Особо тяжелый бетон

Особо тяжелые бетоны применяют в специальных сооружениях для защиты от радиоактивных воздействий. К особо тяжелым относят бетоны с плотностью более 2500 кг/ куб. м.

Для особо тяжелых бетонов применяют портландцемент, пуццолановый портландцемент, шлакопортландцемент, глиноземистый цемент, гипсоглино-земистый расширяющийся цемент. В качестве заполнителей в особо тяжелых бетонах используют материалы с высокой плотностью: магнетит, гематит, барит, металлический скрап.

К заполнителям особо тяжелых бетонов предъявляют следующие дополнительные требования:

- минимальная прочность на сжатие чугунного скрапа - 200МПа, магнетита - 200 МПа, лимонита или гематита - 35 МПа, барита -40 МПа (испытания в цилиндрических образцах диаметром 50 мм, высотой 50 мм);

- содержание полуторных окислов в барите - не более 1% массы заполнителей,

- водопоглощение (% по массе) магнетита и барита 1-2, лимонита и гематита 9-10.

41) Мелкозернистый бетон образуется при введении в его состав мелкого и тонкого песка размером не более 1,5 мкр. Мелкозернистый бетон характеризуется повышенной пустотностью и удельной поверхностью, вследствие чего понижается прочность и подвижность бетонной смеси.

Мелкозернистый бетон целесообразно применять при возведении тонкостенных конструкции, а также при работах со стыками в целях их герметизации. Мелкозернистый бетон применяю и при нанесении гидроизоляционных покрытий.

Мелкозернистый бетон имеет специфические особенности укладки и уплотнения, в связи с чем, как правило, используют пневматическое оборудование для повышения рациональности расходования мелкозернистого бетона. При таком способе также улучшаются физико-механические свойства мелкозернистого бетона.

Мелкозернистый бетон обладает рядом достоинств. Во-первых, мелкозернистый бетон позволяет создавать высококачественную однородную тонкодисперсную структуру. Повышенная тиксотрапия делает мелкозернистый бетон хорошо трансформируемым и транспортируемым. Мелкозернистый бетон технологичен и позволяет формировать конструкции методом литья, прессования, штампования, экструзии или методом набрызгивания. Мелкозернистый бетон позволяет получать тонкостенные и слоистые архитектурно-конструктивные решения, а также изделия варьируемой плотности. Мелкозернистый бетон в комплексе с различными добавками и технологическими приемами позволяет получать бетон с различными свойствами: теплоизоляционными, гидроизоляционными, декоративными.

Мелкозернистый бетон имеет более низкую себестоимость по сравнению с другими видами бетона.

Армоцемент — особый вид железобетона, приготовленный на цементно-песчаном бетоне, армированный сетками из тонкой проволоки диаметром 0,5—1 мм с мелкими ячейками размером до 10Х10 мм. Насыщение сетками густое, расстояние между сетками 3—5 мм, что позволяет получить достаточно однородный по свойствам материал. Из армоцемента изготовляют конструкции с малой толщиной стенок 10—30 мм (оболочки, волнистые своды и т. п.).

Предельная растяжимость бетона в армоцементных конструкциях благодаря значительному увеличению поверхности сцепления арматуры с бетоном возрастает. Малая ширина раскрытия трещин — основная особенность армоцемента, позволяющая достигнуть полного использования прочности арматурных сеток в конструкциях без предварительного напряжения. В растянутых зонах армоцементных конструкций возможно комбинированное армирование — сетками и напрягаемой арматурой. Армоцементные конструкции можно применять лишь при нормальной влажности и отсутствии агрессивных воздействий среды, так как их коррозионная стойкость невелика. Огнестойкость их меньше, чем огнестойкость железобетонных конструкций. Армоцементные конструкции не рекомендуется применять при систематическом воздействии ударной нагрузки.

