Реферат на тему виды бетонов

Обновлено: 01.07.2024

В настоящее время, бетон и железобетон являются основными строительными материалами. В нашей стране производят десятки миллионов тонн железобетона и бетона, ни один дом, построенный в последние 60 лет не обходится без железобетонных изделий. Поэтому тема производства бетона и железобетона является на сегодняшний день очень важной. Важно не только знать технологию производства, но уметь уменьшить затраты.

Содержание

Введение ………………………………………………………..
История бетона ……………………………………………….
Свойства бетона …….……………………………………….
Из чего делают бетон? ..…………………………………… ….
Как приготовляют бетонную смесь? ……………….
Качество бетона и его виды……………………………………
Виды бетонов и их применение …………………….……….
Физические свойства бетона ……. …………………………..
Теплопроводность бетона …….……………………….………
Усталость бетона ………………………………………………
Заключение …………………………………………………….
Список литературы ……………………………………..…….

Вложенные файлы: 1 файл

бетон.docx

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Защищен с оценкой

Как приготовляют бетонную смесь? ……………….

Качество бетона и его виды……………………………………

Виды бетонов и их применение …………………….……….

Физические свойства бетона ……. …………………………..

В настоящее время, бетон и железобетон являются основными

строительными материалами. В нашей стране производят десятки миллионов тонн железобетона и бетона, ни один дом, построенный в последние 60 лет не обходится без железобетонных изделий. Поэтому тема производства бетона и железобетона является на сегодняшний день очень важной. Важно не только знать технологию производства, но уметь уменьшить затраты.

Римляне материал, подобный бетону, называли по-разному. Так, литую кладку с каменным заполнителем они именовали греческим словом "эмплектон" (emplekton). Встречается также слово "рудус" (rudus). Однако чаще всего при обозначении таких слов, как раствор, используемый при возведении стен, сводов, фундаментов и тому подобных конструкций, в римском лексиконе употреблялось словосочетание "опус цементум" (opus caementitium), которым и стали называть римский бетон.

Трудно точно сказать, где и когда появился бетон, так как начало его зарождения уходит далеко в глубь веков. Очевидно лишь то, что он не возник таким, каким мы его знаем, а, как большинство строительных материалов, прошел длинный путь развития. Наиболее ранний бетон, обнаруженный археологами, можно отнести к 5600 г. до н.э. Он был найден на берегу Дуная в поселке Лапински Вир (Югославия) в одной из хижин древнего поселения каменного века, где из него был сделан пол толщиной 25 см. Бетон для этого пола приготавливался на гравии и красноватой местной извести.

История бетона неразрывно связана с историей цемента. Древнейшими вяжущими веществами, используемыми человеком, являлась глина и жирная земля, которые после смешивания с водой и высыхания приобретали некоторую прочность. По мере развития и усложнения строительства возрастали требования, предъявляемые к вяжущим веществам. Более чем за 3 тыс. лет до н.э. в Египте, Индии и Китае начали изготавливать искусственные вяжущие, такие, как гипс, а позднее - известь, которые получали посредством умеренной термической обработки исходного сырья.

Наиболее раннее применение бетона в Египте, обнаруженное в гробнице Тебесе (Теве) датируется 1950 г. до н.э. Бетон был применен при строительстве галерей египетского лабиринта и монолитного свода пирамиды Нима задолго до н.э.

Несомненно, на широкое распространение римского бетона определенное влияние оказала политическая и экономическая структура античного общества. Однако не в меньшей степени, а может быть, даже в большей, этому способствовал и ряд крупных технических достижений. В частности, открытие римлянами свойств пуццолановых добавок, значительное улучшение состава бетона за счет использования чистых и даже в отдельных случаях фракционированных заполнителей взамен ранее применявшегося грунта, и тщательное уплотнение бетонной смеси, которому римляне уделяли большое внимание, и которое в значительной степени способствовало улучшению качества бетона. Предположительно, в период наивысшего развития бетона (2 век н.э.) римлянами были разработаны и новые виды вяжущих веществ типа романцемента, позволившие в значительной степени улучшить физико-механические и деформативные характеристики возводимых ими бетонных сооружений. Повышению долговечности бетона способствовали и географические условия Италии с ее теплым и влажным климатом, в то время как в других странах с более суровым климатом постройки из такого же бетона сохранились плохо. Даже сегодня не потеряли своей значимости и конструктивные особенности римских бетонных дорог, полов, сводов и куполов, особенно в связи с тем, что, не умея бороться с растягивающими и изгибными напряжениями бетонных конструкций, римляне прекрасно "научили" их работать на сжатие. Большой интерес представляет и химико-минералогический состав римского цемента. Сочетание этих нововведений и явилось, видимо, основной причиной поразительной долговечности римского бетона, которую до сих пор нередко связывают с якобы утраченными секретами античных строителей.

Самым важным свойством бетона является его прочность, т. е.

способность сопротивляться внешним силам не разрушаясь. Как и природный камень, бетон лучше всего сопротивляется сжатию, поэтому за критерий прочности бетона строители приняли предел прочности бетона при сжатии. Чтобы определить прочность бетона, из него изготовляют Эталонный кубик с ребром 200 мм, если разрушился при нагрузке 80 тонн, то предел прочности при сжатии будет равен 20 МПа.

