Українська державна будівельна корпорація
Сумський будівельний коледж
Контрольна робота
з предмету:
„Будівельне матеріалознавство”
Варіант 10
Виконав: студент групи ЗКБ-2
Перевірила: викладач
Лук’яненко Л. І.
СУМИ 2006
Чорні метали та вироби з них
Чорні метали являють собою сплав заліза з вуглеродом. Окрім того, вони можуть вміщувати в більшій або меншій кількості і інші хімічні елементи (кремній, марганець, сіра, фосфор). З метою надати чорним металам специфічні властивості до їх складу вводять покращуючі або легіруючі добавки (нікель, хром, мідь та ін.). Чорні метали в залежності від вмісту вуглероду розподіляють на чавуни і сталі.
Чавун - залізовуглеродний сплав зі вмістом вуглероду 2-4,3%. У залежності від призначення розрізняють чавуни литейні, переробні і спеціальні. Литейні чавуни використовують для відливки різноманітних будівельних деталей. Переробні чавуни використовують для виробництва сталі, а спеціальні чавуни – в якості добавок при виробництві сталі та чавунного лиття спеціального призначення. Наявність у чавуні марганцю, кремнію, фосфору, а також легіруючих добавок – нікелю, хрому, магнію та ін. – надає йому високі механічні властивості та забезпечує високі жаростійкість та корозійну стійкість. Чавуни з добавками нікелю, хрому, магнію та інших елементів називають легірованими. Високощільні чавуни отримують модифікуванням рідкого чавуна присадками Si, Ca та ін.
Сталь – ковкий залізовуглеродний сплав зі вмістом вуглероду до 2%. В залежності від способу отримання сталі розділяють на мартенівські, конвертерні та електросталі. За хімічним складом у залежності від включених до сплаву хімічних елементів сталі бувають вуглеродні та легіровані. До вуглеродних відносять сплави заліза з вуглеродом і добавками марганцю, кремнію, сіри і фосфору. Вуглеродну сталь, отриману різними способами, за характером застивання прийнято розділяти на спокійну, напівспокійну та киплячу. Легірованими називають сталі, до складу яких входять легіруючі добавки (нікель, хром, вольфрам, молібден, мідь, алюміній та ін.). У залежності від введеної легіруючої добавки сталь називають хромомарганцевою, марганцевонікелемідною і т. д. Окрім того, за сумарним складом добавок сталі розділяють на низьколегіровані (зі вмістом легіруючих добавок до 2,5%), середньолегіровані (зі вмістом легіруючих добавок від 2,5 до 10%) та високолегіровані (зі вмістом легіруючих добавок більш ніж 10%).
За призначенням сталі можуть бути конструкційні, що використовуються для виготовлення різних будівельних конструкцій та деталей машин, спеціальні, що характеризуються високою жаро - та зносостійкістю, а також корозійною стійкістю, та інстументальні.
За якістю сталі зазвичай розділяють на звичайні (рядові), якісні, високоякісні та надзвичайно високоякісні.
Чавунне лиття
Властивості та марки чавуна. В залежності від складу домішків та швидкості охолодження отримують два основних вида чавуна: білий та сірий. Ці найменування відповідають кольору чавуна. Білий чавун має високу твердість, але він вельми крихкий; його використовують для отримання ковкого чавуна і сталі. Сірий чавун у розплавленому стані має гарну текучість та легко заповнює форми, дає малу усадку при затвердінні, а також легко піддається механічній обробці. Сірий чавун використовують для лиття різноманітних будівельних виробів. Різновид сірого чавуна - модифікований чорний чавун. Його отримують за рахунок введення до рідкого добавок (модифікаторів). Цей чавун володіє підвищеними механічними властивостями.
Сірий, а також модифікований чавун, що маркується буквами СЧ, наприклад, СЧ12-28, СЧ18-36, СЧ28-48 і СЧ32-52. Перша цифра марки чавуна показує допустиму межу щільності при розтяжінні, а друга – при згинанні (у кгс/мм2). Сірий чавун, що використвується для відливання виробів, що працюють головним чином на стиск (колонни, опорні подушки, каналізаційні труби, тюбинги та ін.) характеризується межею щільності при розтяжінні 120-210 та при згині 280-400 Мпа. Значно рідше у будівництві використовують високопрочні та легіровані чавуни.
Мал. 1. Чавунне лиття.
а - фасонні частини до труб; б - радиатор.
