Бетоны железобетоны и изделия из них
Бетонами называются искусственные каменные материалы, получаемые при затвердевании тщательно перемешанной и уплотненной смеси из вяжущего вещества, мелкого и крупного заполнителей, затворителя (воды), взятых в определенных количествах. До затвердевания эта смесь называется бетонной. В строительстве широко используются бетоны, приготовленные на цементах и других минеральных вяжущих веществах. В качестве заполнителей используются преимущественно местные горные породы, отходы производства (шлак и т.п.), искусственные заполнители (керамзит, аглопорит, шунгизит и т.п.).
Применение заполнителей исключает большие усадки цементного камня и снижает стоимость бетона, так как заполнитель и вода составляют 85. 90 % массы бетона, а цемент — 10. 15 %.
Для придания бетонной смеси и бетону некоторых дополнительных свойств в их состав при приготовлении вводят различные химические и поверхностно-активные добавки, которые ускоряют или замедляют процессы схватывания и твердения, делают бетонную смесь более пластичной и удобоукладываемой, повышают прочность, морозостойкость, водонепроницаемость или придают бетону какие-либо другие
Бетоны классифицируются по следующим признакам: основному назначению, виду вяжущего, виду заполнителей, структуре.
По назначению различают бетоны конструкционные и специальные. Конструкционные — большая часть бетонов, используемая для изготовления несущих и ограждающих конструкций всех зданий и сооружений. К ним предъявляются требования, характеризующие механические свойства, а в необходимых случаях такие, как морозостойкость, водонепроницаемость и др., характеризующие стойкость против климатических воздействий и воздействий внешней
Специальные — жаростойкие, химически стойкие, декоративные, радиационно-защитные, теплоизоляционные и др. — используются для возведения специальных конструкций или элементов конструкций. К ним, как можно судить по названию, в первую очередь предъявляются специальные требования, требования к механическим свойствам являются сопутствующими.
на цементном вяжущем — бетоны на основе клинкерных цементов — портландцемента и шлакопортландцемента, пуццоланового, белого и цветного цементов, глиноземистого и расширяющегося цементов, включая композиции цементов с полимерными и другими добавками, улучшающими свойства бетона;
на шлаковых вяжущих — бетоны на основе молотых шлаков и зол, с активизаторами твердения (соединениями щелочных металлов);
на известковых вяжущих — на основе извести в сочетании с | гидравлическими активными кремнеземистыми компонентами (шлаки, золы, кварцевый песок и активные минеральные добавки).« Бетон на известковых вяжущих автоклавного твердения называют | «силикатным»;
на гипсовых вяжущих — бетоны на основе полуводного гипса или
ангидрита (включая гипсоцементно-пуццолановые и другие вя
на специальных вяжущих — на основе органических и неор- |
ганических химических связующих, придающих им специальные |
свойства (полимерные, фосфатные, магнезиальные, жидкое стекло и
на плотных заполнителях — заполнителях из плотных горных пород или шлаков (крупных — щебень из естественного камня, гравий, щебень из гравия, щебень из доменного шлака; мелких — песок природный или получаемый дроблением плотных пород);
на пористых заполнителях, получаемых искусственным путем (керамзитовый, зольный или трепельный гравий, аглопорит, шлаковая пемза из вспученных доменных шлаков, вермикулит, перлит, шунгизит и др.) Ю1и из природных пористых горных пород (вулканические туфы, вулканические пеплы, вулканические шлаки, пемзы, известняки, ракушечники), а также на пористых крупных и плотных мелких заполнителях;
на специальных заполнителях, придающих ему специальные свойства (рудосодержащие горные породы, чугунный скрап, шамот и др.). К бетонам на специальных заполнителях можно отнести арболит — бетон на цементном вяжущем и органических заполнителях (измельченная древесина из отходов производства, стебли хлопчатника или рисовой соломы, костра конопли и льна и т.п.). По структуре:
плотной структуры (плотные) — бетоны, у которых все прост
ранство между зернами крупного и мелкого или только мелкого
заполнителя заполнено затвердевшим вяжущим и порами вовлечен
ного вяжущего, в том числе образующихся за счет применения
добавок, регулирующих пористость бетонной смеси и бетона; а
поризованной структуры (поризованные) — бетоны, у которых | все пространство между зернами крупного заполнителя заполнено затвердевшим вяжущим, поризованными пено- или газообразующими добавками;
ячеистой структуры (ячеистые) — бетоны, состоящие из затвердевшей смеси вяжущего и кремнеземистого компонентов и искусственных равномерно распределенных пор в виде ячеек, образованных газо- и пенообразователями;
крупнопористой структуры (крупнопористые) — бетоны, у которых пространство между зернами крупного заполнителя не полностью заполнено мелким заполнителем и затвердевшим вяжущим. Наименование бетона должно включать все признаки, за исключением не являющихся определяющими.
В наименованиях специальных видов бетонов указывается их основное назначение, а в наименованиях конструкционных бетонов слово «конструкционный» может быть опущено.
Требования к качеству бетонов устанавливаются стандартами на разновидности бетонов, в стандартах и технических услоерях на сборные бетонные и железобетонные изделия, в рабочих чертежах монолих ых бетонных и железобетонных конструкций. Эти требования устанавливаются по показателям прочности, плотности, стойкости к различным воздействиям — упругопластическим, тепло-физическим, защитным и др.
По показателям прочности бетона устанавливаются их га-рантированныелиначения — классы в соответствии со стандартом, однако для ранее запроектированных конструкций в качестве показателей прочности существуют марки бетона. Марками бетона пользуются для характеристики других свойств бетона: плотности, морозостойкости, водонепроницаемости и др.
Марка бетона — это одно из нормируемых значений унифицированного ряда данного показателя качества бетона, принимаемого по его среднему значению, в то время как класс бетона — это также одно из нормируемых значений унифицированного ряда данного показателя качества бетона, принимаемого с гарантированной обеспеченностью (0,95).
Марка или класс бетона по прочности при сжатии определяется прочностью контрольных образцов размером 150x150x150 мм, при этом класс бетона, кроме того, определяется еще и методом расчета. Классы бетона и расчетные сопротивления на осевое сжатие при расчете по несущей способности (предельному состоянию первой группы) и при расчете по пригодности к нормальной эксплуатации
— отсутствию недопустимых трещин или чрезмерных перемещений
— прогибов, поворотов, колебаний (предельному состоянию второй
группы) приведены в табл. 5.1.
Марка бетона по морозостойкости определяется количеством циклов попеременного замораживания и оттаивания в воде, которое выдерживают контрольные образцы, изготовленные и испытанные согласно ГОСТу.
Марка бетона по водонепроницаемости определяется максимальной величиной давления воды, при котором не наблюдается ее просачивание через контрольные образцы, изготовленные и испытанные согласно ГОСТу. Естественно испытьтваются на водонепроницаемость только плотные тяжелые, мелкозернистые и легкие бетоны. Для них приняты следующие марки: W2, W4, W6, W8, W10, W12.