Прочность бетона зависит от прочности каменного заполнителя (щебня, гравия) и от качества растворенного в воде цемента: бетон будет тем прочнее, чем прочнее каменные заполнители и чем лучше они будут скреплены цементным клеем. Прочность природных камней не изменяется со временем, а вот прочность бетона со временем растет.

Другим важным свойством бетона является плотность – отношение массы материала к его объему. Плотность бетона всегда меньше 100%.

Плотность сильно влияет на качество бетона, в том числе и на его прочность: чем выше плотность бетона, тем он прочнее. Поры в бетоне, как правило, появляются при его изготовлении: в результате испарения излишней воды, не вступившей в химическую реакцию с цементом при его твердении, при недостатке цемента.

С плотностью связано и обратное свойство бетона – пористость – отношение объема пор к общему объему материала. Пористость как бы дополняет плотность бетона до 100%. Как бы ни был плотен бетон, в нем всегда есть поры!

Водостойкость – свойство бетона противостоять действию воды не разрушаясь. Чтобы определить водостойкость бетона, изготовляют два образца: один в сухом виде раздавливают на прессе и определяют его нормальную прочность. Другой образец предварительно погружают в воду, а после насыщения водой также разрушают на прессе. Из-за ослабления связей между частицами прочность образца уменьшается. Отношение прочности насыщенного водой образца к прочности образца в сухом виде коэффициентом размягчения материала. Для бетона он больше 0,8. Поэтому бетон является водостойким и может применяться для сооружения конструкций, подвергающихся действию воды – плотин, пирсов, молов.

Теплопроводность характеризует способность бетона передавать через свою толщину тепловой поток, возникающий из-за разности температур на поверхностях бетона. Теплопроводность бетона почти в 50 раз меньше, чем у стали, но зато выше, чем у строительного кирпича.

Сравнительно невысокая теплопроводность обеспечивает бетону высокую огнестойкость – способность материала выдерживать действие высоких температур. Бетон может выдержать в течение длительного времени температуру выше 1000° С. При этом он не разрушается и не трескается.

Все знают, что если в поры камней проникает вода, то, замерзая, она

расширяется и тем самым разрушает даже самые крепкие горные породы. Бетон же при насыщении водой может выдерживать многократное замораживание и оттаивание. При этом он не разрушается и почти не снижает своей прочности. Это свойство называется морозостойкостью.

А вот еще одно свойство бетона – объемная масса. У бетона объемная масса может быть равной. Она зависит от заполнителей, которые используются в бетоне. По этому признаку бетоны делятся на три вида: тяжелый, легкий и особо легкий. Эта классификация зависит от массы заполнителя, применяемого при изготовлении бетона. Так, например, бетон на естественных заполнителях из гранита, известняка, доломита имеет объемную массу 2200 – 2400 кг/м 3 , а прочность его достигает 60 МПа (или 600 кг/см 2 ). Такой бетон называют тяжелым бетоном. А вот бетон на щебне из легких каменных пород (пемза или туф) имеет меньшую объемную массу – обычно 1600 – 1800 кг/м 3 и называется легким бетоном. Если бетон изготовить на искусственных легких пористых заполнителях из обожженных до спекания глиняных материалов, как, например, керамзит, аглопорит, шлаковая пемза, зольный гравий и т. п., то можно получить целую гамму легких бетонов разной объемной массы – до 1800 кг/м 3 . Их прочность колеблется от 7,5 до 40 МПа (75 до 400 кг/см 2 ).

Применение в сооружении тяжелого или легкого бетона определяется типом конструкции и условиями ее эксплуатации.

По назначению бетоны подразделяются на бетон обычный – для изготовления колонн, балок, плит и т. п. конструкций; бетон гидротехнический – для плотин, шлюзов, облицовки каналов; бетон для подземных сооружений – для изготовления труб колодцев, резервуаров; бетон для дорожных покрытий; бетоны специального назначения на специальных видах цемента – кислотоупорный, жаростойкий и т. п.

ИЗ ЧЕГО ДЕЛАЮТ БЕТОН?

Проектируя новую машину, конструктор решает, какую форму нужно придать тем или иным ее деталям. Он устанавливает заранее, какой должна быть прочность этих деталей. Но ведь прочность будет зависеть от материала!Значит нужно подобрать соответствующий материал!

Точно так же обстоит дело и в строительстве! Строителю необходимо предварительно знать, какими свойствами должен обладать изготовленный им бетон, какова будет его прочность, как на него будет действовать жара и мороз.

Но состав бетона не может быть универсальным. Его нельзя назначить по одному рецепту, который пригоден для всех случаев.

Состав бетона, как и состав сплава в металлургии, должен быть запроектирован заранее. Он зависит от того, в каком сооружении будет применяться бетон.

Чтобы получать бетон, заданного состава, нужно разработать его

Начнем с крупного заполнителя - гравия и щебня.

