БЕТОННОЇ СУМІШІ, ДОГЛЯД ЗА БЕТОНОМ І КОНТРОЛЬ ЙОГО ЯКОСТІ

Укладання бетонної суміші

До числа найбільш трудомістких і енергоємних операцій відносяться укладання бетонної суміші і її ущільнення у формі (або опалубки). Ці операції в даний час виконуються механізовано за допомогою бетоноукладачів або більше простих машин - бетонораздат-чиков. Бетоноукладачі дозволяють більшою мірою механізувати процес розподілу бетонної суміші у формі. Бетонна суміш повинна бути укладена у форму так, щоб в ній не залишалися вільні місця; особливо ретельно потрібно заповнювати кути і звужені місця форми. Після укладання бетонної суміші приступають до її ущільнення.

Способи ущільнення бетонної суміші

Одне з найважливіших властивостей бетонної суміші - здатність пластично розтікатися під дією власної ваги або доданої до неї навантаження - визначає порівняльну легкість виготовлення бетонної суміші з виробів найрізноманітнішого профілю та можливість застосування для її ущільнення різноманітних способів. При цьому спосіб ущільнення і властивості суміші - її рухливість (плинність) - знаходяться в тісному зв'язку. Так, жорсткі нетекучие суміші вимагають енергійного ущільнення і при формуванні з них виробів слід застосовувати інтенсивну вібрацію або вібрацію з додатковим пресуванням (вантажем). Можливі також і інші способи ущільнення жорстких сумішей - трамбування, пресування, прокат. Рухливі суміші легко і ефективно ущільнюються вібрацією. Застосування ж стискаючих (пресуючих) видів ущільнення - пресування, прокату, а також трамбування - не придатне: під дією значних пресуючих зусиль або часто повторюваних ударів трамбування суміш легко витікає з-під штампа або розбризкується. Литі суміші здатні ущільнюватися під власною вагою. Для підвищення ефекту ущільнення їх іноді піддають короткочасній вібрації.

Таким чином можуть бути виділені наступні способи ущільнення бетонних сумішей: вібрування, пресування, прокат, трамбування і л}:тя. Найбільш поширеним та ефективним як в технічному, так і в економічному відношенні є спосіб вібрування. Його успішно застосовують також у поєднанні з іншими способами механічного ущільнення: трамбуванням (вибротрамбование), пресуванням (вібропресування) і прокатом (вибропрокат). Різновидом механічних способів ущільнення рухомих бетонних сумішей є центрифугування, яке використовується при формуванні порожнистих виробів трубчастого перерізу. Хороші результати щодо отримання бетону високої якості дає вакуумування суміші в процесі її механічного ущільнення (переважно вібруванням), проте значна тривалість операції вакуумирова-ня суттєво знижує її техніко-економічний ефект і перешкоджає поширенню застосування в технології збірного залізобетону.

Розглянемо коротко різні способи ущільнення бетонних сумішей.

Вібрування. Ущільнення бетонної суміші при вибрировании відбувається в результаті передачі їй часто повторюваних вимушених коливань (поштовхів), в сукупності виражаються струшуванням. У кожен момент струшування частки бетонної суміші перебувають у підвішеному стані і порушується зв'язок їх з іншими частинками. При подальшому дії сили поштовху частинки іод власною вагою падають і займають при цьому більше вигідне положення, при якому на них меншою мірою можуть впливати поштовхи. Це відповідає умові найбільш щільною їх упаковки, що, в кінцевому підсумку, призводить до отримання щільної бетонної суміші. Другою причиною ущільнення бетонної суміші при вибрировании є властивість переходити в тимчасово текучий стан під дією прикладених до неї зовнішніх сил, яке називається тиксотропностью. Будучи в тимчасово рідкому стані, бетонна суміш при вибрировании починає розтікатися, купуючи конфігурацію, що і під дією власної ваги ущільнюватися. Це визначає високі технічні властивості вибрированного бетону і економічну ефективність способу віброущільнення. Висока ступінь ущільнення бетонної суміші вібруванням досягається застосуванням обладнання незначної потужності, наприклад бетонні масиви ємністю кілька кубометрів ущільнюють вібраторами потужністю 1-1,5 кет.

Здатність бетонних сумішей переходити в тимчасово текуче стан під дією вібрації залежить від рухливості суміші та швидкості переміщення при цьому часток її одна відносно іншої. Рухливі суміші легко переходять в текучий стан і вимагають невеликій швидкості переміщення. Зі збільшенням жорсткості (зменшенням рухливості) суміш все більше втрачає це властивість або потребує відповідного збільшення швидкості коливань, тобто більш високою витрати енергії.

На якість віброущільнення впливають не тільки параметри роботи вибромеханизма (частота і амплітуда), але також тривалість вібрування. Для кожної бетонної суміші в залежності від її рухливості існує своя оптимальна тривалість віброущільнення, до якої суміш ущільнюється ефективно, а понад якій затрати енергії зростають значно більшою мірою, ніж відбувається ущільнення суміші; подальше ущільнення взагалі не дає приросту щільності. Більш того, надмірно тривале вібрація може призвести до розшарування суміші, поділу її на окремі компоненти - цементний розчин і великі зерна заповнювача, що, в кінцевому підсумку, зумовлює нерівномірну щільність вироби по перерізу і зниження міцності в окремих його частинах. Виброуплотняют бетонну суміш переносними та стаціонарними вибромеханизмами. Застосування переносних вібромеханізмів в технології збірного залізобетону обмежена і вони використовуються в основному при формуванні великорозмірних масивних виробів на стендах. За родом двигуна вібратори поділяються на електромеханічні, електромагнітні та пневматичні. Найбільш поширені електромеханічні.

В залежності від виду, форми і розмірів бетонируемой конструкції застосовують вібратори різних типів. Для укладання бетону з великими відкритими поверхнями (підлоги, плити, дороги) застосовуються поверхневі вібратори (57), передають коливання на бетонну суміш через металеву площадку, до якої прикріплений вібратор. Глибина поширення коливань в товщу бетонної суміші досягає 20-30 см, тривалість вібрування на одному місці близько 1 хв, після чого вібратор переставляють на суміжну ділянку.

Глибинні вібратори застосовують при ущільненні бетонної суміші у масивних конструкціях великої глибини (товщини). В якості глибинних вібраторів застосовують: вібробулави (58, а), в нижньому корпусі яких розміщений електродвигун з эксцентрическими вантажами, збудливими коливання булави;

високочастотний (до 7000 кол/хв ) вібратор з гнучким валом (58,6), що закінчується тонкої циліндричної робочою частиною (вибронаеадкой), всередині якої розташований ексцентрик.

 


Основне застосування в технології збірного залізобетону на заводах, що працюють за потоково-агрегатною і конвеєрної схемами, знаходять віброплощадки. Виброплощадка (59) являє собою плоский стіл, спирається через пружинні опори на нерухомі опори або раму (станину). Пружини гасять коливання столу і попереджають цим їх вплив на опори, так як в противному випадку вони можуть зруйнуватися. У нижній частині до столу жорстко прикріплений вибровал з розташованими на ньому ексцентриками. Вал отримує вращеиие від електромотора, і при його обертанні ексцентрики збуджують вимушені коливання столу віброплощадки, що передаються потім формі з бетонною сумішшю, призводять до її ущільнення. Потужність віброплощадки оцінюється її вантажопідйомністю (вага виробу разом з формою) і становить 2-24 т.

Пресування є малоприменяемым способом ущільнення бетонної суміші в технології збірного залізобетону, хоча за технологічним показниками відрізняється великою ефективністю - дозволяє отримувати бетон з-собовысокой щільності і міцності при мінімальній витраті цементу (100-150 кг/м3 бетону). Поширенню способу перешкоджають виключно економічні причини: пресуюча величина тиску, при якій бетон починає ефективно ущільнюватися-100-150 кГ/см2 і вище, тобто для ущільнення вироби на кожен 1 м2 його слід прикласти навантаження, рівну 1000 000-1500 000 кГ або 1000-1500 Т. Преси такої потужності в техніці застосовують, наприклад, для пресування корпусів судів, але вартість їх виявляється настільки високою, що повністю виключає економічну доцільність використання таких пресів для ущільнення бетону великорозмірних залізобетонних виробів. За цим причин спосіб пресування широко застосовується тільки при формуванні штучних виробів невеликого розміру, наприклад силікатної цегли.

У технології збірного залізобетону пресування використовується як додатковий додаток до бетонної суміші механічної навантаження при її вибрировании. В цьому випадку потрібна величина пресуючого тиску не виходить за межі 50-100 Г/см2, тобто 500 - 1000 кГ/м2. Технічно такий тиск досягається порівняно просто. Ущільнення бетонної суміші при пресуванні, тобто під дією статично прикладеного навантаження, відбувається в результаті примусового переміщення окремих частинок бетонної суміші і їх більш компактного і щільного розташування при цьому.

Розрізняють пресування плоскими і профільними штампами. Останні передають свій профіль бетонної суміші, дозволяючи отримувати вироби відповідного обриси. Так формують, наприклад, сходові марші, деякі види ребристих панелей. В останньому випадку спосіб пресування називають ще штампуванням.

Різновидом пресо

вання є прокат: прес

сующее тиск передається

бетонної суміші тільки через

невелику площа ковзанки,

що знижує тиск прес

встромляти. Але тут особливе зна

чення набувають пластиче

ські властивості бетонної суміші

і її зв'язність: при недостат

точної зв'язності відбувається

зсув суміші преси вал-

ком і її розрив.

Центрифугування. Ущільнення бетонної суміші центрифугуванням відбувається внаслідок відцентрових сил, що виникають в нею при обертанні. Для цієї мети застосовують центрифуги (60), що представляють собою форму трубчастого перетину, якої в процесі ущільнення надається обертання (до 600-1000 об/хв). Завантажена в форму бетонна суміш (обов'язково рухомий консистенції) під дією відцентрових сил, розвиваються при обертанні, притискається до внутрішньої поверхні форми і ущільнюється. В результаті різної маси твердих компонентів суміші та води суміші при центрифугуванні видаляється до 20-30% води, що істотно сприяє отриманню бетону високої щільності.

Спосіб центрифугування порівняно легко дозволяє отримувати вироби з бетоном високої щільності, а звідси високої міцності (400-600 кГ/см2) і довговічності. До недоліків цього способу слід віднести значну потреба в цементі (400 - 450 кг/м3) для отримання бетонної суміші високої зв'язності. При недостатній кількості цементу суміш розшаровується під дією відцентрових сил на дрібні і великі зерна, так як останні з великою силою будуть прагнути притиснутися до поверхні форми. Центрифугуванням формують труби, опори ліній електропередач, стійки під світильники.