Марка бетона по средней плотности определяется фактическим значением показателя массы в единице объема. Масса тяжелых плотных бетонов не классифицируется, но колеблется в зависимости от плотности заполнителей. Масса легких, ячеистых и поризованных бетонов регламентируется. Соответствие бетонов необходимым требованиям обеспечивается выбором исходных материалов, их количеством в бетоне, соблюдением технологических приемов приготовления, укладки, уплотнения и условий твердения.
§ 5.2. Тяжелые, плотные цементные бетоны на плотных заполнителях
Исходные материалы. Для приготовления таких бетонов использую цемент, воду, плотные, крупные и мелкие заполнители. Иногда для придания особых свойств бетону при его приготовлении вводят в небольшом количестве различные добавки.
Качество бетона в большой степени зависит от используемых материалов, поэтому выбор последних должен производиться с учетом требований к бетону и свойств самих материалов.
Цемент является наиболее дорогостоящим и определяющим свойства бетонов компонентом. При выборе вида цемента исходят из условий работы бетона (агрессивности среды) и необходимой скорости твердения, как это указывалось в гл. 4.
Несоблюдение указанных рекомендаций приводит к перерасходу цемента. В бетоне применяют крупный и мелкий заполнители. Крупный заполнитель, зерна которого более 5 мм, подразделяют на гравий (камни окатанной формы) и щебень (камни угловатой, рваной формы), мелкий заполнитель — это песок. Крупный и мелкий заполнители должны быть местными, т.е. добываться из расположенных в районе строительства карьеров. Применение дальнепривозных заполнителей резко увеличивает стоимость бетона.
Заполнители должны удовлетворять ряду требований. Например, к крупному заполнителю предъявляются требования по прочности, максимальной крупности, зерновому составу, чистоте, форме зерна; к мелкому — требования по зерновому составу и чистоте.
Прочность крупного заполнителя определяется испытанием на сжатие образцов правильной (кубической или цилиндрической) формы, выпиленной из породы, образующей крупный заполнитель. Прочность исходной породы при сжатии в насыщенном водой состоянии должна не менее чем в 1,5. 2 раза превышать класс бетона. Критерием прочности и, следовательно, пригодности заполнителя при невозможности испытания заполнителя в виде образца
правильной формы является показатель дробимости Др, который определяется отношением разницы в массе навески до испытания в цилиндре и после него к массе навески до испытания. Разница определяется просеиванием испытанной навески на контрольных ситах.
Марка щебня, гравия и щебня из гравия для бетонов покрытия основания автомобильных дорог должна быть не менее указанной в табл. 5.2.
Щебень и гравий для дорожного износостойкого бетона, кроме класса по прочности, должны удовлетворять требованиям по износостойкости. Марка по износостойкости проверяется в полочном барабане. Критерием, как и при испытании на дробимость, является относительная потеря в массе навески определенной крупности материала после заданного в ГОСТе количества оборотов вместе с чугунными или стальными шарами.
Кроме того, для получения наиболее экономичного плотного и малоусадочного бетона необходимо иметь зерна крупного заполнителя разного размера и в определенном соотношении. На 5.1 и в табл. 5.4 приводятся данные ГОСТа о зерновом составе крупного заполнителя. Зерновой состав заполнителей определяют по результатам просеивания пробы через стандартный набор, включающий 10 сит с отверстиями, мм: 70; 40; 20; 10; 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,16. Граница между мелким и крупным заполнителями проходит по зерну 5 мм. Если надо определить зерновой состав песка, берут сита с размерами отверстий 5. 0,16 мм; для крупного заполнителя — 5. 70 мм. После просеивания взвешивают частные остатки на каждом сите, вычисляют их относительное содержание в процентах, определяют полные остатки.
Для дорожного бетона при наибольшей крупности до 70 мм по специальному соглашению допускается применение смеси фракции 5. 40 мм.
Форма заполнителя также оказывает влияние на свойства бетона. Крупный заполнитель, имеющий форму кубика с неровными рваными поверхностями, обеспечивает получение бетона наибольшей прочности или заданной прочности с наименьшим расходом цемента. Поэтому для получения бетонов высоких классов (В 30 и выше) рекомендуется применять щебень, а не гравий.
Чистота заполнителей оказывает на качество бетона также большое влияние. Пылевидные и особенно глинистые примеси создают на поверхности зерен заполнителя пленки, препятствующие сцеплению с цементным камнем. Прочность бетона при этом снижается. Исключать влияние грязного заполнителя на снижение прочности бетона повышением расхода цемента недопустимо.
Согласно ГОСТу количество пылевидных, илистых и глинистых частиц в крупном заполнителе, определенное методом отмучивания (многократной промывкой с последующей сушкой пробы и определением отношения потери-в массе пробы к исходной массе пробы), не должно превышать 1 % в щебне из изверженных и метаморфических пород, щебне из гравия и в гравии для всех видов тяжелого бетона.
Допустимое количество пылевидных и глинистых частиц в щебне из осадочных пород для бетонов класса ниже В 22,5—3 %, для бетонов класса В 22,5 и выше — 2 %, особо ответственных бетонов — 1 %. В бетонах для однослойных дорожных покрытий или для верхнего слоя двуслойных допускается 2 %; для нижнего слоя двуслойных покрытий и оснований усовершенствованных капитальных покрытий — 3 %.
Кроме того, гравий и щебень при обработке их раствором едкого натра не должны придавать раствору окраску темнее цвета эталона. Органические примеси разрушают цементный камень и вызывают понижение прочности бетона. В щебне и гравии не должно быть посторонних засоряющих примесей (мусора, строительных отходов и т.д.).
Песок, являющийся мелким заполнителем в бетоне, состоит из зерен размером от 0,14 до 5 мм. В большинстве случаев используются природные пески, образовавшиеся в результате естественного разрушения горных пород, но иногда по экономическим соображениям используют песок, получаемый искусственным путем — дроблением камня.
Для бетона применяют песок с модулем крупности от 1,5 до 3,25. Пыль, глина, ил, обволакивая зерна песка, ухудшают их сцепление с цементом, увеличивают суммарную поверхность заполнителя, вызывают повышенную водопотребность, что приводит к увеличенному расходу цемента, уменьшению прочности и долговечности бетона. Согласно ГОСТу содержание илистых, глинистых и пылевидных частиц, определяемых отмачиванием, не должно превышать 3 %. Кроме того, в песке не должно быть органических примесей. Допустимое их содержание в песке проверяется колоро-метрической пробой (по окраске раствора над песком, обработанным щелочью). Если колорометрическая проба неудовлетворительна, то песок подвергают промывке или отказываются от применения и заменяют другим.
К добавленному песку предъявляются дополнительные требования: марка исходной породы по прочности должна быть не менее 800. Для дорожного бетона такие требования представлены в табл. 5.5.
Кроме указанных выше требований к крупному и мелкому заполнителям при проведении геологической разведки, предшествующей началу разработки карьеров крупного и мелкого заполнителей, должны быть проведены петрографические исследования с целью определения наличия и количества в заполнителях вредных примесей.