Гравий - это в различной степени обкатанные обломки самых прочных горных пород (гранита, диорита, базальта, темно - серого известняка) круглой или яйцевидной формы с гладкой поверхностью. Размер этих зерен от 5 до 77 мм.

По своему происхождению различают гравий (овражный), речной и морской.

В горном гравии обычно содержатся вредные примеси глины, пыли, песка, органических веществ, сернистых и сернокислых соединений. В речном и морском гравии примеси почти отсутствуют.

Щебень - это материал, который получают при дроблении горных пород или искусственных камней на куски размером также от 5 до 77мм. Зерна щебня имеют неправильную форму, поверхность их шероховатая. Поэтому щебень прочнее сцепляется с цементным камнем, чем гравий. Прочность крупного заполнителя особенно важна, так как именно он образует скелет бетона.

Характеристика и изучение классификации бетонов как искусственных каменных материалов. Свойства гравия и щебня как мелкого и крупного заполнителей бетонных смесей. Исследование различных технологий изготовления бетонных смесей и показатели их качества.

Рубрика	Строительство и архитектура
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	07.04.2012
Размер файла	137,3 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Бетоны - искусственные каменные материалы, получаемые в результате затвердевания тщательно перемешанной и уплотненной смеси из вяжущего вещества, воды мелкого и крупного заполнителей, взятых в определенных пропорциях. До затвердевания эта смесь называется бетонной смесью. смесь бетон заполнитель гравий щебень

Вяжущее вещество и вода являются активными составляющими бетона; в результате реакции между ними образуется цементный камень, скрепляющий зерна заполнителей.

Заполнители (песок, гравий, щебень) в большинстве случаев не вступают в химическое соединение с цементом и водой. Эти материалы образуют жесткий скелет бетона и уменьшают его усадку, вызываемую усадкой цементного камня при твердении. В легких бетонах пористые заполнители уменьшают плотность и теплопроводность бетона.

Основную классификацию бетонов производят по плотности, зависящей, главным образом, от плотности цементного камня, вида заполнителей и структуры бетона.

С этим связаны основные свойства бетона - прочность, морозостойкость, водонепроницаемость, теплопроводность и др. Бетоны разделяются на пять видов:

1) особо тяжелый, содержащий такие тяжелые заполнители, как стальные опилки или зерна (стальбетон), железные руды или барит (баритовый бетон); плотность этих бетонов выше 2600 кг/м 3 ;

2) тяжелый (обычный), содержащий плотные заполнители (кварцевый песок, щебень или гравий из плотных каменных пород); плотность этого бетона 2100-2600 кг/м 3 ;

3) облегченный, например, с кирпичным щебнем или крупнопористый (беспесчаный); плотность 1800-2000 кг/м 3 ;

4) легкий, содержащий пористые заполнители (шлак, пемзу, туф и т. п.), обычной плотной структуры или крупнопористый; его плотность 1200-1800 кг/м 3 (чаще 1300-1500 кг/м 3 );

5) особо легкий, очень пористый, ячеистый (пенобетон, газобетон) или крупнопористый с легкими заполнителями; плотность меньше 1200 кг/м 3 (чаще 500-800 кг/м 3 ).

В зависимости от вида вяжущих веществ бетоны подразделяются на цементный, цементно-полимерный, силикатный (на извести), шлакощелочной и другие виды бетона.

Бетон - один из основных строительных материалов. Он ценен тем, что ему можно придавать самые разнообразные свойства, изменяя в широких пределах прочность, плотность, теплопроводность, и изготовлять из него сборные конструкции, изделия и монолитные сооружения различной формы и назначения. Бетон широко используют в гражданском, промышленном, гидротехническом, теплоэнергетическом, дорожном и других видах строительства.

В зависимости от применения различают бетоны: обычный - для железобетонных конструкций (фундаментов, колонн, балок, перекрытий, сводов, мостов и т. п.); гидротехнический - для плотин, шлюзов, облицовки каналов, водопроводно-канализационных сооружений и т. п.; бетон для стен зданий (главным образом, легкий бетон) и легких перекрытий; теплоизоляционный особо легкий (пено- и газобетон); бетон для полов, тротуаров, дорожных и аэродромных покрытий; специального назначения, например кислотоупорный, жароупорный.

Заполнители для бетона.

Песок. Природный песок, применяемый для изготовления обычного бетона, представляет собой образовавшуюся в результате выветривания горных пород рыхлую смесь зерен (крупностью 0,14-5 мм) различных материалов, входящих в состав изверженных (реже осадочных) горных пород. При отсутствии пригодного природного песка изготовляют искусственный песок путем дробления твердых горных пород, но тот песок стоит гораздо дороже.

Желательно применять песок с остроугольными зернами, так как он лучше сцепляется с цементным камнем, придавая бетону большую прочность. В то же время этот песок должен быть как можно чище. Поскольку промывка песка сложна и дорога, обычно предпочитают речной песок. Вообще же выбор песка для бетона производится всегда с учетом всех его свойств и стоимости.

