Основные качества бетонной смеси

Сегодня мы подготовили материал по теме: "основные качества бетонной смеси" с советами и комментариями.

Технология бетонов. Состав бетонной смеси. Основные требования к качеству.

Бетон — композиционный материал, получаемый в результате формования и твердения рационально подобранной бетонной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды, заполнителей и специальных добавок. Состав бетонной смеси должен обеспечить бетону к определенному сроку заданные свойства (прочность, морозостойкость, водонепроницаемость и др.).

Бетонной смесью называют рационально составленную и тщательно перемешанную смесь компонентов бетона до начала процессов схватывания и твердения. Состав бетонной смеси определяют, исходя из требований к самой смеси и к бетону.

По своему строению бетонная смесь представляет единое физическое тело, в котором частицы вяжущего, вода и зерна заполнителя связаны внутренними силами взаимодействия. Основной структурообразующей составляющей в бетонной смеси является цементное тесто.

Свойство бетонной смеси разжижаться при механических воздействиях и вновь загустевать в спокойном состоянии называется тиксотропией.

Технические свойства бетонной смеси.

1. Расчетная прочность Rcж Б = Rcж Ц (Ц/В) – Закон прочности.

2. При изготовлении железобетонных изделий и бетонировании монолитных конструкций самым важным свойством бетонной cмеси является удобоукладываемость, т.е. способность заполнять форму при данном способе уплотнения, сохраняя свою однородность. Для оценки удобоукладываемостиспользуют 2 показателя: подвижность бетонной смеси, являющуюся характеристикой структурной прочности смеси; жесткость, являющуюся показателем динамической вязкости бетонной неси.

2.1. Подвижность бетонной смеси характеризуется измеряемой осадкой (см) конуса (ОК), отформованного из бетонной смеси, подлежащей испытанию. Подвижность бетонной смеси вычисляют как среднее двух определений, выполненных из той пробы смеси. Если осадка конуса равна нулю, то удобоуклаваемость бетонной смеси характеризуется жесткостью.

ОК – величина, равная разности высот металлического конуса (30 см) и осевшей БС, (см).

2.2. Жесткость – интервал времени, втечение которого БС, разжижаясь, приобретает свойства жидкости. Определяется в секундах на вибростоле.

3. Нерасслаиваемость бетонной смеси обуславливает однородность строения и свойств бетона. Очень важно сохранить однородность бетонной смеси при перевозке, укладке в форму и уплотнении. При уплотнении подвижных бетонных смесей происходит сближение составляющих ее зерен, при этом часть воды отжимается вверх. Уменьшение количества воды затворения при применении пластифицирующих добавок и повышение водоудерживающей способности бетонной смеси путем правильного подбора зернового состава заполнителей являются главными мерами борьбы с расслоением подвижных бетонных смесей.

Для обеспечения требуемой прочности бетона величина водоцементного отношения должна сохраняться постоянной, поэтому возрастание водопотребности вызывает перерасход цемента. При мелких песках он достигает 15-25%, поэтому мелкие пески следует применять после обогащения крупным природным или дробленым песком и с пластифицирующими добавками, снижающими водопотребность. Закон прочности бетона устанавливает зависимость прочности от качества применяемых материалов и пористости бетона. Прочность вяжущего характеризуется его маркой (Rц), качество заполнителя коэффициентом А, а пористость косвенно определяется величиной водоцементного отношения В/Ц. Зависимость прочности от В/Ц является в сущности зависимостью прочности от объема пор, образованных водой, не вступающей в химическом взаимодействие с цементом.

Расчет состава бетонов осуществляется методом абсолютных объемов:

1. Определение расхода воды.

2. Опр-е цементно-водного соотношения

3. Опре-е кол-ва цемента

4. Определение кол-ва мелк. заполнителя.

5. Определение количества крупного заполнители

Основные характеристики бетона

Крепкие и предельно дешевые материалы из бетона применяют обычно во время строительных процессов. Главными составляющими изделия являются цемент, дополнительные добавки и вода. К дополнительным добавкам относятся песок, пемза, щебень, керамзит и многие другие. Порой, чтобы получить продукт лучшего качества, дополнительно добавляют особые компоненты. Важное отличие подобных материалов от других строительных изделий — их неоднородная структура. Характеристики в основном зависят от типа и количества компонентов, их качества и технологии изготовления.

Классом бетона называют числовой коэффициент любого его качества, принимаемый с обещанной обеспеченностью 0,95. Это значит, что из ста случаев несоответствие возможно лишь в пяти. Согласно принятым стандартам, класс бетона обозначают как букву В, а цифрой, что стоит после нее, показывают то давление, что изделие может выдержать после своего созревания (например В15 либо В25).

Маркой бетона принято называть границу крепости на сокращение. Ее обозначают буквой М, а за ней следует цифра (предел 50-1000). Марка бетона оказывает влияние примерно на 45% обеспеченности характеристик бетона. Но в тоже время во время изготовления бетона дозволяется получить изделие разного класса. На это оказывает влияние большое количество факторов – качество компонентов, правильность дозирования, способ изготовления. Так, если изготавливать бетон с маркой М400 в бетономешалке ручного типа, то на выходе получится изделие В25. Однако, если применить бетонный узел, то тогда классификация изменится на В15, а уж на современном промышленном оборудовании и вовсе получим В35.

