Прочность тяжелого бетона, факторы, влияющие на прочность.

Прочность при сжатии является основным показателем механических свойств бетона. Она определяется пределом прочности при сжатии стандартных образцов-кубов, изготовленных из данной бетонной смеси и выдержанных в течение 28 суток.По пределу прочности при сжатии для тяжелых бетонов установлены следующие марки: М200, М250, МЗОО, М350, М400, М450, М500, М600, М700, М800.Основные факторы, влияющие на прочность бетона - активность цемента и соотношение массы воды и цемента (водоцементное отношение В/Ц или обратное ему цементоводное отношение - Ц/В).Зависимость прочности обычного бетона от Ц/В и марки цемента в общем виде выражают формулой Боломея-Скрамтаева: 1) для обычных бетонов (Ц/В< =2, 5) Rб = А R_ц(Ц/В - 0, 5); 2) для высокопрочных бетонов (Ц/В> 2, 5) Rб = А₁R_ц (Ц/В + 0, 5); где Rб - прочность бетона в возрасте 28 сут. при твердении в нормальных условиях, МПа; Rц - активность цемента, МПа; А(А₁) - коэффициенты, учитывающие качество заполнителей и вяжущего (для высококачественных -0, 65(0, 43), для рядовых –0, 6(0, 4), для пониженного качества –0, 55(0, 37)).На прочность бетона влияние оказывает зерновой состав заполнителей, правильность перемешивания его составляющих.Значительное влияние на прочность бетона оказывают степень уплотнения бетонной смеси, продолжительность и условия твердения бетона. Хорошо уплотненный бетон в благоприятных температурных и влажностных условиях непрерывно набирает прочность в течение ряда лет. При этом в первые 7 -10 сут. прочность бетона растет довольно быстро, затем рост прочности к 28 сут. замедляется и в возрасте свыше 1 года затухает, в 7-суточном возрасте имеют среднюю прочность, равную 60 - 70% 28-суточной (марочной) прочности, в возрасте 180 сут., 1 года и 2 лет их прочность соответственно составляет 150, 175 и 200 % марочной прочности.Прочность бетона в возрасте n: Rn=R28· (Lg n / Lg 28), где 90 > n ≥ 3 суток.

35. 35) Свойства тяжелого бетона: пористость, морозостойкость, водонепроницаемость, тепловыделение, усадки и набухание.

Средняя плотность тяжелого бетона колеблется в пределах 1800—2500 кг/м3 и зависит от средней плотности заполнителей. Пористость. Бетон не является абсолютно плотным телом. Поры, хотя бы в очень малых количествах, будут находиться внутри частиц заполнителя, в цементном камне, между заполнителем и цементным камнем. Пористость тяжелого бетона колеблется от 6 до 15% в зависимости от рода заполнителей, состава бетона и методов уплотнения. Большое значение имеет характер пористости: крупные открытые поры ухудшают свойства бетона, мелкие замкнутые (при использовании пластифицирующих и гидрофобных добавок) улучшают свойства бетона. Морозостойкость тяжелого бетона может колебаться от 50 до 300, марки по морозостойкости— 50, 100, 150, 200, 300. Морозостойкость бетона зависит от характера и величины пористости бетона, вида цемента и заполнителей. Жаростойкость тяжелого бетона невелика. Его можно применять для конструкций, подвергающихся длительному нагреву до температур не выше 200° С. Прочность при этом снижается на 30—50%, что надо учитывать при проектировании состава бетона. Деформативность бетона. В бетоне различают деформации двух видов: объемные, развивающиеся во всех направлениях подвлиянием усадки, изменения температуры и влажности; силовые, развивающиеся главным образом вдольнаправления действия сил.Начиная с малых напряжений, в нем помимо упругих восстанавливающихся деформаций развиваютсянеупругие остаточные деформации.Поэтому силовые деформации в зависимости от характер априложения нагрузки и длительности ее действияподразделяют на три вида: при однократном загружениикратковременной нагрузкой, при длительном действии нагрузки и при многократно повторном действии нагрузки. При однократном загружении бетона кратковременно приложенной нагрузкой деформация бетона образуется изупругой и неупругой пластической деформаций.Небольшая доля неупругих деформаций в течение некоторого периода времени после разгрузкивосстанавливается.Свойство бетона, характеризующееся нарастанием неупругих деформаций при длительном действии нагрузки, называют ползучестью бетона.Деформации ползучести могут в 3-4 раза превышатьупругие деформации.Ползучесть бетона в сухой среде значительно больше, чем во влажной. Технологические факторы влияютна ползучесть бетона: с увеличением В/Ц и количества цемента на единиц у объема бетонной смеси ползучесть возрастает; с повышением прочности зерен заполнителей ползучесть уменьшается; с повышением прочности бетона, ползучесть уменьшается. Деформации бетона при многократно повторяющимся действии нагрузки. Многократное повторение циклов загружения и разгрузкибетона приводит к постепенному накапливанию неупругихдеформаций. После достаточно большого числа циклов этинеупругие деформации, соответствующие данному уровнюнапряжений, постепенно выбираются, ползучесть достигаетсвоего предельного значения, бетон начинает работатьупруго. При больших напряжениях после некоторого числа циклов неупругие деформации начинают неограниченно расти, что приводит к разрушению образца.

