Строение и свойства строительных материалов

 

Бетонная смесь и ее свойства

Бетонная смесь, получаемая путем  тщательного смешивания вяжущего заполнителя, воды и добавок, представляет собой  сложную многокомпонентную полидисперсную систему.

 

Смеси бетонные технические условия. ГОСТ 7443-2010

Тиксо-тропия – свойство бетонной смеси разжижаться при механическом воздействии и вновь густеть после прекращения воздействия.

 

Бетонная смесь должна удовлетворять  следующим требованиям:

 

• Иметь достаточную удобоукладываемость, соответствовать принятому способу уплотнения.
• Сохранять однородность на всех стадиях технологического процесса

 

Удобоукладываемость – способность бетонной смеси заполнять форму при заданном способе уплотнения и образовывать в результате уплотнения плотную, однородную массу.

Оценка удобокладываемости определяется ее подвижностью

Подвижность это способность бетонной смеси растекаться под действием собственного веса.

Подвижность бетонной смеси определяют на стандартном конусе (высота — 300 мм, диаметр основания — 200 мм, диаметр  вершины — 100 мм). 
Величину осадки конуса (ОК) измеряют линейкой. 
Чем больше осадка конуса, тем более подвижна бетонная смесь. ОК = 1-30см

Жесткость бетонной смеси — это ее способность растекаться и заполнять форму под действием вибрации. 
Показатель жесткости определяется прибором, который представляет собой металлический цилиндр диаметром 240 мм и высотой 200 мм. 
Цилиндр устанавливают на стандартную лабораторную виброплощадку. 
Затем в него вставляют стандартный конус и заполняют его бетонной смесью. 
Процедура такая же, как и при определении подвижности бетонной смеси. 
После этого конус вынимают и на бетонную смесь опускают стальной диск.

Включив виброплощадку, смесь перемешивают и подвергают воздействию до тех  пор, пока цементное тесто не начнет выделяться из двух отверстий, расположенных  на диске. В этот момент виброплощадку отключают. 
Время, необходимое для уплотнения смеси в приборе, называют показателем жесткости бетонной смеси (Ж) и выражают в секундах.

Если для получения бетона используется жесткая бетонная смесь, то время  между уплотнением и затвердением сводится к минимуму. 
И в данном случае нет нужды устанавливать выдержку между ужимом смеси и съемом опалубки. 
Сразу после уплотнения, опалубка снимается, а изделие сохраняет свою форму и может транспортироваться (с соблюдением некоторых мер предосторожности).

Связность — это способность бетонной смеси сохранять однородную структуру, т. е. не расслаиваться в процессе транспортирования, укладки и уплотнения.

В результате уплотнения, частицы  минеральных веществ, из которых  состоит смесь, сближаются между собой и выталкивают воду. 
Поэтому часть воды, как наиболее легкого компонента, отжимается вверх, образуя капиллярные ходы и полости между зернами более крупного заполнителя.

Крупный заполнитель имеет  более высокую плотность, чем  плотность растворимоной части смеси (т.е. смеси цемента, песка и воды). 
Поэтому он также перемещается при уплотнении. 
Если заполнитель плотный и тяжелый, например, гранитный щебень, частицы его оседают. 
Пористые и легкие заполнители — керамзит, аглопорит — всплывают. 
Все это ухудшает структуру бетона и делает его неоднородным. 
Качество изделия ухудшается, т. к. увеличивается водопроницаемость и снижается морозостойкость.

Чтобы повысить связность  и предотвратить расслоение бетонной смеси, необходимо правильно определить количество мелкого заполнителя. входящего в состав бетона. Можно также сократить расход воды, используя пластифицирующие добавки. 
Для изготовления тротуарной плитки (методом вибропрессования) используют бетонные смеси марок Ж3, Ж4, СЖ1.

Факторы, определяющие удобоукладываемость бетонной смеси:

• Расход воды
• Объём цементного теста
• Свойства заполнителей
• Свойства цемента
• Соотношение между мелким и крупным заполнителем
• Показатели качества бетонной смеси

 
 
 
Бетонная смесь и её свойства

 

Бетонная смесь, получаемая путем тщательного перемешивания вяжущего, заполнителей, воды и добавок представляет собой сложную многокомпонентную полидисперсную систему.

«Смеси бетонные. Технические  условия» ГОСТ 7473-2010

 

Тиксотропия – свойство бетонной смеси разжижаться при механическом воздействии и вновь загустевать после прекращения воздействия. 

Бетонная смесь должна удовлетворять следующие требования

-Иметь достаточную  удобоукладываемость, соответствующую  принятому способу уплотнения

-Сохранять на всех  стадиях технологического процесса изготовления изделий однородность

 

Удобоукладываемость или формуемость – способность легко заполнять форму при данном способе уплотнения, не расслаиваясь в процессе укладки

Основной характеристикой бетонной смеси является ее удобоукладываемость, измеряемая в секундах по осадке конуса в сантиметрах

 

Подвижность – отражает способность бетонной смеси деформироваться  и оседать под влиянием собственной  тяжести

 

Марки по осадке конуса


Марка	Осадка конуса, см
П1	1-4
П2	5-9
П3	10-15
П4	16-20
П5	Более 20

 

Жесткость – характерезуется  временем вибрации в секундах, необходимом  для уплотнения бетонной смеси

• сверхжесткие смеси - СЖ3, СЖ2, СЖ1 с нормой по жесткости 50-100 и более секунд;
• жесткие смеси - Ж4, Ж3, Ж2,Ж1 с нормой по жесткости 5-60 секунд;

 