Перевод марки в класс

  • Марка бетона М100 соответствует В7,5. Используется во время предварительных операций по монтажу фундамента.
  • Марка бетона М150 соответствует В12,5. Чаще всего его используют для монтажа стяжек, полов, дорожек либо фундаментов небольшого размера.
  • Марка бетона М200 соответствует В15. Используется чаще иных из всего перечня бетонных марок. Применяется при установке полов, отмосток, фундаментов, бетонных лестниц, площадок и другого.
  • Марка бетона М250 соответствует В20. Ее применяют в основном при создании разного типа фундаментов, отмосток, заборов, стен, площадок, лестниц.
  • Марка бетона М350 соответствует В25. Используют обычно для создания плит, колон, балок, бассейнов, монолитных фундаментов.
  • Марка бетона М400 соответствует В30. Используют в сложных ответственных строительствах, во время сооружения мостов, банков либо зданий с особыми требованиями к прочности.

Вернуться к оглавлению

Осадка конуса

Осадкой конуса принято называть данные, которые также называются эксплуатационными характеристиками бетонов. Это так называемая пластичность в бетоне, вымеряется она в сантиметрах. Если объяснить еще проще, то чем выше показатель осадки конуса, тем сильнее подвижно данное изделие.

Это значение указывают в технической документации к бетону, обозначают буквой П, после которой пишут цифру в диапазоне 1-5. Но не стоит пренебрегать знаниями об осадке конуса ячеистых изделий. Если предвидятся операции по монолитному строительству, то используют материал с данными П2 либо П3. Если заливается сооружение с плохой доступностью для заливки материалом, то рекомендуют применять изделие П4 и виды с более высокими показателями. Иначе такой раствор еще называют литым бетоном. Если необходимо выполнить укладку в опалубке без применения специальной вибраторной техники, то подобный выбор будет идеальным. Также такая смесь хорошо себя ведет в работе с бетононасосом.

Читайте так же:  Зимняя спячка хомяков

Удобоукладываемость

Это качество бетонного раствора, которое показывает, как просто он укладывается в необходимую форму, чтобы получить изделие максимальной плотности. Данный показатель весьма важен, ведь от этого зависят крепость и стойкость будущего строения. Но это свойство — больше условное обозначение, чем физическое.

По стандартам изделия могут быть таких видов:

Жесткий вид и сверхжесткий применяют тогда, когда используется процедура вибропрессования. В строительствах частного порядка зачастую применяют подвижный вид изделия.

III. Транспортирование бетонных смесей и растворов

― от бетонных заводов на объекты;

― внутрипостроечное (к месту укладки).

Транспортирование от бетонных заводов осуществляют:

1. Автосамосвалами. Осуществляют 80% перевозок, на расстояние до 20 км. Дешевый вид.

― долгота разгрузки, вручную 5-8 минут;

― трудоемкость очистки кузова;

― стекание цементного молока и выплескивание бетонной смеси, 1-2% теряется в пути;

― опасность расслоения бетонной смеси, особенно при плохих дорогах;

― летом теряет воду, зимой замерзает, так как кузов открыт.

2

.Автобетоновозами. Перевозят на расстояние до 30 км. Имеют кузов закрытой корытообразной формы, двойные стенки. Обеспечивает качественное транспортирование бетонной смеси.

― кузов имеет крышку, предотвращающую смесь от атмосферных осадков;

― на кузове установлен побудитель, сокращающий время разгрузки до нескольких секунд;

― большой угол наклона (80°-85°);

― плавное сопряжение исключает налипание смеси.

Недостатки: Ограниченная дальность и сроки доставки.

3. Автобетоносмесители. Имеют барабаны, емкостью 2,5-4 м 3 готового замеса. Транспортируют бетонные смеси на расстояние до 100 км.

― бетонная смесь постоянно перемешивается, исключая расслоение;

― при сухих смесях вода подается в смесительный барабан при подъезде к объекту за 10-15 мин.;

― бетонная смесь может подаваться порциями, непосредственно в конструкцию.

Основное требование к транспортированию ― сохранение качества бетонной смеси (однородность и удобоукладываемость).

Свойства бетонной смеси

Реологические свойства бетонной смеси

Бетонной смесью называют рационально составленную и тщательно перемешанную смесь компонентов бетона до начала процессов схватывания и твердения. Состав бетонной смеси определяют, исходя из требований к самой смеси и к бетону.

Основной структурообразующей составляющей в бетонной смеси является цементное тесто.
Независимо от вида бетона бетонная смесь должна удовлетворять двум главным требованиям: обладать хорошей удобоукладываемостью, соответствующей применяемому способу уплотнения и сохранять при транспортировании и укладке однородность, достигнутую при приготовлении.
При действии возрастающего усилия бетонная смесь вначале претерпевает упругие деформации, когда же преодолена структурная прочность, она течет подобно вязкой жидкости. Поэтому бетонную смесь называют упруго-пластично-вязким телом, обладающим свойствами твердого тела и истинной жидкости.
Свойство бетонной смеси разжижаться при механических воздействиях и вновь загустевать в спокойном состоянии называется тиксотропией.