Вакууммирование. При приготуванні бетонної суміші, а також її укладання у форми в суміш залучається повітря. В процесі вакуумиро-вання, створюваного розрідженням до 0,7-0,8 атм, з бетонної суміші видаляються повітря і частина води: звільнені при цьому місця займають тверді частинки, і бетонна суміш набуває підвищену щільність. Крім того, вакуум надає прессующее дію на бетонну суміш, рівну величині атмосферного тиску.

Як. правило, вакуумування поєднується з вібруванням. В процесі вібрування бетонної суміші, підданої вакуумированшо,

відбувається інтенсивне заповнення твердими компонентами досі, про

разовавшихся при вакуумуванні на місці повітряних бульбашок і

води. Однак вакуумування має важливий техніко-економічний

недолік, а саме більшу тривалість процесу - 1-

2 хв на кожен 1 см товщини виробу в залежності від властивостей бе

тонною суміші і величини перерізу. Товщина шару, яка може бути

піддана вакуумування, не перевищує 12-15 див. Внаслідок

цього вакуумируют переважно масивні конструкції для при

данія поверхневого шару їх особовысокую щільність. В технології

збірного залізобетону вакуумування практично не знаходить при

сування.

Твердіння бетону і догляд за ним

Бетон набирає міцність поступово, у міру твердіння цемент

ного каменю. У початковий період наростання міцності відбувається ін

інтенсивно, а далі поступово зменшується.

Значною мірою швидкість наростання міцності залежить від температури і середовища., Нормальними умовами для твердіння бетону вважаються: температура-20±2°С і відносна вологість навколишнього повітря-90-100%. При температурі, близькій до нуля, наростання міцності бетону припиняється, а при підвищенні температури (до 70-90° С) і максимальної вологості міцність інтенсивно наростає. Важливою умовою твердіння бетону є вологість: у вологому середовищі бетон набуває більшу міцність, ніж на повітрі; при випаровуванні вологи з бетону його твердіння практично припиняється. Швидкість наростання міцності залежить від виду цементу, причому вона може бути значно збільшена за рахунок введення спеціальних добавок.

Сума заходів, що забезпечують сприятливі умови твердіння ущільненої бетонної суміші, а також способи, що оберігають бетон від пошкодження його структури в ранньому віці, складають догляд за бетоном. Догляд повинен бути організований відразу після укладання і ущільнення бетонної суміші і насамперед потрібно захистити поверхню від висихання.

Одним з ефективних методів догляду за свіжоукладеним бетоном, наприклад, в дорожньому будівництві, є покриття його поверхні пленкообразующими речовинами, в якості яких застосовують бітумні емульсії, латекс, синтетичний каучук та ін Поряд з цим, горизонтальні поверхні після схоплювання бетону покривають піском або тирсою і періодично зволожують. Тривалість терміну зволоження залежить від атмосферних умов: спекотні дні - до двох тижнів, а в прохолодну погоду - кілька днів. В холодні дні бетон слід оберігати від охолодження, щоб не сповільнилося твердіння, а тим більше від замерзання.

Завантаження конструкцій може проводитися тільки після того, коли бетон досягне міцності, встановленої проектом. Це встановлюють за даними випробувань контрольних зразків бетону.

Контроль якості бетону

Правильно організований контроль якості бетонних робіт на всіх стадіях технологічного процесу виготовлення бетонних конструкцій - одне з найважливіших умов отримання міцного і довговічного бетону п зниження вартості конструкцій. Контроль включає випробування і вибір матеріалів для бетону, їх дозування і перемішування, укладання, ущільнення і догляд за бетоном, а також визначення міцності затверділого бетону випробуванням пробних зразків.

Міцність і якість бетону в конструкції можна орієнтовно визначити і без руйнування з допомогою акустичних приладів. Сутність їх дії заснована на швидкості поширення ультразвукового імпульсу хвилі удару в матеріалі і залежить від його щільності і міцності. Міцність бетону в конструкціях без руйнування також можна встановити і механічним способом, наприклад приладом, дія якого заснована на залежності міцності від глибини лунки в бетоні, утвореної кулькою при його вдавлюванні, або величини відскоку маятника від бетону.

 

8. ОСОБЛИВІ ВЛАСТИВОСТІ БЕТОНУ

Щільність і непроникність бетону для рідин і газів

Висока щільність бетону досягається раціональним підбором зернового складу заповнювачів (з мінімальною пустотність); застосуванням бетонних сумішей з низьким водоцементным ставленням; введенням в бетонну суміш пластифікуючих і гідрофобізующіх поверхнево-активних добавок; ретельним ущільненням бетонної суміші і доглядом за твердеющим бетоном. Слід мати на увазі, що навіть виконання зазначених заходів не дає можливості отримати абсолютно щільний бетон. Пори в бетоні утворюються в результаті випаровування води, не вступила в хімічну реакцію з цементом при його твердінні, а також внаслідок неповного видалення повітряних бульбашок при ущільненні бетонної суміші. Тому бетон є матеріалом газопроницаемым. Для додання бетонних споруд газонепроникність на внутрішню поверхню їх наносять газонепроникні плівки, наприклад з пластмас.

Щільно приготований бетон при дрібнопористою структурою і достатній товщині конструкції виявляється практично водонепроникний. Водонепроникність бетону характеризується найбільшим тиском води, при якому вона ще не просочується через зразки. По водонепроникності бетон ділиться на чотири марки-В-2, В-4, В-6, В-8, витримують відповідно тиск 2, 4, 6 і 8 кГ/см2. В більш тонких конструкціях високу водонепроникність бетону можна досягти застосуванням гідрофобного цементу. Крім того, застосовують гідроізоляційні покриття на поверхню пневматично (торкретированием) наносять щільну штукатурку.

Щільний бетон може бути непроникний не тільки для води, але і для рідких нафтових продуктів в'язкої консистенції - мазуту і важкої нафти. Легкі і середні нафтові фракції, наприклад, бензин і гас, проникають через бетон легше, ніж вода. Для захисту бетонних і залізобетонних споруд, призначених для зберігання важких нафтопродуктів, поверхні їх покривають рідким склом, а від проникнення легенів і рідких нафтових продуктів (бензину, гасу та ін) застосовують спеціальні бензинонепроницаемые мембрани, спеціальні поверхневі покриття - плівки з пластмас або виготовляють бетон на непроникному для зазначених рідин розширюється цементі

Морозостійкість

Довговічність бетонних і залізобетонних конструкцій, піддаються в умовах експлуатації спільному дії води й морозу, залежить від морозостійкості бетону. Морозостійкість є одним з головних вимог, що пред'являються до бетону гідротехнічних споруд, дорожніх покриттів, опор мостів та інших подібних конструкцій. Морозостійкість бетону характеризується найбільшим числом циклів поперемінного заморожування і відтавання, які здатні витримувати зразки 28-добового віку без зниження межі міцності при стисненні більш ніж на 25% і без втрати у вазі більш ніж на 5%.

ГОСТ на важкий бетон, в тому числі і на гідротехнічний, встановлює на морозостійкість п'ять марок - Мрз 50, Мрз 100, Мрз 150, Мрз 200 і Мрз 'ЗОО. Марка бетону по морозостійкості вибирається в залежності від кліматичних умов, кількості змін рівня води на поверхні омитої бетону або числа змін заморожування і відтавання за зимовий період. Морозостійкими виявляються, як правило, бетони високої щільності. Не менш важливу роль у морозостійкості бетону грає морозостійкість заповнювачів; марка їх за морозостійкості повинна бути не нижче цього показника для бетону. Морозостійкі бетони отримують шляхом застосування морозостійких заповнювачів, зменшення водоцементного відносини, застосування гідрофобних і гідрофільних пластифікуючих добавок, а також портландцементу високих марок або глиноземистого цементу, які при твердінні пов'язують значну кількість води затворення, утворюючи більш щільний цементний камінь.

Усадка і розширення бетону

В процесі твердіння відбуваються об'ємні зміни бетону. Твердіння бетону на повітрі, за винятком бетонів на безусадочном і розширюється цементах, супроводжується зменшенням об'єму, тобто усадкою. При твердненні бетону в воді спочатку об'єм дещо збільшується. Велику усадку отримують бетони з жирних розчинів (з великим витратою цементу) і з великим водоцементным ставленням. Найбільша усадка в бетоні відбувається в початковий період твердіння: за першу добу вона складає до 60-70% величини місячної усадки. Пояснюється це тим, що в зазначений період особливо інтенсивно зневоднюється тісто внаслідок випаровування і поглинання вологи гидратирующимнся зернами цементу, в результаті чого частки зближуються і цементний камінь дає усадку.

Об'ємні зміни в бетоні в перший період твердіння викликаються розширенням від нагрівання теплом, що виділяється при екзотермічних реакціях цементу з водою. Під впливом екзотермії цементу температура всередині масивних бетонних конструкцій іноді досягає 50° С. Об'ємні зміни бетону можуть викликати значні деформації конструкцій і навіть поява тріщин. Для запобігання їх в масивних бетонних конструкціях влаштовують спеціальні температурні шви. Щоб зменшити экзотермию бетону, застосовують цементы'з малим виділенням тепла (низкоэкзотермпчные).

Величина усадки бетону на портландцементі залежить від мінералогічного складу й тонкості помелу цементу: усадка зростає з збільшенням тонкості помелу. Для зниження усадки бетону, особливо при зведенні масивних споруд, слід застосовувати белитовые цементи або цементи більш низьких марок, уникати жирних бетонних сумішей, зменшувати кількість води замішування, застосовувати великі заповнювачі з щільних порід раціонального зернового складу, а також суворо дотримуватися вологісний режим твердіння бетону.

Зазначені вимоги дуже важливі при приготуванні бетону для гідротехнічних споруд.

Властивості бетону в агресивному середовищі і заходи захисту

Практика експлуатації водопровідно-каналізаційних бетонних споруд показала, що в ряді випадків під впливом фізико-хімічної дії рідин і газів бетон може руйнуватися. Корозія бетону викликається, головним чином, руйнуванням цементного каменю, заповнювачі для бетону завжди можуть бути підібрані стійкими. Фізико-хімічні процеси, що відбуваються при корозії цементу глибоко розроблені В. М. Москвіним (див. розділ IV).