Чавунні вироби. У сучасному громадянському, промисловому, сільськогосподарському та транспортному будівництві широко використовують чавунні вироби. Серед них у першу чергу слід назвати санітарно-технічні вироби та обладнання, наприклад отоплювальні радіатори, ванни, мийки, вентилі. Чавунні труби використовують для стояків санітарно-технічних кабін, каналізаційних сіток, для відводу промислових вод та ін.
Чавунні литі вироби виготовляють різними способами, серед яких найбільш простим є лиття в форми. Прогресивні способи лиття чавуна – під тиском та центробіжний. З сірого чавуна шляхом відливання отримують елементи будівельних конструкцій, що працюють на зжимання: колонни, опорні подушки, арки, зводи, тюбинги метрополітену, плити для підлог промислових будівель тощо. Його використовують для лиття пічних пристроїв (топочні дверцята, засови, колосники, решітки), а також архітектурно-художніх виробів (мал. 1).
Види та властивості сталей
Сталі для будівельних конструкцій розділяють на види та маркують умовними позначками, в яких відображається склад та призначення сталі, механічні та хімічні властивості, способи виготовлення та розкислення.
Маркування сталей. По стандарту марку вуглеродної сталі звичайної якості позначають буквами Ст і цифрами від 0 до 7. Якісні вуглеродні сталі маркують двозначними цифрами, що показують вміст вуглероду в сотих долях процента (0,8; 25 і т. д.). В позначення марок киплячої сталі додають „кп”, напівспокійної – „пс”, спокійної – „сп”, наприклад Ст3сп, Ст5пс, Ст2кп.
На відміну від маркування вуглеродних сталей букви у марці низьколегірованих сталей показують наявність у сталі легіруючих домішків, а цифри – їх середній вміст у процентах; попередні до букв цифри показують вміст вуглероду в сотих долях процента. Для маркування сталі кожному легіруючому елементу надана певна буква: кремній – С, марганець – Г, хром – Х, нікель – Н, молібден – М, вольфрам – В, алюміній – Ю, мідь – Д, кобальт – К. Перші цифри марки означають середній вміст вуглероду (в сотих долях процента для інструментальних та нержавіючих сталей); потім буквою вказаний легіруючий елемент і наступними цифрами – його середній вміст, наприклад сталь 3Х13 вміщує 0,3% С і 13% Cr, марки 2Х17Н2 – 0,2% С, 17% Cr і 2% Ni. При вмісті легіруючого елемента менш ніж 1,5% цифри за відповідною буквою не ставляться: 1Г2С, 12ХНЗА. Буква А в кінці позначення марки вказує на те, що сталь є високоякісною, буква Ш – надзвичайно високоякісною. Наприклад, низьколегірована конструкційна сталь марки 1Г2С вміщує 0,1% вуглероду, 2% марганцю і 1% кремнію.
Вуглеродні сталі. Сталь вуглерона звичайної якості – сплав заліза з вуглеродом. У її складі також присутні в невеликій кількості домішки: кремній, марганець, фосфор і сіра, кожний з яких чинить певний вплив на механічні властивості сталі. У сталях звичайної якості, що застосовуються в будівництві, вуглероду міститься 0,06 – 0,62%. Сталі з низьким вмістом вуглероду характеризуються високою пластичністю та ударною в’язкістю. Підвищений вміст вуглероду надає сталі крихкість та твердість.
Для підвищення якості будівельних сталей до сплавів додають домішки – марганець та кремній. Вміст марганцю зазвичай 0,25 – 0,9%; він підвищує щільність сталі без значного пониження її пластичності. Кремній, вміст якого в звичайних сталях не перевищує 0,35%, не здійснює суттєвого впливу на властивості сталі. Фосфор та сіра є шкідливими домішками. Фосфор робить сталь крихкою, у зв’язку з цим його вміст у будівельних сталях не повинен перевищувати 0,05%. Наявність сіри в кількості більш ніж 0,07% викликає красноломкість сталі, а також понижує її щільність та корозійну стійкість. Основні характеристики якості вуглеродної сталі – межі текучості та щільності при розтяжінні, а також величина відносного подовження. Найбільш широко в будівництві використовують сталь марки Ст3, яка використовується для виготовлення металевих конструкцій громадянських та промислових будівель і споруд, опор лінії електропередач, резервуарів та трубопроводів, а також арматури залізобетону. Якісні кострукційні вуглеродні сталі використовують, як правило, в машинобудуванні, а інструментальні вуглеродні сталі – для виготовлення різних ріжучих інструментів.
