Материалы для тяжелых бетонов. Их свойства, способы оценки свойств

Тяжелый бетон должен приобретать опред. прочность в заданный срок твердения, а бетонная смесь должна быть удобной в укладке и экономичной. При использовании в незащищенных от внешней среды конструкциях бетон должен иметь повышенную плотность, морозостойкость и коррозиестойкость.

Материалы для тяжелых бетонов: Цемент – для приготовления тяжелых бетонов применяют ПЦ, пластифицированный ПЦ, ПЦ с гидравлическими добавками, ШПЦ, БТЦ и др. Цемент выбирают с учетом требований, предъявляемых к бетону (прочности, морозостойкости, химической стойкости, водонепроницаемости и др.), а также технологии изготовления изделий, их назначения и условий эксплуатации.

Вода – для затворения и поливки бетона применяется питьевая, а так же любая вода, не содержащая вредных примесей (кислот, сульфатов, жиров, сахара), препятствующих нормальному твердению бетона. Нельзя применять воды болотные и сточные, а также воды с pH<4. Пригодность воды для бетона устанавливают химическим анализом и сравнительными испытаниями прочности бетонных образцов, изготовленных на данной воде и на чистой питьевой воде и испытанных в возрасте 28сут при хранении в нормальных условиях. Воду считают пригодной, если приготовленные на ней образцы имеют прочность не меньше, чем у образцов на чистой питьевой воде.

Добавки – применяют для улучшения свойств бетонов и растворов, а так же по технико-экономическим соображениям. По виду и назначению добавки можно разделить на следующие группы: 1) Ускорители твердения цемента. 2) Поверхностно-активные добавки (ПАД) – особая группа орг. веществ, введение кот. в бетонные (растворные) смеси позволяет существенно улучшить их удобоукладываемость. 3) Гидрофилизирующие добавки (СДБ). 4)Суперпластификаторы. 5) Гидрофобизирующие добавки. 6)Воздухововлекающие добавки. 7) Пено- и газообразователи. 8) Комбинированные добавки. 9) спец. добавки.

Песок – рыхлая смесь зерен крупностью 0,14-5мм, образовавшаяся в результате естественного разрушения массивных г.п. Кроме природных песков применяют искусственные, получаемые при дроблении шлаков или спец. приготовленные материалы – керамзит, аглопорит. Из природных песков наибольшее применение для тяжелых бетонов получили кварцевые пески. На качество бетона большое влияние оказывает зерновой состав песка и содержание в нем различных примесей: пылевидных, илистых, глинистых и органических. Наиболее вредной в песке явл. примесь глины. Глинистые и пылевидные примеси в песке повышают водопотребность бсм и приводят к понижению прочности и морозостойкости бетона.

Очищать песок от глинистых и пылевидных примесей можно промывая его водой на спец. машинах – пескомойках.

Гравий – зерна окатанной формы и гладкой поверхности размером 5-120мм, образовавшиеся в результате естественного разрушения г.п. Для бетона наиболее пригодна малоокатанная (щебневидная) форма зерен, хуже яйцевидная (окатанная), ещё хуже пластинчатая и игловатая, понижающие прочность бетона. Предварительную оценку прочности гравия производят испытанием на дробимость в цилиндре. Хорошим зерновым составом гравия считается тот, в котором имеются зерна разной величины, при этом пустотность гравия оказывается меньшей.

Щебень – получают путём дробления массивных г.п., гравия, валунов или искусственных камней на куски размером 5-120мм.

Применение: для изготовления фундаментов, колонн, балок, пролетных строений мостов и др. несущих элементов и конструкций промышленных и жилых зданий и инженерных сооружений.

44) Удобоукладываемость бетонной смеси. Способы оценки удобоуклады­ваемости. Если бсм подвергать вибрации, то она разжижается. Св-во бсм разжи­жаться при механическом воздействии и вновь загустевать в свободном состоянии, сохраняя при этом первоначальную структуру и св-ва, наз. тиксотротропией. Основным св-вом бсм явл. удобоукладываемость – способность бетонной смеси заполнят опалубку и уплотнятся в ней. Её оценивают подвижностью или жёстко­стью.

Подвижность смеси - способность бсм растекаться под действием собственной массы. Степень подвижности бсм оценивается величиной осадки конуса, отформированного из данной смеси. (Измеряется в см). Если ОК=0, то удобоукладываемость оценивается жёсткостью.

Жёсткость характеризуется временем (с) вибрирования, необходимым для выравнивания и уплотнения отформированного конуса бсм в приборе для определения жёсткости.

Удобоукладываемость бсм повышается с применением чистых цементов, с увеличением содержания воды (но снижается прочность бетона), с повышением содержания цементного теста (но прочность не растёт), с применением зёрен округлой формы, с уменьшением кол-ва песка, с применением пластификаторов.

Т.о. бсм должна удовлетворять основным требованиям: 1)сохранять однородность и связность на всех технологических этапах, не расслаиваться;2) не отделять воду, т.е. удерживать её без водоотделения на поверхности;3) бсм должна обладать хорошей удобоукладываемостью, т.е. образовывать после уплотнения бетона максимальной плотности и однородности.

45) Прочность бетонов. Зависимость прочности бетона от марки цемента, В/Ц и качества заполнителя. Прочность – важнейшая характеристика качества бетона как несущего материала. Она оценивается кубиковой прочностью и уста­навливается испытанием на сжатие образцов кубов (100х100х100, 150х150х150). Испытания проводят в возрасте 28 суток в н.у. для обычного бетона устанавлива­ются марки: М50, М75, М100, М800 (М50 - Rсж=5МПа).

Прочность бетона, как материала конгломератного (состоящего из нескольких компонентов) строения, зависит от прочности отдельных его составляющих: цементного камня, песка, щебня, от прочности сцепления между ними, а также особенностей структуры бетона в целом. Прочность бетона зависит от водоцемент­ного соотношения и от активности (марки) цемента Rб=f (В/Ц, Rц).

С увеличением водоцементного отношения до определённого предела прочность бетона данного состава повышается (левая часть кривой). При этом смеси усады­ваются плотнее, прочность повышается.

При оптимальном кол-ве воды бетон имеет наибольшую прочность и плотность, что соответствует максимуму на кривой. Дальнейшее увеличение воды разжижает бсм, повышает его подвижность. Вода лишь частично связана вяжущим и образует в бетоне водяные полости: объём пор увеличивается, и прочность понижается, правая часть кривой на графике.

Т.о. для каждой смеси имеется оптимальное кол-во воды для получения бетона слитного строения мах прочности. При расчётах состава бетона пользуются зависимостями: Rб=А^.Ry(Ц/В-0.5) при В/Ц>0.4, Rб=А₁^.Ry(Ц/В+0.5) при В/Ц<0.4, где А и А₁-коэфф-ы, учитывающие влияние макро- и мезо структуры, они зависят от св-в и качества заполнителя (щебень). А=0.65-высококачественный, А=0.6-рядовой, А=0.55-низкокачественный заполнитель