42) Гидротехнический и декоративный бетоны (получение, характеристики и применение). В мировой строительной практике уже более ста лет существует понятие «декоративный бетон», пришедший на смену обработанному естественному камню, гипсу и шамоту. Российские производители бетона выпускают высококачественный, особо прочный архитектурный бетон (декоративный бетон - так называют его сами производители), который применяют для создания лицевых поверхностей крупных блоков и панелей наружных стен, а также некоторых других изделий внутри зданий (лестничные площадки и ступени, плиты для полов и панелей в вестибюлях, подоконники).

Из такого декоративного бетона изготавливают колонны, пилястры, порталы, малые архитектурные формы, им облицовывают стены, цоколи и т. п.

Этой разновидностью искусственного облицовочного камня выстилают сборные и монолитные полы. Используют не только для оформления стен и полов, но и в качестве дорожных покрытий. Ставший особенно популярным в последние годы декоративный бетон является альтернативой простому бетонному покрытию, тротуарной плитке, и, даже, в какой-то степени, натуральному камню.

Декоративный бетон долговечен, надежен и практичен. Он придает окраску и особенность бетону, где бы Вы его не использовали, как для личного, так и для коммерческого применения, включая пешие дорожки, подъездные пути, места под барбекю, внутренние дворики, демонстрационные залы, клубы отдыха, разделительные полосы, многоквартирные комплексы, места парковок и многое - многое другое.

Гидротехнический бетон – разновидность тяжелого бетона используемый для возведения конструкций которые постоянно погружены в воды или периодически омываются с ней. К примеру для постройки мостов, нефтяных скважин, портов, канализации и т.д.

Виды:

- подводный;

- находящийся выше зоны переменного уровня воды;

- надводный;

Состав:

При изготовлении бетона используют портландцемент, песок, гравий, щебень или галька крупностью до 150 миллиметров. Использование добавок таких как воздухововлекающих, пластифицирующих, уплотняющих качество бетона увеличивается.

Срок твердения:

180 суток - гидромелиоративные строения и речные гидротехнические строения;

60 суток – массивные конструкции;

28 суток – монолитные и сборные речные транспортные сооружения и тонкостенные гидромелиоративные строения;

28 суток - срок твердения бетона для достижения проектируемой марки морозостойкости.

Прочности:

Подземные и подводные части сооружения – от 150 до 175 кг/см2;

Облицовочные части сооружения – 250 кг/см2;

часть сооружения подвергающаяся истиранию водой – 300 кг/см2.

Прочности на сжатие:

от В3,5 до В60.

Морозостойкости:

F50; F100; F150; F200; F300.

Водонепроницаемости:

от W2 до W8.

Марки бетона определяются на 180 день после изготовления.

43) Полимербетоны изготовляют на основе полиэфирных, эпоксидных, фенолоформальдегидных, фурановых и других полимеров. Заполнители используют в зависимости от вида агрессивной среды. Для кислых сред применяют кислотостойкие заполнители — кварцевый песок и щебень из кварцита, базальта или гранита, а также кислотоупорный кирпич, как и графит.

По плотности различают: 1) конструкционный тяжелый полимербетон на тяжелых плотных заполнителях; 2) конструкционно-теплоизоляционный легкий бетон на минеральных пористых заполнителях (например, керамзите) и 3) теплоизоляционный особолегкий бетон на высокопористых заполнителях (пенопласте, пробке, древесине, вспученном перлите и т. п.).

Механические свойства полимербетона повышаются при армировании его стальной или стеклопластиковой арматурой. Из стале- и стеклополимербетона изготовляют элементы шахтной крепи, опоры контактной сети, шпалы, коллекторные кольца. Разработаны и находят применение в практике комбинированные несущие конструкции, в сжатой зоне которых располагают цементный железобетон, а в растянутой — армополимербетон. Такое сочетание существенно повышает трещиностойкость растянутой зоны, поскольку предельная растяжимость полимербетона примерно в 10 раз, а прочность при растяжении в 5 раз выше, чем у цементного бетона.