Легіровані сталі. Низьколегіровані сталі найчастіше використовують у будівництві. Легіруючі домішки впливають на властивості сталі наступним чином: марганець збільшує щільність, твердість та опір сталі зносу, кремній і хром підвищують щільність та жаростійкість, а мідь – стійкість сталі до атмосферної корозії, нікель сприяє покращенню в’язкості без пониження щільності. Сталі, що вміщують нікель, хром та мідь, високопластичні, добре засвоюються, їх з успіхом використовують для зварних та клепаних конструкцій промислових та громадянських будівель, нафторезервуарів, труб і т. д.
Найбільш широко у будівництві для виготовлення металевих конструкцій використовуються сталі марок 10ХСНД, 15ХСНД, 10Г2СД та ін.
Вироби зі сталі
Виготовлення стальних виробів.
Прокатка – найбільш розповсюджений спосіб виготовлення профільованих стальних виробів. Прокатують сталь у холодному стані. Сортамент сталі гарячого прокату – сталь кругла, квадратна, смугаста, кутова рівнобока та нерівнобока, швеллери, двутаврові балки, шпунтові сваї, труби, арматурна сталь періодичного профілю та ін.
При волоченні заготовка послідовно протягується через отвори розміром манше січення заготовки, внаслідок чого заготовка обжимається та витягується. Способом волочення виготовляють дріт, труби малого діаметру, а також прутки круглого, квадратного та шестикутного січення.
Ковка – обробка розпеченої сталі повторюючими ударами молота для надання заготовці заданої форми. Ковкою виготовляють різноманітні стальні деталі (гвинти, анкери, скоби та ін.).
Штамповка – різновид ковки, при якій сталь, розтягуючись під ударами молота, заповнює форму штампа.
Пресування являє собою процес видавлювання сталі, що знаходиться в контейнері через вихідний отвір матриці. Цим способом можна отримувати профілі різного січення, у тому числі прутки, труби невеликого діаметру та різноманітні фасонні профілі.
|
|
Види стальних виробів. Металообробна промисловість випускає обширну номенклатуру різноманітних сталевих виробів (мал. 2): прокатну кутову сталь, профільну сталь, що використовують для виготовлення з допомогою зварки або клепки різноманітних стальних будівельних конструкцій (каркаси і ферми промислових і громадянських будівель, прольотні будівлі мостів, балки перкриттів, опори ліній електропередач, ліхтарі освіщення будівель тощо; прокатну сталь квадратного січення, а також смугову сталь, що використовують у будівництві для різноманітних цілей; круглу сталь, що використовується в якості арматури для залізобетону; прокатну сталь для шпунтованих свай, її використовують у гідротехнічному будівництві; стальні труби, використовувані для магістральних газо - та нафтопроводів, водооснащення, опалення та інших цілей. Дрібні стальні вироби у вигляді гвинтів, гайок, шайб широко використовують при виготовленні з прокатних сталевих профілей різноманітних будівельних конструкцій. Будь-яке будівництво в теперішній час не обходиться без сталевих кріплячих виробів – шурупів, гвинтів, цвяхів, скоб, а також без скобяних виробів, необхідних для комплектування двірних та віконних блоків, санітарно-технічних кабін (петлі, ручки, замки тощо).
Стальна арматура є важливою складовою частиною залізобетону та повинна надійно робити разом з бетоном напротязі усьго сроку служби виробу або конструкції (мал. 3).
Стержньову арматуру випускають гарячекатаною звичайною, упрочненою витяжкою у холодному стані та термічно упрочненою.
|
Проволочну арматуру розділяють на арматурну проволоку та арматурні проволочні вироби. Арматурна проволока може бути холоднонатягнутою класу В-І (низьковуглеродною) для ненапружуваної арматури і класу В-ІІ (вуглеродною) для напружуваної арматури.
Арматурні проволочні вироби можна використовувати в будівництві та виробництві залізобетонних виробів у вигляді нерозкручуваних стальних арматурних прядей, стальних арматурних канатів, зварних арматурних сіток, а також тканих і зварних проволочних сіток, призначених для армоцементних конструкцій.
Теплоізоляційні та акустичні матеріали на основі полімерів: їх види, властивості та застосування
Останніми роками створена доволі велика група нових теплоізоляційних матеріалів з пластмас. Сировиною для їх виготовлення слугують термопластичні (полістірольні, полівінілхлоридні, поліуретанові) та термореактивні (мочевино-формальдегідні) смоли, газоутворюючі та вспінюючі речовини, наповнювачі, пластифікатори, фарбники та інші.
