Бетоны и изделия из них. Общие сведения и классификация.

Глиноземистый цемент. Сырье и производство. Состав и особенности твердения. Свойство и применение.

Основным минералом глиноземистого цемента как по количественному содержанию, так и по вяжущим свойствам является однокальциевый алюминат СаО-•А12Оз(СА). В сравнительно небольших количествах в нем содержатся другие низкоосновные алюминаты кальция (5СаО-ЗА12Оз и СаО-2А12Оз). Силикаты кальция обычно представлены небольшим количеством бели-та 2CaO-SiO2. Твердение глиноземистого цемента протекает настолько интенсивно, что уже через сутки достигается около 90 % конечной прочности, рост которой к 3 сут практически завершается. Твердение глиноземистого цемента сопровождается большим выделением тепла (60—90 ккал/кг). Это явление полезно при зимних бетонных работах, но нежелательно, а иногда даже опасно, при бетонировании массивных конструкций, особенно в летнее время. Вообще для бетонирования массивных сооружений глиноземистый цемент не предназначен. Лучше всего этот цемент твердеет во влажной среде при температуре 15°. При повышении температуры прочность глиноземистого цемента значительно понижается. При температуре выше 40° вместо соединения 2СаО • Аl2О3 • 7Н2О начинает образовываться соединение ЗСаО • Аl2О3 • 6Н2О, имеющее низкую прочность. Поэтому глиноземистый цемент (в отличие от обыкновенного цемента, шлакового и др.) нельзя искусственно нагревать (пропаривать и т. п.).Глиноземистый цемент придает более высокую (чем обыкновенный цемент) плотность и водонепроницаемость растворам и бетонам, что объясняется химическим связыванием большого количества воды. Сырье и производство глиноземистого цемента. Сырьем для этого цемента служат: боксит горная порода, богатая глиноземом, и известняк. Бокситы встречаются сравнительно редко и являются очень ценным сырьем, используемым главным образом для производства алюминия. При производстве данного цемента можно частично использовать и более дешевое сырье некоторые отходы промышленности, богатые глиноземом. Глиноземистый цемент следует применять в специальных сооружениях, при спешных дорожных, строительных и монтажные работах, при работах в зимнее время, в морских (немассивных) сооружениях и вообще в бетонных сооружениях, находящихся в минерализованных водах

Бетоны и изделия из них. Общие сведения и классификация.

Бетонами называются искусственные каменные материалы, получаемые при затвердевании тщательно перемешанной и уплотненной смеси из вяжущего вещества, мелкого и крупного заполнителей, затворителя (воды), взятых в определенных количествах. Бетоны классифицируются по следующим признакам: основному назначению, виду вяжущего, виду заполнителей, структуре. По назначению различают бетоны конструкционные и специальные. Конструкционные — большая часть бетонов, используемая для изготовления несущих и ограждающих конструкций всех зданий и сооружений. Специальные — жаростойкие, химически стойкие, декоративные, радиационно-защитные, теплоизоляционные и др. — используются для возведения специальных конструкций или элементов конструкций.По виду вяжущего: По виду вяжущего бетоны разделяют на: цементные (наиболее распространенные), силикатные (известково-кремнеземистые), гипсовые, смешанные (цементно-известковые, известково-шлаковые и
т.п.), специальные - применяемые при наличии особых требований
(жаростойкости, химической стойкости и др.). По виду заполнителя различают бетоны на: плотных, пористых, специальных заполнителях, удовлетворяющих специальным требованиям (защиты от излучений, жаростойкости, химической стойкости и т.п.). В правильно подобранной бетонной смеси расход цемента составляет 8-15%, а заполнителей - 80-85% (по массе). В виде заполнителей: песок, гравий, щебень, побочные продукты промышленности (дробленные и гранулированные металлургические шлаки).По плотности: особо тяжелые-
2500 кг/м³, (из магнетита, барита, чугунного скрапа), для специальных защитных конструкций; тяжёлые - 2200-2500 кг/м³ на песке, гравии или щебне из тяжелых горных пород, во всех несущих конструкциях; облегченные - 1800-2200 кг/м³, в несущих конструкциях; легкие - 500-1800 кг/м³: а) легкие бетоны на пористых природных и искусственных заполнителях; б) ячеистые бетоны (газобетон и пенобетон) из смеси вяжущего, воды, тонкодисперсного кремнеземистого компонента и порообразователя; в) крупнопористые (беспесчаные) бетоны на плотном или пористом крупном заполнителе - без мелкого заполнителя; особо легкие (ячеистые и на пористых заполнителях) - плотностью менее 500 кг/м³, используемые в качестве теплоизоляции. Плотность: от 400 до 2500 кг/м³ и более. Пористость: 70-85% у ячеистых теплоизоляционных бетонов и - 8-10% у плотных гидротехнических бетонов.Сборные бетонные и железобетонные изделия монолитных бетонных и железобетонных конструкций.

