Бетон как строительный материал
Технология получения бетонной смеси и бетона высокого качества. Классификация бетона по объемной массе, виду вяжущего вещества, крупности заполнителя, прочности, морозостойкости и назначению. Бетон в агрессивной среде, под действием высокой температуры.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.02.2012 |
| Размер файла | 20,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
- Основные сведения о бетоне
- Классификация бетонов
- Основные требования
- Бетон в агрессивной среде
- Отношение бетона к действию высоких температур
Основные сведения о бетоне
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 затвердевания называют бетонной смесью.
Зерна песка и щебня составляют каменную основу бетона. Цементное тесто, образующееся после затворения бетонной смеси водой, обволакивает зерна песка и щебня, заполняет промежутки между ними и играет вначале роль смазки заполнителей, придающей подвижность (текучесть) бетонной смеси, а впоследствии, затвердевая, связывает зерна заполнителей, образуя искусственный камень - бетон. Бетон в сочетании со стальной арматурой называют железобетоном.
Бетон как строительный материал применяли еще в глубокой древности. С течением времени использование его в строительстве почти прекратилось, и только с XIX столетия после изобретения новых гидравлических вяжущих, в первую очередь портландцемента, бетон снова стали широко применять для строительства различных инженерных сооружений. Начиная с 60-х годов XIX в., после усовершенствования технологии и повышения марочной прочности цемента, он становится основным вяжущим для бетона и железобетона.
Русские ученые уже с конца XIX в. уделяли большое внимание созданию плотного бетона и правильному расчету его состава. Крупный вклад в науку о бетоне внесли военные инженеры, были изложены результаты исследований зависимости прочности бетона от содержания воды, уплотнения бетонной смеси, крупности песка и щебня или гравия. Заслугой советских ученых является создание способов производства зимних бетонных работ и широкое внедрение их в практику.
Крупные успехи имеются также в создании легкого, кислотоупорного и жароупорного бетонов. Технология легких бетонов, разработанная Н.А. Поповым, в настоящее время получила широкое развитие. Все более широко применяют пенобетон и газобетон, обладающие малыми объемной массой и теплопроводностью.
Получать бетонную смесь и бетон высокого качества можно только при глубоком знании технологии, умении выбирать материалы необходимого качества и устанавливать их оптимальное соотношение, изыскивать режимы приготовления бетонной смеси, методы ее укладки, уплотнения и условий твердения, обеспечивающие получение бетонных конструкций высоких прочности и долговечности.
Бетон - один из важнейших строительных материалов, применяемый во всех областях современного строительства. Разнообразием свойств бетона, получаемых путем использования соответствующего качества вяжущих и каменных материалов и применения специальных методов механической и физико-химической обработки; легкостью механической обработки бетонной смеси, обладающей пластичностью и позволяющей без значительных затрат труда изготовлять самые разнообразные по форме и размерам долговечные строительные конструкции; возможностью полной механизации бетонных работ; экономичностью бетона (80-90% его объема составляют заполнители из местных каменных материалов).
Классификация бетонов
Классифицируют бетоны по следующим главнейшим признакам: объемной массе, виду вяжущего вещества, крупности заполнителя, прочности, морозостойкости и назначению.
Основной считается классификация по объемной массе. Бетон делят на особо тяжелый объемной массой более 2500 кг/м3, тяжелый--1800 - 2500 кг/м3, легкий - 500-1800 кг/м3, особо легкий - менее 500 кг/м3.
По виду вяжущего вещества различают бетоны цементные, изготовленные на гидравлических вяжущих веществах - портландцементах и его разновидностях; силикатные - на известковых вяжущих в сочетании с силикатными или алюминатными компонентами; гипсовые - с применением гипсоангидритовых вяжущих; бетоны на органических вяжущих материалах.
Тяжелый бетон изготовляют на цементе и обычных плотных заполнителях, а легкий - на цементе и естественных или искусственных пористых заполнителях. Разновидностью легкого бетона является ячеистый бетон, представляющий собой затвердевшую смесь вяжущего вещества, воды, тонкоднсперсного кремнеземистого компонента и порообразователя. Этот бетон отличается высокой пористостью (до 80 - 90%} при равномерном распределении мелких пор. Силикатные бетоны получают из смеси извести и кварцевого песка с последующим твердением сформованных изделий в автоклаве при давлении 0,9-1,6 МПа и температуре 174,5-200° С.