36. 36) Легкий бетон на пористых заполнителях: состав, особенности технологии, свойства, применение в строительстве.

Легкий бетон — бетон с объемным весом 500 - 1800 кг/м³, состоящий из вяжущего, пористых заполнителей и воды. В состав легкого бетона вводят добавки для улучшения удобоукладываемости, ускорения твердения, уменьшения расхода цемента и объемного веса, улучшения прочности, морозостойкости и т. д.Лёгкий бетон изготовляют с применением ПЦ или др.вяжущих. Лёгкий бетон на ПЦ получает наименование в соответствии с видом примененного пористого заполнителя (шлакобетон, пемзобетон, керамзитобетон), а изготовленный на др. вяжущих — в соответствии с видом вяжущего и заполнителя (гипсопшлакобетон, известково-песчаный автоклавный шлакобетон).Заполнителями для Лёгкого бетона служат природные или искусственные виды пористого щебня (или гравия), песка. По происхождению пористые заполнители можно разделить на 3 группы: 1. Природные заполнители из пористых изверженных и осадочных горных пород – пемза, пепел, дробленый туф, пористые известняки, ракушечники и др. 2. Промышленные отходы – заполнители на основе пористых металлургических, топливных шлаков и зол.3. Искусственные заполнители – керамзит, аглопорит, перлит. Керамзит – искусственный гравий или песок, полученный вспучиванием легкоплавких глин. Вспучивание происходит при совмещении процессов спекания глин и газовыделения при обжиге. Образующийся при спекании расплав закрывает капиллярные поры, и выделяющийся газ вспучивает материал. Насыпная плотность 400-1200 кг/м³. Перлит – пористый заполнитель, образующийся при быстром нагревании вулканических стекол. Увеличение объема в 6-12 раз при нагревании обусловлено испарением воды, содержащейся в вулканическом стекле. Перлит относится к числу наиболее легких эффективных заполнителей. Насыпная плотность 250-450 кг/м³.Лёгкий бетон делят по назначению на 3 основные группы: теплоизоляционные (для многослойных ограждающих конструкций) — с объемным весом менее 700 кг/м³, марки таких бетонов по прочности на сжатие 5, 10, 15 кгс/см²; конструктивно-теплоизоляционные (для однослойных ограждающих конструкций) — с объемным весом от 700 до 1600 кг/м³ при марках по прочности от 35 до 100 кгс/см²; конструктивные (для несущих конструкций и сооружений) — с объемным весом до 1800 кг/м³ и с прочностью на сжатие до 350—400 кгс/см². Степень морозостойкости и водостойкости Лёгкого бетона зависит от вида заполнителя, от вида и расхода вяжущего. Лёгкий бетон на природных и искусственных пористых заполнителях, не содержащих вредных примесей, очищенных от несгоревшего топлива, избытка золы, при правильно выбранном составе, выдерживает 50—100 циклов испытаний.Бетонная смесь должна иметь виброукладываемостьи не должна расслаиваться.Затвердевший лёгкий бетон должен обладать заданным объемным весом и прочностью, необходимой морозостойкостью. Отличия ЛБ от обычных тяжелых бетонов: имеют меньший объемный вес, чем плотные, меньшую прочность; обладают сильно развитой и шереховатой поверхностью. Качества легкого заполнителя влияют на свойства бетона. В зависимости от заполнителя (плотного или пористого) резко меняются водопотребность и водосодержание бетонной смеси, основные свойства легкого бетона. Одним из факторов, от которых зависит прочность легкого бетона, является расход воды: при увеличении количества воды до оптимального прочность бетона растет. Оптимальный расход воды в легких бетонах соответствуетнаилучшей удобоукладываемости, наибольшей плотности смеси, уложенной в заданных условиях, и устанавливается по наибольшей прочности бетона. Если же количество воды превышает оптимальное для данной смеси, то уменьшается прочность бетона. Хорошее уплотнение ее достигается вибрацией с применением равномерно распределенного груза.Оптимальное количество воды зависит от водопотребности заполнителя. Водопотребность же заполнителя, в свою очередь, зависит от зернового состава и пористости и больше, чем больше суммарная поверхность и открытая пористость зерен. Отсос воды из цементного теста пористыми заполнителями в период приготовления и укладки бетонной смеси вызывает относительно быстрое ее загустевание, что делает смесь жесткой и трудноукладываемой. Для повышения подвижности смеси необходимо вводить в нее большее количество воды, чем в обычные (тяжелые) бетоны.Объемный вес и прочность легкого бетона зависят главным образом от объемного веса и зернового состава заполнителя.