23.Заполнители для бетона: на: плотные, пористые, специальные заполнители-удовлетворяющие специальным требованиям (защиты от излучений, жаростойкости, химической стойкости и т.п.). В качестве заполнителей используются преимущественно местные горные породы, отходы производства (шлак и т.п.), искусственные заполнители (керамзит, аглопорит, шунгизит и т.п.). Применение заполнителей исключает большие усадки цементного камня и снижает стоимость бетона, так как заполнитель и вода составляют 85...90 % массы бетона, а цемент — 10...15 %.Особо тяжелых заполнители(для особо тяжёлых бетонов)(магнетит, барит, чугунный скрап), тяжёлые бетоны- песок, гравий или щебень из тяжелых горных пород; легкие бетоны: к ним относятся: а) легкие бетоны на пористых природных и искусственных заполнителях; в) крупнопористые (беспесчаные) бетоны на плотном или пористом крупном заполнителе - без мелкого заполнителя. Мелкий заполнитель: песок из зерен размером 0, 16-5 мм, плотность более 1, 8 г/см³. природные пески, в результате естественного разрушения горных пород, а также искусственные, путем дробления твердых горных пород и из отсевов.Природные пески: от изверженных (реже осадочных) горных пород (кварца, полевого шпата, кальцита, слюды и др.).Качество песка, определяется минеральным составом, зерновым составом и содержанием вредных примесей.Зерновой состав: 5; 2, 5; 1, 25; 0, 63; 0, 315; 0, 16 мм. песок разделяют на крупный, средний, мелкий. модуль крупности: отношение суммы полных остатков на ситах, ко всей пробе=100.Вр.прим.: пыль, ил, глина-Увел.вод.потр.бет.смесей и расход цемента: не более 3 пр.Песок отличается от крупного заполнителя способностью сильно изменять плотность и объем при изменении влажности.Крупный заполнитель: гравий, щебень с размером зерен 5-70 мм. Щебень получают дроблением изверженных, метаморфических, плотных и водостойких осадочных горных пород (плотных известняков, песчаников и др.). Качество крупного заполнителя определяется минеральным составом и свойствами исходной породы (ее прочностью и морозостойкостью), зерновым составом заполнителя, формой зерен и содержанием вредных примесей(глина, пыль, слюда, гумусовые вещества (органические примеси). Зерновой состав: с учетом наибольшего и наименьшего размеров зерен щебня или гравия(четыре фракции: 5-10 мм, 10-20 мм, 20-40 мм и 40-70 мм).Форма: кубовидная, улучшенная и обычная.Вредные примеси(пылевидные, глинистые и илистые частицы)-не более 1 пр.

24.Вода для бетона. Основные добавки для бетонов и их назначение.

Для затворения бетонной смеси и поливки твердеющего бетона можно без предварительной проверки применять питьевую воду, а также речную, озерную или воду из искусственных водоемов, не загрязненную сточными выбросами, солями и маслами. Все добавки можно разделить на шесть групп. -Суперпластификаторы – позволяют повысить подвижность бетонной смеси, или увеличить прочность, плотность и водонепроницаемость бетона, или снизить расход цемента при обеспечении требуемой прочности бетона .-Ускорители набора прочности – увеличивают скорость набора прочности в ранние сроки твердения (1-3 суток), повышают марочную прочность бетона .-Добавки, регулирующие сохраняемость подвижности бетонной смеси, – востребованы в жаркое время года или при необходимости длительной перевозки бетонной смеси .-Добавки с противоморозным эффектом – обеспечивают проведение бетонных работ в зимнее время при температурах до минус 15 о С и даже до минус 25 о С .-Модификаторы бетона – бетоны с этими добавками имеют класс по прочности до В80 при применении цементов марки 500, отличаются пониженной проницаемостью, морозостойкостью, коррозионной стойкостью и долговечностью, при этом бетонная смесь может иметь высокую подвижность .-Добавки для самоуплотняющихся бетонов – помогают решить проблему бетонирования тонкостенных, густоармированных конструкций. Комплексные добавки – объединяют в себе несколько видов воздействия на бетонную смесь