В зависимости от наибольшей крупности применяемых заполнителей различают бетоны мелкозернистые с заполнителем размером до 10 мм и крупнозернистые с заполнителем размером 10-150 мм.
Важнейшие показатели качества бетона - его прочность и долговечность. По показателям прочности при сжатии бетоны разделяют на марки. Тяжелые бетоны на цементах и обычных плотных заполнителях имеют марки 100-600, особо тяжелые бетоны - 100-200, легкие бетоны на пористых заполнителях - 25-300, ячеистые бетоны - 25-200, плотные силикатные бетоны - 100-400 и жаростойкие бетоны-100-400.
Долговечность бетонов оценивают степенью морозостойкости. По этому показателю их разделяют на марки морозостойкости: для тяжелых бетонов Мрз 50 - Мрз 300 и для легких, бетонов Мрз.10 - Мрз. 200.
По назначению бетон бывает следующих видов: обычный - для бетонных и железобетонных несущих конструкций зданий и сооружений (колонны, балки, плиты); гидротехнический - для плотин, шлюзов, облицовки каналов и др.; для зданий и легких перекрытий; для полов, дорожных покрытий и оснований; специального назначения: кислотоупорный, жароупорный, особотяжелый для биологической защиты, который изготовляют на цементе со специальными видами заполнителей высокой плотности.
Основные требования
Бетон должен приобрести проектную прочность к определенному сроку и обладать другими качествами, соответствующими назначению изготовляемой конструкции (водостойкостью, морозостойкостью, плотностью и т.д.). Кроме того, требуется определенная степень подвижности бетонной смеси, которая соответствовала бы принятым способам ее укладки.
Прочность бетона. В конструкциях зданий и сооружений бетон может работать в различных условиях, испытывая сжатие, растяжение, изгиб и др. Тяжелый бетон, применяемый в промышленном, жилищном и гражданском строительстве, оценивают пределом прочности при сжатии и пределом прочности на растяжение при изгибе, являющимися основной характеристикой механических свойств бетона.
Предел прочности бетона при сжатии и растяжении при изгибе вычисляют с точностью до 0,1 МПа как среднее арифметическое пределов прочности трех образцов одной серии. Если наименьший результат испытания одного из трех образцов отличается более чем на 20% от следующего большего показателя, то значение предела прочности устанавливают по двум наибольшим результатам. Отклонения от заданной проектной прочности допускаются только в сторону увеличения, но не более чем на 15%. Излишнее увеличение прочности бетона влечет за собой перерасход цемента и, следовательно, удорожание бетона.
Прочность бетона при сжатии зависит от активности цемента, водоцементного отношения, качества заполнителей, степени уплотнения бетонной смеси и условий твердения. Основные факторы, влияющие на прочность бетона, - активность цемента и водоцементное отношение. Цементы высокой активности дают более прочные бетоны, однако при одной и той же активности цемента можно получить бетон различной прочности в зависимости от изменения количества воды в смеси.
Наряду с приведенными выше факторами (активность и качество цемента, водоцементное отношение и качество заполнителей) на прочность бетона в значительной степени влияют степень уплотнения бетонной смеси, продолжительность и условия твердения бетона. Прочность заполнителей не оказывает значительного влияния на прочность бетона до тех пор, пока прочность их больше проектируемой марки бетона. Применение заполнителей с прочностью ниже требуемой марка бетона может значительно снизить прочность бетона. Для повышения прочности бетона в этом случае потребуется увеличение расхода цемента. Шероховатость поверхности заполнителей также оказывает влияние на прочность бетона: бетон, приготовленный на щебне, при прочих равных условиях имеет прочность большую, чем бетон на гравии.
На скорость твердения бетона влияют минералогический состав цемента и начальное количество воды в бетонной смеси. Жесткие бетонные смеси с низким содержанием воды обеспечивают более быстрое твердение бетона, чем подвижные.
Прочность тяжелого бетона при благоприятных температуре и влажности непрерывно повышается. В первые 7-14 суток прочность бетона растет быстро, затем рост прочности к 28 суток замедляется и постепенно затухает. Во влажной теплой среде прочность бетона может нарастать несколько лет.
