Производственные факторы прочности бетона

1. На этапе подбора исходных материалов и проектирования состава бетона:

 качество цемента и его количество;

 качество и количество заполнителей;

 качество и количество воды;

2. На этапе приготовления и укладки бетонной смеси:

 точность дозировок;

 однородность бетонной смеси (качество смешивания);

 укладка в опалубку и уплотнение бетона. Основные способы уплотнения бетонной смеси – вибрирование, виброштампование, вибропрессование, трамбование, вакуумирование, центрифугирование;

3. На этапе твердения бетона:

 длительность твердения;

 температура окружающей среды;

 влажность окружающей среды.


а)	б)

Рис. 7.16. Влияние температуры твердения на прочность бетона:

а) – графики набора бетоном прочности при различных температурах; б) – графики набора бетоном прочности, твердеющим в естественных условиях и в условиях ТВО при атмосферном давлении (пропаривание)

Основные способы ускорения твердения бетона:

 Применение быстротвердеющего цемента;

 Применение добавок-ускорителей набора прочности;

 Применение тепловлажностной обработки изделий (ТВО).

Основные виды добавок для бетонов

 Пластифицирующие (водоредуцирующие) – снижение водопотребности бетонных смесей;

 Стабилизирующие – снижение расслаиваемости бетонных смесей;

 Регулирующие сохраняемость подвижности – увеличение или снижение времени сохраняемости первоначальной подвижности;

 Воздухововлекающие, газо- и пенообразующие;

 Ускорители и замедлители твердения;

 Противоморозные добавки;

 Гидрофобизаторы;

 Повышающие защитные свойства по отношению к стальной арматуре (ингибиторы коррозии);

 Повышающие коррозионную стойкость;

 Расширяющие добавки.

Легкие бетоны на пористых заполнителях

Легкие бетоны получают путем введения в бетон пористых заполнителей.

Классификация легких бетонов на пористых заполнителях:

1. По основному назначению:

 Конструкционные;

 Специальные;

2. По виду заполнителя:

 Керамзитобетон (бетон на керамзитовом гравии). Насыпная плотность керамзита 250…800 кг/м³;

 Шунгизитобетон (бетон на шунгизитовом гравии);

 Аглопоритобетон (бетон на аглопоритовом щебне или гравии);

 Шлакопемзобетон (бетон на шлакопемзовом щебне или гравии);

 Перлитобетон (бетон на вспученном перлитовом щебне);

 Бетон на щебне из пористых горных пород;

 Термолитобетон (бетон на термолитовом щебне или гравии);

 Вермикулитобетон (бетон на вспученном вермикулите);

 Шлакобетон (бетон на золошлаковых смесях тепловых электростанций – ТЭС или на топливном шлаке, гранулированном доменном или электротермофосфорном шлаке);

 Полистиролбетон (в качестве заполнителя используют вспученные гранулы полистирола).

3. По структуре:

 Плотные;

 Поризованные – растворную часть вспучивают при помощи пено- и газообразующих добавок;

 Крупнопористые – не содержат песка, сохраняются межзерновые пустоты.

4. По средней плотности:

 Теплоизоляционные , с прочностью до 1,5 МПа;

 Конструкционно-теплоизоляционные с прочностью 2…10 МПа;

 Конструкционные, с прочностью 10…30 МПа.

Основные показатели качества легких бетонов на пористых заполнителях:

1. Прочность на сжатие:

 теплоизоляционные – В0,35; В0,5; В0,75; В1; В1,5; В2;

 конструкционно-теплоизоляционные – В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10;

 конструкционные бетоны – В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40.

2. Средняя плотность – D200, D300, D400, D500, D600, D700, D800, D900, D1000, D1100, D1200, D1300, D1400, D1500,D1600, D1700, D1800, D1900, D2000;

3. Морозостойкость – F25, F35, F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500 (нормируется, начиная с D700);

4. Водонепроницаемость – W2, W4, W6, W8, W10, W12;

5. Теплопроводность.

Основные факторы прочности легкого бетона:

1. Водоцементное отношение;

2. Прочность пористого заполнителя. Пористые заполнители имеют невысокую прочность, обычно ниже прочности цементного раствора. Введение такого заполнителя приводит к снижению прочности бетона, при том тем в большей степени, чем больше содержание заполнителя. Каждый крупный заполнитель позволяет получать бетоны только до определенной прочности, по достижении которой повышение прочности растворной составляющей не приводит к увеличению прочности бетона (имеет место перерасход цемента). Поэтому необходимо выбирать прочность заполнителя, чтобы рационально использовать цемент.