Вода. Вода, применяемая для изготовления бетона, не должна содержать вредных примесей, препятствующих его твердению. Нельзя использовать болотную воду и воду, загрязненную различными примесями (кислотами, солями, маслами и т.д.). Можно применять воду с водородным показателем рН 4. Пригодность воды устанавливается химическим анализом и сравнительным испытанием бетонных образцов на прочность.
Добвки. Как указывалось выше, при изготовлении бетонной смеси для придания последней или бетону лучших качеств вводятся различные добавки. По характеру воздействия добавки разделяются на пластифицирующие, изменяющие скорость твердения, противомо-розные, гидрофобизирующие, сокращающие расход цемента.
Пластифицирующие добавки увеличивают подвижность или снижают жесткость бетонных смесей. К ним относятся, в частности, гидрофильно-пластифицирующая добавка ЛСТ (прежнее название СДБ), которая чаще применяется в бетонах и растворах с большим содержанием вяжущего и позволяет экономить до 10 % вяжущего.
Для бетонов и растворов с малым расходом цемента рекомендуются добавки ГКЖ-10, ГКЖ-11, относящиеся к гидрофобно-пластифицирующим. Применение последних кроме пластифицирующего действия на бетонную смесь уменьшает водопоглощение бетона, увеличивает его морозостойкость и сопротивляемость коррозии.
В настоящее время применяют суперпластификаторы — синтетические полимерные материалы, сильное пластифицирующее воздействие которых позволяет резко сократить количество воды в бетонной смеси, получить бетон высокой плотности и прочности.
В качестве простейших пластификаторов используется известь и даже глина. Известь широко применяют в кладочных растворах.
К числу добавок, изменяющих скорость процесса твердения, относятся хлорид кальция, сульфат натрия, нитриты кальция и натрия и др., способствующие повышению растворимости гидрата оксиды кальция, увеличению количества новообразования в ранние сроки. Из замедлителей чаще всего применяют ГКЖ-10 и ГКЖ-11. Добавки — ускорители твердения используются и как противомороз-ные. А добавки-замедлители — как гидрофобизирующие. В качестве добавок, сокращающих расход цемента, используются минеральные порошки. Чаще всего это побочные продукты промышленности: пылевидная зола теплоэлектростанций, доменные и топливные шлаки в тонкомолотом виде. Условия применения добавок и их количество строго регламентируются.
Свойства бетонной смеси. Бетонная смесь должна обладать такими свойствами, которые обеспечивали бы ее хорошую укладку в опалубку или форму и уплотнение без расслоения и излишнего водоотделения. Для оценки свойств смеси и в первую очередь способности заполнять форму или опалубку при укладке и уплотнении применяют различные приемы, методы и приборы. Оценка свойств смеси производится посредством стандартного конуса (5.3) и прибора для определения ее жесткости. Посредством стандартного конуса определяют подвижность ОКсм, т.е. способность смеси расплываться под действием собственной массы и связности. Прибор представляет собой усеченный, открытый с обеих сторон конус из листовой стали толщиной 1 мм с гладкой внутренней поверхностью. Размеры конуса определяются наибольшей крупностью используемого крупного заполнителя; при крупности до 40 мм применяется конус № 1, от 40 до 100 мм — конус № 2 (табл. 5.6).
При определении подвижности конус устанавливают на пол и заполняют бетонной смесью в три слоя одинаковой высоты со штыкованием каждого слоя стальным стержнем диаметром 16 мм и длиной 600 мм (для конуса № 1 — 25 раз, для конуса №2 — 56 раз). Сразу после заполнения конуса и удаления излишков форму снимают, поднимая вертикально за ручки. Освобожденная от формы подвижная бетонная смесь оседает и даже расстекается. Показателем подвижности служит разность по высоте металлического конуса и верха осевшего бетона, измеряемого металлической линейкой. Величину осадка, определенную в конусе № 2, приводят к показаниям в конусе № 1 умножением ее на коэффициент 0,67.
Жесткая бетонная смесь при снятии конуса осадки не дает. Она по своему характеру напоминает сырую землю, и для ее уплотнения требуется усиленное механическое воздействие — вибрирование, трамбование, вибротрамбование и другие методы.
Определение свойств жестких смесей производится с помощью специального прибора, приведенного на 5.4.
Прибор устанавливается и закрепляется на стандартной виброплощадке с параметрами вибрирования: частотой колебаний 3000 в 1 мин, амплитудой 0,5 мм. После заполнения бетонной смесью (аналогично приему при определении подвижности) форму-конус снимают, ьа поверхность бетона опускают диск (5.5), штатив фиксируют на кольце, включают виброплощадку. Вибрирование ведется до тех пор, пока не начнется выделение цементного теста минимум из двух отверстий диска. Продолжительность вибрирования в секундах служит показателем жесткости Ж. В настоящее время для определения жесткости смеси иногда еще используют технический вискозиметр, показания жесткости в котором для приведения к показаниям жесткости в указанном выше приборе следует умножать на коэффициент 0,47.
Нередко (особенно в построечных условиях) при определении свойств жестких смесей используют упрощенный прием. В этом ел; чае в металлическую форму для приготовления кубов размером
20x20x20 см вставляют стандартный конус, нижнее основание которого уменьшено и имеет наружный диаметр 196 мм. Конус наполняют за три приема со штыкованием бетонной смесью, снимают конус и подвергают форму с бетонной смесью вибрированию на стандартной виброплощадке. Вибрация прекращается по заполнению бетонной смесью всех углов куба и тогда, когда поверхность бетонной смеси станет горизонтальной. Продолжительность вибрирования в секундах для приведения к показателю жесткости в стандартном приборе необходимо умножать на коэффициент 0,7.
Не являясь показателем, непосредственно определяющим длительность вибрирования или режим другого метода уплотнения, показатели подвижности или жесткости дают возможность рекомендовать смеси с такими свойствами, которые позволяют при оптимальных затратах энергии уплотнения получать бетоны с заданными свойствами.
В табл. 5.7 приведены рекомендуемые показатели подвижности жесткости бетона.
Зависимость свойств смеси от различных факторов. Способность не расслаиваться, растекаться и хорошо заполнять форму придает бетонной смеси, главным образом, цементное тесто. Чем больше в смеси цементного теста, тем больше подвижность ее, но тем больше и расход цемента, дороже бетон. Минимальный расход цемента на 1 м бетона (минимальное количество цемента, кг на 1 м бетона) зависит от характеристики смеси, крупности заполнителя
Разновидность конструкции и способа уплотнения Подвижность, см Жесткость, с
Сборные железобетонные с немедленной распалубкой, формуемые на виброплощадке
Перекрытия и стеновые панели, формуемые на виброплощадке, подготовка под фундаменты, полы и основания дорог, уплотняемых посредством поверхностных вибраторов
На свойства бетонной смеси существенное влияние оказывают свойства и вид цемента. Применение цемента с меньшей нормальной густотой при том же расходе воды увеличивает подвижность или уменьшает жесткость. Использование пуццолановых портландцемен-тов или цементов с активной кремнеземистой добавкой уменьшает подвижность, увеличивает жесткость.
