Строительные материалы (стр. 9 )

Пустотность песка зависит от зернового состава, формы зерен, уплотнения. Пустотность считается удовлетворительной, если она не более 40 %.

Средняя насыпная плотность высушенного кварцевого песка со­ставляет 1500-1700 кг/м3. Насыпная плотность песка зависит от его влажности. Наибольшую насыпную плотность имеют пески с влажно­стью 6-7 %.

Крупные заполнители. К ним относятся щебень, гравий, шлак и т. п.

Гравий и щебень по крупности зерен делится на очень мелкий (5-10 мм), мелкий (10-20 мм), средний (20-40 мм), крупный (40-70 мм), очень крупный (70-150 мм). Зерновой состав гравия и щебня определяется просеиванием через стандартные сита с размером ячеек 70, 40, 20, 10 и 5 мм. Максимальная крупность зерен в бетоне выбирается в зависимости от толщины и армирования бетонных конструкций. Размеры самых крупных зерен заполнителя должны быть в 4 раза меньше, чем поперечное сечение конструкции.

Область оптимальных зерновых составов крупного заполнителя для бетона определяется по стандартному графику.

Пустотность крупного заполнителя не должна превышать 45%. Для снижения пустотности заполнителя нужно подбирать составы бетонов на зернах различной крупности.

Количество пылевидных и глинистых частиц в крупном заполнителе для бетона не должно превышать 1 %.

Крупные и мелкие заполнители для бетонов должны контролироваться на радиационную активность.

Заполнители для бетона могут быть получены из металлургических и фосфорных шлаков. Шлаковый щебень не должен содержать негашеной извести. Бетоны, полученные на шлаковых заполнителях, являются достаточно прочными и стойкими.

Для приготовления бетонной смеси используют питьевую и техническую воду. Показатель рН не должен быть ниже 4. Количество сульфатных ионов SО42- не должно превышать 2700 мг/л. Кроме того, в воде не должно быть примесей жиров, сахара, кислоты и других веществ. Допускается использовать воды, содержа­щие до 2 % солей. Вода для увлажнения поверхностей бетонных и железобетонных изделий также должна удовлетворять этим требованиям. Для ускорения твердения вяжущих, особенно в зимний период, в бетонную смесь добавляют специальные добавки, например хлористый кальций (СаС12), поташ (К2СО3) и др. Широко применяются в бетонах различные индивидуальные и комплексные модифицирующие добавки, снижающие водопотребность, повышающие подвижность бетонной смеси, прочность, долговечность и эксплуатационную надежность бетона.

Свойства бетонной смеси. Бетонной смесью называют рационально подобранную и тщательно перемешанную смесь на основе вяжущих веществ, воды, крупного и мелкого заполнителей до ее формования и начала схватывания.

Каждый из компонентов бетонной смеси влияет на реологические (реология – это наука о деформациях и текучести веществ) свойства смеси. Так, если увеличить содержание заполни­телей, смесь становится более жесткой; если цементного теста — более пластичной и текучей. Существенно влияет на свойства бетонной смеси и вязкость цементного теста. Чем больше в цементном тесте во­ды, тем пластичнее получается тесто и соответственно пластичнее бе­тонная смесь.

После перемешивания бетонную смесь часто приходится транспорти­ровать от бетономешалки к месту укладки; при этом очень важно, чтобы смесь сохранила свою однородность, так как при перевозке смеси угрожает расслаивание. Одно из основных свойств бетонной смеси — тиксотропия — способность разжижаться (т. е. приобретать свойства жидкого тела) при периодически повторяющихся механических воздействиях (например, вибрации) и вновь загустевать при прекращении этого воздействия.

Расход воды с учетом подвижности или жесткости бетонной смеси можно определять по графику проф. , в котором отра­жается зависимость водопотребности бетонной смеси от подвижности или жесткости.

"Подвижность" — это способность бетонной смеси рас­текаться под собственной тяжестью или под действием вибрации, а "жесткость" — это сопротивление бетонной смеси своей подвижности.

По степени подвижности бетонная смесь может быть жесткой, пластич­ной и литой.

Для оценки качества бетонной смеси был предложен термин "удобоукладываемость". Он характеризует способность бетонной смеси заполнять форму при принятом режиме уплотнения и при этом сохранять свою однородность. А максимальная плотность обеспечи­вает максимальную прочность и долговечность сооружения.

Но этот термин оказался очень условным, так как он не объясняет физического смысла этого свойства.

Удобоукладываемость оценивается тремя показателями: подвижностью, жесткостью, связностью.

Первый способ заклю­чается в следующем. Из бетонной смеси формуют образец в виде усе­ченного конуса определенных размеров. Так делают дети, которые "пе­кут куличи" из песка.