Морозостойкость бетона характеризуется наибольшим числом циклов попеременного замораживания и оттаивания, которые способны выдерживать образцы 28-суточного возраста без снижения предела прочности при сжатии более чем на 25% и без потери массы более чем на 5%.
бетон строительный материал
В ГОСТе на тяжелый бетон, в том числе и на гидротехнический, по морозостойкости установлены пять марок-Мрз 50, Мрз 100,, Мрз 150, Мрз 200 и Мрз 300. Марку бетона по морозостойкости выбирают в зависимости от климатических условий, числа перемен уровня воды на омываемой поверхности бетона или числа смен замораживания и оттаивания за зимний период. Морозостойкими оказываются, как правило, бетоны высокой плотности. Не менее важную роль в морозостойкости бетона играет морозостойкость заполнителей; марка их по морозостойкости должна быть не ниже этого показателя для бетона. Морозостойкие бетоны получают путем применения морозостойких заполнителей, уменьшения водоцементного отношения, применения гидрофобных и гидрофильных пластифицирующих добавок, а также портландцемента высоких марок или глиноземистого цемента, которые при твердении связывают значительное количество воды затворения, образуя более плотный цементный камень.
В процессе твердения происходят объемные изменения - усадка и расширение бетона. Размер усадки бетона на портландцементе зависит от минералогического состава и тонкости помола цемента: усадка возрастает с увеличением топкости помола. Для понижения усадки бетона, особенно при возведении массивных сооружений, следует применять белитовые цементы или цементы более низких марок, избегать жирных бетонных смесей, уменьшать количество воды затворения, применять крупные заполнители из плотных пород рационального зернового состава, а также строго соблюдать влажностной режим твердения бетона.
Бетон в агрессивной среде
Практика эксплуатации водопроводно-канализационных бетонных сооружений показала, что в ряде случаев под влиянием физико-химического действия жидкостей и газов бетон может разрушиться. Коррозия бетона вызывается главным образом разрушением цементного камня. Коррозия бетона возникает в результате проникания агрессивного вещества в его толщу через трещины или поры бетона. Поэтому основные меры предохранения бетона от коррозии - придание ему возможно большей плотности и правильное конструирование элементов сооружений, обеспечивающие равномерную (без образования трещин) деформацию бетона в процессе твердения.
Для предохранения бетона от коррозии следует применять цементы с минимальным выделением гидроокиси кальция и малым содержанием трехкальциевого алюмината. К таким цементам относятся портландцемента с гидравлическими добавками, шлакопортландцемент, глиноземистый цемент, сульфатостойкие цементы. Для устранения пор в поверхностных слоях бетона применяют импрегнирование в бетон цементного раствора, силикатирование, флюатирование
Отношение бетона к действию высоких температур
Огнестойкость бетона зависит не только от вида цемента, но и от природы заполнителей. Если в качестве заполнителей применяют горную породу, в состав которой входит кристаллический кварц, то при температуре около 600° С в бетоне могут появиться трещины вследствие значительного увеличения объема кварца.
При проектировании бетонных конструкций, подвергаемых длительному воздействию высоких температур, необходимо учитывать, что при температуре 150-250°С прочность бетона на портландцементе снижается па 25%. При нагревании бетона выше 500° С и последующем увлажнении он разрушается.
Для строительства конструкций, подвергаемых длительному воздействию высоких температур (свыше 250°С), применяют специальный жароупорный бетон.
Прочный и долговечный бетон из материалов даже высокого качества может быть получен только при тщательном уплотнении бетонной смеси при формировании из нее конструкций. Формовочная способность бетонной смеси определяется двумя показателями - пластичностью и подвижностью. 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 оценивают по осадке под действием собственной массы или при вибрации конуса, отформованного из бетонной смеси
Жесткость бетонных смесей устанавливают при помощи технического вискозиметра.
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 водопотребностью цемента: чем она выше, тем меньше подвижность или больше жесткость смеси. Подвижность бетонных смесей на портландцементах с гидравлическими добавками меньше, чем смесей на портландцементе при одном и том же количестве воды, взятой для приготовления смеси. Форма зерен также влияет на подвижность смеси. При округлой форме и гладкой поверхности суммарная поверхность зерен и трение между ними меньше, чем при острогранной форме и шероховатой поверхности, поэтому бетонная смесь с гравием и окатанным песком подвижнее, чем смесь со щебнем и горным песком. Увеличение количества песка сверх оптимального, установленного опытом, уменьшает подвижность бетонной смеси вследствие возрастания суммарной поверхности заполнителей. Наиболее экономичны жесткие бетонные смеси, так как для них требуется меньше цемента, чем для подвижных. Следует выбирать более низкую подвижность смеси, но такую, которая обеспечивает удобную и качественную укладку. При выборе подвижности бетонной смеси учитывают размеры и характер конструкции, густоту армирования и способы укладки смеси.