Количество воды оказывает влияние на свойства бетонной смеси. С повышенным содержанием воды ее подвижность увеличивается. Однако если количество цемента при этом не возрастает, то прочность бетона снижается. Значительное увеличение содержания воды может привести к водоотделению, что недопустимо. Максимально допустимое количество воды зависит от многих факторов и определяется опытным путем. Большое влияние на подвижность оказывают форма, крупность и количество заполнителя.
С увеличением крупности зерен заполнителя суммарная поверхность их уменьшается, увеличиваются толщина слоя обмазки каждого зерна и подвижность смеси. Повышение количества заполнителей приводит к увеличению смазываемой поверхности.
На ПОДВИЖНОСТЬ (жесткость смеси) оказывает также влияние чистота заполнителя. Пыль, илистые, глинистые и другие загрязняющие заполнитель примеси обычно снижают (особенно при большом количестве цемента) подвижность бетонной смеси.
Общее представление о влиянии различных факторов на свойства смеси можно проследить на 5.6. Как видно из графиков, расход воды увеличивается, если используется щебень,— на 30 л, пуццола-новый цемент,— на 15. 20 л, мелкий песок,— на 10. 20 л, расход цемента свыше 450 кг/м — на 10. 15 л.
Прочность бетона определяют испытанием контрольных образцов. Класс тяжелого бетона определяется пределом прочности при сжатии стандартных бетонных кубов размеров 15x15x15 см, изготовленных из бетонной смеси в металлических формах и испытанных в возрасте 28 сут после твердения в нормальных условиях (температура 15. . 20 °С, относительная влажность 95. 100 %). Нередко в качестве контрольных изготовляют образцы других размеров. В гидротехническом строительстве при широком использовании крупного заполнителя с максимальным размером 70 мм и более в качестве контрольных приняты кубы 20x20x20 см. . В условиях заводов железобетонных конструкций, где для изготовления целого ряда конструкций применяют крупный заполнитель с максимальной крупностью до 20 мм и ниже, в качестве контрольных приняты кубы размером 10x10x10 см и даже 7x7x7 см (если позволяет крупность заполнителя). Размер контрольного куба должен быть не менее чем в 3 раза больше максимального размера крупного заполнителя. Однако в этих случаях при испытании получаются завышенные или заниженные результаты, которые тем выше, чем меньше размер образца. Для приведения результатов испытаний образцов меньшего или большего размера к результатам испытаний
образцов 15x15x15 см, принятых за эталон, используют специальные переходные коэффициенты.
К высококачественным материалам относятся: щебень из плотных горных пород высокой прочности; песок оптимальной крупности; портландцемент высокой активности без добавок или с минимальным количеством добавок; заполнители чистые фракционированные с оптимальным составом смеси фракций.
Рядовые материалы включают: заполнители среднего качества, в том числе гравий, портландцемент средних марок или высокомароч- \ ный шлакопортландцемент. Материалы пониженного качества — это крупные заполнители низкой прочности, пески мелкие, цементы низкой активности (низкой марки).
Подбор состава бетона. Подбор включает: выбор материалов; расчет состава; проверку и корректировку пробными замесами и испытанием контрольных образцов. При этом не исключается проведение технико-экономических сравнений. В основе расчета лежит метод абсолютных объемов, по которому сумма объемов составляющих в плотном состоянии должна равняться объему бетона, а соотношение составляющих — обеспечивать получение бетона требуемых качеств.
Экспериментальная проверка и уточнение состава бетона. Для экспериментальной проверки рассчитанного состава бетона изготовляют пробу и проверяют ее подвижность или жесткость. Пробу готовят в лабораторных бетоносмесителях. Если подвижность бетонной смеси окажется менее заданной, то в нее добавляют цемент и воду (порциями по 5 % от первоначальных), сохраняя В/Ц постоянным. Если же подвижность бетонной смеси окажется более заданной, то добавляют песок и щебень (также порциями по 5 % первоначальных).
Окончательное решение о составе бетона принимается после испытания на прочность при сжатии. Прочность образцов не должна отличаться от класса бетона более чем на ± 15 %.
Корректировка состава бетона при использовании влажных заполнителей. При расчете состава бетона принимаются сухие заполнители. В действительности сухие заполнители, за очень редким исключением, использовать не удается.
Экспрессным методом или высушиванием пробы заполнителей определяют влажность заполнителей по массе \¥щ (влажность крупного заполнителя) и Wa (влажность песка). По найденному значению влажности определяют необходимое количество влажного крупного заполнителя и песка
Одновременно расход воды, найденный при расчете состава, уменьшается на то ее количество, которое вводится вместе с влажным заполнителем. Окончательное расчетное количество воды
Приготовление бетонной смеси. Этот процесс может быть сведен к двум основным технологическим операциям — дозированию исходных материалов и их перемешиванию.
На современных бетонных заводах разной производительности, где приготовляется основная часть бетонной смеси, для дозирования, т.е. для отмеривания количества материалов на замес, используются в основном дозаторы, дозирующие цемент, воду, крупные и мелкие заполнители по массе. Однако на некоторой части бетонных заводов, где установлены бетоносмесители непрерывного действия, дозирование компонентов осуществляется по объему. Дозирование по массе точнее и обеспечивает получение более однородного бетона. Используемые на бетонных заводах и бетоносмесительных установках весовые дозаторы обеспечивают точность дозирования добавки, воды и цемента ± 1 %, заполнителя ± 2 %, что в свою очередь требует определения расходов цемента с точностью до 5 кг, воды до 2 л. мелкого и крупного заполнителя с точностью до 10 кг на 1 м
Перемешивание исходных компонентов бетона осуществляется в специальных машинах — бетоносмесителях. По принципу действия они бывают цикличные, процесс перемешивания в которых включает загрузку смесителя, перемешивание, выгрузку, после чего цикл повторяется, и непрерывные, в которых загрузка, перемешивание, выдача идут непрерывно и совмещены по времени.
По характеру перемешивания бетоносмесители бывают гравитационные, или свободного падения, и принудительного перемешивания. Они могут быть стационарными и передвижными, в том числе самоходными (автобетоносмесители), выпускаются различной
В процессе перемешивания материалы равномерно распределяются во всем объеме, а зерна цемента и заполнителя смачиваются водой, в результате получается однородная масса. Подвижные смеси с крупным щебнем или гравием перемешиваются легче, жесткие с мелким щебнем или гравием — труднее. Поэтому для крупнозернистых подвижных смесей с заполнителем из плотных пород используют смесители свободного падения. Для перемешивания жёстких мелкозернистых смесей применяют смесители принудительного действия.