Марки по жесткости


Марка	Жесткость, с
Ж1	5-10
Ж2	11-20
Ж3	21-30
Ж4	31-50
Ж5	Более 50

Факторы, определяющие удобоукладываемость  бетонной смеси:

• Расход воды
• Объем цементного теста
• Свойство заполнителей
• Свойство цемента
• Соотношение между мелкими и крупными заполнителями

 

Показатели  качества бетонной смеси

1.Удобоукладываемость:

• Жесткость
• Подвижность

2. Водоотделение

3. Расслаеваемость

4. Необратимый переход  из пластичного состояния в  твердое

Классификация бетонной смеси

-По подвижности, см

• Жесткие ОК=0
• Малоподвижные ОК=1-2
• Подвижные ОК=2-15
• Литые ОК=16-20

-По жесткости, сек

• Особежесткие >12 c
• Жесткие 5-12 с
• Малоподвижные <5 с

 

Способы повышения  подвижности бетонной смеси

• Увеличение водоцементного отношения
• Введение пластификаторов и суперпластификаторов
• Увеличение расхода цемента
• Снижение расхода мелкого заполнителя

Бетон и его свойства

К основным эксплуатационным свойствам бетона относится:

• Морозостойкость (Марка  F5…500)
• Коррозионная стойкость
• Предел прочности на сжатие и растяжение

В 3,5…60 классы; Вт 0,8…3,2 раст.

• Деформативность
• Водонепроницаемость

W 2…12

 

Способы повышения  прочности бетона

• Оптимальный состав бетона
• Использование высокомарочных цементов и заполнителей
• Снижение водоцементного отношения в сочетании с введением добавок суперпластификаторов
• Применение интенсивных способов уплотнения

Классификация бетона

- По назначению различают бетоны:

• обычные (для промышленных и гражданских зданий)
• специальные — гидротехнические, дорожные, теплоизоляционные, декоративные
• специального назначения (химически стойкие, жаростойкие, звукопоглощающие, для защиты от ядерных излучений и др.).

-По виду  вяжущего:

• Цементный
• Шлаковый
• Гипсовый
• Специальный
• Известковый

-По виду  заполнителей:

• Плотный
• Специальный
• Пористый

-По структуре:

• Плотные
• Порированные
• Крупнопористые

-По условиям  твердения бетоны подразделяют  на:

• твердевшие в естественных условиях
• в условиях тепловлажностной обработки при атмосферном давлении
• в условиях тепловлажностной обработки при давлении выше атмосферного (автоклавного твердения).

-По объёмной массе:

• особо тяжёлый (плотность свыше 2500 кг/м³) — баритовый, магнетитовый, лимонитовый;
• тяжёлый (плотность 2200—2500 кг/м³);
• облегченные (плотность 1800—2200 кг/м³);
• легкий (плотность 500—1800 кг/м³) — керамзитобетон, пенобетон, газобетон, арболит, вермикулитовый, перлитовый;
• особо лёгкий (плотность менее 500 кг/м³).

-По содержанию  вяжущего вещества и заполнителей:

• тощие (с пониженным содержанием вяжущего вещества и повышенным содержанием крупного заполнителя);
• жирные (с повышенным содержанием вяжущего вещества и пониженным содержанием крупного заполнителя);
• товарные (c соотношением заполнителей и вяжущего вещества по стандартной рецептуре)

Бетоны:

Тяжелые	Легкие
Высокопрочные М300 и выше	Крупнопористые –  высокий уровень прочности и  надежности изделия, пониженная гидроизоляция, теплозащита и морозостойкость
Дорожные – повышенная морозостойкость, прочность при сжатии, растяжении при изгибе	Гипсобетоны – пониженная водостойкость, набор прочности  в течении короткого времени
Мелкозернистые –  повышенная водонепроницаемость, морозостойкость, прочность на изгиб и деформативность	Ячеистые – низкая теплопроводность
Жаростойкие – повышенная жаростойкость
Гидротехнические –  повышенная морозостойкость и водонепроницаемость, коррозионная стойкость
Кислотостойкие –  повышенная кислотостойкость
Радиационные – повышенная радиационная стойкость
Фибробетоны – повышенная трещиностойкость, деформативность, водонепроницаемость и морозоустойчивость
Шлакощелочные бетоны –  высокая прочность, морозостойкость, водонепроницаемость, коррозионная стойкость  и биостойкость. Начиная с 1984 г. в Санкт-Петербургском Государственном Университете Путей Сообщения ведутся работы по получению шлакощелочных бетонов, которые бы отвечали требованиям, предъявляемым к материалам и конструкциям для транспортного строительства.
Полимер-бетоны – повышенная прочность на растяжение, меньшая хрупкость, лучшая деформируемость. У них более высокие водонепроницаемость, морозостойкость, сопротивление истиранию, стойкость к действию агрессивных жидкостей и газов

 

 

 

Понятие о прочности

Прочность – способность материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, возникающих под воздействием внешних сил.

ГОСТ 18105-2010 «Бетоны. Правила  оценки и контроля прочности»

Прочность бетона характеризуется  его маркой или классом. 
 Марка бетона равняется пределу прочности при сжатии стандартных бетонных образцов размера 15х15х15см, твердеющих 28 суток в нормальных условиях (t=15-20^оС, влажность 90-100%)

Для определения мари берется среднее арифметическое значение.

Класс бетона (В) отличается от марки (М) тем, что показатель прочности бетона берется с гарантийной обеспеченностью 0,95

Чем выше В, тем более  прочный бетон.

 

Зависимость марки  цемента от проектируемого класса бетона

Класс бетона по прочности	В10	В20	В30	В35	В40	В50
Марка цемента
Рекомендуемая	300	300	400	500	600	600
Допустимая	300	400	500	500-600	550-600	550