Основные сведения о бетоне

Бетон - огнестойкий материал, выдерживающий воздействие высоких температур во время пожаров. Огнестойкость бетона позволяет применять его для устройства дымовых труб промышленных печей и их фундаментов; в последние годы бетон специального состава все смелее применяют для футеровки тепловых аппаратов, работающих при температуре 1000є С и выше.

Огнестойкость бетона зависит не только от вида цемента, но и от природы заполнителей. Если в качестве заполнителей применяется горная порода, в состав которой входит кристаллический кварц, то при температуре около 600є С в бетоне могут появиться трещины вследствие значительного увеличения объема кварца.

При проектировании бетонных конструкций, подвергающихся длительному воздействию температур, необходимо учитывать, что при температуре 150-250є С прочность бетона на портландцементе снижается на 25%. При нагревании бетона выше 500є С и последующем увлажнении он разрушается. Вначале происходит дегидратация гидроокиси кальция, а затем при последующем увлажнении образовавшаяся СаО гасится с увеличением в объеме, что приводит к разрушению цементного камня и бетона.

Для строительства конструкций, подвергающихся длительному воздействию высоких температур, применяют специальный жароупорный бетон.

6. Транспортирование бетонной смеси

Способ доставки бетонной смеси от смесительной машины к месту укладки и необходимое для этой цели оборудование выбирают в зависимости от принятой технологической схемы производства, а также общего объема укладываемой смеси, суточной потребности в ней, высоты ее подъема и дальности перемещения.

К месту формования бетонную смесь доставляют, пользуясь различными транспортными средствами: ленточными конвейерами, бункерами и вагонетками по колейным путям, подвесными кюбелями и бадьями, которые электротельфер перемещает по кран-балкам или монорельсу, самоходными вибробункерами и бетононасосами; транспортируют смесь также и на автосамосвалах.

Способ доставки смеси должен обеспечивать сохранение ее однородности и степени подвижности. При длительной перевозке бетонная смесь загустевает вследствие гидратации цемента, поглощения воды заполнителями и испарения, однако подвижность смеси к моменту укладки ее должна быть не меньше проектной.

Завод-изготовитель на каждую партию бетонной смеси выдает паспорт с указанием своего наименования и адреса; номера и даты выдачи паспорта; количества смеси в ж3; расхода цемента на 1 м3 бетонной смеси; крупности щебня или гравия; подвижности, жесткости и марки бетона, а также результатов испытания контрольных образцов бетона на прочность.

7. Свойства бетонной смеси

Прочный и долговечный бетон из материалов даже высокого качества может быть получен только при тщательном уплотнении бетонной смеси при формовании из нее конструкций. Формовочная способность бетонной смеси определяется двумя показателями -- подвижностью и пластичностью.

Пластичность характеризует внутреннюю связность смеси, способность ее формоваться, приобретая заданную форму без разрывов и расслаивания на отдельные составляющие.

Подвижность бетонной смеси с максимальной крупностью зерен заполнителя до 70 мм оценивается величиной осадки (в сантиметрах) под собственным весом или при вибрации конуса, отформованного из бетонной смеси. Конфигурация массы получается при загрузке ее в форму -- усеченный конус (рис. 50). Осадку конуса смеси определяют следующим образом. Сначала конус смачивают внутри водой, затем форму заполняют бетонной смесью послойно тремя слоями одинаковой высоты и каждый слой уплотняют, штыкуя 25 раз металлическим стержнем; при этом форму прижимают к листу, избыток смеси срезают вровень с краями формы; затем снимают форму и устанавливают ее рядом с отформованной бетонной смесью; образовавшийся конус бетонной смеси под действием собственного веса оседает. Величина осадки конуса служит оценкой подвижности бетонной смеси.

Жесткость бетонной смеси в секундах устанавливается:

а) для бетонных смесей с максимальной крупностью зерен заполнителя 40 мм -- с помощью технического вискозиметра;

б) для бетонных смесей с максимальной крупностью зерен заполнителя до 70 мм и при жесткости смеси не более 100 сек-- упрощенным способом.