Большое влияние на качество перемешивания оказывает его продолжительность, которая в смесителях цикличного действия определяется с момента загрузки всех материалов до начала
выгрузки. При недостаточной продолжительности перемешивания ухудшается однородность бетона и понижается его прочность. Увеличение продолжительности сверх оптимальной, соответствующей получению однородной бетонной смеси, мало влияет на свойства бетона и бетонной смеси. Оптимальная продолжительность перемешивания зависит от состава, характеристики бетонной смеси и типа применяемого смесителя.
Укладка и уплотнение бетонной смеси. Приготовленная бетонная смесь должна по возможности быстро доставляться к месту укладки и уложена в форму или опалубку. Допустимый промежуток времени с момента приготовления до укладки не должен превышать времени начала схватывания, и за этот срок бетонная смесь не должна существенно терять свои свойства (подвижность, жесткость). Транспортные средства (автосамосвал, автобетоновоз, ленточный конвейер и т.д.) должны обеспечить доставку бетонной смеси однородной,
Бетонная смесь должна быть уложена и уплотнена так, чтобы бетон в изделии был однородным и хорошо уплотненным. От качества уплотнения так же, как и от других технологических процессов
(перемешивания, твердения), зависит качество бетона. При укладке бетонную смесь необходимо распределять по форме или опалубке равномерными слоями или дозами. Уплотнение же осуществляют различного рода виброприспособлениями: в построечных условиях —4 поверхностными и глубинными вибраторами (иногда навесными), в| заводских — на вибростолах, виброплощадках или в кассетных формах. При вибрировании частицам бетонной смеси сообщаются механические колебания, в результате чего связи между частицами нарушаются, силы трения и сцепления уменьшаются, бетонная смесь приобретает свойства тяжелой жидкости и под действием сил тяжести растекается, заполняя форму. Длительность вибрирования зависит от свойств смеси и характера формуемого изделия. Ее определяют экспериментально по получаемой плотности бетона. В заводских условиях нередко используют вибрирование с пригрузом сверху, что обеспечивает получение более плотного бетона. Уплотнение бетона при изготовлении в заводских условиях труб нередко осуществляется за счет центрифугирования или центрифугирования с вибрацией. Существуют и другие приемы уплотнения.
Для хорошо уплотненной бетонной смеси коэффициент уплотнения, т.е. отношение плотности полученного уплотненного бетона к расчетной, должен быть не менее 0,98 и приближаться к 1,0. Одним из предварительных приемов оценки достаточности вибрирования является прекращение оседания бетонной смеси и появление на поверхности изделия цементного молока. Существуют и более сложные, но также далеко не достаточные методы определения оптимальной длительности вибрирования. Следует помнить, что недоуплотнение приводит к резкому снижению качества бетона и в первую очередь прочности.
Уход за бетоном в начальный период твердения. Ускорение процесса твердения. Нарастание прочности бетона возможно лишь при определенных тепловлажностных условиях. Потеря бетоном в процессе твердения воды или замерзание бетона ведут к прекращению процесса твердения, поэтому в начальный период необходимо обеспечить оптимальные условия твердения, или «уход» за бетоном. Наиболее простым методом ухода при положительной температуре (+ 5 °С и выше) является обеспечение влажной среды регулярной поливкой бетона водой, укрытием влажным песком, опилками, пленками, эмульсиями и т.д.
Пленками и эмульсиями бетон можно покрыть сразу после укладки и уплотнения. Укрытие песком, опилками и поливка водой должны быть выполнены не ранее конца схватывания (через 12. 24 ч в зависимости от температуры). Бетон твердеет тем быстрее, чем выше температура.
В зимних условиях необходимый режим твердения создают различными приемами: разогревом бетонной смеси при ее приготовлении; выдерживанием бетона в утепленных опалубках (метод термоса); использованием химических добавок, снижающих температуру замерзания; тепловым воздействием на свежеуложенный бетон специальных, греющих опалубок; электродным прогревом; прогревом инфракрасными источниками теплоты и т.д.
, Наиболее эффективным является метод «термоса», суть которого заключается в том, что разогретая при приготовлении или перед укладкой бетонная смесь, уложенная в опалубку, защищенную от быстрого остывания теплоизоляционным материалом, остывая до + 5 °С, успевает приобрести «критическую» прочность — прочность, при которой дальнейшее замерзание не оказывает влияния на конечную прочность бетона
В особенно ответственных сооружениях (в том числе предварительно напряженных) и в сооружениях, включающихся в работу под нагрузкой сразу после снятия опалубки, соблюдением режима твердения добиваются достижения бетоном 100 %-ной прочности.
Использование противоморозных добавок имеет значительно меньшее применение и должно производиться в строгом соответствии с рекомендациями, так как их применение имеет большое количество ограничений, связанных с характером армирования, условиями работы конструкции (влажностью, наличием агрессивной среды и пр.) и другими факторами.
В заводских условиях широко используют различные приемы ускорения твердения — методы тепловлажностной обработки при температуре 80. 95 °С, в результате которых бетон через 10. 16 ч имеет прочность 70 % марочной и более.
Контроль качества приготовления бетона включает контроль качества исходных материалов, соответствие их требованиям ГОСТа, контроль точности дозирования и качества перемешивания, проверку свойств бетонной смеси, сроков и характера транспортирования, укладки и уплотнения бетонной смеси и т.д. Оценку качества бетона производят испытанием контрольных образцов. Существуют нераз-рушающие методы оценки прочности и плотности бетона, которые также дают приближенные результаты.
Бетон для дорожных покрытий. Бетонное покрытие работает как плита на упругом основании, поэтому основными характеристиками
бетона будут: прочность на растяжение при изгибе, прочность при j сжатии, морозостойкость, истираемость..
Для обеспечения необходимых прочности и морозостойкости при изготовлении дорожного бетона следует принимать возможно меньшее1 водоцементное отношение, правильно подбирать состав бетона и выбирать исходные материалы, в частности цемент с наименьшей нормальной густотой и марки не ниже 400, а водоцементное отношение для сурового климата не более 0,5, умеренного — 0,53, мягкого — 0,55. При этом считают суровым климатом районы со среднемесячной температурой наиболее холодного месяца в году ниже —15 °С, с умеренным от —5 до —-15 °С, мягким — выше —5 °С.
Желательно использование пластифицированных и гидрофобных цементов. Крупные и мелкие заполнители должны быть чистыми. В качестве крупного заполнителя применяется щебень из прочных горных пород или, в крайнем случае, щебень из гравия плотных пород. Целесообразно применение бетонов с небольшим избытком песка. Такого рода бетонная смесь при одинаковом с другими бетонами В/Ц и Ц обладает большей жесткостью (меньшей подвижностью), но дает лучшую поверхность, лучший показатель прочности на изгиб. При подборе такого состава бетона коэффициент раздвижки увеличивается на 0,1. 0,2. При изготовлении покрытия из бетона особое внимание должно быть уделено хорошему уплотнению.
К большой группе бетонов, имеющих среднюю плотность до 1800 кг/м , относятся бетоны на пористых заполнителях, крупнопористые и поризованные бетоны, ячеистые бетоны.