37. 37) Ячеистые бетоны: классификация, основы технологии, свойства, применение в строительстве.

Ячеистые бетоны — разновидность легких и особолегких бетонов, строение которых характеризуется наличием значительного количества искусственно созданных условно замкнутых пор в виде ячеек размером 0, 5—2 мм, заполненных воздухом или газом. Мелкие воздушные ячейки, равномерно распределенные в теле бетона, разделены тонкими и прочными перегородками из отвердевшего цементного камня, образующими несущий каркас материала.Ячеистые бетоны по способу получения пористой структуры подразделяются на пенобетоны и газобетоны. Газобетоны получают путем введения газообразователя в смесь, состоящую из вяжущего, воды и кремнеземистого компонента, пенобетоны — смешиванием смеси, состоящей из вяжущего, воды и кремнеземистого наполнителя с пеной. По виду применяемого вяжущего ЯБ делятся на: газобетоны и пенобетоны, получаемые на основе портландцемента, цементно-известкового и известково-нефелинового вяжущего. По виду кремнеземистого компонента различают группы ячеистых бетонов: газосиликаты и пенобетоны, получаемые с применением молотого песка; газозолобетоны и пенозолосиликаты, получаемые с применением золы взамен песка.В зависимости от способа твердения ячеистые бетоны разделяют на виды: естественного твердения; твердения при атмосферном давлении в камерах пропаривания; твердения в автоклавах при высоком давлении.И в зависимости от применения ячеистые бетоны делят на три вида: теплоизоляционные объемным весом 500 кг/м³ и менее; конструктивно-теплоизоляционные объемным весом от 500 до 900 кг/м³; конструктивные объемным весом от 900 до 1200 кг/м³.Марка ячеистых бетонов зависит от объемного веса: при объемном весе бетона 500, 600, 700, 900, 1000 и 1200 марка соответственно равна 25, 35, 50, 75, 100 и 150.

Ячеистые бетоны по сравнению с обычными бетонами обладают повышенной усадкой, и для ее уменьшения в состав бетона вводят некоторое количество легких пористых заполнителей, природный немолотый, мелкий песок. К недостаткам ячеистых бетонов следует также отнести их большую влагоемкость и плохую отдачу влаги при сушке. Несмотря на высокое (до 30%) водопоглощение, ячеистые бетоны обладают сравнительно хорошей морозостойкостью — выдерживают 15—25 и более циклов попеременного замораживания и оттаивания. Водопоглощение может быть понижено путем введения добавок или нанесением на поверхность изделий гидрофобных покрытий. Прочность и атмосферостойкость ячеистых бетонов могут быть повышеныполучением более мелких и однородных по размеру пор. Это достигается применением вяжущих повышенной активности, более тонким помолом компонентов.Для получения ячеистых бетонов автоклавного твердения применяется преимущественно молотая негашеная известь, или портландцемент, пуццолановый портландцемент и шлакопортландцемент марок 300 и 400. Для ячеистых бетонов, твердеющих в условиях естественного и тепловлажностного режима (в камерах пропаривания), при атмосферном давлении применяют преимущественно клинкерные цементы высоких марок 400 и 500 с введением в ячеистую массу гипса и ускорителей твердения.

38. 38) Строительные растворные смеси: состав, свойства. Сухие растворные смеси.