Технический вискозиметр для определения показателя жесткости бетонной смеси (рис. 51) имеет цилиндрический сосуд 1 высотой 200 мм и диаметром 300 мм с плоским дном; цилиндрическое кольцо 2 диаметром 216 мм и высотой 130 мм с тремя опорными планками 3, при помощи которых кольцо можно помещать в цилиндрический сосуд и удерживать в цилиндре; форму конуса 4 с насадкой 5; штатив 6, закрепленный в петлях, приваренных к цилиндрическому сосуду; плоский диск, перемещающийся вертикально на штанге 7 и укрепляемый зажимом. Жесткость бетонной смеси определяют следующим образом. На виброплощадку устанавливают цилиндрический сосуд, в который вставляют и закрепляют цилиндрическое кольцо, а затем в кольцо помещают форму-конус, заполняя ее смесью на полную высоту с насадкой и одновременно уплотняя смесь штыкованием. Окончательно бетонная смесь уплотняется вибрированием до момента, пока на ее поверхности и из-под нижнего основания конуса не начнется заметное выделение цементного клея. Время вибрирования должно быть не менее 5 и не более 30 сек. Затем насадку снимают, избыток смеси срезают вровень с краями конуса и строго вертикально поднимают конус. После этого освобождают зажимной винт штатива с диском и опускают диск на поверхность отформованного конуса бетонной смеси. Включают виброплощадку и секундомер и наблюдают за опусканием штанги; когда риска штанги совпадет с верхней плоскостью направляющей головки штатива, выключают секундомер и вибратор и отмечают время, прошедшее от момента включения вибратора до его выключения. Это время в секундах характеризует жесткость бетонной смеси.

Упрощенным способом жесткость бетонной смеси определяют следующим образом. На виброплощадку устанавливают и закрепляют форму размером 200X200X200 мм, в нее вставляют полый конус от технического вискозиметра и заполняют его бетонной смесью тремя слоями одинаковой высоты и каждый слой уплотняют штыкованием (25 раз) металлическим стержнем диаметром 16 и длиной 650 мм. Затем конус осторожно снимают и одновременно включают виброплощадку и секундомер. Вибрирование производят до того момента, пока бетонная смесь не заполнит всех углов формы, а поверхность ее не станет горизонтальной. Время (в секундах), необходимое для выравнивания поверхности бетонной смеси в форме, умноженное на коэффициент 1,5, характеризует жесткость бетонной смеси. Литые и подвижные смеси имеют жесткость 0, малоподвижные 15--25, жесткие 30--200 и особожесткие более 200 сек.

На подвижность бетонной смеси влияет ряд факторов: вид цемента, содержание воды, содержание цементного теста, крупность заполнителей и форма их зерен, содержание песка.

Бетонные смеси одного и того же состава, но на разных цементах обладают неодинаковой подвижностью. Это объясняется различной во-допотребностью цемента: чем она выше, тем меньше подвижность или больше жесткость смеси. Подвижность бетонных смесей на портландце-ментах с гидравлическими добавками меньше, чем смесей на портландцементе при одном и том же количестве воды, взятой для приготовления смеси. С увеличением содержания воды при неизменном расходе цемента подвижность бетонной смеси возрастает, но прочность бетона уменьшается. С увеличением содержания цементного теста подвижность бетонной смеси также повышается при сохранении практически той же прочности после затвердения. Это объясняется тем, что при более высоком содержании цементного теста оно не только заполняет пустоты и обволакивает зерна заполнителей, но и раздвигает их, создавая между ними обильные прослойки, уменьшающие трение между зернами, а это повышает подвижность смеси. При более крупных заполнителях суммарная--поверхность зерен меньше, следовательно, при том же количестве цементного теста прослойки его между зернами заполнителей оказываются толще, что увеличивает подвижность бетонной смеси.

Увеличение количества песка сверх оптимального, установленного опытом, уменьшает подвижность бетонной смеси вследствие возрастания суммарной поверхности заполнителей.

Форма зерен проявляет свое влияние в том, что при округлой и гладкой поверхности суммарная поверхность зерен и трение между ними меньше, чем при острогранной форме и шероховатой поверхности. Поэтому бетонная смесь с гравием и обкатанным песком подвижнее, чем смесь со щебнем и горным песком.

8. Зимнее бетонирование

Приготовление бетонной смеси,в зимних условиях является очень ответственной операцией. В первую очередь нужно тщательно проверить качество и состояние сырьевых материалов. Так, например, песок, щебень и гравий не должны быть загрязнены и смешаны со снегом и льдом. Поэтому их складируют на сухих возвышенных местах, под навесами или в закрытых помещениях. Конечно, нельзя допускать, чтобы при хранении цемента в него попадал снег.

Готовить бетонную смесь надо в обогреваемых помещениях. Внутренний запас тепла в бетонной смеси создают, подогревая ее составляющие. Нагрев заполнителей может быть одноступенчатым, когда одновременно материалы оттаивают и подогревают, и двухступенчатым, когда на одних установках заполнители предварительно оттаивают, а на других - подогревают до расчетной температуры (40є С). Одновременно в резервуарах паром нагревают воду до заданной температуры - от 30 до 80є С. Цемент и тонкомолотые добавки подогревать запрещается. Что касается арматуры, то она должна быть очищена от снега и льда и разогрета горячей водой или паром. Температура составляющих бетонной смеси в момент загрузки в бетономешалку должна быть такой, чтобы обеспечить заданную температуру бетонной смеси при выходе из бетономешалки и укладки в форму - не менее 5є С. Итак, бетонная смесь готова. Но ее нужно транспортировать до места укладки с минимальными теплопотерями. Потери тепла при самой перевозке бетонной смеси меньше, чем при перегрузочных операциях. Поэтому в зимнее время ее доставляют на место укладки без перегрузки. При этом надо следить, чтобы транспортная тара была утеплена и обогревалась. Если бетонная смесь транспортируется в кузове автосамосвала, то кузов укрывают брезентом или обогревают отработанными газами. Это позволяет создать над бетонной смесью тепловую завесу. При транспортировании бетонной смеси в бадьях и бункерах их накрывают деревянными утепленными крышками; снаружи утепляют войлоком и затем обшивают фанерой. При насосном транспорте бетона утепляют как помещения, где установлены бетононасосы, так и бетоноотводы.

9. Вывод

Бетоном называют искусственный камень, получаемый в результате твердения рационально подобранной смеси, которая состоит из вяжущего вещества, воды и заполнителей (песка и щебня или гравия). Смесь этих материалов до затвердения называют бетонной смесью.

Зерна песка и щебня составляют каменный остов бетона. Цементное тесто, образующееся после затворения бетонной смеси водой, обволакивает зёрна песка и щебня, заполняет промежутки между ними и играет вначале роль смазки заполнителей, предающей подвижность (текучесть) бетонной смеси, а впоследствии, затвердевая, связывает зёрна заполнителей, образуя искусственный камень - бетон. Бетон в сочетании с остальной арматурой называют железобетоном.

Получать бетонную смесь и бетон высокого качества можно только при высоком знании технологий, умении выбрать материалы необходимого качества и устанавливать их оптимальное соотношение, изыскивать режимы приготовления бетонной смеси, методы её укладки, уплотнение и условий твердения, обеспечивающее получение бетонных конструкций высоких прочности и долговечности.

10. Список использованной литературы

1.Воробьев В.А. «Строительные материалы». Учебник для строит. специальностей вузов.- 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1979.- 382с.

2. Баженов Ю. М., Комар А. Г. «Технология бетонных и железобетонных изделий» М. «Стройиздат» 1984г.-267 с.

3. Гернберг О.А. «Технология бетонных и железобетонных изделий». М. стройиздат., 1971

4. Евдокимов Н. И «Технология монолитного бетона и железобетона».М. «Стройиздат» 1980г.-467 с.