У залежності від структури теплоізоляційні пластмаси можуть бути поділені на дві групи: пенопласти та поропласти. Пенопластами називають коміркові пластмаси з малою густиною та наявністю нез′єднаних між собою порожнин або комірок, заповнених газом або повітрям. Поропласти – пористі пластмаси, структура яких характеризується спільними між собою порожнинами. Найбільший інтерес для сучасного індустріального будівництва являє пінополістірол, пінополівінілхлорид, пінополіуретан та міпора. Пінополістірол – матеріал у вигляді твердої білої піни з рівномірною замкнутопористою структурою. Пінополістірол випускають марки ПСБС у вигляді плит розміром 1000*500*100 мм та густиною 25-40 кг/м3. Цей матеріал має теплопровідність 0,05 Вт/(м*0С), максимальна температура його застосування 700С. Плити з пінополістіролу використовують для утеплення стиків крупнопанельних будівель, ізоляції промислових холодильників, а також у якості звукоізолюючих прокладок.
Піноплівінілхлорид – матеріал у вигляді жовтуватої твердої піни з рівномірною замкнутопористою структурою. Виготовляють його зі складних композицій на основі полівінілхлоридної смоли. Пінопласт виробляють у вигляді плит розміром 500*750, завтовшки 35-70 мм. Фізично-механічні властивості піноплівінілхлориду характеризуються наступними величинами: густина 95-195 кг/м3, теплопровідність обмежена (700С). Плити з піноплівінілхлориду призначені для теплової ізоляції будівельних конструкцій, холодильного обладнання та трубопроводів.
Пінополіуретан – вспучена легка пластмаса, технологічний процес отримання якої включає підготовку полімерної композиції, вспінювання, виготовлення блоків, розкрій плити на витримування. Завдяки наявності в структурі матеріалу, окрім замкнутих пор, ще й деякої кількості спільних пор пінополіуретан має високі звукопоглинаючі властивості.
Жорсткий пінополіуретан у вигляді плит використовують у якості внцтрішнього шару стінових навісних панелей, звукоізоляції перккриттів, стін у вигляді сегментів і скорлуп – для теплоізоляції сітей гарячого та холодного водооснащення магістральних трубопроводів і т. д. Еластичний пінополіуретан у вигляді прокладок використовується для герметизації горизонтальних та вертикальних стиків панелей.
Міпора, отримувана з сечовидно-формальдегідної смоли, являє собою пористий матеріал білого кольору, за зовнішнім виглядом схожий на затверділу піну. Їй властива теплостійкість до 1100С та високі теплоізоляційні властивості. До її недоліків слід віднести високу гігроскопічність та низьку щільність (вона легко кришиться).
Міпора широко розповсюджена для устрою ізоляції конструкцій холодильників і як теплозвукоізоляційний матеріал для заповнення каркасних конструкцій, ізоляції трубопроводів і т. д.
Сотопласти – теплоізоляційні матеріали з комірками, що нагадують форму бджолиних сот. Стінки комірок можуть бути виконані з різних литових матеріалів (крафт-папір, склотканини тощо), просочених синтетичними полімерами. Сотопласти виготовляють у вигляді плит довжиною 1-1,5м, шириною 550-650 та товщиною 300-350 мм. Їх густина 30-100 кг/м3, теплопровідність 0,046-0,058 Вт/(м*0С), щільність при зжиманні 0,3-4 Мпа. Використовують сотопласти як заповнювач трьохшарових панелей. Теплоізоляційні властивості сотопластів підвищуються в результаті заповнення сот крошкою міпори.
Вироби з деревини
На основі деревини хвойних та листяних порід виготовляють широку номенклатуру виробів, з яких основними є строгані погонажні вироби, вироби для паркетних підлог, столярні плити, фанера тощо.
Строгані погонажні вироби включають дошки для підлог, шпунтовані дошки, у яких на одній кромці є паз, а на іншій – гребінь (виступ), що забезпечує щільне поєднання дошок при устрої підлог; фальцеві дошки, використовувані для обшивки стін та стель. До цієї групи виробів відносять і профільні погонажні вироби, наприклад плінтуси та галтелі, використовувані для закладення кутів між підлогою та стінами, поручні для перил, лиштви для віконних та двірних коробок, а також дошки підвіконня.