Отрицательным свойством полимербетонов является их большая ползучесть, а также старение, усиливающееся при действии попеременного нагревания и увлажнения. Кроме того, необходимо соблюдение специальных правил охраны труда при работе с полимерами и кислыми отвердителями, могущими вызвать ожоги, необходима хорошая вентиляция, а также обеспечение рабочих защитными очками, спецодеждой.

Полимерцементные бетоны и растворы содержат от 0,2 до 5...12% добавки синтетической смолы или каучука, их вводят в виде эмульсий или суспензий, что обеспечивает более равномерное распределение полимера в объеме материала. Обычно применяют водные дисперсии поливинилацетата, полистирола, поливинилхлорида, латексы, а также кремнийорганические соединения. В результате уменьшаются водопоглощение и водопроницаемость, увеличивается в 2...3 раза прочность бетона при растяжении и изгибе. Полимерцементные материалы применяют в виде красок, клеев, обмазок (например, для защиты арматуры); полимерцементные растворы и бетоны используют для устройства полов, а также в виде защитных слоев резервуаров, труб и других сооружений.

Бетонополимеры. Для получения бетонополимеров обычные бетоны пропитывают жидкими мономерами, например стиролом или метилметакрилатом. Для полной пропитки тяжелого цементного бетона требуется 2—5% мономера. Для освобождения пор и капилляров бетона от воды и воздуха производят его сушку и вакуумирование. Более экономичное расходование мономеров достигается при поверхностной пропитке конструкций. Решающей технологической стадией получения бетонополимеров является полимеризация мономера непосредственно в порах бетона. С этой целью после пропитки бетона мономерами с добавками инициаторов полимеризации изделия нагревают до 70—120°С или подвергают радиационной обработке при нормальной температуре. Образуемая в бетоне полимерная сетка оказывает упрочняющее и армирующее действие, вызывает обжатие минеральной части материала, улучшает сцепление цементного камня с заполнителем. Бетонополимеры характеризуются более высокой прочностью при сжатии и изгибе, чем исходные бетоны, газонепроницаемостью, износостойкостью в агрессивных средах. Каждый процент полимера повышает прочность бетона на 10—20 МПа, т. е. примерно так же, как в обычном бетоне увеличение расхода цемента на 100 кг. Пропитка бетонов мономерами с последующей полимеризацией позволяет получать бетонополимеры марок Ml300—М2000 с прочностью на растяжение до 18 МПа, т. е. в 3—10 раз выше по сравнению с исходными показателями. Из бетонополимеров эффективно получение высокопрочных, износостойких, химически стойких и других изделий, обладающих особыми свойствами. Накоплен положительный опыт производства бетонополимерных неарми-рованных или малоармированных тонкостенных напорных труб. Пропитанные бетоны целесообразно применять для строительства водозаборных сооружений, насосных станций, градирен и других сооружений, где необходимы плотные и особо плотные бетоны.

44) Фибробетон — разновидность цементного бетона, в котором достаточно равномерно распределены обрезки «фибры» или фиброволокна в качестве армирующего материала.

Под собирательным названием «Фибра» подразумеваются волокна из металла, отрезки тонкой стальной проволоки, отходы гвоздевого производства и др., а также из стекла, полимеров (главным образом пропилена). Фибра добавляется в бетон на стадии его производства, выполняя функцию армирующего компонента, и способствует улучшению качества бетона, повышая его трещиностойкость, деформативность, водонепроницаемость и морозоустойчивость. Дополнительным преимуществом фибробетона является его легкий вес по сравнению с прочими разновидностями бетона, что существенно облегчает его монтаж.

Фибробетоны применяют в сборных и монолитных конструкциях, работающих на знакопеременные нагрузки. Важнейшая характеристика фибробетона - прочность на растяжение - является не только прямой характеристикой материала, но и косвенной, и отражает его сопротивление другим воздействиям. Еще одна важная характеристика фибробетона это его долговечность. По показателю работы разрушения фибробетон может в 15-20 раз превосходить бетон.