Корозія бетону виникає в результаті проникнення агресивного речовини в його товщу; вона особливо інтенсивний при постійній фільтрації такої речовини через тріщини або пори бетону. Тому основними заходами захисту бетону від корозії є надання йому можливо більшої щільності і правильне конструювання елементів споруд, забезпечують рівномірну (без утворення тріщин) деформації бетону в процесі твердіння.

Для захисту бетону від корозії слід застосовувати цементи з мінімальним виділенням гідроокису кальцію і малим вмістом трьохкальцієвого алюмінату. До таких цементів відносяться портландцементу з гідравлічними добавками, шлакопортландце-мент, глиноземистий цемент, сульфатостойкие цементи. З метою усунення пір в поверхневих шарах бетону застосовують импрегнирова-ня в бетон цементного розчину, силикатирование, флюатування. Захистити бетон від проникнення агресивних речовин можна з допомогою поверхневих покриттів, наприклад облицьовувати їх щільними керамічними плитками або каменями, викладеними на кислототривкої цементі, створити водонепроникну оболонку навколо бетону з шару жирної утрамбованої глини, покривати гідроізоляційними матеріалами та битуминозными ін.

Ставлення бетону до дії високих температур

Бетон - вогнестійкий матеріал, що витримує вплив високих температур під час пожеж. Вогнестійкість бетону дозволяє застосовувати його для влаштування димових труб промислових печей та їх фундаментів; останні роки бетон спеціального складу все сміливіше застосовують для футеровки теплових апаратів, що працюють при температурі 1000° С і вище.

Вогнестійкість бетону залежить не тільки від виду цементу, але і від природи заповнювачів. Якщо в якості заповнювачів застосовується гірська порода, до складу якої входить кристалічний кварц, то при температурі близько 600°С в бетоні можуть з'явитися тріщини внаслідок значного збільшення обсягу кварцу.

При проектуванні бетонних' конструкцій, що піддаються тривалого впливу температур, необхідно враховувати, що при температурі 150-250° С міцність бетону на портландцементі знижується на 25%, При нагрівання бетону вище 500° С і наступному зволоженні він руйнується. Спочатку відбувається дегідратація гідроокису кальцію [Са(ОН)г^СаО + Н2О], а потім при подальшому зволоженні утворилася СаО гаситься із збільшенням обсязі, що призводить до руйнування цементного каменю і бетону.

Для будівництва конструкцій, що піддаються тривалому дії високих температур (понад 250°С), застосовують спеціальний жаростійкий бетон.

 

9. ОСОБЛИВОСТІ БЕТОНУВАННЯ В ЗИМОВИЙ ЧАС

На зростання міцності бетону великий вплив надає температура середовища. При температурах нижче нормальної (20° С) тверднення бетону сповільнюється, а коли температура бетону падає нижче 0, його твердіння припиняється. Бетон, замерзлий до настання повного тужавіння, при підвищення температури відтає, фізико-хімічні процеси твердіння поновлюються. Чим раніше бетон піддався заморожуванню, тим кінцева міцність його буде нижче нормальної. Зниження міцності пояснюється тим, що вода при замерзанні переходить в лід, збільшується в об'ємі, порушує зв'язок між зернами заповнювачів і малозатвердевшим цементним каменем.

Бетон, що укладається взимку, захищають від замерзання в протягом терміну твердіння, необхідного для придбання їм 50% проектної міцності. Забезпечення нормальних умов твердіння бетону взимку досягають двома способами: використанням внутрішнього тепла бетону і додаткової подачею бетону тепла ззовні. В даний час зимове бетонування успішно впроваджено в практику будівництва СРСР. Серед радянських вчених, найбільш раціонально вирішили питання зимового бетонування, слід назвати С. А. Миронова, Ст. Н. Сізова, В. Р. Совалова.

Для скорочення строків твердіння до 3-5 діб. застосовують високоміцні і швидкотверднучі цементи (портландцементу марок 400, 500 і глиноземистий цемент), знижують водоцементне відношення, інтенсивно ущільнюють бетонну суміш, а також вводять в бетонну суміш прискорювачі твердіння (хлористий кальцій та ін).

Внутрішній запас тепла створюють шляхом підігріву складових бетонної суміші (води, піску і щебеню або гравію). Їх нагрівають до такій мірі, щоб температура бетонної суміші, що виходить з бетономішалки, не перевищувала 30° С, так як при більш високій температурі суміш швидко густіє і втрачає легкоукладальність; воду для замішування можна підігрівати до 80, заповнювачі - до 40° С. Крім того, тепло, що виділяється при хімічній реакції цементу з водою (экзотермия цементу), перешкоджає охолодженню конструкцій.

Щоб зберегти запас тепла протягом визначеного строку, конструкції з свіжоукладеної бетонної сумішшю покривають теплоізоляційними матеріалами (тирсою, шлаком, камышитом, воруши-ном); товщина покриття визначається теплотехнічним розрахунком. Цей спосіб зветься «термос» та застосовується для масивних конструкцій, які мають модуль поверхні (відношення охолоджується поверхні бетону до його об'єму - F-.V) не більше 6. В тонких конструкціях, а іноді і в масивних свіжоукладену бетонну суміш підігрівають зовні парою або електричним струмом (електропрогрів). Пар (температурою 50-80° С) зазвичай вводять у проміжки між стінками подвійний опалубки або в канали, вирізані з її внутрішньої сторони; іноді пар пропускають по трубах, укладених усередині бетону. Такий спосіб дає можливість отримати через 1-2 діб. міцність, що дорівнює 60-70% марочної (28-добового твердіння).

Електропрогрів бетону виробляють змінним струмом. Струм передається електродами двох типів: поверхневими (у вигляді сталевих пластинок, укладаються на поверхню) і внутрішніми (у вигляді сталевих стрижнів, покладених в горизонтальному або вертикальному напрямку). При виготовленні залізобетонної конструкції в якості одного з електродів використовують арматуру. При проходженні електричного струму через бетон виділяється тепло, в внаслідок чого бетон розігрівається і швидко твердне. Однак температура не повинна перевищувати 60° С, так як можлива місцева пересушування бетону.

 

10. СПЕЦІАЛЬНІ ВИДИ ВАЖКИХ БЕТОНІВ

Гідротехнічний бетон

Гідротехнічними називаються бетони, що застосовуються для зведення споруд або їх окремих частин, постійно або періодично омиваних водою, і що володіють властивостями, які забезпечують тривалу нормальну службу (довговічність) у зазначених умовах.

Гідротехнічний бетон є різновидом важкого бетону; він характеризується підвищеною водостійкістю, водонепроникністю, морозостійкістю, низьким тепловиділенням, а в ряді випадків і стійкістю до хімічно агресивному середовищі. В залежності від зони розташування гідротехнічних споруд він ділиться на:

бетон підводний, що знаходиться постійно в воді;

бетон в зоні змінного рівня води;

бетон надводний, що знаходиться вище зони змінного рівня води.

Конструкції гідротехнічних споруд можуть бути масивні і немасивні, напірні і безнапірні.

В залежності від умов роботи гідротехнічних споруд та їх конструктивних елементів застосовують бетон марок від 75 до 300, а ті частини споруди, які піддаються стирання водою, виконують з бетону марок 400 і 500. По межі міцності при стисненні гідротехнічний бетон підрозділяється на 8 марок - від 75 до 500, а при розтягуванні - від 11 до 35. Марку гідротехнічного бетону визначають у 180-добовому віці.

По морозостійкості гідротехнічний бетон ділиться на п'ять марок - Мрз 50, Мрз 100, Мрз 150, Мрз 200 і Мрз 300, по водонепроникності на чотири марки-В-2, В-4, В-6, В-8, тобто витримує тиск води 2, 4, 6 і 8 кГ/см2. Водонепроникність гідротехнічного бетону характеризується найбільшим тиском води, при якій ще не спостерігається просочування через зразки 180-добового віку.

Підводний бетон і бетон зони змінного рівня, а також бетон, що піддається дії ґрунтових вод, повинен бути стійким проти агресивної дії води даного складу. Марка водонепроникності бетону, для якого визначається його водостійкість, приймається не нижче В-4.

У зв'язку з тим, що гідротехнічний бетон знаходиться в специфічних експлуатаційних умовах, до матеріалів для його приготування пред'являються особливі вимоги. Цемент вибирають відповідно до класифікацією бетону з урахуванням агресивності води-середовища;

необхідно враховувати умови виробництва бетону і особливості

будівельного періоду, а також експлуатаційні умови; цемент

повинен забезпечувати довговічність бетону, його міцність, водостой

кость, морозостійкість, водонепроникність итрещиностойкость при

екзотермії і усадки.

Для приготування гідротехнічного бетону треба застосовувати такі види цементів: портландцемент і його різновиди з помірною экзотермкей, пластифікований, гідрофобний, сульфато-стійкий, шлакопортландцеыент, пуцолановий портландцемент. Для збірних залізобетонних конструкцій, що не піддаються сульфатної агресії і не перебувають у зоні змінного рівня води, переважно повинен використовуватися быстротвердеющпй портландцемент. Для бетону окремих зон гідротехнічних споруд можуть бути застосовані такі види цементів:

для підводного бетону, постійно знаходиться у воді, бетону внутрішньої зони і бетону підземних частин споруд - переважно шлакопортландцеыент і пуцолановий портландцемент, а також портландцемент з добавкою золи-винесення;

для бетону зони змінного рівня води - портландцемент з помірної экзотермиеп, сульфатостійкий, пластифікований і гідрофобний портл андцементы;

для надводного бетону, що знаходиться вище зони змінного рівня води, - портландцемент, пластифікований і гідрофобний портландцементу.

Позитивний вплив на якість гідротехнічного бетону надають вводяться в портландцемент активні мінеральні добавки, які при взаємодії з гидратом окису кальцію ущільнюють бетон, підвищують його водостійкість, зменшують экзотермию і знижують об'ємне розширення бетонної конструкції, що можуть призвести до небезпечних деформацій. Знизити экзотермию бетону і зменшити усадку можна введенням тонкомолотого кварцового або полевошпатового піску, вапняку, вивержених гірських порід та інших матеріалів. Наповнюють добавки не повинні містити більше 3% сірчанокислих і сірчистих сполук у перерахунку на SO? і органічних домішок більше кількостей, встановлених ГОСТ. Наповнюють добавки не повинні викликати підвищення водопотребности бетонної суміші. Для зменшення водопотребности бетонкой суміші та витрати цементу, а також підвищення щільності та морозостійкості гідротехнічного бетону застосовують поверхнево-активні добавки.