Для обычного бетона требования к природному песку следующие:

а) содержание в песке зерен, проходящих через сито 0.14 мм, не должно превышать 10 %, а содержание глинистых. илистых и пылевидных примесей, определяемых отмучиванием, не должно превышать 3 % по массе. Наиболее вредна примесь глины, обволакивающей зерна песка, так как она препятствует сцеплению с цементным качнем. От этой глины песок можно освободить только тщательной промывкой;

б) органические примеси (гумусовые и др.) допускают только в самом небольшом количестве, так как они, в особенности органические кислоты, понижают прочность и даже разрушают цемент. Для их определения песок обрабатывают 3%-ным водным раствором едкого натра (при соотношении раствора к песку 1:1). Полученный раствор с песком отстаивается в течение 1 сут. Требуется, чтобы после обработки песка цвет его был не темнее светло-желтого. Этот метод называется колориметрическим (определение по цвету).

Крупность зерен определяют просеиванием песка через стандартный набор сит. Сита имеют отверстия в свету: 5; 2,5; 0,63; 0,3 и 0.14 мм, т. е. размер их, уменьшается примерно в геометрической прогрессии. Наличие в песке зерен крупнее 10 мм не допускается; зерен размером 5-10 мм должно быть не более 5% (по массе).

Гравий. Гравием называют рыхлый материал, образовавшийся в результате естественного разрушения (выветривания) горных пород. Гравий состоит из более или менее окатанных зерен размером 3-70 мм. В нем могут содержаться зерна высокой прочности, например гранитные, и слабые зерна пористых известняков. Гравий обычно содержит примеси пыли, глины, иногда и органических веществ, а также песка. При большом содержании песка такой материал называют песчано-гравийной смесью, или гравилистым песком.

Наиболее выгодна малоокатанная (щебневидная) форма зерен, хуже - яйцевидная (окатанная), еще хуже - пластинчатая или лещадная с шириной, в три и более раз превышающей толщину, и игловатая с длиной, в три и более раз превышающей толщину и ширину. Игловатых и пластинчатых зерен в составе гравия для бетона должно быть не более 15% (по массе).

Крупность гравия определяют, просеивая его через стандартный набор сит с круглыми отверстиями размером 70, 40, 20, 10 и 5 (или 3) мм. Среднюю пробу высушенного гравия (масса пробы 10 кг) для просеивания берут из разных мест штабеля.

Щебнем называется материал, полученный в результате дробления камней из горных пород, имеющих предел прочности при сжатии от 20 до 120 МПа. Куски щебня имеют остроугольную форму. Куски, близкие по форме к кубу или тетраэдру лучше всего для применения, куски плоской формы значительно хуже, так как они легко ломаются. Форма щебня зависит от структуры каменной породы и от типа камнедробильной машины (при слоистых породах и простых щековых дробилках получается пластинчатый щебень). Щебень дробят из гранита, диабаза и других изверженных пород, а также из плотных осадочных пород - известняка, доломита и измененных пород - кварцита.

К крупности, зерновому составу, прочности и морозостойкости щебня предъявляют те же требования, что и к гравию. Щебень чище гравия, обычно он не содержит органических примесей. Предельное содержание глинистых и пылевидных примесей допускается: для бетонов марки М 300 и выше 1 % в щебне из изверженных пород и 2 % в щебне из карбонатных пород; для бетонов более низких марок соответственно 2 и 3 % (по массе).

Для обычного бетона можно применять щебень только из каменных пород, прочность которых выше заданной марки бетона, а именно: необходимая прочность исходной каменной породы (в насыщенном водой состоянии) R_щ>2R_б для бетона марки М 300 и выше и R_щ>1,5R_б, для бетонов более низких марок. Для бетона в конструкциях, подвергающихся насыщению водой и замерзанию, желательно применять щебень с водопогло-щением не более 3 % (по массе), а без замерзания - не более 5 %.

Камень дробят в щебень в камнедробилках трех типов: щековых, конусных и валковых. В щековых дробилках камень попадает в пространство между двумя стальными плитами-щеками, из которых одна укреплена неподвижно, а другая качается и раздавливает камень. Щеки изготовляются из твердой стали в виде рифленых 1 плит. Размер щебня, получаемого из дробилки, зависит от ширины выпускного отверстия. Однако из крупной дробилки нельзя сразу получить мелкий щебень. Поэтому дробление крупного камня производится последовательно в двух-трех дробилках, позволяющих получить щебень постепенно уменьшающихся размеров.

Бетонная смесь представляет собой сложную многокомпонентную систему, состоящую из частичек вяжущего, новообразований, возникающих при взаимодействии вяжущего с водой, зерен заполнителя, воды, вводимых в ряде случаев специальных добавок, вовлеченного воздуха. Вследствие наличия сил взаимодействия между дисперсными частицами твердой фазы и воды эта система приобретает связанность и может рассматриваться как единое физическое тело с определенными физическими и механическими свойствами.

Основное влияние на эти свойства будет оказывать количество и качество цементного теста, так как именно цементное тесто, являясь дисперсной системой, имеет высокоразвитую поверхность раздела твердой и жидкой фаз, что способствует развитию сил молекулярного сцепления и повышению связанности системы. В процессе гидратации цемента (до момента затвердевания) появляется все большее количество гелеобразных гидратных соединений новообразований, что способствует увеличению дисперсности твердой фазы и соответственно повышению клеящей способности цементного теста и его связующей роли в бетонной смеси.