Применение бетонов на пористых заполнителях позволяет снизить массу строительных изделий и конструкций за счет снижения средней плотности бетона, а также за счет уменьшения сечения конструкции, обусловленного снижением средней плотности и лучшими теплотехническими качествами.
Легкие бетоны на пористых заполнителях изготовляют, используя минеральные вяжущие вещества, воду, добавки, крупные и мелкие заполнители. В качестве заполнителей, как указывалось ранее, используются природные и искусственные пористые заполнители. Природные пористые заполнители получают дроблением и последующим рассевом исходных горных пород. Искусственные — в результате термической обработки сырья или горных пород с последующим рассевом или дроблением и рассевом, при этом они специально изготовляются или являются отходами промышленности. К специально изготовленным заполнителям относят керамзитовый, зольный и трепальный гравий, щебень из вспученных сланцевых пород, аглопорит, шлаковую пемзу, вспученный перлит, вермикулит, шунгизит и др. Из отходов промышленности в качестве пористых заполнителей используют топливные шлаки и золы, пористые металлургические шлаки, бой глиняного кирпича и других пористых керамических материалов, иногда шлаки от сжигания торфа. Пористые заполнители из отходов промышленности, учитывая их неоднородность, используют для изготовления малоответственных конструкций.
В некоторых случаях для изготовления конструкционных бетонов на пористых заполнителях в качестве мелкого заполнителя используют песок плотных пород (кварцевый). Свойства каждого вида пористого заполнителя регламентированы соответствующими ГОСТами или техническими условиями.
Важнейшими характеристиками бетонов на пористых заполнителях являются: средняя плотность, прочность при сжатии, морозостойкость. Для применения в ограждающих конструкциях важное значение имеют теплопроводность и структура бетона. Прочность легкого бетона на пористых заполнителях может изменяться в пределах от 0,98 до 32,2 МПа и выше. На прочность бетона оказывают большое влияние свойства пористого заполнителя, с возрастанием прочности цементного камня она увеличивается, но максимальная определяется прочностью пористого заполнителя. В свою очередь прочность заполнителя находится в определенной зависимости от его средней плотности. Следовательно, для получения бетона заданного класса с
минимальной (заданной) средней плотностью необходим соответствующий пористый заполнитель. Приемы определения состава бетона базируются также на методе абсолютных объемов, однако свойства пористых заполнителей (необходимая прочность, большое водопогло-щение, большая относительная поверхность) вносят существенные отличия от приема определения состава тяжелого бетона. Определение состава легких бетонов производится в соответствии со специальными инструкциями.
Морозостойкость легких бетонов относительно высокая, этому способствуют свойства пористого заполнителя. Для конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов она должна составлять 25. 50 циклов, для конструкционных — 75. 100 циклов и более. Легкие бетоны отличаются несколько большей стойкостью к агрессивной среде.
Теплопроводность таких бетонов зависит не только от средней плотности, но и от структуры бетона и заполнителя. Чем больше мелких пор в заполнителе и бетоне, тем выше теплоизолирующая способность, и наоборот.
Ячеистые бетоны представляют собой искусственный пористый камень с равномерно распределенными порами, крупность которых не превышает 2 мм. Ячеистые бетоны получают из смеси вяжущего, воды, тонкомолотого кремнеземистого компонента и порообразователя. Поризация смеси осуществляется либо химическим путем, либо смешиванием с пеной, приготовленной ранее механическим путем.
В первом случае в смесь вводят газообразующие добавки (алюминиевую пудру), которые, реагируя с компонентами вяжущего (известью), образуют газ, более или менее равномерно вспучивающий всю массу. Так получают газобетон. Во втором случае в специальных смесителях с быстровращающимися лопастями из воды с пенообразователем (СНВ, ЦНИИПС-1, 1К и др.) получается устойчивая пена, которая далее, смешиваясь с указанной выше смесью вяжущего, тонкомолотого кремнеземистого компонента и воды, образует ячеистую массу, а затвердевая — пенобетон. В зависимости от условий твердения ячеистые бетоны бывают автоклавные и безавтоклавные, а по области применения — теплоизоляционные (средняя плотность в сухом состоянии до 500 кг/м ); конструкционно-теплоизоляционые (500. 900 кг/м ) и конструкционные (900. 1200 кг/м3).
В нашей стране ячеистые бетоны широко используются главным образом как стеновой материал, имеются отдельные случаи их применения для изготовления покрытий и перекрытий. Основным недостатком ячеистых бетонов является повышенная влагоемкость,
что исключает их применение в сооружениях с относительной влажностью более 75 %.
Крупнопористый легкий бетон готовится из крупного заполнителя — гравия или щебня (плотного или пористого), цемента и воды, без добавления мелкого заполнителя — песка. Это обуславливает его крупнопористое строение, так как цементное тесто лишь частично заполняет межзерновую пустоту. Для получения крупнопористого бетона используется либо однофракционный, либо многофракционный заполнитель. При использовании много-фракцирнного крупного заполнителя качество бетона улучшается, но увеличивается средняя плотность. Наиболее эффективный крупнопористой легкий бетон может быть получен на пористом заполнителе. Крупнопористый бетон используется в основном как стеновой материал, но в сочетании с конструкционным бетоном может быть применен для изготовления покрытий и перекрытий. Использование крупнопористых бетонов недопустимо в районах с сильными ветрами и морозами, так как они легко продуваемы; кроме того, при сильных морозах крупные поры заполняются изморозью, что резко сокращает теплоизоляционные свойства. Стены из крупнопористого бетона должны оштукатуриваться.
Поризованные бетоны готовятся из смеси вяжущего, крупных заполнителей, поризующей добавки и воды. Иногда в состав смеси для поризованных бетонов добавляют мелкий заполнитель, но в таком количестве, которое не полностью заполняет межзерновую пустоту крупного заполнителя. Поризация растворной составляющей производится для уменьшения плотности бетона, повышения связанности и удобоукладываемости смеси. В результате поризации цементного камня или растворной части получается легкий бетон с хорошей структурой; в этом случае вся межзерновая пустота заполнена поризованным цементным камнем или раствором.
Железобетон представляет собой строительный материал, в котором выгодно сочетается совместная работа бетона и арматурной стали.
Взаимодействие столь различных материалов весьма эффективно: бетон при твердении прочно сцепляется со стальной арматурой и надежно защищает ее от коррозии, так как в процессе гидратации цемента образуется щелочная среда; монолитность бетона и арматуры обеспечивается также относительной близостью величин их коэффициентов линейного расширения (для бетона от 7,5 • 10 до 12«КГ6, для стальной арматуры 12.10″6).
Железобетон используется в виде сборных и монолитных конструкций. Сборные конструкции изготовляются на специальных заводах железобетонных конструкций в многократно используемых формах и средствами транспорта доставляются к месту строительства, где из них возводят здания и сооружения. Конструкции из монолитного железобетона изготовляются непосредственно на месте, в качестве форм используются различного вида опалубки. В этом случае к месту строительства подвозятся раздельно’ бетон и арматура. Монолитный железобетон в основном применяют в гидротехническом строительстве.