Природні заповнювачі (пісок і гравій або щебінь) для гідротехнічного бетону задовольняють більш високим вимогам, що заповнювачі для звичайного бетону: вміст глини, мулу і дрібного пилу фракцій не повинно перевищувати 1-2%, заповнювачі необхідно перевірити на вміст органічних домішок; якщо вони дають забарвлення темніше, ніж еталон, то пісок слід перевіряти випробуванням в розчині, а крупний заповнювач'-в бетоні; сірчанокислих і сірчистих сполук у перерахунку на SO3 не допускається більше 1% - для піску і 0,5% для щебеню (на Біса).

Для гідротехнічного бетону застосовуються піски крупністю до 5 мм, що представляють собою природні або збагачені суміші зерен твердих і твердих кам'яних порід або штучні суміші, отримані подрібненням твердих і щільних кам'яних порід. Застосування пісків, що складаються з щільних зерен осадових порід (вапняків, доломітів тощо), а також пухких вивержених порід (туфу, пемзи, лави), допускається після техніко-економічного обґрунтування. Зерновий склад піску для приготування гідротехнічного бетону має відповідати величинам, зазначеним нижче.

Допускається застосування великих і середніх пісків; дрібні піски використовують тільки після техніко-економічного обґрунтування. Зерновий склад заповнювачів повинен забезпечувати мінімальний обсяг порожнеч при можливо більшій кількості великих зерен. Це знижує витрату цементу, в результаті чого зменшуються виділення тепла і деформативність при твердінні бетону.

В якості крупного заповнювача для гідротехнічного бетону повинні застосовуватися гравій або щебені з гравію, або суміш гравію і щебеню з об'ємним вагою не менше 2,4 т/м3, межа міцності при стисненні в насиченому водою стані вихідної гірської породи не менше 250-300% необхідної марки бетону, змістом игловатых і зерен лещадної не більше 15% за вагою; міцність, крупного заповнювача (дробильність в циліндрі) розміром від 40 мм не менше 8 для бетону конструкцій, що працюють при змінній горизонті води, і не менше 12 для бетону підводних і надводних конструкцій. Міцність вивержених гірських порід, що підлягають дробленню на щебінь для бетону конструкцій змінного рівня води повинна бути не менше 1000 кГ/см2.

Зерновий склад суміші крупного заповнювача треба визначати експериментально за найбільшою щільності і об'ємній вазі. Великий заповнювач, призначений для бетону зони змінного рівня води, випробовується на морозостійкість у бетоні; при цьому після встановленого числа циклів заморожування і відтавання бетон повинен мати міцність не нижче 85% межі міцності бетону, не піддається заморожуванню і відтаванню. Заповнювач, застосовуваний для підводного бетону, після випробування безпосереднім заморожуванням не повинен мати втрату у вазі кожної фракції більше 10%, а при випробуванні в бетоні втрата міцності не повинна перевищувати 15%. Випробування на морозостійкість бетону проводять у відповідності з ГОСТ 4800-59.

Вода, що застосовується для замішування бетонної суміші, не повинна містити шкідливих домішок, що перешкоджають нормальному схоплювання і твердіння цементу. Дозволяється використовувати морську воду з вмістом солей не більше 2% для замішування суміші, а також для поливання бетону масивних неармованих конструкцій в тих випадках, коли на їх поверхні може бути допущено появі вицвітів. Болотні та промислові стічні води, а також води, забруднені шкідливими домішками (кислоти, солі, масла тощо), які мають водневий показник рН менше 4 і містять сульфати в розрахунку на іони SO3 більше 0,27% ваги води, застосовувати для замішування і поливання бетону не можна.

Бетонну суміш слід укладати з максимальним ущільненням. За твердеющим бетоном потрібно забезпечити ретельний догляд, а також створити необхідні-вологісний і температурний режими, що запобігають об'ємні деформації конструкції.

Кислототривкий бетон

Цей вид бетону отримують на кислототривких цементі і заповнювачах. Зачиняють бетонну суміш розчинним склом у кількості, забезпечує необхідну рухливість бетонної суміші.

Для виготовлення кислотоупорного бетону, володіє стійкість проти дії неорганічних кислот (крім плавикової), застосовують суміш розчинного скла (силікату натрію) з 15% кремнефтористого натрію na 2 sif 6 і щільних кислотостійких заповнювачів - піску кварцового, щебеню з бештаунита, андезиту або кварциту і пилоподібної фракції (дрібніше 0,15 мм), виготовленої з кислотостійких матеріалів. Орієнтовний склад кислотоупорного бетону у вагу. ч.: рідке скло 1, кам'яна пил 1, пісок 1 і щебінь 2. Кількість кремнефтористого натрію дорівнює 15% ваги рідкого скла.

Твердіння кислотоупорного бетону повинно проходити в теплій повітряно-сухому середовищі.

Кислототривкий бетон характеризується міцним зчепленням з сталевою арматурою, стійкістю по відношенню до дії таких кислот, як сірчана, соляна, азотна та ін, за винятком плавикової; межа міцності при стисненні через 3 доби. близько З-120, а через 28 діб.-150 кГ/см2. При дії води і слабких кислот кислототривкий бетон поступово руйнується; дії концентрованих кислот цей бетон добре опирається, але розчини лугів легко руйнують його.

Кислототривкий бетон використовують для різних конструкцій і облицювання апаратури в хімічній промисловості, замінюючи їм дорогі матеріали: листовий свинець, кислотоупорную кераміку, тесаний камінь.

Жаростійкий бетон

Жаростійким називають бетон, призначений для промислових агрегатів і будівельних конструкцій, що піддаються нагріванню, і здатний зберігати в заданих межах свої фізико-механічні властивості при тривалому впливі високих температур. У залежності від застосовуваного в'яжучого жаростійкі бетони поділяються на наступні види:

бетони на портландцементі (шлакопортландцементе);

бетони на высокоглиноземистом цементі;

бетони на глиноземистом цементі;

бетони на периклазовом цементі;

бетони на рідкому склі.

Високоглиноземний цемент являє собою гідравлічне в'яжуче, що містить не менше 75% окису алюмінію А12О3 і не більше 1 % окису заліза Fe2O3. Периклазовый цемент - повітряне в'яжучий, отримується тонким подрібненням высокообжигового рекристаллизо-ванного магнезиту, що містить не менше 85% оксиду магнію MgO; розчиняється цей цемент водним розчином сірчанокислого магнію або деяких інших солей.

Залежно від ступеня вогнетривкості розрізняють наступні групи жаростійких бетонів:

высокоогнеупорные бетони вогнетривкістю вище 1770° С;

вогнетривкі бетони вогнетривкістю 1580-1770° С;

жаротривкі бетони вогнетривкістю не нижче 1580° С.

Высокоогнеупорные бетони готують із наступних матеріалів: портландцемент з фосфорним ангідридом і тонкомолотого добавкою, пісок і щебінь з хроміту; высокоглиноземпстый цемент і пісок та щебінь з высокоглиноземистого цегли та ін Ці бетони мають мінімальну міцність 250 кГ/см2 і мінімальну залишкову міцність після нагрівання до 800° С не менше 75 кГ/см2. Деформація бетону під навантаженням 2 кГ/см2 настає при температурі 1500° С, а при температурі, що перевищує 1600° С, бетон руйнується. Бетони стійкі проти основного шлаку.

Вогнетривкі бетони роблять з глиноземистого цементу і піску і щебеню з хроміту, рідкого скла з кремнефтористым натрієм, тонко-меленої добавки, піску і щебеню з бою магнезитової цегли або хроміту. Бетони мають мінімальну допустиму міцність 250 - 150 кГ/см2, у залежно від виду використовуваних матеріалів. Деформація під навантаженням 2 кГ/см2 настає при температурі 1100-1350° С, а руйнування - при 1200-1450° С. Вогнетривкість на глиноземистом цементі вище 1450° С, а на рідкому склі - вище 1700° С.

Жаротривкі бетони. В якості в'яжучих для жаротривких бетонів застосовуються: глиноземистий цемент, портландцемент, шлакопорт-ландцемент і рідке скло з кремнефтористым натрієм. При приготуванні бетону на портландцементі тонкомолотого добавкою є шамот, лес, лесовидний суглинок, цемянка, паливний шлак від спалювання бурого вугілля, пемза, зола-винесення, гранульований доменний шлак; в якості піску і щебеню застосовують шамот, бій звичайного глиняного цегли, паливний шлак від спалювання бурого вугілля, відвальний доменний шлак, базальт, діабаз, андезит, артикский туф. Для дрібного і крупного заповнювача бетону на жароупорного глиноземистом цементі використовують шамот. Для жароупорного бетону на рідкому склі з кремнефтористым натрієм тонкомолотого добавкою, великим і дрібним заповнювачем є тальк, шамот, андезит і діабаз. При правильно обраних в'яжучих і заповнювачах бетон тривалий час витримує без руйнування дія температури до 1150° С. З нього можна виготовляти залізобетонні димові труби, фундаменти доменних, мартенівських та інших промислових печей.

Жаротривкі бетони мають досить високі показники фізико-механічних властивостей: мінімально допустима міцність їх може бути від 100 до 250 кГ/см2. При навантаженні 2 кГ/см2 деформація починається при 950-1300° С, руйнування - при температурі 1150-1500° С в залежності від виду вихідних матеріалів. Термічна стійкість жаротривких бетонів відповідає термічної стійкості звичайних шамотних виробів. Коефіцієнт лінійного розширення їх дорівнює (6-8)10-6, пористість 20-35%, водопоглинання 10-20%, об'ємна вага 1.7-2 т/м3.

Правильний підбір складу того чи іншого виду жароупорного бетону забезпечує великий термін служби в конкретних умовах експлуатації.

Кольорові бетони

З досвіду вітчизняного будівництва та зарубіжної з практики

вестно, що кольорові розчини, особливо бетони, мають високими де

коративными якостями і довговічністю. Бетони мають різноманіт

ві забарвлення і фактуру, а також володіють здатністю легко при

приймати необхідну форму при виготовленні деталей будь-якої

складності. Фарбування декоративних бетонів може створюватися различ

вими способами - введенням пофарбованого заповнювача, кольорового це

мента або того та іншого разом

 

Спеціальні види важких бетонів

Основними способами виготовлення кольорових цементів є спільний помел малозалізистого або звичайного цементного клінкеру з деякими щелочеустойчивыми пігментами і природними рудами металів, а також помел кольорових клінкерів, які забарвлюються при добавці до сировинної суміші сполук металів. Важливу роль у створенні фактури відіграє поєднання кольорових цементу і заповнювачів. В якості останніх застосовують вапняк, граніт, мелений або дроблений цегла, мармур, червоні кварцити, слюдяну і скляний крихту, польовий шпат та ін

Кольорові бетони застосовують для декоративних цілей при будівництво будівель і споруд, влаштування пішохідних переходів, розділювальних смуг на дорожніх покриттях, паркових доріжках, а також виготовленні елементів міського благоустрою.