Цементное тесто относят к так называемым структурированным системам, которые характеризуются некоторой начальной прочностью структуры. В цементном тесте создается определенная структура за счет действия сил молекулярного сцепления между частицами, окаймленными тонкими пленками воды. Пленки жидкой фазы создают непрерывную пространственную сетку в структуре цементного теста, придавая ему свойство пластичности. Прочность начальной структуры, или структурная вязкость цементного теста, зависит от концентрации твердой фазы в водной суспензии.

Способность структурированных систем изменять свои реологические свойства под влиянием механических воздействий и восстанавливать их после прекращения воздействия называется тиксотропией. В технологии бетона это свойство широко используют для формования изделий из малоподвижных и жестких смесей путем воздействия на них вибрацией, встряхиванием, толчками.

Для производства работ и обеспечения высокого качества бетона в конструкциях или изделиях необходимо, чтобы бетонная смесь имела консистенцию, соответствующую условиям ее укладки. Обычно консистенцию бетонной смеси оценивают показателем подвижности или жесткости бетонной смеси.

Для определения подвижности, т. е. способности смеси расплываться под действием собственной массы, и связанности бетонной смеси служит стандартный конус. Он представляет собой усеченный, открытый с обеих сторон конус из листовой стали толщиной 1 мм. Высота конуса 300 мм, диаметр нижнего основания 200 мм, верхнего 100 мм. Внутреннюю поверхность формы-конуса и поддон перед испытанием смачивают водой. Затем форму устанавливают на поддон и заполняют бетонной смесью в три приема, уплотняя смесь штыкованием. После заполнения формы и удаления излишков смеси форму тотчас снимают, поднимая ее медленно и строго вертикально вверх за ручки. Подвижная бетонная смесь, освобожденная от формы, дает осадку или даже растекается. Мерой подвижности смеси служит величина осадки конуса, которую измеряют сразу же после снятия формы.

В зависимости от осадки конуса различают подвижные (пластичные) бетонные смеси, величина осадки конуса для которых составляет 1-12 см и более, и жесткие, которые практически не дают осадки конуса. Однако при воздействии вибрации последние обладают различными формовочными свойствами в зависимости от состава и использованных материалов. Для оценки жесткости этих смесей используют свои методы. Показатель жесткости бетонной смеси определяют на специальном приборе, который состоит из цилиндрического сосуда высотой 200 мм с внутренним диаметром 240 мм с закрепленным на нем устройством для измерения осадки бетонной смеси в виде направляющего штатива, штанги и металлического диска толщиной 4 мм с шестью отверстиями.

Прибор устанавливают на виброплощадку и плотно прикрепляют к ней. Затем в сосуд помещают металлическую форму-конус с насадкой для заполнения бетонной смесью. Размеры формы-конуса такие же, как при определении подвижности бетонной смеси, т. е. высота 300 мм, нижний диаметр 200 мм, верхний диаметр 100 мм. Форму-конус с помощью специального кольца-держателя закрепляют в приборе и заполняют тремя слоями бетонной смеси, уплотняя ее штыкованием (25 раз каждый слой). Затем удаляют форму-конус, поворачивают штатив, устанавливают на поверхности бетонной смеси диск и включают виброплощадку. Вибрирование при амплитуде 0,5 мм продолжают до тех пор, пока не начнется выделение цементного теста из двух отверстий диска. Полученное время вибрирования - показатель жесткости бетонной смеси.

В лабораториях иногда используют упрощенный способ определения жесткости бетонной смеси, предложенный Б.Г. Скрамтаевым. По этому способу испытание проводят следующим образом. В обычную металлическую форму для приготовления кубов размером 20х20х20 см вставляют стандартный конус. Предварительно с него снимают упоры и немного уменьшают нижний диаметр, чтобы конус вошел внутрь куба. Наполняют конус также в три слоя. После снятия металлического конуса бетонную смесь подвергают вибрации на лабораторной площадке. Вибрация длится до тех пор, пока бетонная смесь не заполнит всех углов куба и ее поверхность не станет горизонтальной.

Продолжительность вибрирования (с) принимают за меру жесткости (удобно укладываемости) бетонной смеси. Стандартная площадка должна иметь следующие параметры: кинематический момент 0,1 Н*м; амплитуду 0,5 мм; частоту колебаний 3000 мин -1 . Как показали опыты, показатель жесткости, определенный на стандартном приборе, приблизительно в 1,5-2 раза меньше показателя, полученного по способу Б. Г. Скрамтаева.

Главным фактором, определяющим подвижность бетонной смеси, является расход воды: с его увеличением подвижность смеси возрастает. При изменении расхода цемента в бетоне от 200 до 400 кг/м 3 с постоянным расходом воды изменения подвижности бетонной смеси не наблюдается. Подвижность смеси изменяется только с изменением расхода воды. Эта закономерность, получившая название закона постоянства вода потребности, позволяет в расчетах использовать упрощенную зависимость подвижности бетонной смеси только от расхода воды.