Раствором называется правильно подобранная смесьвяжущего, заполнителя, воды, специальных добавок, затвердевающая до прочности природного камня. Классификация По плотности: тяжелые (1500 кг/м³ и более); легкие(менее 1500 кг/м³). По скорости схватывания: быстросхватывающиеся; медленносхватывающиеся. По количеству вяжущего: жирные; тощие. По виду вяжущего: глиняные; известковые; гипсовые; известково-гипсовые; цементные; цементно-известковые. В зависимости от среды твердения: воздушные растворы; гидравлические. В зависимости от вяжущих: простые; сложные(смешанные). По назначению: кладочные; отделочные (штукатурные); монтажные; инъекционные; специальные. Свойства растворных смесей Удобоукладываемость - это свойство растворнойсмеси легко распределяться плотным и тонким слоем наосновании, равномерно заполняя все его неровности ишероховатости.Удобоукладываемость зависит от пластичности и водоудерживающей способности смеси. Подвижность - это способность растворнойсмеси растекаться под действиемсобственной массы или приложенных к нейвнешних сил. Водоудерживающая способность - это свойстворастворной смеси удерживать воду при наличии ее поглощения пористым основанием. Расслаиваемость - разделение растворной смеси натвердую и жидкую фракции при ее перевозке или хранении. Наибольшая крупность зерен заполнителя должнабыть, мм, не более: кладочные (кроме бутовой кладки) 2, 5; бутовая кладка5, 0; штукатурные (кроме накрывочного слоя) 2, 5; штукатурные накрывочного слоя 1, 25; облицовочные1, 25. Прочность раствора характеризуется его маркой, которая определяется пределом прочности при сжатиистандартных образцов - кубов с ребрами 7, 07 см. По пределу прочности на сжатие (кгс/см²) для строительных растворов установлены следующие марки: М 4, 10, 25, 50, 75, 150, 200. Водонепроницаемость - это свойство раствора непропускать через себя воду. Степень водонепроницаемости зависит в основном от пористости раствора.Водонепроницаемость раствора повышают введением внего жидкого стекла или полимерных смол. Морозостойкость - это свойство раствора выдерживать многократноечисло циклов попеременного замораживания и оттаиваниябез видимых признаков разрушения и значительногоснижения прочности и массы (F 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200). Условное обозначение строительного раствора должно состоять из сокращенного обозначения с указаниемстепени готовности, назначения, вида применяемого вяжущего, марок попрочности и подвижности, средней плотности и обозначения настоящего стандарта.Пример условного обозначения тяжелого раствора, готовогок употреблению, кладочного, на известково-гипсовомвяжущем, марки по прочности М100, по подвижности - Пк2: Раствор кладочный, известково-гипсовый, М100, Пк2, ГОСТ 28013-98. Для сухой растворной смеси, легкой, штукатурной, нацементном вяжущем, марки по прочности М50 и поподвижности - Пк3, средней плотности D900: Смесь сухая растворная штукатурная, цементная, М50, Пк3, D900, ГОСТ 28013-98. Применяют портландцемент, шлакопортландцемент.Пески применяют природные - кварцевые, полевошпатные, а также искусственные - дробленные из плотных горных пород и пористых пород.Пластифицирующие добавки. Неорганические дисперсные добавки (известь, глина, зола ТЭС, диатомит, молотый доменный шлак и т.п.). Органические поверхностно-активные пластифицирующие добавки. Строительные сухие смеси - это композиции заводского изготовления на основе минеральных вяжущих веществ, включающие заполнители и добавки.В качестве вяжущего используют порошкообразные минеральные вяжущие: портландцемент, строительный гипс, воздушную известь. В качестве заполнителя применяется песок для строительных работ.Большую роль в технологии сухих смесей играют добавки. Применяются неорганические и органические пластифицирующие добавки: глина, воздушная известь, зола, суперпластификатор С-З.Вода для затворения сухих смесей не должна содержать вредных примесей.Технология производства сухих смесей: поступаемый с карьера песок подвергается тепловой обработке в сушильных агрегатах, затем производят рассев на ситах до нужных фракций. Просеянный песок направляется в смеситель. В этот же смеситель загружают и другие компоненты в необходимом количестве. Дозированные материалы перемешивают до получения однородной массы. Полученную смесь затаривают в емкости, необходимые для реализации и подают на склад готовой продукции.