Дорожній бетон

Залежно від призначення розрізняють бетон для одношарових і верхнього шару двошарових бетонних покриттів, для нижнього шару двошарових покриттів, а також підстав для капітальних вдосконалених покриттів.

Бетон в дорожніх покриттях знаходиться у важких умовах експлуатації. Він відчуває значні напруги внаслідок інтенсивного руху важкого транспорту, коливань температури, зміни вологості, усадки, агресивних впливів середовища і т. д. Особливо руйнівними є поперемінне заморожування і відтавання, а також чергуються процеси намокання і висихання. До агресивних чинників слід також зарахувати вплив солей, які застосовуються для полегшення очищення доріг від льоду, а також дія мінералізованих вод.

Руйнування бетону в дорожніх покриттях, що спостерігається в деяких випадках і выявляющееся поступово протягом ряду років, може бути усунуто, а в ряді випадків може проходити дуже повільно, якщо будівельники будуть не тільки дотримувати правильну технологію приготування бетону, але і застосовувати цементи та інші складові бетону, правильно вибрані для роботи в конкретних умовах експлуатації.

До дорожнього бетону пред'являються підвищені вимоги по міцності, зносостійкості, морозостійкості і воздухостойкости. Марка бетону по міцності приймається в залежності від виду покриття: для одношарових і верхнього шару двошарових покриттів вона дорівнює 300-500, для нижнього шару двошарових покриттів - 250-350 і підстав для вдосконалених капітальних покриттів - 100-250. При цьому важливим показником міцності дорожнього бетону є межа міцності на розтяг при згині; розрізняють вісім марок, від 20 до 55 кГ/см2. Залежно від межі міцності при стисненні бетон ділиться також на вісім марок - 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400 і 500. Ступінь морозостійкості бетону для одношарових і верхнього шару двошарових покриттів повинна бути Мрз 100-200, а для основ - не нижче Мрз 50.

Для приготування дорожнього бетону застосовують дорожній портландцемент і його різновиди - пластифікований і гідрофобний. Марка цементу для покриттів повинна бути не менше 500, а для підстав - не нижче 300. Цемент не повинен містити в своєму складі інертних і активних добавок; як добавки допускається тільки гранульований доменний шлак, не більше 15%. Вміст у клінкері трьохкальцієвого алюмінату не перевищує 10%- Початок тужавлення цементу повинен наступати не раніше 2 год після замішування.

Як поверхнево-активні органічні добавки застосовують сульфітно-спиртову барду, абіетат натрію, мылонафт, асидол-мылонафт. Їх зміст залежить від об'єму втягнутого повітря в бетонну суміш, який, у свою чергу, залежить від розміру зерен заповнювача: при найбільшій крупності щебеню від 40 до 70 мм вміст повітря допускається до 4,5%, а при крупності 10-20 мм - до 5,5% (за об'ємом).

Прискорювачами твердіння, особливо в зимових умовах, є хлористий кальцій і хлористий натрій у кількості до 3% для неарми-зареєстровані покриттів і до 2% для армованих. У попередньо напружених покриттях ці добавки не допускаються.

Для приготування дорожнього бетону в якості дрібного заповнювач застосовують кварцовий або полевошпатовый пісок або піски, отримані подрібненням твердих і щільних кам'яних порід, як великий заповнювач - щебінь та гравій, щебінь з гравію щільних порід і щебінь з доменного шлаку. Для дорожніх покриттів щебінь з гравію і гравій необхідно промивати. Зміст глинистих фракцій допускається не більше 1 %, а органічних не допускається.

Морозостійкість щебеню та гравію або щебеню з гравію повинна бути не нижче морозостійкості дорожнього цементного бетону. Гранична крупність зерен щебеню приймається 40 лш.дл.я одношарового і нижнього шару двошарових покриттів і 20 мм для верхнього шару двошарових покриттів; для підстав удосконалених покриттів допускається щебінь з зернами 70 мм.

Високі вимоги пред'являються до міцності великого заповнювача: міцність на розтяг кам'яного матеріалу повинна бути вище міцності бетону в 1,5-2,5 рази, а на стиск - в 2-4 рази. Для дорожніх покриттів застосовують щебінь з вивержених порід міцністю не менше 1200 кГ/см2 і з осадових порід міцністю не менше 800 кГ/см2. Зміст слабких фракцій допускається не більше 7%. На зазначених матеріалах можна отримати бетон з високим межею міцності на згин, високою морозостійкістю і деформативних здібності і, отже, великий довговічності.

Бетон для захисту від радіоактивного впливу

При використанні атомної енергії в мирних цілях в нашій країні потрібні засоби захисту обслуговуючого персоналу від радіоактивних впливів ядерних реакторів, атомних електростанцій, підприємств по виробництву та переробці ізотопів та ін. Серед променів ядерного розпаду найбільшу небезпеку для живих організмів представляють у-промені і нейтронне випромінювання. Ступінь захисту від останніх визначається товщиною огородження і об'ємним вагою його матеріалу. Встановлено, що від нейтронного випромінювання ефективніше захищає речовина, яка містить значну кількість водню в своєму хімічному складі. Такою речовиною є в першу чергу вода. Але остання володіє невеликою питомою вагою. При одночасному досягненні захисту від нейтронного і у-випромінювання дуже потрібно велика товщина водяної огорожі, що складно і дорого. Матеріалом, якому поєднуються якості, необхідні для захисту від ядер-його випромінювання, є бетон.

В якості заповнювачів для бетону захисного застосовуються важкі матеріали: барит, магнетит, лимоніт, а також металевий скрап у вигляді чавунного дробу, обрізків арматурного смугового та профільного металу, металевої стружки та ін Об'ємна вага захисних бетонів особотяжелых залежить від виду заповнювача і його об'ємної ваги; значення наведені нижче.

Марки особотяжелых бетонів за межі міцності при стисненні встановлено 100, 150 і 200.

В якості в'яжучих для приготування таких бетонів застосовують портландцементу, шлакопортландцементи і глиноземистые цементи. В спеціальних бетонах найбільш ефективним в'яжучим може бути така речовина, яке в результаті твердіння приєднує велику кількість води, так як при цьому збільшується вміст в бетоні водню. Такою речовиною є гідросульфоалюмінат кальцію, який утворюється при взаємодії трьохкальцієвого алюмінату, що міститься в портландцементі, з гіпсом. Тому один з видів цементу спеціального призначення містить підвищену кількість трьохкальцієвого алюмінату і гіпсу. Для попередження бетону від можливого самовільного руйнування до нього додають гідравлічні добавки (трепел, діатоміт та ін). Поряд з портландцементом використовують також глиноземистые, розширюються і безусадочні цементи. Але останні в'яжучі мають високу вартість.

Поліпшення захисних властивостей гідратних бетонів (таке назва бетони отримали через великий зміст у них води) досягається при введення добавок, що підвищують вміст в бетоні водню: карбіду бору, хлористого літію, сірчанокислого кадмію та ін., що містять легкі елементи - водень, літій, кадмій і борсодержащие речовини.

 

ЛЕГКІ БЕТОНИ

Загальні відомості і класифікація легких бетонів

Бетони об'ємним вагою 500-1800 кг/м3 відносяться до групи легких бетонів, що відрізняються високою пористістю.

За способом створення штучної пористості розрізняють наступні різновиди легких бетонів:

виготовлені з в'яжучого, води і легких пористих заповнювачів;

великопористі (беспіскові), що виготовляються з застосуванням однофракционного щільного або крупного пористого заповнювача бее піску;

комірчасті, структура яких представлена штучно створеними осередками, замінюють зерна заповнювачів.

За призначенням легкі бетони підрозділяються на:

теплоізоляційні, основне призначення яких забезпечувати необхідний термічний опір огороджуючої конструкції; питома вага їх менше 500 кг/м3, коефіцієнт теплопровідності до 0,2 ккал/м • год • град.

конструктивні, призначені сприймати значні навантаження в будівлях і спорудах; питома вага їх 14-00-1800 кг/м3, марка з міцності не менше 50, морозостійкість-не нижче Мрз 15;

конструктивно-теплоізоляційні, в яких поєднуються властивості попередніх видів легких бетонів; питома вага їх 500 - 1400 кг/м3, коефіцієнт теплопровідності не більше 0,55 ккал/м • год • град, марка з міцності не менше 35.

Тут ми розглянемо легкі бетони на пористому заповнювачі, а комірчасті легені і теплоізоляційні бетони розглянемо нижче.

Легкі бетони на пористих заповнювачах мають принципові відмінності від звичайних важких бетонів, що обумовлено особливостями пористих заповнювачів. Останні мають менший об'ємна вага, ніж щільні, значно меншу міцність, часто нижче заданої марки бетону; володіють сильно розвиненою і шереховатой поверхнею. Ці якості легкого заповнювача впливають на властивості легкобетонним сумішей, так і на властивості бетону. В залежності від заповнювача (щільного або пористого) різко змінюються колір і водовміст бетонної суміші, змінюються й основні властивості легкого бетону. Г "Одним з вирішальних факторів, від яких залежить міцність легкого бетону, є витрата води: при збільшенні кількості води до оптимального міцність бетону зростає. Оптимальний витрата води в легких бетонах відповідає найбільшій щільності суміші, покладеної в заданих умовах, і встановлюється по найбільшій міцності бетону або ж за найбільшому об'ємній вазі ущільненої суміші. Якщо ж кількість води перевищує оптимальне для даної суміші, то щільність цементного каменю зменшується, а з нею зменшується і міцність бетону. Для легкого бетону оптимальний витрата води можна встановити за найбільшою об'ємній вазі ущільненої бетонної суміші або найменшим виходу бетону. Слід мати також на увазі, що в легких бетонах, на відміну від важких, деякий надлишок води менш шкідливий, ніж її недолік. Оптимальній витраті води для бетону даного складу відповідає найкраща удобоукладьшаемость, при якій найбільш компактно розташовуються складові бетону.