Вироби для паркетних підлог поділяють на такі види: штучний, набірний, щитовий паркет, а також паркетні дошки.
Штучний паркет являє собою дерев’яні строгані планки різних розмірів і форми з профільованими кромками і торцями. Планки виготовляють з деревини твердих порід (дуба, бука, ясеня, берези та ін.). Довжина планок 150, 200, 250, 300 і 400 мм, ширина від 30 до 60 мм з градацією через 5 мм, товщина 15 і 18 мм. Сполучаючи по-різному планки, паркетній підлозі надають різні малюнки.
Набірний паркет являє собою щитки з паркетних планок, наклеєних на щільний папір. Розміри щитків 400*400 і 600*600 мм, товщина планок з дуба і бука 8 мм, а з сосни та листяниці 12 мм. Після укладки набірного паркету на основу з його лицьової поверхні знімають папір разом з клеєм.
Щитовий паркет складається з основи, виготовленої з дошок та брусків, на яку наклеюють паркетні планки. При наклейці шляхом підбору планок за кольором деревини, її текстурі та взаємному розміщенню можна отримати різноманітні малюнки паркетних підлог.
Паркетна дошка являє собою столярний виріб, що складається з лицьового зносостійкого покриття, наклеєного водостійкими клеями на основі з рейок. По периметру дошки є паз і гребінь для їх взаємного сполучення. Паркетні дошки виготовляються довжиною 1200, 1800, 2400, 3000, шириною 160, товщиною 25 мм. Лицьове покриття набирають з планок шириною 20, 25 і 30 мм з деревини твердолистяних (дуба, бука тощо) і хвойних (сосни, листяниці) порід. Основу паркетної дошки роблять з рейок деревини сосни, ялини, литсяниці, берези, вільхи та інших порід.
Новим різновидом паркетних дошок є мозаїчна паркетна дошка, у якої планки лицьового шару, покриті лаком, розміщені у вигляді квадратів або прямокутників у шаховому порядку. Дошки мають довжину 2425, ширину 100 та товщину 17,5 мм. Паркетні дошки високої якості і повної заводської готовності виготовляють на спеціалізованих технологічних лініях. Ці дошки є прогресивним матеріалом для деревяних підлог житлових та суспільних будівель та відповідають потребам індустріалізації будівництва. Вироби для паркетних підлог повинні бути розсортовані в пачки за видами, розмірами і породами деревини.
Столярні плити складаються з рейочних щитів, оклеєних з однієї або двух сторін строганою фанерою або шпоном. Плити використовують для виготовлення дверей, перегородок, підлог та щитових меблів.
Будівельна фанера являє собою плоский лист, що складається з трьох, п’яти та більше склеєних між собою шарів шпона. Шпон отримують на лущильних станках шляхом зрізання шару деревини (берези, ялини, сосни тощо) у вигляді неперервної широкої стрічки з обертаючого попередньо розпареного кряжа і наступного розкрою на форматні листи. З фанери підвищеної водостійкості виготовляють несучі та огорожуючі конструкції будівель. Фанеру середньої та обмеженої водостійкості використовують для обшивки стін у будівлі та побудови перегородок, панелей, двірних полотнин і вбудованої меблі широко використовують декоративну фанеру. Столярними виробами найчастіше заповнюють віконні та двірні отвори.
Будівельні конструкції і деталі з деревини виготовляють на деревообробних заводах і комбінатах і доставляють на будівництво у готовому вигляді, виключаючому їх підгонку на місці виробництва робіт. До них відносять комплекти для збірних дерев’яних будинків (брускових, каркасно-щитових, каркасно-обшивних), деталі й елементи конструкцій для сільських будівель (балки, ферми), для міжповерхових та горищних перекриттів (дощаті щити накату і перегородки і т. д.).
Лісоматеріали
 |
 |
|
| |||
| |||
| |||
|
| ||
| |||
|
Лаки та розчинники у лакофарбових матеріалах
Лаки являють собою розчини природних або штучних смол у літучих розчинниках. При нанесенні тонкого шару лаку на будь-яку поверхню розчинник випаровується і утворюється щільна безколірна, блискуча або матова плівка.
В залежності від виду плівкоутворюючої речовини лаки поділяють на масляно-смоляні, безмасляні синтетичні, бітумні, спиртові і нітролаки.
Масляно-смоляні лаки – розчини синтетичнтх смол в органічних розчинниках, змішаних з висихаючими маслами. Їх використовують для внутрішніх та зовнішніх покристтів по масляним фарбам, дереву і металу, для розведення емалей і приготування шпаклівок.