Жесткость бетонной смеси определяют с помощью технического вискозиметра. Бетонную смесь укладывают в установленный конус в металлической форме. Жесткость смеси выражается продолжительностью вибрирования (в секундах) до полного выравнивания поверхности смеси.

Для бетонных изделий и конструкций приняты показатели жесткости:

Таблица 1

Классификация бетонных смесей по жесткости и подвижности

Марка по удобоукла-дываемости	Норма удобоукладываемости
Жесткость, с	Подвижность, см
Осадка конуса	Расплыв конуса
Сверхжесткие смеси
СЖЗ СЖ2 СЖ1	Более 100 51-100 50 и менее	-	-
Жесткие смеси
Ж4 ЖЗ Ж2 Ж1	31-60 21-30 11-20 5-10	-	-
Подвижные смеси
П1 П2 ПЗ П4 П5	4 и менее - - - -	1-4 5-9 10-15 16-20 21 и более	- - - 26-30 31 и более

Подвижность бетонной смеси определяется с помощью формы-конуса высотой 30 см, верхним диаметром 10 см и нижним диаметром 20 см. Конус наполняют бетонной смесью, уплотняют смесь штыкованием стержнем и поверхность заглаживают. Затем конус снимают и устанавливают рядом. Под действием силы тяжести бетонная смесь деформируется и оседает. Разность высоты конуса и осевшей бетонной смеси характеризует подвижность смеси и называется осадкой конуса (ОК). Подвижность смеси измеряется в сантиметрах.

Жесткость и подвижность бетонной смеси, прежде всего зависят от содержания воды: с увеличением ее количества смесь становится более подвижной. Прочность бетона с достаточной степенью уплотнения определяется преимущественно водоцементным отношением (В/Ц).

Подвижность бетонной смеси зависит от крупности заполнителей, вида вяжущих веществ и добавок.

Связность (нерасслаиваемость) характеризует способность бетонной смеси не расслаиваться при транспортировании, выгрузке и укладке. Связность бетонной смеси повышается с увеличением расхода цемента и с уменьшением водоцементного отношения. Для регулирования свойств бетонной смеси и бетона применяются различные модифицирующие добавки. В настоящее время в строительстве широко применяют супер-пластификаторы, резко увеличивающие пластичность бетонной смеси. Такие добавки изменяют количество и размер пор в структуре бетона.

Суперпластификаторы - органические поверхностно-активные вещества, получаемые химическим синтезом из химически чистых ингредиентов или вторичных ресурсов.

Добавка суперпластификатора 0,4-0,6 % от массы цемента увели­чивает подвижность бетонной смеси с 2-3 до 18-20 см. Расход воды для получения равноподвижных смесей снижается до 30 %, увеличи­ваются плотность, прочность и долговечность бетона. Особенно эф­фективно применение суперпластификаторов в производстве тонкостен­ных густоармированных бетонных конструкций.

От качества укладки бетона во многом зависит его прочность, а зна­чит и долговечность сооружения. Качество же укладки, в свою очередь, зависит от удобоукладываемости бетонной смеси. А удобоукладываемость регулируется количеством воды в бетонной смеси и внутрен­ним трением. Чтобы не вводить в смесь избыток воды, надо было раз­жижать смесь в момент укладки. Из многих предложенных способов эффективным оказалось вибрирование, уничтожающее внутреннее трение бетонной смеси.

Свойства бетона. Прочность бетона при правильно подобранном составе зависит в основном от качества сырьевых материалов, водоцементного отношения плотности структуры. В структуре бетона за счет свободной влаги образуются поры, в результате прочность снижается.

Влияние водоцементного отношения на прочность бетона. С увеличением водоцементного отношения (или снижением цементноводного отношения) в бетонной смеси прочность бетона уменьшается. Впервые зависимость прочности бетона от водоцементного отношения установили проф. и .

При перемешивании цемента с водой образуется цементное тесто, которое со временем твердеет. В процессе схватывания и твердения химически связывается с цементом 19-23 % воды (от массы цемента). Остальная вода остается в свободном состоянии в порах и пустотах бетона. Со временем свободная вода испаряется, и в бетоне появляются поры. Это приводит к снижению прочности бетона.

Марки и классы бетонов.

При проектировании бетонных и железобетонных конструкций назначают требуемые характеристики бетона: класс (марку) прочности, марки морозостойкости и водонепроницаемости.

За проектную марку бетона по прочности на сжатие принимают сопротивление осевому сжатию (кгс/см2) эталонных образцов-кубов.

Проектная марка бетона по морозостойкости характеризуется числом циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают образцы в условиях стандартного испытания. Назначается для бетона, подвергающегося многократному воздействию отрицательных температур.

Проектная марка бетона по водонепроницаемости характеризуется односторонним гидростатическим давлением (кгс/см2), при котором образцы бетона не пропускают воду в условиях стандартного испытания. Назначается для бетона, к которому предъявляются требования по плотности и водонепроницаемости.