Прагнення максимально щільно укласти заповнювач пояснюється тим, що найбільш легкий бетон заданої міцності виходить при мінімальній витраті в'яжучого і найбільшому зближенні зерен пористого заповнювача, тобто при граничній мірі ущільнення суміші. Хороше ущільнення її досягається вібрацією із застосуванням рівномірно розподіленого привантаження на поверхні формуемой маси (вибропрессованием, виброштампованием).

Оптимальна кількість води для приготування легких бетонів залежить головним чином від водопотребнссти заповнювача і в'яжучого, інтенсивності ущільнення суміші та складу бетону. Водопотреба ж заповнювача, в свою чергу, залежить від зернового складу і пористості і зазвичай тим більше, чим більше сумарна поверхня і відкрита пористість зерен. Відсмоктування води з цементного тесту пористими заповнювачами в період приготування і укладання бетонної суміші викликає відносно швидке її загусання, що робить суміш жорсткою і праця* ноукладываемой. Це специфічне властивість посилюється шорсткою, розвиненою поверхнею пористого заповнювача. Для підвищення рухливості суміші необхідно вводити в неї більшу кількість води, ніж в звичайні (важкі) бетони.

Об'ємна вага і міцність легкого бетону залежать головним від об'ємного ваги і зернового складу заповнювача, витрати в'яжучого і води, а також від методу ущільнення легкобетонних суміші. За якістю пористого заповнювача можна орієнтовно судити, яка міцність легкого бетону може бути отримана.

У будівельній практиці огороджувальні та несучі конструкції отримують з відносно щільних легких бетонів значній міцності 50-150 кГ/см2. Зниження об'ємної ваги їх досягається ретельним підбором зернового складу заповнювача, а також мінімальною витратою в'яжучого для бетону заданої міцності, т. е - максимальним заповненням об'єму бетону пористим заповнювачем. Найбільш насичений заповнювачем обсяг бетону можна отримати при правильному співвідношенні великих та дрібних фракцій заповнювача. Для різних видів його є оптимальний зерновий склад, що підбирається досвідченим шляхом. Оптимальний вміст дрібних фракцій відповідає найменшому об'ємному ваги бетону і найменшому витраті цементу. Однак слід враховувати, що з збільшенням кількості дрібних фракцій заповнювача понад оптимального зростає об'ємна вага бетону і погіршується легкоукладальність суміші. Для зниження об'ємного ваги бетону без зменшення його міцності вигідно застосовувати високоактивні в'яжучі речовини. За даними досліджень Н. А. Попова та інших вчених, найбільш доцільно в'яжучий, активність якого в заданих умовах тверднення в 4-6 разів вище проектованої марки бетону.

Особливістю легких бетонів є те, що їх міцність залежить не тільки від якості цементу, але й від його кількості. Із збільшенням витрати цементу зростає не тільки міцність, але і об'ємна вага бетону. Це пов'язано з тим, що з підвищенням кількості цементного тіста легкобетонні суміші краще ущільнюються, а також зростає вміст у бетоні найбільш міцного і важкого компонента - цементного каменю.

Теплоізоляційні властивості легких бетонів залежать від ступеня їх пористості і характеру пір. У легкому бетоні тепло передається через твердий остов і повітряні простори, що заповнюють пори, а також у внаслідок конвекційного руху повітря в замкнутому об'ємі. Тому чим менший об'єм пор, тим менше рухливість повітря в бетоні і найкращими теплоізоляційними властивостями він володіє.

Легкі бетони внаслідок високої пористості менше морозостійкі, ніж важкі. Тим не менше морозостійкість є достатньою для застосування в стінових та інших конструкціях будівель і споруд. Високу морозостійкість легких бетонів забезпечує застосування штучних пористих заповнювачів, що володіють низьким водопогло-щением, наприклад керамзиту, а також шляхом поризації цементного каменю. Підвищують морозостійкість також шляхом введення гидрофобизую-щих добавок.

Легкі бетони на пористих заповнювачах зважаючи універсальності своїх властивостей застосовні в різних будівельних елементах будівель і споруд. Так, з них виготовляють панелі для стін і перекриттів опалювальних будівель, виконують конструкції як з звичайним армуванням, так і з попередніми напругою (балки, прогони, сходові марші та площадки), а з напружено-армованого бетону - прогонові будови мостів, ферм, плит для проїзної частини мостів; з легких бетонів будують плавучі засоби.

Матеріали для приготування легких бетонів

В'яжучі речовини. Для приготування легких бетонів застосовують усі види неорганічних в'яжучих речовин, розглянутих у попередній чолі. Вибір виду в'яжучого залежить від багатьох причин: необхідної міцності бетону, необхідної стійкості у даних умовах середовища, режиму твердіння і інших факторів.

В'яжучі, мають марки вище наведених, повинні застосовуватися з тонкомолотими гідравлічними добавками.

Для легких бетонів неавтоклавного твердіння зазвичай використовують портландцемент, швидкотверднучий портландцемент, пуцдолановый портландцемент, шлакопортландцемент, портландцемент з поверхнево-активними добавками і місцеві в'яжучі речовини з активністю не менше 200 кГ/см2. Кращим вважається в'яжуче, яке дає бетон необхідної міцності при найменшій витраті цементу. Застосування швидкотверднучих цементів сприяє скорочення витрат в'яжучого та скорочення терміну витримки бетону. Пуцолановий портландцемент забезпечує високу стійкість бетону в морській, прісних і грунтових водах. Він володіє більшою порівняно із звичайним портландцементом водовмістом і водоудерживающей здатністю, однак має і недоліки: повільніше набирає міцність як при низькій, так і при нормальній температурі і володіє підвищеними усадочными деформаціями. Шлакопортландцемент твердіє повільніше, ніж портландцемент, має знижений тепловиділення і підвищену стійкість в агресивному середовищі; при пропариванни дає кращі результати, ніж звичайний портландцемент. Пластифікований і гідрофобний цементи підвищують рухливість бетонної суміші, зменшують рас-слаиваемость і підвищують морозостійкість бетону. Місцеві в'яжучі речовини (вапняно-шлакові, вапняно-пуццолановые, вапняно-зольні) використовують переважно для виготовлення виробів автоклавного твердіння, і в'яжучий вибирають з урахуванням умов тверднення виробів з легкого бетону (природне, пропарювання, автоклавна обробка та ін). Однак загальним критерієм - зниження об'ємної ваги - є застосування в'яжучих високих марок.

Заповнювачі. В якості заповнювачів для легких бетонів застосовують сипучі пористі матеріали об'ємним насипним вагою не більше 1200 кг/.и3 при крупності зерен до 5 мм (пісок) і не більше 1000 кг/мг при крупності зерен від 5 до 40 мм (щебінь, гравій).

За походженням пористі неорганічні наповнювачі поділяються на природні та штучні. Природні наповнювачі отримують шляхом дроблення і сортування гірських порід - пемзи, вулканічних шлаків та туфів, пористих вапняків, вапняків-ракушечников, вапнякових туфів, опоки, трепелу, діатоміту та ін. Штучні заповнювачі - це пористі сипучі матеріали, отримані шляхом механічної чи термічної обробки силікатної сировини, піддані розсіву або дроблення і розсіву. Вони поділяються на відходи промисловості і спеціально виготовлені.

З відходів промисловості пісок і щебінь отримують переважно з гранульованого або спученого металургійного шлаку; гранульований шлак - дрібнозернистий пористий матеріал, що утворюється при швидкому охолодженні розплавів металургійних шлаків. Шлакова пемза (гальмує) - пористий матеріал, що отримується з розплавленого металургійного шлаку при особливому режимі охолодження розплавленого шлаку. До спеціально виготовленим наповнювачів відносяться гравій і пісок керамзитовий - матеріал округлої форми, який одержують при випалюванні глин, що спучуються від виділення газів. Керамзитовий пісок, що отримують дробленням і розсівом керамзитового гравію або щебеню або як самостійну фракцію при випаленні. Гравій пустотілий керамічний матеріал округлої форми, що отримується випаленням спеціально виготовлених пустотілих глиняних гранул; щебінь і пісок із перліту та інших водомістких вулканічних стекол отримують спученням при випаленні.

За формою і характером поверхні пористі заповнювачі можуть бути округлі щодо гладкі і незграбні шорсткі (ноздреватые). За крупності зерен заповнювачі поділяють на наступні фракції: пісок - до 1,2 і від 1,2 до 5 мм; щебінь (або гравій) -5-10, 10-20 і 20-40 мм За показниками насипного об'ємного ваги в сухому стані (кг/ж3) розрізняють марки заповнювачів від 100 до 1000 для щебеню (гравію) і до 1200 для піску. Міцність заповнювачів, встановлювана випробуванням в циліндрі, може бути від 4 до 200 кГ/см2. Міцність вихідної гірської породи повинна бути не менше 50% необхідної міцності бетону, а коефіцієнт розм'якшення - не менше 0,7. Необхідна стійкість щебеню з шлаків або шлакової пемзи від розпаду (залозистого, силікатної та ін). Вміст сірчистих сполук у перерахунку на SO3 не повинно перевищувати 2%.

Пористі заповнювачі повинні забезпечити отримання легкого бетону проектної марки по морозостійкості.

Добавки. В якості добавок для легких бетонів застосовують тонкомолоті доменні гранульовані шлаки (діатоміт, трепел, опоку, туф, пемзу, трас). Крім того, вводяться добавки, що є уповільнювачами або прискорювачами твердіння - хлористий кальцій у кількості 1-2% ваги цементу (для залізобетонних виробів до 1%). Як пороутворювачів для зниження об'ємного ваги додають алюмінієвий порошок, пергідроль, смоло-сапониновый пороутворювач та ін.

Вода. Для приготування і зволоження легкого бетону застосовується чиста питна вода, що відповідає тим же вимогам, що і для важких бетонів.

Захист сталевої арматури в легких бетонах. При армуванні виробів і конструкцій з легкого бетону важливу роль відіграє захист арматури від корозії. Підвищена пористість легких бетонів сприяє виникненню і розвитку корозії арматури залізобетонних виробів. В цілях захисту арматури від корозії, особливо в агресивному середовищі, легкий бетон повинен бути щільним, як показує практика, в такому бетоні вміст цементу повинно бути не менше 250 кг/м3. Іноді арматуру для захисту від корозії покривають різними складами: цементно-казеїновій суспензією з нітритом натрію; бітумній мастикою, що складається з бітуму, меленого піску і золи і розчинника - толуолу; битумоцементной мастикою.