3. Концентрация заполнителя. Влияние концентрации заполнителя зависит от соотношения его прочности к прочности раствора.

Особенности легкого бетона:

 Введение пористого заполнителя изменяет деформативные свойства бетона. Уменьшается модуль упругости.

 Увеличение содержания пористого заполнителя приводит к снижению плотности и снижению коэффициента теплопроводности.

 Пористые заполнители обладают значительным водопоглощением, отсасывают из цементного раствора часть воды. Т.е. легкий бетон характеризуется повышенным расходом воды.

 Пористый заполнитель влияет на процесс структурообразования бетона, на первом этапе отсасывая влагу и способствуя получению плотного и прочного контактного слоя. На втором этапе при уменьшении количества воды в цементном камне вследствие гидратации цемента, пористые заполнители отдают воду, создавая благоприятные условия гидратации цемента и снижая усадку цементного камня.

 Высокая шероховатость поверхности заполнителя обеспечивает хорошее сцепление между цементным камнем и заполнителем.

 Пористый щебень и песок обладают увеличенным объемом межзерновых пустот, что требует в 1,5…2 раза больше цементного теста.

Ячеистый бетон

Ячеистый бетон – это особо легкий бетон с большим количеством (до 85% общего объема бетона) мелких и средних воздушных пор размером 1…1,5 мм.

Классификация ячеистых бетонов:

1. По назначению:

 Конструкционные;

 Конструкционно-теплоизоляционные;

 Теплоизоляционные.

2. По условиям твердения:

 Автоклавные – твердеющие в среде насыщенного пара при давлении выше атмосферного;

 Неавтоклавные (гидратационного твердения) – твердеющие в естественных условиях, при электропрогреве или в среде насыщенного пара при атмосферном давлении.

3. По способу порообразования:

 Газобетоны – пористость придается химическим путем. Вводятся газообразующие добавки, например, алюминиевая пудра;

 Пенобетоны – пористость придается механическим путем, когда в сырьевую смесь вводят предварительно приготовленную пену или пенообразователь;

 Газопенобетоны.

4. По виду основного вяжущего бетоны подразделяют:

 На известковых вяжущих, состоящих из извести-кипелки более 50 % по массе, шлака и гипса или добавки цемента до 15 % по массе;

 На цементных вяжущих, в которых содержание портландцемента 50 % и более по массе;

 На смешанных вяжущих, состоящих из портландцемента от 15 до 50 % по массе, извести или шлака, или шлако-известковой смеси;

 На шлаковых вяжущих, состоящих из шлака более 50 % по массе в сочетании с известью, гипсом или щелочью;

 На зольных вяжущих, в которых содержание высокоосновных зол 50 % и более по массе.

Сырьевые материалы:

 Для неавтоклавного бетона в качестве вяжущего используют портландцемент марок 400 и выше;

 Для автоклавного бетона используют следующие смеси:

 Цемента с кварцевым песком, при этом часть песка обычно размалывают;

 Молотой негашеной извести с песком, частично измельченным. Такие материалы называют пеносиликат или газосиликат;

 Цемента, извести и песка в различных соотношениях.

Для автоклавного ячеистого бетона наиболее целесообразно применять портландцемент совместно с негашеной известью в отношении 1:1.

 В качестве заполнителей используют тонкомолотые кварцевые пески, содержащие не менее 85% кремнезема, удельная поверхность 1200…2000 см²/г, золу-уноса.

 Расход пенообразователя обычно составляет 4…12% от массы воды, расход газообразователя – алюминиевой пудры – 0,25…0,6 кг/м³.

Основные показатели качества ячеистых бетонов:

 Прочность на сжатие. Классы по прочности – (В0,35) В0,5; В0,75; В1; В1,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12.5; В15, (В17,5; В20). Прочность автоклавного бетона обычно выше на 1…2 ступени.

 Средняя плотность. Марки бетонов по средней плотности в сухом состоянии: (D200; D250); D300; D350; D400; D500; D600; D700; D800; D900; D1000; D1100; D1200.