Свой-ва бетонной смеси. Бетонной смесью называют рационально составленную и тщательно перемешанную смесь компонентов бетона до начала процессов схватывания и твердения. бетонная смесь: единое физическое тело, частицы вяжущего, вода и зерна заполнителя связаны внутренними силами взаимодействия. Основной структурообразующей составляющей в бетонной смеси является цементное тесто. два главных требования: удобоукладываемость, и сохрание однородности. упруго-пластично-вязкое тело, обладающее свойствами твердого тела и истинной жидкости.Удобоукладываемость: способность заполнять форму при данном способе уплотнения, сохраняя свою однородность. Для оценки удоб.исп.3 показ.: подвижность бетонной смеси(характеристика структурной прочности смеси); жесткость (Ж)- показатель динамической вязкости бетонной смеси; связность(характеристика кот.обуславливает однородность строения свойств бетона), характеризуемую водоотделением бетонной смеси после ее отстаивания. Жесткость бетонной смеси характеризуется временем (с) вибрирования, необходимым для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси в приборе для определения жесткости. Применяют сверхжесткие, жесткие и подвижные бетонные смеси. Удобоук. зависит от: количества воды затворения(основной фактор для удоб. и жестк.связан с реолог.св. и тех св: аподв.жёст.), вязкость и объём вяжущего вещества. Свойство бетонной смеси разжижаться при механических воздействиях и вновь загустевать в спокойном состоянии -тиксотропия, подвижность, Реологические свойства(деформация, текучесть).

26. Цемент. Для тяжелого бетона применяют портландцемент и его
разновидности, а также глиноземистый цемент и другие вяжущие. Марку цемента назначают в зависимости от проектной' марки бетона по прочности при сжатии.Мелкий заполнитель: песок, состоящий из зерен размером 0, 16-5 мм и имеющий плотность более 1, 8 r/см³. Применяют природные пески, образовавшиеся в результате естественного разрушения горных пород, а также искусственные, полученные путем дробления твердых горных пород и из отсевов. Качество песка, применяемого для изготовления бетона, определя-
ется минеральным составом, зерновым составом и содержанием вредных примесей. Заполнитель должен состоять из зерен разного размера при этом зерна меньшего размера должны располагаться в пустотах между крупными.Крупный заполнитель. В качестве крупного заполнителя для бетона применяют гравий, щебень с размером зерен 5-70 мм. Обычно гравий содержит песок, а также вредные примеси - глину, пыль, слюду, гумусовые вещества (органические примеси). Щебень получают дроблением изверженных, метаморфических, плотных и водостойких осадочных горных пород (плотных известняков, песчаников и др.). Качество крупного заполнителя определяется минеральным составом и свойствами исходной породы (ее прочностью и морозостойкостью), зерновым составом заполнителя, формой зерен и содержанием вредных примесей. Морозостойкость щебня и гравия должна обеспечивать получение проектной марки бетона по морозостойкости. Зерновой состав крупного заполнителя устанавливают с учетом наибольшего D и наименьшего d размеров зерен щебня или гравия. Содержание пылевидных и илистых частиц допускается в зависимости от вида исходной горной породы и марки щебня и гравия по прочности(не более 1 проц.). Для затворения бетонной смеси применяют водопроводную питьевую воду, а также природную воду (рек, естественных водоемов), имеющую водородный показа-
тель pH не менее 4.

27.Основной закон прочности бетона.(формула, графики).

Закон прочности бетона устанавливает зависимость прочности от
качества применяемых материалов и пористости бетона(в/ц). Формула Боломея -Скрамтаева: и Rц-активнось цемента(марка вяж.его проч.), А и А1-хар.качество заполн.1)для ц/в мен.=2.5; 2)ц/в бол.2.5.

на 1 м3, w-кол.хим.связ.воды.