Удобоукладываемость бетонной смеси

Количество воды затворения является основным фактором, определяющим удобоукладываемость бетонной смеси. Вода затворения (В, кг/м3) распределяется между цементным тестом (Вц) и заполнителем (Взап): В= Вц + Взап. Количество воды в цементном тесте определяют его реологические свойства: предельное напряжение сдвига и вязкость, а следовательно, и технические свойства бетонной смеси — подвижность и жесткость.

Водопотребность заполнителя Взап является его важной технологической характеристикой; она возрастает с увеличением суммарной поверхности зерен заполнителя и поэтому велика у мелких песков.
Для обеспечения требуемой прочности бетона величина водоцементного отношения должна сохраняться постоянной, поэтому возрастание водопотребности вызывает перерасход цемента. При мелких песках он достигает 15-25%, поэтому мелкие пески следует применять после обогащения крупным природным или дробленым песком и с пластифицирующими добавками, снижающими водопотребность

I. Приготовление бетонной смеси и требования к ней

Бетонная смесь состоит из вяжущего, заполнителей и воды, отдозированных в требуемом количестве и тщательно перемешанных в бетоносмесителе.

В результате формирования с уплотнением и последующего твердения бетонной смеси получается искусственный каменный материал, называемый бетоном.

Приготовление бетонной смеси состоит из операций:

1. Транспортирование со склада цемента и заполнителей.

2. Дозирование компонентов и подача их в смесители.

4. Подача воды и химических добавок.

6. Выдача готовой смеси.

Требования к бетонной смеси.

1. Соответствующее проекту отношение компонентов (для обеспечения заданных прочности, плотности, морозостойкости и т.д.).

2. Удобоукладываемость (для обеспечения транспортирования, укладки и уплотнения без ухудшения качества и с наименьшими затратами).

Удобоукладываемость оценивается двумя способами:

а) осадкой конуса ― «ОК» в см и называется подвижностью (для подвижных бетонных смесей);

б) временем вибрирования (в сек.), за которое бетонная смесь заполняет объем формы, называется жесткостью (для жестких бетонных смесей); определяют при помощи вискозиметра.

Классификация бетонных смесей

Связность бетонной смеси обуславливает однородность строения и свойств бетона. Очень важно сохранить однородность бетонной смеси при перевозке, укладке в форму и уплотнении. При уплотнении подвижных бетонных смесей происходит сближение составляющих ее зерен, при этом часть воды отжимается вверх. Уменьшение количества воды затворения при применении пластифицирующих добавок и повышение водоудерживающей способности бетонной смеси путем правильного подбора зернового состава заполнителей являются главными мерами борьбы с расслоением подвижных бетонных смесей.

Морозостойкость бетона

Морозостойкость бетона определяют путём попеременного замораживания в холодильной камере при температуре от 15 до 20°С и оттаивания в воде при температуре 15-20°С бетонных образцов кубов с размерами ребра 10, 15 или 20 см (в зависимости от наибольшей крупности заполнителя). Образцы испытывают после 28 сут выдерживания в камере нормального твердения или через 7 сут после тепловой обработки. Контрольные образцы, предназначенные для испытания на сжатие в эквивалентном возрасте, хранят в камере нормального твердения. Морозостойкость бетона зависит от качества примененных материалов и капиллярной, пористости бетона. Объем капиллярных пор оказывает решающее влияние на водопроницаемость и морозостойкость бетона. Морозостойкость бетона значительно возрастает, когда капиллярная пористость менее 7%.

Читайте так же:  Правда, что синяя кукуруза борется с ожирением

Технические свойства бетонной смеси

При изготовлении железобетонных изделий и бетонировании монолитных конструкций самым важным свойством бетонной смеси является удобоукладываемость (или удобоформуемость), т.е. способность заполнять форму при данном способе уплотнения, сохраняя свою однородность.

Для оценки удобоукладываемости используют три показателя:
подвижность бетонной смеси (П), являющуюся характеристикой структурной прочности смеси;
жесткость (Ж), являющуюся показателем динамической вязкости бетонной смеси;
связность, характеризуемую водоотделением бетонной смеси после ее отстаивания.

Подвижность бетонной смеси характеризуется измеряемой осадкой (см) конуса (ОК), отформованного из бетонной смеси, подлежащей испытанию. Подвижность бетонной смеси вычисляют как среднее двух определений, выполненных из одной пробы смеси. Если осадка конуса равна нулю, то удобоукладываемость бетонной смеси характеризуется жесткостью.
Жесткость бетонной смеси характеризуется временем (с) вибрирования, необходимым для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси в приборе для определения жесткости.

II. Установки для приготовления бетонной смеси

Бетоносмесительные установки с разной степенью механизации и автоматизации операций по приготовлению бетонной смеси бывают:

1. Передвижные на пневмоколесном шасси с полной компоновкой оборудования на платформе.

2. Сборно-разборные, собираемые из инвентарных блоков. Они монтируются за несколько дней в новом месте.