 Морозостойкость. Марки по морозостойкости: F15; F25; F35; F50; F75; F100 (устанавливаются для конструкций, подвергающихся попеременному замораживанию – оттаиванию). Нормируется, начиная с D500 для автоклавного и D600 для неавтоклавного бетона. За марку по морозостойкости ячеистых бетонов принимают число циклов переменного замораживания и оттаивания, после которых прочность на сжатие ячеистых бетонов снижается не более чем на 15 %, а потеря массы составляет не более 5 %.

 Усадка при высыхании в пределах 0,5…3 мм/м.

 Теплопроводность. Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии находится в переделах (0,06) 0,1…0,4 Вт/(м∙°С). D400 – 0,1; D500 – 0,12; D600 – 0,14; D700 – 0,18.

 Паропроницаемость. Коэффициент паропроницания 0,08…0,26 мг/(м∙ч∙Па).

 Сорбционная влажность 8…22 % в зависимости от влажности воздуха.

 Ячеистые бетоны относят к негорючим материалам – НГ

Основной вид изделия из ячеистых бетонов – стеновые блоки. Максимальные размеры блоков – 600×500×500 мм.

В зависимости от отклонений от размеров и наличия дефектов внешнего вида, установлены 2 категории блоков: I – рекомендуется для кладки на клею, II – для кладки на растворе.

Пример условного обозначения блока категории I, длиной 600, шириной 300 и высотой 200 мм, марки по средней плотности D500, класса по прочности на сжатие В2,5, марки по морозостойкости F25:

Блок I / 600×300×200 / D500 / В2,5 / F25 ГОСТ 31360-2007.

Преимущества ячеистых бетонов:

 Хорошая тепло- и звукоизолирующая способность;

 Экологичность;

 Снижение материалоемкости строительства;

 Технологичность (легко обрабатывается, пилится, гвоздится);

 Пожаробезопасен.

Недостатки ячеистых бетонов:

 Низкая прочность;

 Низкая морозостойкость.

Мелкозернистый бетон

Мелкозернистым называют бетон, в котором отсутствует крупный заполнитель (песчаный бетон).

Применение в качестве заполнителя только песка приводит к увеличению удельной поверхности заполнителя и его пустотности, расход цемента и воды увеличиваются на 15…25%, повышается усадка и пористость. Применение модификаторов позволяет получать безусадочные МЗБ.

Достоинства МЗБ:

 Однородность структуры;

 Повышенная эффективность модификации материала добавками;

 Высокая тиксотропия бетонной смеси;

 Высокая технологичность – возможность формования изделий методами литья, экструзии, прессования, штампования и др.;

 Легкая транспортируемость, в т.ч. по трубопроводам;

 Возможность широкого применения ССС;

 Возможность изготовления тонкостенных и слоистых конструкций;

 Возможность широкого применения местных материалов.

Для МЗБ существует оптимальное соотношение Ц:П, при котором достигается максимальная плотность бетонной смеси. Исходя из опыта проектирования составов МЗБ, наиболее экономичны составы 1:2…1:3, обладающие и наибольшей плотностью. Т.е. МЗБ характеризуется повышенным расходом цемента.

МЗБ необходимо тщательно уплотнять и использовать приемы, повышающие тиксотропию бетонной смеси. Бетоны уплотняются под действием силы тяжести. В МЗБ частицы песка имеют малые размеры и массу, степень уплотнения снижается. Повышенная удельная поверхность песка усиливает этот эффект.

Мелкозернистая бетонная смесь характеризуется повышенным воздухововлечением – 3…6%.

Для МЗБ желательно использовать крупные чистые пески, поскольку замена крупного песка мелким может привести к снижению прочности до 2…3 раз.

МЗБ отличается повышенной прочностью при изгибе, водонепроницаемостью и морозостойкостью. В современной технологии МЗБ, используют композиционные вяжущие, комплексы химических модификаторов, активные минеральные добавки, что позволяет эффективно управлять структурообразованием материала. Введение в МЗБ микрокремнезема позволяет в несколько раз снизить усадку. Эти приемы позволяют получить МЗБ с высокими показателями свойств: прочность на сжатие до 100…150 МПа, морозостойкость до F600, водонепроницаемость W12, водопоглощение менее 1…2%.

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 639; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 28 29 30 31 323334 35 36 37 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!