В промышленном и гражданском строительстве используется сборный железобетон, позволяющий превращать строительную площадку в площадку монтажа сооружений из готовых деталей и конструкций, тем самым облегчать и улучшать условия работы строителей, особенно в зимнее время, ускорять, а ; иногда и удешевлять строительство. В нашей стране с каждЬш годом увеличивается производство и применение предварительно напряженных железобетонных конструкций. В этих конструкциях свойства бетона и арматуры используются наиболее полно. Основная идея этих конструкций состоит в том, что путем искусственного предварительного обжатия бетона в тех местах конструкций, где эксплуатционная нагрузка вызывает растягивающие усилия, появление нежелательных растягивающих напряжений в бетоне отодвигается на более поздний этап загружения или даже совсем исключается. Таким образом, принципиальное отличие предварительно! напряженных конструкций от обычных заключается в том, что еще до установки в эксплуатационное положение, т.е. при отсутствии внешней нагрузки, в них уже будут выгодные с точки зрения эксплуатации начальные напряжения
Конструкция рассчитывается и изготовляется т^ак, чтобы в растянутой зоне бетон либо вообще не испытывал растягивающих усилий, ‘либо, имели место растягивающие усилия, j не приводящие к появлению трещин. | В предварительно напряженных конструкциях растянутая арматура и сжатый бетон испытывают более значительные нагрузки, но материал работает полнее, что позволяет изготовлять более легкие и экономичные конструкции.
Арматура — это стальные стержни, проволока, пряди, канаты или прокатные профили (5.10), закладываемые в бетон для получения железобетонных конструкций необходимой прочности, жесткости, трещиностойкости. По своему назначению в бетоне арматура подразделяется на рабочую и монтажную. Рабочая воспринимает нагрузки, монтажная необходима для обеспечения правильного расположения рабочей арматуры. Для улучшения свойств арматуры ее иногда подвергают упрочнению. Упрочнение может достигаться вытяжкой, протяжкой, обжатием, посредством нагревания и охлаждения (термически упрочненная
Предварительное обжатие бетона чаще всего достигается путем предварительного натяжения арматуры и последующей ее анкеровки в бетоне. По способу изготовления различают два вида предварительно напряженных конструкций: в первом случае предварительное напряжение арматуры производят до затвердевания бетона, во втором — после приобретения бетоном определенной прочности.
Производство изделий из железобетона может осуществляться несколькими способами.
Стендовый способ — изделия готовятся в стационарных (неподвижных) формах; необходимое для их изготовления оборудование (краны, бетоноукладчики, приспособления для ускорения твердения и др.) перемещается в пределах стенда от одной формы к другой в определенной технологической последовательности. По стендовой технологии готовятся предварительно напряженные крупноразмерные изделия (балки, фермы), объемные изделия (блок-комнаты, фундаменты). Большое распространение получила разновидность стендовой технологии — кассетное производство в основном стеновых панелей, плоских плит и панелей.
Поточио-агрегатный способ — все операции выполняются на специальных постах, оснащенных необходимым оборудованием и представляющих поточную технологическую линию. В пустую форму укладывается арматура, затем ее заполняют бетоном и краном перемещают с поста на пост. Иногда некоторые операции совмещаются на одном посту. Поточно-агрегатная схема получила широкое распространение за счет основного достоинства — универсальности и легкости перехода от изготовления одного вида изделия к другому. Этот способ наиболее распространен на заводах малой и средней производительности (менее 100 тыс. м /год).
Конвейерный (поточно-агрегатный) способ — выполнение операций производится в определенном заданном ритме. Перемещение поддонов, на которые устанавливаются формы, осуществляется по специальным каткам — конвейерам. Технологическая линия работает по принципу замкнутого пульсирующего конвейера. Эту технологию применяют на крупных заводах, так как она обеспечивает комплексную механизацию и автоматизацию технологических процессов. Выбор технологической схемы зависит от условий производства и характеристики изделий.
Изготовление изделий в заводских и полигонных условиях регламентируется инструкциями и руководствами, в частности «Руководством по тепловой обработке бетонных и железобетонных изделий» или «Руководством по технологии изготовления предварительно напряженных железобетонных конструкций». Готовые
железобетонные и бетонные изделия хранятся на заводских, центральных и приобъектных складах. Транспортировка их может осуществляться всеми видами транспорта (автомобильным, железнодорожным, водным и др.).
Строительный раствор — это затвердевшая смесь вяжущих, заполнителей (мелких), воды и добавок. До затвердевания он называется растворной смесью. Строительные растворы предназначаются для заполнения швов в крупнопанельных и крупноблочных зданиях, для связывания камней при каменной кладке, для отделки поверхностей — штукатурки, для придания поверхностям специальных свойств (водонепроницаемости, кислото-стойкости и т.д.).
Строительные растворы разделяются: по плотности на тяжелые с массой в сухом состоянии более 1.500 кг/и3 и легкие —менее 1500 кг/м ; по виду вяжущего на простые — с одним вяжущим (цемент, известь, гипс и др.) и смешанные (сложные), состоящие из нескольких вяжущих (цементно-известковые, цементно-глиняные); воздушные (на воздушных вяжущих), предназначенные для работы в сухих условиях, и гидравлические (на гидравлических вяжущих) для работы во влажных условиях. На гидравлических вяжущих веществах готовят и водонепроницаемые растворы, предназначенные для придания элементам сооружения повышенной водонепроницаемости. По прочности на сжатие растворы делятся на марки: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200, 300. Марка раствора определяется испытанием на сжатие образцов — кубиков 70,7×70,7×70,7 мм или половинок балочек (после испытаний балочек на изгиб) размером 4x4x16 см в возрасте 28 сут после твердения при температуре (20 ± 3)°С.
Вяжущие — все виды цементов, известь, гипс и др. Они должны удовлетворять требованиям соответствующих ГОСТов. Для растворов низких марок (4 и 10) целесообразно использовать известь и местные вяжущие вещества (известково-шлаковые, известково-пуццолановые и др.). Выбор вяжущего следует производить в соответствии с действующими
стандартами. Наибольшее применение имеют растворы на цементно-известковом вяжущем. В этом случае известь выполняет две функции: вяжущего и пластификатора.
Мелкие заполнители (пески) бывают природные и искусственные. Природные (кварцевые, полевошпатовые и др.) используются значительно чаще и применяют их в растворах для каменной кладки, для замоноличивания, для отделки. Искусственные (продукт дробления горных пород — гранитов, мраморов, известняков, туфов, шлаков и т.п.) используются в штукатурных работах.
Требования к зерновому составу и чистоте зависят от назначения и марки раствора и определены соответствующими ГОСТами.