3. Стационарные, устраивают на крупных строительных площадках при сроке возведения объектов в течение 3…5 лет. Легко монтируются, так как выполнены из сборно-разборных блочных конструкций.

По действию бетоносмесительные установки бывают:

1. Цикличного действия (цикл ― загрузка, перемешивание, выгрузка).

2. Непрерывного (одновременно идут загрузка в одном конце и выгрузка ― в другом).

По способу перемешивания бетоносмесительные установки бывают:

1. Гравитационные (гомогенизация бетонной смеси происходит за счет поднятия и падения во вращающемся барабане с неподвижными лопастями). Для подвижных смесей.

2

.Принудительного перемешивания (за счет вращения рабочего органа в неподвижном барабане, например шнековый). Для малоподвижных бетонных смесей.

Морозостойкость

Прочностные характеристики бетона включают в себя уровень морозостойкости готового материала. Данный показатель демонстрирует число периодов размораживания и замораживания, которое не разрушает изделие и не оказывает влияния на его крепость. Если бетон достаточно хорошего качества, то при нормальных обстоятельствах он прослужит не один десяток лет. В случае, когда производитель выпускает строительный материал, не осуществляя контроль за технологией производства, уровнем морозостойкости, на рынке появляются изделия с недостаточной морозостойкостью.

Коэффициент морозостойкости подписывают буквой F, а после пишут число в диапазоне 50-1000. Число — это количество периодов размораживания и замораживания.

Усадка и набухание бетона

При твердении на воздухе происходит усадка бетона, т.е. бетон сжимается и линейные размеры бетонных элементов сокращаются. Усадка слагается из влажностной, карбонизационной и контракционной составляющих.

Вследствие усадки бетона в железобетонных и бетонных конструкциях возникают усадочные напряжения, поэтому сооружения большой протяженности разрезают усадочными швами во избежание появления трещин. Ведь при усадке бетона 0,3 мм/м в сооружении длиной 30 м общая усадка составляет около 10 мм. Массивный бетон высыхает снаружи, а внутри он еще долго остается влажным. Неравномерная усадка вызывает растягивающие напряжения в. наружных слоях конструкции и появление внутренних трещин на контакте с заполнителем и в самом цементном камне.

Видео (кликните для воспроизведения).

Для снижения усадочных напряжений и сохранения монолитности конструкций стремятся уменьшить усадку бетона. Наибольшую усадку имеет цементный камень. Введение заполнителя уменьшает количество вяжущего в единице объема материала, при этом образуется своеобразный каркас из зерен заполнителя, препятствующий усадке. Поэтому усадка цементного раствора и бетона меньше, чем цементного камня.

Бетон наружных частей гидротехнических сооружений, цементно-бетонных дорог периодически увлажняется и высыхает. Колебания влажности бетона вызывают попеременные деформации усадки и набухания, которые могут вызвать появление микротрещин и разрушение бетона.

Деформативные свойства бетона

Под нагрузкой бетон ведет себя иначе, чем сталь и другие упругиe материалы. Конгломератная структура бетона определяет его поведение при возрастающей нагрузке осевого сжатия.

Область условно упругой работы бетона — от начала нагружения до напряжения сжатия, при котором по поверхности сцепления цементного камня с заполнителем образуются микротрещины.

Опыты подтвердили, что при небольших напряжениях и кратковременном нагружения для бетона характерна упругая деформация, подобная деформации пружины.
Модуль упругости бетона возрастает при увеличении прочности и зависит от пористости: увеличение пористости бетона сопровождается снижением модуля упругости. При одинаковой марке по прочности модуль упругости легкого бетона на пористом заполнителе меньше в 1,7-2,5 раза тяжелого. Еще ниже модуль упругости ячеистого бетона. Таким образом, упругими свойствами бетона можно управлять, регулируя его структуру. Модуль упругости бетона при сжатии и растяжении принимают равными между собой:

Ползучестью называют явление увеличения деформаций бетона во времени при действии постоянной статической нагрузки.
Ползучесть зависит от вида цемента и заполнителей, состава бетона, его возраста, условий твердения и влажности. Меньшая ползучесть наблюдается при применении высокомарочных цементов и плотного заполнителя — щебня из изверженных горных пород. Пористый заполнитель усиливает ползучесть, поэтому легкие бетоны имеют большую ползучесть по сравнению с тяжелыми.
Преждевременное высыхание бетона ухудшает структуру и увеличивает его ползучесть. Однако насыщение водой затвердевшего бетона может вызвать рост ползучести.
Ползучесть и связанная с ней релаксация напряжений может играть отрицательную роль. Например, ползучесть бетона приводит к потере натяжения; в предварительно напряженных железобетонных конструкциях.

Подвижность

Это свойство ячеистого бетона принимать ту форму, которую ему задали. Подвижность — это лишь одно из технических свойств данного материала. Необходимо заметить, что подвижность ячеистого изделия — временное свойство, до момента, пока материал не застынет. После полного затвердевания проверить этот показатель уже нельзя. С момента заливки смеси в форму и до конца процесса уровень коэффициента постепенно снижается.