С увеличением содержания цементного теста при постоянном В/Ц или с уменьшением количества заполнителей подвижность бетонной смеси возрастает. Если цементное тесто взять только в количестве, необходимом для заполнения пустот между заполнителями, то бетонная смесь получается жесткой, неудобно укладываемой, склонной к расслоению. Чтобы смесь стала подвижной, следует не только заполнить пустоты, но и раздвинуть зерна заполнителя прослойками из цементного теста.

Технология изготовления бетонной смеси:

1. Транспортирование составляющих при приготовлении (цемента, песка, щебня).

У нас есть "нужная" Вам информация для написания практически любой учебной работы.

Реферат на тему: "Современные виды бетона"

3.Современные виды бетона: нано, фибробетон, прозрачный, самовосстанавливающийся . PAGEREF _Toc39489847 \h 9

Бетон в современном строительстве применяется повсеместно. Это можно объяснить его разнообразными свойствами, которые формируются в зависимости от состава дополнительных ингредиентов, входящих в него.

Бетон - искусственный каменный материал, получаемый в результате твердения специально приготовленной смеси, состоящий из вяжущего материала, крупного и мелкого заполнителя и воды. При необходимости в бетонную смесь вводят специальные добавки, улучшающие его технологические и структурные характеристики. Состав бетонной смеси должен обеспечить бетону к определенному сроку заданные свойства (прочность, морозостойкость, водонепроницаемость и др.).

Бетон как строительный материал известен с глубокой древности. Большим строительным мастерством и секретом изготовления искусственного камня на основе вяжущих веществ владели еще предшественники римлян - этруски (1-е тысячелетние до н.э.) и древние римляне. Римляне построили множество величественных зданий и грандиозных сооружений как у себя, так и в странах, бывших тогда под их владычеством. Многие из них стоят и сегодня. К наиболее ярким шедеврам относятся: Колизей (75--80 гг. н.э.) - амфитеатр для гладиаторских боев и других зрелищ и Пантеон (ок. 125 г. н.э.) - храм, посвященный всем богам. Бетонные стены Пантеона массивны, достигают семиметровой толщины. Он сохранился до наших дней почти в том же виде, в котором его возвели древние римляне. Современное строительство тем более немыслимо без применения бетона. Поэтому знания о свойствах и характеристиках бетона, а так же о современных видах бетона остаются актуальны и сегодня.

Бетон является главным строительным материалом, который применяют во всех областях строительства. Возможность получить материал с самым различным комплексом свойств, высокая архитектурно-строительная пластичность, сравнительная простота и доступность технологии, малая энергоемкость и возможность успешного использования местного сырья и утилизации техногенных отходов, хорошие технико-экономические показатели, экологическая безопасность - все это вывело бетон на первое место среди строительных материалов.

Технико-экономическими преимуществами бетона и железобетона являются: низкий уровень затрат на изготовление конструкций в связи с применением местного сырья, возможность применения в сборных и монолитных конструкциях различного вида и назначения, механизация и автоматизация приготовления бетона и производства конструкций. Бетонная смесь при надлежащей обработке позволяет изготавливать конструкции оптимальной формы с точки зрения строительной механики и архитектуры.

Бетон долговечен и огнестоек, его плотность, прочность и другие характеристики можно изменять в широких пределах. Недостатком бетона, как любого каменного материала, является низкая прочность на растяжение, которая в 10-15 раз ниже прочности на сжатие. Этот недостаток бетона устраняется в железобетоне, когда растягивающее напряжение принимает арматура. В силу этих основных преимуществ бетоны различных видов и железобетонные конструкции из них являются основой современного строительства.

Бетон классифицируют по виду применяемого вяжущего: бетон на неорганических вяжущих (цементные бетоны, гипсобетоны, силикатные бетоны, кислотоупорные бетоны, жаростойкие бетоны и др. специальные бетоны) и бетон на органических вяжущих (асфальтобетоны, пластбетоны).

Цементные бетон в зависимости от объёмной массы (в кг/м3) подразделяются на особо тяжёлые (более 2500), тяжёлые (от 1800 до 2500), лёгкие (от 500 до 1800) и особо лёгкие (менее 500).

Особо тяжёлые бетоны предназначены для специальных защитных сооружений (от радиоактивных воздействий); они изготовляются преимущественно на портландцементах и природных или искусственных заполнителях (магнетит, лимонит, барит, чугунный скрап, обрезки арматуры). Для улучшения защитных свойств от нейтронных излучений в особо тяжёлые бетоны обычно вводят добавку карбида бора или др. добавки, содержащие лёгкие элементы - водород, литий, кадмий. Наиболее распространены тяжёлые бетоны, применяемые в железобетонных и бетонных конструкциях промышленных и гражданских зданий, в гидротехнических сооружениях, на строительстве каналов, транспортных и др. сооружений. Особое значение в гидротехническом строительстве приобретает стойкость бетон, подвергающихся воздействию морских и пресных вод и атмосферы. К заполнителям для тяжёлого бетона предъявляются специальные требования по гранулометрическому составу и чистоте. Суровые климатические условия ряда районов России привели к необходимости разработки и внедрения методов зимнего бетонирования. В районах с умеренным климатом большое значение имеют процессы ускорения твердения бетон, что достигается применением быстро твердеющих цементов, тепловой обработкой (электропрогрев, пропаривание, автоклавная обработка), введением химических добавок и другими способами.