Правильно организованный контроль качества бетонных работ на всех стадиях технологического процесса изготовления бетонных конструкций - одно из важнейших условий получения прочного и долговечного бетона и снижения стоимости конструкций. Контроль необходим на всех переделах технологического процесса: контролируют качество материалов для бетона, правильность их дозирования, качество перемешивания, укладки, уплотнения, ухода за бетоном, а также определяют прочность затвердевшего бетона испытанием пробных образцов. Прочность и качество бетона в конструкции можно ориентировочно определить и без их разрушения при помощи акустических приборов. Сущность их действия основана на скорости распространения ультразвукового импульса или волны удара в материале и зависит от его плотности и прочности. Прочность бетона в конструкциях без их разрушения можно также установить и механическим способом, например прибором, действие которого основано на зависимости прочности от глубины лунки в бетоне, образованной шариком при его вдавливании, или расстояния отскока маятника от бетона.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Механические свойства бетона и состав бетонной смеси. Расчет и подбор состава обычного бетона. Переход от лабораторного состава бетона к производственному. Разрушение бетонных конструкций. Рациональное соотношение составляющих бетон материалов.
курсовая работа [113,6 K], добавлен 03.08.2014Проблемы проектирования монолитного здания. Расчет параметров выдерживания бетона в стенах, выбор и конструирование опалубки. Выбор способа укладки бетонной смеси. Контроль качества бетона. Строительный генеральный план. Экономическое обоснование проекта.
курсовая работа [76,9 K], добавлен 16.09.2017Понятие и сферы практического применения декоративного бетона в современном строительстве, его классификация и разновидности, технология получения. Методика уменьшения расслоения цветного бетона и получения равномерной окраски. Технология нанесения.
реферат [20,8 K], добавлен 20.05.2013Определение и краткая история высокопрочного бетона. Общие положения технологии производства бетонов: значение качества цемента, заполнителей, наполнителей и воды. Основные характеристики структурных элементов бетона. Способы повышения его прочности.
реферат [25,9 K], добавлен 07.12.2013Определение и уточнение требований, предъявляемых к бетону и бетонной смеси. Оценка качества и выбор материалов для бетона. Расчет начального состава бетона. Определение и назначение рабочего состава бетона. Расчет суммарной стоимости материалов.
курсовая работа [84,9 K], добавлен 13.04.2012Понятие и назначение железобетонных изделий, их классификация по различным признакам. Правила выбора марки цемента в зависимости от прочности бетона. Виды добавок в бетон и условия их применения. Проектирование состава бетона и оценка его качества.
курсовая работа [203,5 K], добавлен 18.08.2010Строительные материалы, применяемые при бетонных работах. Части зданий. Конструкции из монолитного бетона и железобетона. Приготовление и транспортирование бетонной смеси. Производство опалубочных и арматурных работ. Укладка и уплотнение бетонной смеси.
реферат [3,5 M], добавлен 16.03.2015Виды бетона, подбор его состава с рациональным соотношением составляющих материалов. Характеристика зернового состава крупного заполнителя. Свойства бетонной смеси. Расчет расхода составляющих бетонную смесь материалов методом абсолютных объемов.
контрольная работа [47,7 K], добавлен 10.07.2013Классификация бетона по маркам и прочности. Сырьевые материалы для приготовления бетонов. Суперпластификаторы на основе поликарбоксилатов. Проектирование, подбор и расчет состава бетона с химической добавкой. Значения характеристик заполнителей бетона.
курсовая работа [52,7 K], добавлен 13.03.2013Требования, предъявляемые к опалубке. Методы обеспечения проектного защитного слоя бетона. Проектирование состава бетонной смеси. Конструирование и расчет опалубки. Уход за бетоном, распалубка и контроль качества. Транспорт бетонной смеси к месту укладки.
курсовая работа [66,3 K], добавлен 27.12.2012