Безмасляні синтетичні лаки, виготовлені на основі сечовино-формальдегідних смол, призначені для покриття паркетних підлог, деревостружкових плит і столярних виробів. Перхлорвінілові лаки слугують для захисту будівельних конструкцій від дії атмосферних факторів.
Бітумні або асфальтові лаки дають водостійкі плівки чорного кольору. Їх використовують для антикорозійного покриття чавунних каналізаційних труб, металевих деталей санітарно-технічного обладнання тощо.
Нітролаки – розчини нітроцелюлози в органічних розчинах з додаванням у якості пластифікаторів різних смол. Нітролаки швидко твердіють і дають блискучу плівку. Використовують їх для лакування пофарбованих і непофарбованих виробів з дерева.
Спиртові лаки і політура є спиртовими розчинами прироних і штучних смол, виготовляють їх різних кольорів і використовують для поліровки дерев’яних поверхонь і покриття виробів зі скла й металу.
При виконанні малярних робіт використовують різноманітні допоміжні матеріали: розчинники, розбавителі, сиккативи, шпатлівки, грунтовки, замазки тощо.
Розчинники являють собою рідини, використовувані для надання фарбовим складам необхідної малярної консистенції. У залежності від призначення їх поділяють на розчинники для масляних фарб (бензин, уайт-спіріт, скипидар), для гліфталевих і бітумних лаків і фарб (сольвент-нафта, скипидар), для перхловінілових фарб (ацетон та ін.), для клейових і водоемульсійних фарб (вода).
Розбавителі слугують для зменшення в’язкості густотертих або розведення сухих мінеральних фарб. На відміну від розчинників, розбавителі вміщують пінкоутворювач у кількості, необхідної для отримання якісного лакофарбового покриття. У якості розбавителів слугують олифи і різні емульсії.
Сиккативи – розчини металевих солей жирних кислот у органічних розчинниках. Їх додають у кількості 5-8% по масі до олиф і масляних фарбових складів для прискорення висихання їх плівок.
Шпатлівками називають оздоблювальні состави для вирівнювання поверхонь, належних фарбуванню. Шпатлівки у залежності від виду використовуваної фарби бувають гіпсові, клейові, масляні та лакові.
Грунтовки забезпечують зціплення покриття з офарбовуваною поверхнею. У якості грунтовки під масляне фарбування зазвичай використовують розбавлену оліфою або розчинником масляну фарбу, під клейове офарбування – купоросний грунт, вміщуючий господарське мило, розчин клею, олифу, мідний купорос і крейду.
Замазки являють собою пастоподібні состави, слугуючі для промазування віконних перепліттів при засклінні, фальцевих з’єднань і гребней крівлі з листової сталі. До складу замазок входять олифа натуральна, крейда, сурик або свинцеві білила. Замазкам властиві гарна водостійкість та пластичність.
Основні вимоги до бетонних сумішей, методика визначення їх властивостей та прилади, які застосовуються при цьому
Бетоном називають штучний каменевий матеріал, отримуваний в результаті твердіння раціонально підібраної, ретельно перемішаної і уплотненої суміші мінеральної в’яжучої речовини, води, заповнювачів і в необхідних випадках спеціальних домішків. Суміш вказаних компонентів до початку її затвердіння називають бетонною сумішшю.
В’яжуча речовина і вода – активні складові бетону. Заповнювачі (пісок, щебінь або гравій) займають до 80-85% об’єму бетону і утворюють його жорсткий скелет, що попереджає усадку. Використовуючи наповнювачі з різними властивостями, можна отримати бетони з різноманітними фізико-механічними показниками, наприклад легкі, жароупорні тощо.
З бетону виготовляють найрізноманітніші за формою і розмірами бетонні і залізобетонні будівельні вироби і конструкції.
За середньою густиною бетони поділяють на надзвичайно важкі – більше 2500 кг/м3, тяжкі – кг/м3, легкі – кг/м3 та надзвичайно легкі (теплоізоляційні) – менше 500 кг/м3.
За видом використовуваної в’яжучої речовини бетони поділяють на цементні (що готуються на клінкерних цементах – портландцементі, шлакопортландцементі, пунццолановому портландцементі тощо); силікатні автоклавного твердіння (на вапняково-піщаному, вапняково-шлаковому та інших в’яжучих); гіпсові (на гіпсових і гіпсоцементно-пунццоланових в’яжучих); асфальтобетони (на бітумному в’яжучому); полімерцементні бетони і полімербетони (на синтетичних смолах).