К тяжёлым бетонам относится также силикатный бетон, в котором вяжущим является кальциевая известь. Промежуточное положение между тяжёлым и лёгким бетоном занимает крупнопористый (бес песчаный) бетон, изготовляемый на плотном крупном заполнителе с поризованным при помощи газо- или пенообразователей цементным камнем.

Лёгкие бетоны изготовляют на гидравлическом вяжущем и пористых искусственных или природных заполнителях. Существует много разновидностей лёгкого бетона; они названы в зависимости от вида примененного заполнителя - вермикулитобетон, керамзитобетон, пемзобетон, перлитобетон, туфобетон и др.

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

По виду вяжущего лёгкие бетоны на пористых заполнителях разделяются на цементные, цементно-известковые, известково-шлаковые и силикатные. Рациональная область применения лёгких бетонов - наружные стены и покрытия зданий, где требуются низкая теплопроводность и малый вес. Высокопрочный лёгкий бетон используется в несущих конструкциях промышленных и гражданских зданий (в целях уменьшения их собственного веса). К лёгким бетонам относятся также конструктивно-теплоизоляционные и конструктивные ячеистые бетоны с объёмной массой от 500 до 1200 кг/м3. По способу образования пористой структуры ячеистые бетоны разделяются на газобетоны и пенобетоны, по виду вяжущего - на газо- и пенобетоны, получаемые с применением портландцемента или смешанных вяжущих; на газо- и пеносиликаты, изготовляемые на основе извести; газо- и пеношлакобетоны с применением молотых доменных шлаков. При использовании золы вместо кварцевого песка ячеистые бетоны называются газо- и пенозолобетонами, газо- и пенозолосиликатами, газо- и пеношлакозолобетонами. Особо лёгкие бетоны применяют главным образом как теплоизоляционные материалы. Области применения бетонов в современном строительстве постоянно расширяются. В перспективе намечается использование высокопрочных бетонов (тяжёлых и лёгких), а также бетонов с заданными физико-техническими свойствами: малой усадкой и ползучестью, морозостойкостью, долговечностью, трещиностойкостью, теплопроводностью, жаростойкостью и защитными свойствами от радиоактивных воздействий. Для достижения этого потребуется проведение широкого круга исследований, предусматривающих разработку важнейших теоретических вопросов технологии тяжёлых, лёгких и ячеистых бетонов: макро- и микроструктурной теорий прочности бетонов с учётом внутренних напряжений и микротрещинообразования, теорий кратковременных и длительных деформаций бетонов и др.

В настоящее время в строительстве используют различные виды бетона. Разобраться в их многообразии помогает классификация бетонов. Бетоны классифицируют:

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

Характерными представителями бетонов с комплексом нормируемых свойств являются дорожные и гидротехнические бетоны. Эти виды бетонов объединяют обычно жесткие условия эксплуатации и соответственно повышенные требования к свойствам определяющим их долговечность.

Для дорожного бетона основной прочностной характеристикой является прочность бетона на растяжение при изгибе. Этот параметр нормируется часто и для гидротехнического бетона. При проектировании конструкций обычно используют корреляционную формулу, связывающую прочность бетона на изгиб (Rр.и, МПа) с прочностью бетона на сжатие (Rсж, МПа).

Степенной характер зависимости отражает уменьшение соотношения Rр.и/Rсж по мере увеличения Rсж, характерное для цементных бетонов. В то же время она не учитывает изменчивость прочности цемента на изгиб (Rц.и) при практически одинаковой активности цемента Rц.

Как известно, Rц.и зависит от многих факторов: химико-минералогического состава клинкера, тонкости помола и зернового состава цемента, вида и содержания добавок. Влияние указанных факторов на Rц.и не всегда оказывается идентичным их влиянию на Rц. Например, по данным Оргпроектцемента при активности клинкера Щуровского завода 46,2 МПа предел прочности на изгиб оказался равен 5,82 МПа, а при активности клинкера Амвросиевского завода 45,7 - 7,08 МПа, т.е на 21,6% больше. Анализ отклонений экспериментальных данных Rр.и бетона и расчетных значений по формуле также показывает, что они достигают 20%.

Все формулы приведенного вида отражают некоторое негативное влияние на Rр.и крупных заполнителей, что согласуется с известными представлениями. Действительно, при Ц/В=2,5 характерном, как правило, при стандартном испытании цементно-песчаного раствора и рекомендуемых значениях коэффициента А для рядовых материалов по формуле (6.4) - 0,39, (6.5) - 0,4 и (6.6) - 0,42 Rр.и будет соответственно равной 0,936Rц.и, 0,92Rц.и и 0,924Rц.и. Для сравнения Rсж, как следует из формулы, при Ц/В=2,5 и А=0,6 равна 1,2Rц. В наибольшей мере влияние особенностей заполнителей на прочность бетона при изгибе исследовано И.М.Грушко с сотрудниками. Ими приведены значения А1 и А2 в формуле в зависимости от качественных особенностей песка и щебня и показано, что применение известнякового и фракционированного шлакового щебня позволяет довести Rр.и до 1.08Rц.и.