Арматурна сталь, що надійшла на завод, повинна бути без ржаз-чини або окалини і покрита маслом або фарбою.

Підбір складу легкого бетону, приготування бетонної суміші і формування виробів

При підборі складу легкого бетону виходять з умови отримання економічного бетону на даних матеріалах, що забезпечує не тільки легкоукладальність бетонної суміші і міцність бетону, але і заданий об'ємний вага при найменшій витраті цементу.

Завдання підбору складу легкого бетону ускладнюється порівняно з підбором складу важкого бетону. Підбираючи склад важкого бетону, зазвичай знаходять відношення між щебенем і піском, необхідну ВЩ і витрати цементу. У легкому бетоні важко встановити розрахунком В/Ц і визначити необхідну легкоукладальність, так як вона сильно змінюється. Це пов'язано з тим, що пористі заповнювачі володіють значним водопоглинанням, інтенсивно отсасывая воду з цементного тіста; шорстка поверхня їх ускладнює отримання точних показників легкоукладальності суміші. Ці обставини призводять до того, що склад суміші підбирають легкобетонних досвідченим шляхом, визначаючи оптимальний витрата води для кожного складу бетону і встановлюючи залежність міцності бетону від витрати цементу при оптималь-" ційних витратах води.

Щоб забезпечити мінімальну витрату цементу і отримати необхідний об'ємна вага бетону, необхідно підібрати найкращий склад заповнювачів - оптимальне співвідношення між піском і щебенем. Існує кілька методів підбору складу легкого бетону, але найчастіше застосовують метод підбору складу по оптимальній витраті води. Це роблять способом досвідчених затворений, який включає наступні операції:

вибір найбільшої крупності заповнювача та визначення утримання великого і дрібного заповнювачів;

визначення витрат в'яжучих і добавок для пробного замісу;

попередній розрахунок витрати заповнювачів на 1 MZ суміші для приготування пробних замісів;

уточнення витрати води по заданої рухливості або встановлення оптимального вмісту води за найбільшою об'ємній вазі ущільненої легкобетонних суміші;

встановлення залежності між витратами в'яжучого і міцність бетону при заданої рухливості суміші. Одночасно визначається залежність між витратою цементу і об'ємним вагою бетону при прийнятих умовах ущільнення суміші.

Зазвичай для приготування легкого бетону приймають найбільшу крупність гравію до 40, а щебеню до 20 мм. При використанні пористого заповнювача з граничною крупністю до 20 мм бетон при інших рівних умов отримують більш однорідним, ніж при заповнювачах більшої крупності. Зерновий склад заповнювачів визначають за ідеальним кривим просіювання і експериментально.

У першому випадку користуються даними табл. 28 і зерновий склад заповнювача уточнюється при виготовленні зразків. Найменший витрата в'яжучого відповідає випадку, коли крива просіювання заповнювача виявиться в межах заштрихованих площ (61). Потім встановлений за табл. 28 і графіком зерновий склад заповнювача уточнюють, готуючи кілька серій зразків бетону з різними зерновими складами заповнювача, витратами цементу м води; останні визначають досвідченими затворениями.

Найменший об'ємний вагу мають бетони, не містять дрібних фракцій заповнювача, тобто беспіскові бетони. Найменший витрата цементу виходить при певному співвідношенні дрібних і великих фракцій заповнювача, а крім того, при виключенні середніх фракцій, тобто при переривчастому зерновому склад заповнювача.

У зв'язку з тим, що властивості матеріалів і умови виготовлення бетону можуть коливатися в значних межах, спочатку виготовляють зразки з трьома значеннями витрати цементу.

Якщо для виготовлення легкого бетону застосовують поверхнево-активні добавки або домалывают цемент, то отримані величини витрати цементу, з урахуванням відповідних поправочних коефіцієнтів, потрібно додатково помножити на поправочні коефіцієнти, взяті з табл. 30.

Витрата цементу в кожному випадку має бути не менше величин, наведених у табл. 31.

Дуже важливим при підборі складу легкого бетону є встановлення оптимального витрати води. Для кожного зернового складу і виду заповнювача, витрати в'яжучого і добавок та способу ущільнення є єдине значення витрати води, при якому бетон має найбільшу міцність. Цей оптимальний витрата води знаходять по найбільшій міцності бетону або користуючись непрямим показником по об'ємній вазі ущільненої бетонної суміші. Для цього готують та випробовують кілька (3-5) серій зразків бетону з різними вмістом води. За оптимальний витрата води визнається той, при якому виходить найбільша міцність бетону при заданому зерновому складі заповнювача, витраті цементу і умовах ущільнення.

Бетонні суміші з легкими заповнювачами готують аналогічно звичайним бетонних сумішей, однак легкобетонную суміш слід більше ретельно перемішувати. Ущільнюють легкий бетон тими ж методами, що і важкий, і формують вироби тими ж способами. Однак слід враховувати, що густина легкого бетону можна підвищити не тільки підбором відповідного гранулометричного складу бетонної суміші, витратою води і застосуванням пластифікуючих добавок, але й інтенсивним і тривалим ущільненням.

Вплив вібрації на легкобетонні суміші відрізняється поруч особливостей. Велика різниця в об'ємних вагах заповнювача і цементного тіста призводить при вибрировании до слабкого ущільнення в нижній зоні і вироби розущільнення суміші у верхній зоні. Тому легкобетонні суміші вимагають вібрування з пригрузкой, що компенсує недолік власної ваги заповнювачів і перешкоджає розущільнення суміші. Чим менше об'ємна вага заповнювача, тим більша потрібна пригрузка. Свежеотформованные гранично ущільнені легкі бетони володіють високою структурною міцністю, що дозволяє негайну розпалубку. Способи формування і прискореного твердіння виробів з легкого бетону аналогічні способам, що застосовуються при виготовленні виробів з важкого бетону.

Для скорочення технологічного циклу виготовлення легкобетонних виробів їх піддають тепловій обробці, яку найчастіше здійснюють у камерах пропарювання безперервної або періодичної дії, на теплих обігріваються стендах, під ковпаками, термообробкою в пакетах форм з паровими сорочками або у вертикально-касетних установках; використовують також електропрогрів і електрообігрів і автоклавную обробку виробів.

 

12. КОМІРЧАСТІ БЕТОНИ

Комірчасті бетони - різновид легких і особолегких бетонів, будова яких характеризується наявністю значної кількості штучно створених умовно замкнутих пір у вигляді комірок розміром 0,5-2 мм, заповнених повітрям або газом. Дрібні повітряні осередки, рівномірно розподілені в тілі бетону, розділені тонкими і міцними перегородками з отверділого цементного (або іншого в'яжучого речовини) каменю, створюючими несучий просторовий каркас матеріалу.

Комірчасті бетони за способом отримання пористої структури поділяються на пінобетони та газобетони. Газобетони отримують шляхом введення газоутворювача в суміш, що складається з в'яжучого, води і кремнеземистого компонента, пінобетони - змішуванням смесн, що складається з в'яжучого, води і кремнеземистого наповнювача з піною.;.

За видом застосованого в'яжучого комірчасті бетони діляться на такі групи:

,. газобетони і пінобетони, одержувані на основі портландцементу, цементно-вапняного і вапняно-нефелінового в'яжучого;

По виду кремнеземистого компонента розрізняють групи комірчастих бетонів:

газосиликаты і пінобетони, одержувані із застосуванням меленого піску;

газозолобетоны і пенозолосиликаты, одержувані з застосуванням золи-винесення ТЕЦ замість піску.

В залежності від способу твердіння ніздрюваті бетони поділяють на такі види:

природного твердіння;

твердіння при атмосферному тиску в камерах пропарювання, термореактивних формах (контактний прогрів), спеціальних формах з электропрогревом тощо;

твердіння в автоклавах при високому тиску.

І, нарешті, в залежності від застосування комірчасті бетони ділять на три види:

теплоізоляційні об'ємним вагою у висушеному стані 500 кг/м5 і менше;

конструктивно-теплоізоляційні об'ємним вагою від 500 до 900 кг\мг\

конструктивні об'ємним вагою від 900 до 1200 кг\мъ.

Марка ніздрюватих бетонів залежить від об'ємного ваги: об'ємній вазі бетону 500, 00, 700, 900, 1000 і 1200 марка відповідно дорівнює 25, 35, 50, 75, 100 і 150.

Для приготування пористих цементних бетонів застосовують мало-алюминатный портландцемент марки не нижче 400. Для отримання газобетону на цементно-вапняному в'яжучому допускається використання шлакопортлаидцемента марки не нижче 400.

Широко застосовуються в нашій країні комірчасті бетони автоклавного твердіння які готують з таких сумішей:

цементу з кварцовим піском в відношенні від 1:1 до 1:3 (частина піску при цьому розмелюється);

меленої негашеного вапна і піску в відношенні від 1 : 3 до 1:5 (пеносиликат або газосилікат);

цементу, вапна і піску у різних відношеннях.

Ніздрюваті бетони в порівнянні зі звичайними володіють підвищеною усадкою, і для її зменшення до складу бетону вводять деякий кількість легких пористих заповнювачів, а також природний немелений, але порівняно дрібний пісок (у кількості до 15% ваги сухих складових). До недоліків ніздрюватих бетонів слід також віднести їх велику вологоємкість і погану віддачу вологи при сушінні. Незважаючи на високе (до 30%) водопоглинання, ніздрюваті бетони мають порівняно хорошою морозостійкістю - витримують 15-25 н більше циклів поперемінного заморожування і відтавання. Водопоглинання може бути знижений у відомих межах гідрофобізацією ніздрюватого бетону шляхом запровадження відповідних добавок або нанесенням на поверхню виробів гідрофобних покриттів.

Міцність і атыосферостойкость ніздрюватих бетонів можуть бути підвищені поліпшенням їхньої структури - отриманням більш дрібних однорідних за розміру пор. Це досягається застосуванням в'яжучих підвищеної активності, більш тонким помелом компонентів і поліпшенням режиму автоклавної обробки.

Матеріали для ніздрюватих бетонів

В'яжучі матеріали. Для одержання ніздрюватих бетонів автоклавного твердіння застосовується преимущестсепно маломагнезиальная мелена негашене вапно. Активного окису кальцію в ній повинно бути не менше 70%, а окису магнію-не більше 5%, швидкість гасіння її 10 - 30 хв. При використанні такий вапна додають гіпс, сульфітно-спиртову барду, рідке скло й ін Для виготовлення газобетону автоклавного тверднення можна використовувати портландцемент, пуццо-лановий портландцемент і шлакопортландцемент марок 300 і 400, причому для економії рекомендується їх композиція з вапном і кремнеземистыми речовинами (піском, маршалитом, золою теплоелектростанцій, доменними та іншими шлаками). Для ніздрюватих бетонів, що твердіють не в автоклавах, а в умовах природного і тепловлажиостного режиму (у камерах пропарювання), при атмосферному тиску застосовують переважно клінкерні цементи високих марок 400 і 500 з введенням у пористу масу гіпсу і прискорювачів твердіння. Застосування цементів більш високих марок доцільно тільки для ніздрюватих бетонів неавтоклавного твердіння.

До цементів пред'являються вимоги не тільки щодо їх активності, але й тонкості помелу і термінів схоплювання. Для газобетону цемент повинен мати певний хімічний склад, зокрема вміст лугів. Технічні показники і склад цементу і вапна при цьому повинні бути досить постійними для кожного підприємства, бо інакше важко забезпечити стабільність технологічних режимів і якість газобетонних виробів.

Комірчасті бетони отримують також на нефелиновом цементі. При одержання алюмінію з бокситів утворюються відходи виробництва у видг. нефелінового шламу. П. І. Боженов запропонував використовувати цей шлам для отримання нефелінового цементу. Нефеліновий цемент марок 150-200 отримують без випалення при вмісті 20-25% клінкеру і 80-75% нефелінового шламу (у перерахунку на суху вагу), іноді замість 4% шламу вводять гіпс.

При виготовленні армованих виробів для прискорення схоплювання цементів застосовують хлористий кальцій і сірчанокислий глинозем, а при виготовленні армованих виробів - рідке скло. Для уповільнення гасіння меленої вапна-кипілки використовують тонкомолотий двуводний гіпс.

Піноутворювачі. При виготовленні пінобетону в якості піноутворювача застосовують клеї - каніфольний, смоло-сапониновый, а також гидролизованную кров ЦК та ін Отримана піна осідає через 1 год, не більше ніж на 10 мм, а відхід рідини становить не більш як 80 см3. Приблизний витрата піноутворювача на 1 мъ пінобетону об'ємним вагою 700-750 кг/м3 при використання піноутворювачів такий:

клееканифольного: 0,12-0,2 кг клею; 0,1-0,14 кг і каніфолі 0,018-0,024 кг їдкого натру;

смоло-сапонинового: 0,6-0,8 кг мильного кореня;

алюмо-сульфонафтенового: 1,2-1,7 кг гасового контакту; 1,2 - 1,7 кг сірчанокислого глинозему і 0,16-0,21 кг їдкого натру;

гідролізовані крові ЦК 2-2,5 кг і 0,05-0,1 кг сірчанокислого заліза.

В якості газоутворювача застосовують алюмінієву пудру і пергідроль.

Алюмінієва пудра повинна задовольняти вимогам ГОСТ 5940-50, тонкість помелу її повинна бути такою, щоб 1 см3 пудри покривав площа в 4600-6000 см2; газовиділення при введенні пудри цементний або вапняний розчин має починатися через 1-2 хв і тривати 12-20 хв. Пудру слід зберігати в металевій герметичній тарі, вона пожежонебезпечний.

Пергідроль. Перекис водню Н2О2 безбарвна прозора рідина, змішується з водою в будь-яких відносинах. Водний розчин перекису водню 80%-ної концентрації називають пергидролью.

Кремнеземисті компоненти в'яжучих. Для одержання ніздрюватих бетонів застосовують мелений кварцовий пісок з вмістом не менш як 80% кремнезему і не більше 5% глини тонкістю помелу не менш 1700-2800 см2/г (немелений пісок має питому поверхню 30 - 190 см2/г).

У ряді випадків використовують природні високодисперсні кремнеземисті гірські породи-маршалит, каракумские барханные піски, золу ТЕЦ і ГРЕС від спалювання вугілля в пилоподібному стані, золи горючих сланців і торфу, а також мелені горілі породи, діатоміти, вулканічний попіл та інші матеріали, що містять в достатній кількості ЭЮг. Для газобетону і пінобетонів об'ємним вагою 1000 кг/мг і більше допускається заміна 50% меленого піску немолотым природним, які мають не менше 50% зерен розміром до 1,2 мм, якщо така заміна не викликає опади пористої маси у формах і дозволяє отримати бетон заданої міцності. До кремнеземистым матеріалів пред'являються вимоги щодо тонкості помелу, так і відсутності сторонніх домішок, що знижують міцність пористих бетонів.

 

Комірчасті бетони

Приготування суміші для ніздрюватих бетонів і формування виробів

Пінобетони отримують змішуванням цементного тіста або розчину з стійкою піною. Після затвердіння пінобетонної суміші осередку піни утворюють бетон комірчастої структури.

Піну одержують збиванням рідкої суміші каніфольного мила і тваринного клею або водного розчину сапоніну (витяжки з рослинної мильного кореня). Така піна має довгостроково стійку структуру, добре змішується з цементним тістом і розчином, які розподіляються по плівках, навколишнім повітряні осередки, і в цьому положенні тверднуть. Кращими піноутворювачами є алюмосульфонафтеновые і препарат ЦК (гидролизованная боенская кров).

Піну, цементне тісто або розчин, а також їх суміш готують у спеціальних пеиобетоносмесителях (62), мають три барабана, усередині яких обертаються вали з лопатями. Готове тісто з одного верхнього барабана переливається в нижній, туди ж з іншого верхнього барабана надходить готова піна, після чого тісто і піна ретельно перемішуються в протягом 2-3 хв. Приготовлена пенобе-тонна суміш надходить у бункери, яких розливається у форми для виробів.

У будівельній практиці найбільш поширена класифікація ніздрюватого бетону за способом використання на теплоізоляційний, конструктивно-теплоізоляційний і конструктивний.

Теплоізоляційний пінобетон відливається у вигляді блоків розміром 100X50X50 см і більше, які після затвердіння розпилюються на плити розміром 100Х50Х (5-12) див. Він має міцність до 25 кГ/см2, коефіцієнт теплопровідності 0,1-0,2 ккал/м-ч-град. Застосовується для теплоізоляції залізобетонних покриттів, перегородок та ін

Конструктивно-теплоізоляційний пінобетон має міцність 25-75 кГ/см2, коефіцієнт теплопровідності 0,2-0,4 ккал/м • год • град; застосовують його для огороджувальних конструкцій.

З конструктивного пінобетону виготовляють армовані вироби для покриттів, армуючи їх двома сітками з дроту товщиною 3-5 мм. Конструктивний пінобетон має міцність до 150 кГ/см2 і коефіцієнт теплопровідності 0,4-0,6 ккал/м • год град і широко використовується в тришарових огороджувальних конструкціях опалювальних будівель, покриттях, а також для теплової ізоляції труб.

Газобетон отримують спученням тесту в'яжучої речовини з за - або без них. Для спучування застосовують газоутворюючі речовини, причому закінчення процесу газоутворення повинно співпадати з початком схоплювання суміші. Терміни схоплювання цементу регулюються за допомогою прискорювача - двоводяного гіпсу чи сповільнювача - технічного цукру (патоки); кількість їх дорівнює 0,1 - 2,5 кг на 1 .и3 бетону.

Вапно для приготування газосилікату потрібно брати I сорти, б-строгасящуюся, маломагнезиальную. В піску вміст глинистих домішок не повинно перевищувати 1,5%, так як вони знижують міцність і уповільнюють процес виділення газу і спучування. В якості газо-утворювача застосовують тонкоподрібнений алюмінієвий порошок (пудру). Процес газоутворення відбувається внаслідок хімічної реакції між гидратом окису кальцію і алюмінієм по реакції:

ЗСа (ВІН) 2 + 2А1 + 6н 2 о = ЗСаО • А12О8 • 6н 2 о + ЗН2.

Виділяється водень викликає спучування цементного тіста, яке, тверднучи, зберігає пористу структуру.

Приблизна кількість складових для газобетону наступне (з %): портландцементу 90, вапна-пушонки 9,75, алюмінієвого порошку (при В/Ц = 0,55-0,65) 0,25; близько 2/з піску піддають мокрого помолу.

Вироби з газобетону виготовляють наступним чином. Суміш меленого піску і води подають в мішалку і змішують з цементом, алюмінієвим порошком, водою і немолотым піском. Потім суміш розливають у форми. Після 4-5 ч газобетон твердіння розрізають на плити і подають в автоклав, де при температурі 175° С і тиск 8 атм (ізб.) відбувається остаточне твердіння виробів. Таке твердіння забезпечує високу міцність виробів, крім того, дозволяє істотно зменшувати витрату цементу шляхом часткової або повної заміни його вапном.

У виробництві газобетону застосовують і інший газоутворювач -

пергідроль. Це вкрай нестійка, легко разлагающееся в лужний

середовищі з'єднання, інтенсивно виділяє при змішуванні з цементним

тестом кисень по реакції:

2Н2О2 ->- 2н 2 о 4 - О2.

Цементний розчин з добавкою пергідролю схоплюється досить швидко: початок виділення газу починається негайно, а кінець наступає через 7-10 хв. Тому заливання розчину форми потрібно закінчити не пізніше ніж через 3 хв з моменту добавки пергідролю у розчинну суміш. На основі пергідролю краще виходить конструктивний газобетон об'ємним вагою 1100-1200 кг/м3 і міцністю 100-120 кГ/см2. Пергідроль у перерахунку на 30%-ную концентрацію водного розчину ВЕОДЯТ В кількості від 1 до 1,3% ваги сухих матеріалів (цементу і меленого піску), тобто приблизно 9-10 кг на 1 ж3 газобетону. При зберіганні, дозуванні і змішуванні пергідролю з цементним розчином необхідно застосовувати обладнання, стійке до дії окисляющему кисню, а також суворо дотримуватися правил техніки безпеки.

За властивостями газобетон аналогічний пінобетону і застосовується поряд з ним. Однак він простіше у виготовленні і дозволяє отримувати вироби з більш дрібними порами і більш стійкого якості, ніж піно-бетонні, а також меншого об'ємного ваги. У цьому головна перевага перед газобетону пінобетоном.

 

 «Будівельні матеріали» Наступна сторінка >>>

 

Дивіться також:

 

Довідник домашнього майстра Будинок своїми руками Будівництво будинку Гідроізоляція