У залежності від структури бетони поділяють на бетони щільної структури, у яких весь простір між зернами заповнювача займають затверділі в’яжучі і пори залученого до нього повітря; бетони поризованої структури, простір між зернами заповнювача яких заповнено затверділим в’яжучим і поризованим піно - або газоутворювачем; коміркові бетони, складені з затверділого в’яжучого і кремнеземистого компонента і пор, рівномірно розподілених і утворених газо - або піноутворювачами; бетони крупнопористої структури, у яких простір між зернами крупного заповнювача не повністю заповнено дрібними заповнювачами і затверділими в’яжучими.
За призначенням бетони поділяють на конструкційні – для бетонних і залізобетонних несучих конструкцій будинків і споруд (фундаментні блоки, колонни, балки, плити тощо); гідротехнічний – для зведення плотин, шлюзів, облицьовки каналів тощо; бетон для стін будівель і легких перекриттів; дорожній – для устрою дорожніх і аеродромних покриттів; спеціальні – хімічно стійкі, жаростійкі, декоративні.
Зручноукладуваність характеризує здатність бетонної суміші заповнювати форму бетонованого виробу і ущільнюватися в ній під дією сили тяжіння або в результаті зовнішніх механічних взаємодій. Цю властивість бетонної суміші оцінюють рухливістю або жорсткістю.
Рухливістю бетонної суміші називають здатність її розтікатися під дією власної маси. Ступінь рухливості бетонної суміші П оцінюють величиною усадки (в см) конуса, сформованого з даної суміші. Рухливість бетонної суміші визначають на стандартному конусі, що являє собою металеву форму без дна у вигляді усіченого конуса висотою 300, діаметром верхньої основи 100 і нижньої – 200 мм.
Жорсткість бетонної суміші – здатність її розтікатися і заповнювати форму під дією вібрації. Величина жорсткості бетонної суміші Ж характеризується часом вібрації (в секундах), необхідним для вирівнювання і ущільнення попередньо відформованого корпуса бетонної суміші у приладі для визначення жорсткості. Загальна маса диску, штанги і шайби приладу повинна складати 2750+-50г.
Діючим стандартом для визначення жорсткості бетонної суміші допускається використання інших приладів, наприклад технічного віскозиметра.
Зв’язність (нерозшарування) характеризує здатність бетонної суміші не розшаровуватися при транспортуванні, вивантаженні та укладці. Ступінь зв’язності бетонної суміші можна визначати одночасно з величиною рухливості. У бетонної суміші, що не має достатню зв’язність, при заповненні стандартного конуса та її ущільненні штикуванням відокремлюється цементне молоко, а після зняття металевої форми бетонний конус зазвичай осипається та розвалюється.
Щільність при зжиманні бетонної суміші є основним показником механічних властивостей бетону. Вона визначається межею щільності при зжиманні стандартних зразків-кубів розміром 150*150*150 мм, виготовлених з даної бетонної суміші і витриманих до випробування напротязі 28 діб у нормальних умовах. При бетонуванні ряду конструкцій, наприклад бетонних дорожніх покриттів, важливо знати щільність бетону при згині. Для цього використовують зразки-балки розміром 150*150*1200 або 150*150*550 мм.
Щільність. Зазвичай тяжкий бетон не є щільним матеріалом. Щільність бетону підвищується при ретельному підборі зернового складу заповнювачів, зменшенні водоцементного відношення і використанні пластифікаторів, знижуючих водопотребу суміші при тій же рухливості, а також за рахунок ретельного ущільнення бетонної суміші.
Водонепроникливість. Бетони поділяють на 12 марок: В2, В4, В6, В8, В10, В12, В14, В16, В18, В20, В25 та В30, тобто на бетони, які витримують тиск відповідно не менше ніж 0,2, 0,4, 0,6, 0,8 тощо до 3 Мпа.
Для підвищення водонепроникнення бетону використовують спеціальні покриття, наприклад плівки з пластмас або ущільнюючі домішки.
Морозостійкість. Морозостійкість бетону залежить від виду використовуваного цементу, водоцементного відношення, якості заповнювачів, щільності бетону та інших факторів. Високою морозостійкістю володіють бетони зі щільною структурою на низькоалюмінатному портландцементі і високоякісному гранітному щебні.
Усадка і розширення. Для зменшення усадки бетону слід уникати використання бетонів з великим розходом цементу, при цьому необхідно використовувати крупні заповнювачі доброго зернового складу та забезпечувати вологий режим твердіння бетону.
Корозієстійкість. Корозією бетону називають його розрушення під впливом фізико-хімічних факторів навколишнього середовища. Підвищення корозійної стійкості бетону досягається збільшенням щільності бетону за рахунок ретельного підбору складу бетону, укладки і ущільнення бетонної суміші, використанням спеціальних цементів, наприклад пуццоланового портландцементу, кислостійкого та глиноземного цементів.
Вогнестійкість. Бетон є вогнестійким матеріалом. При нагріванні більш ніж на 5000С бетон розрушується. Таким чином, бетонні конструкції, що підлягають в процесі експлуатації впливу високих температур (більше 2000С) слід захищати теплоізоляційними матеріалами або виконувати їх з жаростійкого бетону.
Задача.
Майстру будівельного майданчика потрібно розрахувати витрати матеріалів для бетонування фундаментів загальним обємом 350 м3, виконаних з бетону класу В 15 (марка 200) з рухливісту бетонної суміші 6 см. Для виготовлення застосовані: шлакопортландцемент активністю 380 кгс/см2, пісок річковий, гравій крупністю 40 мм.
Розвязання задачі.
=350 м3;
=6 cм;
=200.
Шлакопортландцемент:
=380 кгс/см2;
=2000 кг/м3;
=3000 кг/м3.
Пісок:
=1500 кг/м3;
=2600 кг/м3;
=42%;
=5%.
Гравій:
=1510 кг/м3;
=2620 кг/м3;
=42%;
=3%;
=40 мм.
I етап. Лабораторний розрахунок.
1) Визначаємо водоцементне відношення:
;
А=0,6 (див таб.1 дод.1);
2) Визначаємо витрати води у залежності від рухливості бетону:
=40 мм;
;
(таб 2. дод.1);
3) Визначаємо витрати шлакопортландцементу:
4) Визначаємо витрати гравію, приймаючи до уваги коефіцієнт розсуненя зернини 
:
;
5) Визначаємо витрати піску:
;
6) Лабораторний склад бетону визначають завдяки витрат всіх складових до витрат цементу у наступному вигляді:
: 
: 
при 
;
: 
: 
при 
;
1 : 2,7 : 5,8 
ІІ етап. Виробничий склад бетону.
7) Визначаємо щильність бетонної суміші:
8) Визначаємо коефіцієнт виходу бетонної суміші:
;
9) Визначаємо витрати води, прийнявши до уваги природну вологість заповнювачів:
;
збільшуємо витрати заповнювачів на відібрану вологість:
;
;
10) Для отримання виробничого складу бетону зводимо витрати перерахованих складників до витрат цементу:
: 
: 
при 
: 
: 
при 
1 : 2,8 : 5,9 при 0,4
11) Визначаємо витрати складових на загальний обєм бетонування 350 м3:
Додаток 1
Таблиця 1.Значення коефіцієнту А
Характеристика заповнювачів і вяжучого | А |
Високоякісні.............................................................................................. Рядові......................................................................................................... Пониженої якості...................................................................................... | 0,65 0,6 0,55 |
Таблиця 2.
Показник сумішу | Жорсткість по ГОСТ 10181,1-81, с | Рухливість, см | Витрати води, | |||||
гравію | щебеню | |||||||
10 | 20 | 40 | 10 | 20 | 40 | |||
| 31 | - | 150 | 135 | 125 | 160 | 150 | 135 |
| 30-21 | - | 160 | 145 | 130 | 170 | 160 | 145 |
| 20-11 | - | 165 | 150 | 135 | 175 | 165 | 150 |
| 10-5 | - | 175 | 160 | 145 | 185 | 175 | 160 |
| - | 1-4 | 190 | 175 | 160 | 200 | 190 | 175 |
| - | 5-9 | 200 | 185 | 170 | 210 | 200 | 185 |
| - | 10-15 | 215 | 205 | 190 | 225 | 215 | 200 |
| - | 12-16 | 225 | 220 | 205 | 235 | 230 | 215 |
, при крупності, мм
Список використаної літератури:
1. Корсак по гражданскому строительству: том 1, издание переработанное и дополненное. – Киев: Государственное издательство технической литературы, 1958.
2. Попов материалы и детали: Учебник для техникумов. – 2-е издание, переработанное и дополненное. – М.: Стройиздат, 1986.