Арболи́т — лёгкий бетон на основе цементного вяжущего, органических заполнителей (до 80-90% объёма) и химических добавок. Также известен как древобетон.

В качестве органического заполнителя применяется измельчённая древесина (деревобетон), костра льна или конопли (костробетон), дроблёная рисовая солома или дроблёные стебли хлопчатника. Для минерализации наполнителя используют хлорид кальция (пищевая добавка E509), нитрат кальция, жидкое стекло или иные вещества, блокирующие негативное действие органических веществ на затвердевание цемента.

Различают теплоизоляционную (плотность от 400 до 500 кг/м³) и конструкционную (плотность от 500 до 850 кг/м³) разновидности. Обычно применяется в виде готовых строительных блоков или плит для возведения самонесущих стен или внутренних перегородок зданий, а также в качестве теплоизоляционного и звукоизоляционного материала.

Теплопроводность арболита составляет 0,07-0,17 Вт/(м·К).

Важнейшей характеристикой арболита, как и любого строительного материала, является предел прочности на сжатие. Предел прочности на сжатие арболита варьируется от М5-М10 для теплоизоляционного до М25-М50 и даже до М100 - для конструкционного.

Арболит обладает повышенной прочностью на изгиб, очень хорошо поглощает звуковые волны.

Арболит не поддерживает горение, удобен для обработки. Конструкционные виды обладают высоким показателем прочности на изгиб, могут восстанавливать свою форму после временного превышения предельных нагрузок.

К недостаткам арболита можно отнести пониженную влагостойкость. Наружная поверхность конструкций из арболита, соприкасающихся с атмосферной влагой, должна иметь защитный отделочный слой. Влажность воздуха в помещениях со стенами из арболита желательно поддерживать не выше 75%.

45) Железобето́н — строительный композиционный материал, представляющий собой залитую бетоном стальную арматуру.[1] Запатентован в 1867 году Жозефом Монье как материал для изготовления кадок для растений. Термин «железобетон» абстрактен и употребляется обычно в выражении «теория железобетона». Если речь идёт о конкретном объекте, будет правильнее говорить «железобетонная конструкция», «ж/б конструкция», «железобетонный элемент».

К положительным качествам железобетонных конструкций относятся:

- долговечность;

- невысокая цена — железобетонные конструкции значительно дешевле стальных;

- пожаростойкость — в сравнении со сталью;

- технологичность — несложно при бетонировании получать любую форму конструкции;

- химическая и биологическая стойкость;

- высокая сопротивляемость статическим и динамическим нагрузкам;

К недостаткам железобетонных конструкций относятся:

- невысокая прочность при большой массе — прочность бетона при растяжении в среднем в 10 раз меньше прочности стали. В больших конструкциях железобетон «несёт» больше своей массы, чем полезной нагрузки.

Выделяют сборный железобетон (ж/б конструкции изготавливаются в заводских условиях, затем монтируются в готовое сооружение) и монолитный железобетон (бетонирование выполняется непосредственно на строительной площадке).

46) Предварительно напряжённый железобетон (преднапряжённый железобетон) — это строительный материал, предназначенный для преодоления неспособности бетона сопротивляться значительным растягивающим напряжениям.

При изготовлении железобетона прокладывается арматура из стали с высокой прочностью на растяжение, затем сталь натягивается специальным устройством и заливается бетонной смесью. После схватывания сила предварительного натяжения освобождённой стальной проволоки или троса передаётся окружающему бетону, так что он оказывается сжатым. Такое создание напряжений сжатия позволяет частично или полностью устранить растягивающие напряжения от нагрузки.

Способы натяжения арматуры:

Механический способ — натяжение, как правило, с использованием гидравлических или винтовых домкратов

Электротермический способ натяжения — натяжение с использованием электротока для разогрева арматуры, при котором арматура удлиняется до определенных значений

Электротермомеханический — способ, комбинирующий механический и электротермический.

Предварительное напряжение может производиться не только до, но и после схватывания бетонной смеси. Чаще этот метод применяется при строительстве мостов с большими пролётами, где один пролёт изготавливается в несколько этапов (захваток). Материал из стали (трос или арматура) укладывается в форму для бетонирования в чехле (гофрированная тонкостенная металлическая или пластиковая труба). После изготовления монолитной конструкции трос (арматуру) специальными механизмами (домкратами) натягивают до определённой степени. После чего в чехол с тросом (арматурой) закачивается жидкий цементный (бетонный) раствор. Таким образом обеспечивается прочное соединение сегментов пролёта моста.

Предварительно напряжённый железобетон является главным материалом междуэтажных перекрытий высотных зданий и защитных гермооболочек ядерных реакторов, а также колонн и стен зданий повышенной сейсмо- и взрывоопасности.

47) Монолитные бетонные и железобетонные конструкции до недавнего времени были преобладающими в промышленном и гражданском строительстве. Для их изготовления на строительные площадки доставляют готовые полуфабрикаты - опалубку, бетонную смесь и арматуру. Возведение монолитных железобетонных конструкций состоит из монтажно-укладочных процессов - установки опалубки, укладки арматуры, бетонной смеси, ухода за бетоном и распалубки.

К достоинствам монолитных железобетонных конструкций следует отнести их долговечность и огнестойкость, возможность образования изделий необходимой формы, высокую жесткость, возможность использования местных материалов, экономию стали.

Недостатки монолитных железобетонных конструкций: большой собственный вес, необходимость устройства лесов и опалубки, высокая трудоемкость возведения, выдерживание изготовленной конструкции в опалубке до приобретения бетоном необходимой прочности.

Сборный железобетон имеет существенные преимущества перед монолитным, так как позволяет широко внедрять индустриализацию в строительное дело (прогрессивные технологические методы изготовления изделий на заводах и механизированный монтаж сооружений).

Сборный железобетон широко применяют в промышленном, гражданском и коммунальном строительстве для возведения колонн, прогонов, панелей перекрытий, панелей для стен и перегородок, лестничных маршей и площадок, перемычек, подоконных плит и фундаментов, элементов ферм, панелей покрытий, подкрановых балок, оград, коробок и оконных переплетов. В транспортном строительстве из сборного железобетона сооружают мосты, путепроводы, тоннели, трубы, платформы, опоры контактных сетей и шпалы. Значительное распространение сборный железобетон получает в гидротехническом строительстве и при постройке тепловых электростанций.

Применение сборного железобетона снижает стоимость строительства за счет сокращения расхода бетона, стали и лесоматериалов и обеспечивает повышение производительности труда. Одновременно с ростом производства сборного железобетона улучшается качество строительства и повышается культура производства.

48) Строительный раствор — объединяет понятия «растворная смесь», «сухая растворная смесь», «раствор». Строительным раствором называют материал, получаемый в результате затвердевания смеси вяжущего вещества (цемент), мелкого заполнителя (песок), затворителя (вода) и в необходимых случаях специальных добавок. Эту смесь до начала затвердевания называют растворной смесью. Сухая растворная смесь — это смесь сухих компонентов — вяжущего, заполнителя и добавок, дозированных и перемешанных на заводе, — затворяемая водой перед употреблением. Вяжущее в растворе обволакивает зёрна заполнителя, уменьшая трение между ними, в результате чего растворная смесь приобретает необходимую для работы подвижность. В процессе твердения вяжущий материал прочно связывает между собой отдельные частицы заполнителя. В качестве вяжущего используют цемент, глину, гипс, известь или их смеси, а в качестве заполнителя — песок. Строительные растворы классифицируют в зависимости от ряда факторов: применяемого вяжущего, свойств вяжущего вещества, соотношения между количеством вяжущего материала и заполнителя, плотности и назначения.

49)