Водонепроницаемость

Водонепроницаемость, это когда бетоны могут сопротивляться влиянию влаги и не крошиться, то есть, не напитываться влагой принудительно. Марки бетонных ячеистых изделий обозначаются буквой W, после которой ставят цифру 2, 4, 6, 8 и 12. Бетонами с высоким уровнем водонепроницаемости пользуются чаще, ведь они обладают такими достоинствами:
  • Пригодны для сооружения зданий в местах, где грунтовые воды расположены близко к поверхности земли.
  • Это вид бетона не страшится резких перепадов температур. Особенно это важно для построенных конструкций, которые не защищены от подобного влияния.
Читайте так же:  Когда с работой завал, бери погрузчик в группе вал

Уровень данного эксплуатационного свойства зависит от типа применяемого материала, а также от наличия внутри смеси различных дополнительных компонентов, обстановки, в которой происходило застывание изделия. Также на качество водонепроницаемости оказывает влияние внутренняя структура материала.

Плотность

Само изделие нельзя назвать плотным строительным веществом. Находящиеся в конструкции ячейки получаются из-за улетучивания излишков влаги, а также из-за того, что во время уплотнения раствора удаляется не весь воздух. Уровень плотности увеличивается в том случае, если были подобраны зернистые дополнительные компоненты, сделан правильный баланс между водой и цементом, после использования пластифицирующих веществ, а также при полном контроле за уплотнением бетонного раствора.

Если показатель плотности ячеистого изделия растет, то улучшаются и другие его параметры – крепость, противостояние влаге, перепадам и влиянию температур, сопротивляемость коррозии. Сырой материал после изготовления и кладки обязательно следует скорее уплотнить. По ходу уплотнительных операций нужно убрать воздушные пузырьки из массы, тщательно распределить раствор. Это поможет достигнуть повышенной плотности готового строительного материала. Однако вследствие подобных манипуляций изделие выходит достаточно тяжелым.

Если нужно получить легкий бетон типа В15, то в качестве дополнительного компонента стоит добавить керамзит. А для типа В25 лучше подойдет ракушечник.

Бетонная смесь (состав, свойства, показатели качества)

Приготовление бетонной смеси включает подготовку материалов, их дозирование и перемешивание. Подготовленные материалы взвешивают на специальных оборудованиях– дозаторах(весовых и объемных):цемент, воду, добавки-с точностью до 1 %,заполнители до 42% и подают в бетоносмеситель.

Свойства бетонной смеси:

**Смесь до начала твердения и схватывания – вязко-упруго-пластичное тело;

**Бетонная смесь обладает тиксотропией–это способность материала разжижаться при приложении нагрузки и отвердевать при её снятии;

**Бетонная смесь должна обладать удобоукладываемостью и водоудерживающей способностью.

Удобоукладываемость характеризуется подвижностью и жесткостью. Подвижность определяется с помощью стандартного конуса. Водоудерживающая способность-это способность бетонной смеси не расслаиваться.

Качество бетонной смеси оценивают по её связности, однородности и удобоукладываемости-формуемости.

Эти свойства зависят от вязкости и количества цементного теста, обволак-щего заполнитель и заполняющего пустоты между ним.

Количество цементного теста должно быть достаточным для того, чтобы эта многокомпонентная система приобрела связность, т.е. превратилась в структурированную однородную систему с определенными физическими и механическими свойствами.

Чтобы бетонная смесь стала подвижной и заполнила определенный объем, необходимо не только заполнить пустоты, но и раздвинуть зерна заполнителя прослойками и цементного теста. Чем больше раздвижка, тем легче скольжение заполнения по отношению друг к другу, след-но, выше пластичность смеси.

Чем тоньше помол цемента, и чем больше он содержит молотых добавок, тем жёстче бетонная смесь, что связано с увеличением суммарной площади поверхности частиц, которая для получения пластичной смеси должна быть покрыта тонким слоем воды.

18 Способы регулирования формуемости бетонной смеси.

Подвижность зависит от формы, размера и чистоты поверхности заполнителя. Пылевидные примеси, адсорбируя на своей поверхности часть воды затворения, повышает водопотребность бетонной смеси,снижая её подвижность. Большое влияние оказывает также соотношение между песком и щебнем. Так подвижность повышается при увеличении доли крупного заполнителя и использования гравия скатанной формы.

Водоотделение строго ограничено от 0,1 до 0,8%.

На практике самой важной характеристикой бетонной смеси является её удобоукладываемость- способность равномерно занимать определенный объем под действием собственной силы тяжести, если смесь высокопластична или приложение нагрузки,например вибрации при жесткой бетонной смеси.

Для оценки удобоукладываемости в зависимости от их пластичности используют следующие показатели: подвижность и жесткость. Подвижность определяется для пластичных бетонных смесей. В зависимости от осадки конуса(ок)различают низкопластичные смеси с ок 1-4 и 5-9 см соответственно, пластичные с ок 10-15 и 16-20 см и литые с ок более 20 см.

Жесткость смеси определяют с помощью вибрации. Жесткость- это динамическая характеристика вязкости бетонной смеси, т.к. её определяют с применением вибрации.

К сверхжестким относятся смеси при времени вибрации от 100 и более до 410, жестким от 40 до 5 с (СТБ 1035-96).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студента самое главное не сдать экзамен, а вовремя вспомнить про него. 10494 —

| 7739 — или читать все.

Требования, предъявляемые к бетонам и бетонным смесям

2.4 Требования, предъявляемые к бетонам и бетонным смесям

В настоящее время в строительстве используют различные виды бетона. Бетоны классифицируются по средней плотности, виду вяжущего вещества, структуре, технологическим особенностям и назначению.

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

Проектируемый нами бетон по плотности является тяжелым – 2100-2500 кг/м3. Бетон должен обладать высокой плотностью, водонепроницаемостью, морозостойкостью, достаточной прочностью, малой усадкой и незначительно выделять теплоту при твердении.

Общие требования к бетонам и бетонным смесям следующие: до затвердевания бетонной смеси должны легко перемешиваться, транспортироваться, укладываться (обладать подвижностью и удобоукладываемостью), не расслаиваться; бетоны должны иметь определенную скорость твердения в соответствии с заданными сроками распалубки и ввода конструкции или сооружения в эксплуатацию; по возможности расход цемента должен быть минимальным.

Получить бетон, удовлетворяющий всем поставленным требованиям, можно при правильном проектировании состава бетона, надлежащем приготовлении, укладки и уплотнении бетонной смеси, а также при правильном выдерживании бетона в начальный период его твердения.

Одним из основных свойств бетонной смеси является удобоукладываемость (подвижность или жесткость), определяемая в соответствии с ГОСТ 10181.1-81. Подвижностью бетонной смеси называется способность ее растекаться без расслоения под действием силы тяжести или при незначительном механическом воздействии.

Требования удобоукладываемости зависят от метода производства работ. Цель подбора состава бетонной смеси – получить смесь требуемой подвижности или жесткости на месте укладки смеси при наименьшем расходе цемента для заданной марки.

Читайте так же:  Кто останется на грядке какие зимостойкие культуры продержатся до весны

Одно из основных свойств бетонной смеси – водоцементное отношение. Чем ниже водоцементное отношение, тем выше жесткость и ниже подвижность бетонной смеси.

Бетонная смесь независимо от того, является она подвижной или жесткой, должна быть легкообрабатываемой, т.е. при заполнении формы и уплотнении она должна сохранять однородность и не расслаиваться. Если в бетонную смесь одновременно добавляют цемент и воду, то ее подвижность увеличивается. Так как водоцементное отношение при этом не нарушается, то не изменяется и прочность бетона. Таким способом можно добиться необходимой подвижности смеси при сохранении заданной прочности бетона.

2.4.1 Требования, предъявляемые к составляющим бетонной смеси

2.4.1.1 Требования, предъявляемые к цементам

Основным свойством, характеризующим качество любого цемента, является его прочность (марка). Для своего проекта мы выбираем цемент марки М400, прочность цемента при сжатии составляет 40…50 МПа. Действительную прочность цемента называют активностью. При испытании прочность контрольного образца оказалась 44 МПа, следовательно, активность цемента будет 44 МПа и марка М400. Повышение прочности цемента на 1 МПа приводит к снижению расхода цемента на 2…5 кг/см3.

Помимо прочности к цементам предъявляются и другие требования, важными из которых являются нормальная густота и сроки схватывания.

Нормальной густотой называют то содержание воды (%), которое необходимо добавить к цементу, чтобы получить определенную консистенцию цементного теста, определяемую требованиями стандарта на специальном приборе. Нормальная густота увеличивается при введении в цемент при помоле тонкомолотых добавок, обладающих большей водопотребностью, например трепела, опоки.

Сроки схватывания цемента, определяемые на специальном приборе по глубине проникания иглы в цементное тесто, характеризуют начало и конец процесса превращения материала в твердое тело. По стандарту требуется, чтобы начало схватывания при температуре 20ºС наступило не ранее чем через 45 мин, а конец – через 3-5 ч. Эти сроки обеспечивают производство бетонных работ, так как дают возможность транспортировать и укладывать бетонные смеси до их схватывания.

Портландцемент имеет тонкий помол: через сито № 008 должно проходить не менее 85% общей массы цемента. Средний размер частиц цемента составляет 15-20 мкм. Истинная плотность без добавки составляет 3,05-3,15 г/ см3.

Схватывание и твердение цемента – экзотермические процессы. Практически 1 кг цемента М400 выделит в бетоне за 7 суток с момента затворения цемента водой не менее 210 кДж.

2.4.1.2 Требования, предъявляемые к заполнителям

По крупности зерен заполнители подразделяются на мелкие – песок и крупные –щебень.

Песок – это смесь зерен размером от 0,14 до 5 мм; смесь зерен крупнее 5 и до 70 или 150 мм называется щебнем или гравием в зависимости от формы и характера поверхности зерен. Форма зерен гравия округлая и гладкая в отличие от угловатых и шероховатых зерен щебня.

По объемному насыпному весу различают заполнители легкие, тяжелые и особо тяжелые. Предельное значение объемного насыпного веса легких заполнителей установлено: для песка 1200, для щебня– 1000 кг/м3, тяжелые заполнители имеют объемный насыпной вес выше 1200 – пески и выше 1000 кг/м3 – щебень. Объемный вес особо тяжелых заполнителей, имеющих специальное назначение, превышает 2000 кг/м3.

По происхождению заполнители подразделяются на природные и искусственные. Природные заполнители получают из рыхлых залеганий или путем дробления массивных горных пород; первыми являются природный песок и гравий, вторым – дробленый песок и щебень. Природный щебень получают также дроблением гравия.

Искусственные заполнители – это отходы промышленности или специально приготовленные. Первые – металлургические и топливные шлаки, вторые – различные горные породы, подвергнутые обжигу.

В бетоне применяют крупный и мелкий заполнитель. Крупный заполнитель, зерна которого крупнее 5 мм, подразделяют на гравий и щебень. Мелким заполнителем в бетоне является естественный или искусственный песок.

Песок представляет собой рыхлую смесь мелких зерен, образовавшуюся в результате выветривания изверженных горных пород. Иногда песок получают дроблением горных пород.

Заполнители занимают в бетоне до 80% объема и оказывают определенное влияние на свойства бетона, его долговечность и стоимость. Введение в бетон заполнителей позволяет резко сократить расход цемента, являющегося наиболее дорогим и дефицитным компонентом бетона. Кроме того, заполнители улучшают технические свойства бетона. Жесткий скелет из высокопрочного заполнителя несколько увеличивает прочность и модуль деформации бетона – уменьшает деформации конструкций под нагрузкой, а также уменьшает ползучесть – необратимые деформации, возникающие в бетоне при длительном действии на него нагрузки. Заполнитель уменьшает усадку бетона, способствуя получению более долговечного материала.

Правильный выбор заполнителей для бетона, их разумное использование – одна из важных задач технологии бетона. К заполнителям для бетона предъявляются требования, учитывающие особенности их влияния на свойства бетона. Наиболее существенное влияние на свойства бетона оказывают зерновой состав, прочность и чистота заполнителя.

Зерновой состав показывает содержание в заполнителе зерен разной крупности. Он определяется просеиванием пробы заполнителей через стандартные сита с зерна различных размеров, и фракционированный, если зерна заполнителя разделены на отдельные фракции, включающие зерна близких между собой размеров. Заполнитель характеризуют наименьшей и наибольшей крупностью, под которыми понимают размеры наименьших или наиболее крупных зерен заполнителя.

На строительных объектах или бетонных заводах зерновой состав заполнителя подбирают, используя определенные песок и щебень и устанавливая такое соотношение между песком и отдельными фракциями щебня, чтобы кривая зернового состава по возможности приближалась к идеальной кривой, однако совсем необязательно, чтобы она точно ей соответствовала. Наибольшие отклонения вполне допустимы. Некоторое ухудшение зернового состава можно компенсировать определенными технологическими приемами, достигнув при этом заметного снижения стоимости бетона и транспортно-заготовительных расходов, поэтому в стандартах и технических условиях всегда указывается не один рекомендуемый зерновой состав, а допускаются определенные колебания в соотношениях отдельных фракций, при которых ещё не наблюдается значительного ухудшения свойств смеси заполнителей (таблица 2.5).

Таблица 2.5 – Зерновой состав песка

5 2,5 1,25 0,63 0,315 0,14 Полные остатки на ситах, % по массе 0-20 15-45 35-70 70-90 90-100 0-10

Для условного выражения зернового состава песка пользуются модулем крупности Мк, обозначающим сумму полных остатков (в %) на ситах стандартного набора, деленного на 100. Модуль крупности песка может колебаться от 2,1 до 3,25. Однако при соответствующем технико-экономическом и технологическом обосновании могут применяться и более мелкие дешевые местные пески. В зависимости от модуля крупности пески разделяют на крупные, средние, мелкие и очень мелкие.

Читайте так же:  Рациональные интервалы при управлении качеством продукции

Для щебня и гравия из плотных горных пород зерновой состав устанавливается в зависимости от размеров наименьших и наиболее крупных зерен, так как предельная крупность заполнителя может быть различной.

Оптимальный зерновой состав заполнителя в целом зависит не только от зернового состава песка и щебня, но и от правильного выбора соотношения между ними. Правильный выбор этого соотношения может быть сделан только с учетом состава бетона. в частности с учетом содержания цемента и воды.

С зерновым составом непосредственно связана пустотность заполнителя, определяемая возможностью его плотной укладки. На пустотность влияет также форма его зерен. Пустотность заполнителя является важной характеристикой, так как в известной мере определяет расход цемента (чем больше пустот, тем больше требуется цемента для их заполнения) и другие свойства бетона. На объем пустот оказывает влияние форма зерен (таблица 2.6).

Таблица 2.6 – Пустотность (%) зернового материала в зависимости от формы зерен

Форма зерен Укладка
наиболее плотная наименее плотная средняя
Кубы 87,1 43,55
Октаэдры 12,2 83,9 48,05
Додекаэдры 14,1 60,7 37,40
Икосаэдры 10,8 59,9 35,10
Шары 26,2 47,6 36,90

В действительности наиболее и наименее плотные укладки маловероятны и практически будут иметь место какая-то промежуточная система укладки и, следовательно, средняя пустотность, определяемая степенью уплотнения. С увеличением угловатости зерен вероятные значения пустотности возрастают. Особенно же увеличивается пустотность при применении зерен удлиненной формы.

Для получения монолитного бетона необходимо, чтобы цементное тесто не только заполнило пустоты между зернами песка, но и раздвинуло зерна с целью создания между ними прослойки. Расход цемента на получение подобной оболочки зависит от удельной поверхности заполнителя, возрастая с уменьшением размера зерен. В результате с увеличением удельной поверхности заполнителя либо повышается техническая вязкость бетонной смеси, либо для получения определенной жесткости или подвижности смеси приходится увеличить расход цемента, чтобы обеспечить получение бетона заданной прочности.

Прочность заполнителя определяется не только прочностью горной породы, из которой он получен, но и крупностью зерен. При выветривании или дроблении породы разрушение происходит по более слабым местам структуры и с уменьшением размера зерен прочность их как бы повышается. Естественные пески обладают прочностью при сжатии и растяжении, как правило, более высокой, чем прочность цементного камня.

Природный песок, применяемый для производства обычного бетона, представляет собой образовавшуюся в результате выветривания горных пород рыхлую смесь зерен (крупностью 0,14…5 мм) различных минералов, входящих в состав изверженных горных пород. При отсутствии природного песка применяют песок, получаемый путем дробления твердых горных пород.

Для бетона пригоден крупный песок, но содержащий достаточное количество средних и мелких зерен. При такой комбинации зерен объем пустот будет малым, а площадь поверхности зерен – небольшой. Этот оптимальный состав песка соответствует рекомендациями ГОСТ 10268-80.

Песок целесообразно применять с шероховатой поверхностью, так как такой песок лучше сцепляется с цементным камнем и способствует повышению прочности бетона.

Предельно допустимое стандартами содержание пыли и глины в природном песке не должно превышать 3%, а в дробленном 5%.

Крупными заполнителями в бетонной смеси служат щебень и гравий, получаемый дроблением плотных горных пород или дроблением гравия.

Щебнем называют материал, полученный в результате дробления камней из горных пород. Щебень имеет остроугольную форму. Для приготовления бетона лучше всего использовать щебень, близкий по форме к кубу или тетраэдру; плоская форма значительно хуже, так как она легко ломается. Форма щебня зависит от структуры каменной породы и типа камнедробильной машины.

Для производства щебня используют гранит, диабаз, известняк, доломит и кварцит. Щебень чище гравия, обычно он не содержит органических примесей.

Требования, предъявляемые к крупному заполнителю для бетона, аналогичны предъявляемым к песку.

Лекция № 8

Водонепроницаемость бетона

С уменьшением объема капиллярных макропор снижается водонепроницаемость и одновременно повышается морозостойкость бетона. Для уменьшения водонепроницаемости в бетон при его изготовлении вводят уплотняющие (алюминат натрия) и гидрофобизующие добавки. Нефтепродукты (бензин, керосин и др.) имеют меньшее, чем у воды, поверхностное натяжение, поэтому они легче проникают через обычный бетон. Для снижения фильтрации нефтепродуктов в бетонную смесь можно вводить специальные добавки (хлорное железо и др.). Проницаемость бетона по отношению к воде и нефтепродуктам резко уменьшается, если вместо обычного портландцемента применяют расширяющийся.

Теплофизические свойства бетона

Теплопроводность — наиболее важная теплофизическая характеристика бетона, в особенности применяемого в ограждающих конструкциях зданий.

Теплопроводность тяжелого бетона в воздушно-сухом состоянии 1,2 Вт/(м.°С), т.е. она в 2-4 раза больше, чем у легких бетонов (на пористых заполнителях и ячеистых). Высокая теплопроводность является недостатком тяжелого бетона. Панели наружных стен из тяжелого бетона изготавливают с внутренним слоем утеплителя.

Теплоемкость тяжелого бетона изменяется в узких пределах -0,75-0,92 Вт/(м.С°).
Линейный коэффициент температурного расширения бетона составляет около 0,00001 °С, следовательно, при увеличении температуры на 50 °С расширение достигает примерно 0,5 мм/м. Во избежание растрескивания сооружений большой, протяженности разрезают температурно-усадочными швами.

Крупный заполнитель и раствор, составляющие бетон, имеют различный коэффициент температурного расширения и будут по разному деформироваться при изменении температуры.

Видео (кликните для воспроизведения).

Большие колебания температуры (более 80°С) смогут вызвать внутреннее растрескивание бетона вследствие различного теплового расширения крупного заполнителя и раствора. Характерные трещины распространяются по поверхности заполнителя, некоторые из них образуются в растворе, а иногда и в слабых зернах заполнителя. Внутреннее растрескивание можно предотвратить, если позаботиться о подборе составляющих бетона с близкими коэффициентами температурного расширения.

Источники

Основные качества бетонной смеси
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here