Получение растворов с заданными свойствами обусловлено точной дозировкой исходных компонентов и тщательным контролем за свойствами растворной смеси — подвижностью и водсудерживающей способностью. Подвижность смеси характеризуется глубиной погружения в растворную смесь эталонного конуса (5.11) и различается в зависимости от назначения раствора. Для растворов, подаваемых растворонасосом, глубина погружения должна быть примерно 14 см; для растворов при кладке из кирпича, природных мелких камней и блоков — 9. 13 см; для растворов, используемых при монтаже панельных и крупноблочных зданий,— 5. 7 см.
Расчет состава раствора. Состав растворов принимается в зависимости от требуемых марок по таблицам справочников и инструкций, где приводятся соотношения их объемов. Например, 1:3 означает, что для приготовления даного простого раствора необходимо взять один объем вяжущего и три объема мелкого заполнителя; аналогично 1:0,5:4 означает, что для приготовления смешанного раствора необходимо взять 1 объем первого вяжущего, 0,5 объема второго и 4 объема мелкого заполнителя. Количество воды определяется требуемым погружением конуса.
Аналитическим путем количество цемента можно найти из зависимости прочности на сжатие от количества и активности цемента:
где i?p — предел прочности при сжатии раствора в возрасте 28 сут; RB — активность вяжущего, МПа; QB — количество вяжущего на 1 м песка, т.
Н.А. Попов предложил определять прочность растворов на портландцементе по формуле
где Rp — предел прочности при сжатии в возрасте 28 сут; Rn — активность цемента; Ц/В — цементно-водное отношение.
Формула (5.15) верна для расчетов прочности растворов, уложенных на плотное основание. Прочность растворов, уложенных на пористое основание, которое отсасывает воду из раствора и уплотняет этим его, увеличивается примерно в 1,5 раза.
Прочность растворов зависит также от активности цемента, его количества в растворе и качества песка:
где Ц — расход цемента на 1 м песка, т; к — коэффициент (для мелкого песка к = 0,5. 0,7, для среднего к = 0,8 и для крупного к — I).
Для определения количества вяжущего на 1 м раствора надо разделить расход вяжущего, приходящийся на 1 м песка, на коэффициент выхода раствора. Коэффициент выхода раствора — это отношение объема раствора к объему песка (изменяется в пределах 0,8.-0,9).
Прочность смешанных растворов зависит от вводимых в них пластифицирующих добавок (извести, глины и др.), органических поверхностно-активных веществ (сульфитно-спиртовой барды, мылонафта и т.д.). Каждому составу цементного раствора соответствует оптимальное количество добавки, при которой смесь обладает наилучшей удобоукладываемостыо и наибольшей прочностью.
При использовании в качестве пластификаторов извести или глины их количество (кг) на 1 м песка определяется по формуле
где D — количество пластификатора на 1 м песка, кг; Qa — количество вяжущего на 1 м песка, кг.
Для этих же растворов с подвижностью 9. 10 см количество воды приближенно определяется по формуле
где QB И ОД — расход цемента и добавки на 1 м песка, кг.
Для пересчета расхода материалов из объемных единиц в массовые и обратно соответственно их умножают или делят на среднюю плотность. Для приведения рассчитанного состава к общепринятому выражению — отношению объемов — нужно полученное соотношение В:Д:1 разделить на В и тогда получим 1:Д/В:1/В, где В — объем цемента, полученный делением QB на среднюю плотность.
Растворы для каменной кладки. В зависимости от условий работы кладки растворы изготовляют на цементе или на цементно-известковом вяжущем. Основными характеристиками их являются марки
по прочности и морозостойкости. На цементе готовят растворы, работающие в тяжелых влажных условиях и в агрессивной среде. Цементно-известковые растворы используют для кладки, находящейся в маловлажных или сухих условиях.
Для приготовления растворов можно использовать все виды цементов, исключение составляют растворы для кладки, находящейся в агрессивной среде, где должен использоваться сульфатостойкий или пуццолановый портландцемент. В качестве известкового вяжущего применяют известковое тесто, реже — молотую известь-кипелку, известь-пушонку. Минимальный расход цемента для наземных конструкций при относительной влажности воздуха до 60 % (сухие условия) и в подземных маловлажных грунтах составляет для цементо-известковых растворов 75 кг на 1 м песка; минимальная марка раствора при I степени долговечности зданий должна быть 10 и 25 (первая цифра для наземных конструкций, вторая — для подземных), при I и II степенях долговечности — 10. Для наземных сооружений с влажностью более 60 % и подземных во влажных грунтах наименьший расход цемента 100 кг на 1 м раствора, минимальная марка раствора в этом случае при степенях долговечности I и II — 25 и 50, при степени долговечности III — 25. Глубина погружения конуса следующая: для растворов, используемых при кладке из обыкновенного кирпича, бетонных камней и камней из легких пород, 9. 13 см; для растворов, применяемых при кладке из пустотелого кирпича или керамических камней,— 7. 8 см; для растворов при кладке из бутового камня под заливку — 13. 14 см, под лопатку — 8. 10 см; для вибрированной бутовой кладки—1. 3 см.
Большие из указанных величин погружения конуса применимы к сухим пористым материалам или при кладке в сухую, жаркую погоду; меньшие—-при кладке из плотных материалов или хорошо смоченных пористых во влажную погоду или в зимнее время. Контроль за качеством растворов производится регулярно в соответствии с указаниями ГОСТов.
Отделочные растворы. Их используют при оштукатуривании стен мокрым способом. Для отделочных растворов решающее значение имеют не прочность, а удобоукладываемость и сцепление с основанием. При отделке помещений с относительной влажностью свыше 60 %, а также наружных стен, цоколей, карнизов, подвергающихся периодическому увлажнению, используют цементные и цементно-известковые вяжущие.
Наружные и внутренние каменные, деревянные и гипсовые стены в помещениях с влажностью до 60 %, в районах с устойчивым сухим климатом — известково-гипсовые; внутренние деревянные и гипсовые стены и перегородки в помещениях с влажностью до
60 % — йзвестково-гипсовые и гипсовые. Составы штукатурных растворов зависят от условий эксплуатации и рода основания.
Подвижность раствора для обрызга характеризуется глубиной погружения конуса, которая в свою очередь определяется назначением раствора и методом его нанесения. При механизированном нанесении глубина погружения конуса составляет 9. 14 см, при ручном — 8. 12; раствора для грунта — 7. 8, раствора для накрывки без гипса — 7. 8, с гипсом — 9. 12 см. Составы растворов зависят от условий работы конструкции, характера материала оштукатуриваемой поверхности, характера ранее нанесенных слоев. Составы для наружной штукатурки стен, цоколей, карнизов, подвергающихся систематическому увлажнению, а также внутренней штукатурки в помещениях с относительной влажностью воздуха свыше 60 % приведены в табл. 5.9
В составы отделочно-декоративных растворов, предназначенных для отделки фасадов зданий, интерьеров (и при заводской отделке стеновых панелей и блоков), вводятся дополнительные материалы, придающие раствору цвет и фактуру. В некоторых случаях для увеличения долговечности декоративного раствора его покрывают дополнительным гидрофобизирующим слоем.
источник
12 Июл 2019 admin 11