В табл.6.2 приведены расчетные значения Rр.и при использовании формул и применении рядовых материалов. Для определения Rр.и по формуле рассчитывали сначала прочность бетона на сжатие Rсж по выражению , при этом активность цемента принимали равной его марке при данном значении Rц.и.

Величины Rр.и, вычисленные по формулам при указанном выше допущении, достаточно близки и отклонения расчетных значений при правильном выборе коэффициентов не превышают 3%. Отклонения несколько повышаются при использовании формулы, однако остаются при этом сравнительно низкими (до 8. 10%) при минимально допустимых соотношениях Rц.и и Rц, рекомендуемых ДСТУ. Во многих случаях фактическое соотношение Rц.и и Rц оказывается значительно выше нормативного, и тогда расчетные значения Rр.и по формуле оказываются заниженными. Выбор формул для определения Rр.и бетона также как и ряда других показателей нормируемых свойств в значительной мере должен определяться имеющейся исходной информацией.

Предложено значительное число эмпирических формул, связывающих с прочностью при сжатии ряд других физико-механических свойств (Рі): прочность при осевом растяжении, износостойкость, кавитационную стойкость, ударную стойкость и др. В большинстве случаев такие зависимости представлены функциями с некоторыми усредненными коэффициентами. Для задач МПСБ указанные зависимости целесообразно применять с соответствующими коэффициентами, учитывающими специфическое влияние особенностей цемента и заполнителей. Оно может быть весьма существенным, что снижает уровень корреляции.

По данным применение щебня из доменных или электрофосфорных шлаков взамен гранитного увеличивает Rо.р на 26. 73%. Совместное введение щебня и песка из плотного известняка взамен гранитного щебня и кварцевого песка в другой работе позволило увеличить прочность при осевом растяжении с 4,97 до 6,32 МПа, т.е. на 27%.

Алгоритмы для проектирования составов бетона с комплексом нормируемых свойств соответствуют общей схеме, рассмотренной ранее, но учитывают выбранные расчетные зависимости. Экспериментальная проверка показала достаточно высокую сходимость результатов расчета, полученных двумя способами.

Для массивного гидротехнического бетона необходимо учитывать тепловыделение, с которым связана достигаемая к определенному сроку твердения температура бетона.

Примеры реализации алгоритмов проектирования составов дорожного и гидротехнического немассивного бетона

I.? Запроектировать состав цементного бетона для покрытия автомобильной дороги с классом по прочности на сжатие В20. Марка бетона по морозостойкости - F300. Подвижность бетонной смеси ОК=2…4 см.

Исходные материалы: портландцемент М500, нормальная густота НГ=25,5%; кварцевый песок с модулем крупности Мк=2,2, содержанием отмучиваемых примесей 2,5%, истинной плотностью =2,67 кг/л, насыпной плотностью =1,55 кг/л, пустотностью 42%; гранитный щебень фракции 5-40 мм с истинной плотностью =2,7 кг/л, насыпной плотностью =1,4 кг/л, пустотностью 48%, содержанием отмучиваемых частиц 0,8%.

В бетонную смесь вводится воздухововлекающая добавка.

Для задач проектирования составов бетона с заданным тепловыделением необходимо использовать экспериментально определенные значения. Расчет q возможен лишь для самых ориентировочных оценок. Применение с этой целью известной аддитивной формулы, учитывающей вклад отдельных минералов целесообразно для оценки q клинкера, когда известен его химико-минералогический состав. Эта формула, однако, не учитывает влияние на тепловыделение цемента многих факторов и, прежде всего, содержания минеральных и других добавок.

Зависимости отражают решающее влияние на удельное тепловыделение вклада гидратации трехкальциевого силиката, являющегося основным источником экзотермии цемента и одновременно решающим фактором, влияющим на активность цемента. Вместе с тем, две приведенные формулы не являются в достаточной мере совместимыми. Формула отражает аддитивный характер влияния минералогического состава цемента на его экзотермический эффект, в то же время известно, что активность цемента не является его аддитивной функцией.

На активность цемента весьма существенно сказывается тонкость помола цемента, в то время как на величину тепловыделения она оказывает заметное влияние лишь в первые сроки твердения. Увеличение удельной поверхности цемента сверх 400 м2/кг практически уже не вызывает прироста теплового эффекта после 4. 5 сут. твердения.

Сложность задач проектирования составов массивного гидротехнического бетона заключается в необходимости увязки В/Ц и В, определяющих расход цемента, а также вида применяемого цемента и добавок, с требованиями обеспечить прочностные свойства, морозостойкость, водонепроницаемость с необходимым тепловыделением (Q). В еще большей мере усложняется поиск оптимальных решений, включающий не только сравнительные расчеты стоимости различных рецептурных вариантов, но и технологических решений, направленных на регулирование начальной температуры бетонной смеси, охлаждение бетона в процессе твердения.

Читайте также: