Вопрос 14. Опишите структуру и строение тяжелого бетона. Виды пор и причины их образования. Влияние пористости на свойства бетона.

Вариант 36

Вопросы: 3, 14, 34, 36, 60. Задачи: 36, 45

Вопрос 3. Назовите материалы, применяемые для тяжелых бетонов. Дайте их подробные характеристики. (стр. 2-3)

Вопрос 14. Опишите структуру и строение тяжелого бетона. Виды пор и причины их образования. Влияние пористости на свойства бетона. (стр. 4-5)

Вопрос 34. Приведите порядок расчета состава строительного раствора. Какими способами задается состав раствора на практике? (стр. 6-7)

Вопрос 36. Что является сырьем для производства керамических строительных материалов? Приведите химический и минералогический состав и свойства. (стр. 8-12)

Вопрос 60. В чем причины гниения и возгорания древесины и как можно защитить древесину? (стр. 13-16)

Задача 36. Как изменится расход шлакопортландцемента М400 на 1м³ бетонов М300 с жесткостью бетонной смеси 30 сек., если бетоны изготовлены на разных по качеству заполнителях. Рассмотреть бетона на высококачественных, рядовых заполнителях и заполнителях пониженного качества. Максимальный размер щебня принять 10мм. (стр. 17-18)

45.Сколько глины по массе и объему потребуется для изготовления 10 тыс. шт. керамических камней размером 250 X 250 X 120 мм с пустотностью 56%? Средняя плотность керамических камней 1460 кг/м³, средняя плотность глины 1700 кг/м³, влажность глины 22%. Потери при прокаливании составляют 8% от массы сухой глины, брак камней – 2%. (стр. 19)

Вопрос 3. Назовит е материалы, применяемые для тяжелых бетонов. Дайте их подробные характеристики.

Ответ: Тяжелый бетон - бетонная смесь, приготовленная из цемента, воды, а так же крупных и мелких заполнителей.

Для изготовления тяжелого бетона применяют портландцемент и его разновидности, а также глиноземистый цемент и другие виды вяжущих. Тяжелый бетон имеет объемную массу от 1800 до 2500 кг/м³.

Цемент выбирают на основе полного учета требований, предъявляемых к бетону (в отношении прочности, морозостойкости, водонепроницаемости, стойкости к химической коррозии, тепловыделения, усадки и других специальных свойств). Учитывают особенности конструкции и сооружения, а также условия изготовления сборных железобетонных конструкций.

Марку цемента рекомендуется выбирать в зависимости от заданной марки бетона по прочности на сжатие.

Для изготовления морозостойких, а также бетонов, противостоящих сульфатной коррозии, рекомендуется применять сульфато стойкий портландцемент. В бетонах с повышенной морозостойкостью нельзя использовать смешанные цементы, содержащие минеральные добавки (.в том числе пуццолановый и шлакопортланд цемент). Для повышения морозостойкости бетона следует применять гидрофобный и пластифицированный портландцемента.

Мелким заполнителем в тяжелом бетоне служит природный и дробленый песок, состоящий из зерен размером от 0,14 до 5 мм и имеющий объемную насыпную массу более 1200 кг/м³.

Применяют для изготовления бетона крупные пески (с модулем крупности М_к более 2,5) «средние по крупности пески (М_к = 2—2,5). Мелкие пески (М_К=1,5—2) следует обогащать, применяя укрупняющую добавку — крупный природный или дробленый песок. Содержание в песке мелких зерен размером менее 0,14 мм не должно быть больше 10% (по массе), в этом количестве самых мелких частиц, определяемых отмучиванием (глина, пыль, ил), допускаеч ся до 3% в природном, и до 5% в дробленом песках.

Крупный заполнитель состоит из зерен размером от 5 до 70 мм. Щебень, гравий и щебень, получаемый дроблением крупного гравия, должны применяться в виде фракций (в мм): 5—10, 10—20, 20—40, 40—70. При изготовлении бетонной смеси фракции дозируют в соотношениях, необходимых для получения минимальной пустотности заполнителя, что позволяет снижать расход вяжущего при сохранении заданных свойств бетона. Содержание зерен лещадных, игловатых ограничивается 15%.

Нельзя применять заполнитель, в котором глина находится и виде пленки, обволакивающей зерна заполнителя, или в виде комьев (в количестве более 0,25%).

Заполнитель очищают от примеси глины и пыли промывкой.

Марка крупного заполнителя, определяемая по дробимости при сжатии в цилиндре, должна быть выше марки бетона не менее чем в 1,5—2 раза; при слабом заполнителе перерасходуется цемент. Для широко применяемых бетонов средних марок 200—400 можно использовать местные заполнители — гравий и щебень из осадочных горных пород (известняков, песчаников и др.). Экономически выгодно применять щебень, полученный путем дробления и рассева на фракции тяжелых отвальных или сп ециально отлитых доменных и мартеновских шлаков, не подвергающихся «силикатному», «железистому» или «марганцевому» распаду.

Для оценки пригодности крупного и мелкого заполнителей, содержащих аморфный реакционно способный кремнезём (опал, халцедон), слюду, сернокислые и сернистые соединения, проводятся, специальные исследования с учетом условий эксплуатации сооружения.

Содержание органических примесей проверяется обычной колориметрической пробой. Она предусматривает обработку пробы щебня 3%-ным раствором едкого натра и сличение цвета жидкости над пробой с цветом эталона.

Тяжелый бетон является основным видом бетона для железобетонных конструкций, обладающим рядом ценных свойств. Свойства его (прочность, морозостойкость и др.) можно изменять в широком диапазоне.

Марки тяжелого бетона на сжатие: 100, 150, 200, 300, 400, 500., 600 (800). Средние марки бетона (150—300) применяют для обычных железобетонных конструкций, а бетон высоких марок (400— 600) нужен для предварительно напряженных конструкций. При этом надо учесть, что бетон на плотном заполнителе имеет меньшую усадку и ползучесть по сравнению с легким бетоном на пористом заполнителе и ячеистым бетоном. Поэтому и потери предварительного напряжения арматуры при тяжелом бетоне меньше. Кроме того, он хорошо защищает стальную арматуру от коррозии, что особенно важно для предварительно напряженных конструкций.

Тяжелый бетон может удовлетворить самым различным требованиям по морозостойкости. Установлены следующие марки тяжелого бетона по морозостойкости (Мрз в циклах): 50, 100, 150, 200, 300 и 400. Поэтому для наиболее ответственных конструкций, эксплуатирующихся в суровых условиях, предпочитают этот вид бетона.

У тяжелого бетона более благоприятные показатели поверхностного износа, что важно для цементно-бетонных дорог и полов промышленных зданий. У него хорошие защитные свойства против^ радиоактивных излучений, поэтому он широко применяется в конструкциях биологической защиты атомных реакторов.

Главный недостаток тяжелого бетона — большая объемная масса и, следовательно, невысокий коэффициент конструктивного качества. Кроме того, он весьма теплопроводен. Его коэффициент теплопроводности около 1,18 Вт/(м-К), т. е. в 2—3 раза выше, чем у легких бетонов, поэтому в наружных стенах и покрытиях зданий его применяют совместно с теплоизоляцией.

Мелкозернистый (или цементно-песчаный) бетон является разновидностью тяжелого бетона, применяется при изготовлении тонкостенных, в том числе армоцементных конструкций. Его целесообразно применять и для обычных железобетонных конструкций, когда на месте нет крупного заполнителя, а возить заполнитель далеко и дорого.

Мелкозернистый бетон отличается от обычного большим содержанием цементного камня, поэтому его усадка и ползучесть несколько выше.

Вопрос 14. Опишите структуру и строение тяжелого бетона. Виды пор и причины их образования. Влияние пористости на свойства бетона.

Ответ: Затвердевший бетон относится к материалам конгломератного типа, так как состоит из заведомо разнородных зерен заполнителя, скрепленных цементным камнем. В структуре бетона выделяют три элемента: цементный камень, заполнитель и зону контакта между ними. Количественные соотношения и качественное различие этих элементов предопределяют характер структуры и свойства бетона. Различают макро- и микроструктуру бетона.

Макроструктура характеризует строение бетона как искусственного конгломерата и зависит от соотношения между компонентами бетона, а также однородности их распределения. Учитывают и воздушные пустоты, возникающие вследствие недоуплотнения бетонной смеси. Большое влияние на свойства бетона оказывают также усадочные трещины, образующиеся в процессе твердения в цементном камне и контактной зоне и нарушающие монолитность бетона.

Микроструктура затвердевшего бетона характеризуется составом и строением твердого вещества, размером и характером пор, а также строением контактной зоны между заполнителем и цементным камнем. Цементный камень скрепляет все компоненты бетона в единое целое. Поэтому к важнейшим свойствам, определяющим качество цементного камня, относятся прочность и адгезия, т.е. способность к сцеплению с зернами заполнителя. В состав цементного камня входят продукты гидратации цемента и многочисленные включения в виде негидротированных зерен клинкера и минеральных добавок. Продукты гидратации представлены в основном мельчайшими кристаллами гидросиликатов кальция и, кроме того, более крупными кристаллами гидроксида кальция.

Для каждой смеси существует минимальный объем пор, необходимый для обеспечения морозостойкости. Клигер считает, что этот объем составляет 9% объема растворной части, имея в виду воздух, содержащийся в цементном камне. Контролирующим фактором является расстояние между пузырьками воздуха, т. е. толщина цементного камня между соседними воздушными порами. Расстояние 0,025 см между порами достаточно для гарантии защиты от мороза. Так как общий объем пор в данном объеме бетона определяет прочность бетона, следовательно, воздушные поры должны быть возможно меньшего размера. Их размер в значительной степени определяется процессом пенообразования. На практике поры имеют разные размеры, и их размер обычно определяют удельной поверхностью.

Не следует забывать, что в бетоне всегда есть случайно защемленный воздух независимо от наличия воздухововлекающих добавок, следовательно, имеется два вида пор и удельная поверхность выражает общий объем пор в цементном камне. В хорошо приготовленном бетоне с воздухововлекающими добавками удельная поверхность пор составляет приблизительно от 1000 до 1500 см-1 но иногда может доходить до 2000 см-1. Удельная поверхность пор случайно защемленного воздуха составляет менее 760 см-1. Размер пор колеблется в пределах 0,005—0,13 см. При данном содержании воздуха в бетоне расстояние между воздушными порами зависит от В/Ц бетонной смеси. Хотя воздух содержится только в цементном камне, количество его выражается в процентах от объема бетона.

Как было указано выше, цель воздухововлечения — создание морозостойкости бетона. В начальный период замораживания поры воспринимают гидравлическое давление, возникающее в капиллярах цементного камня, а в последующий период замораживания поры препятствуют росту микроскопических кристалликов льда в цементном камне или ограничивают этот рост. Каждая пора защищает только свою тонкую стенку, поэтому при слишком большом расстоянии между порами происходит расширение цементного камня.

Если все стенки пор защищены, цементный камень устойчив к действию мороза, и вследствие поглощения порами свободной воды замерзающий цементный камень уменьшается в объеме при понижении температуры, как и любое твердое тело при охлаждении. При оттаивании вода возвращается из пор в цементный камень, поэтому защитное действие вовлеченного воздуха продолжается при попеременном замораживании и оттаивании. Воздухововлечение влияет и на другие свойства бетона. Наиболее важно его влияние на прочность бетона в любом возрасте. Следует напомнить, что прочность бетона прямо пропорциональна плотности, а поры, образованные вовлеченным воздухом, снижают прочность, как и любые другие поры. При введении воздухововлекающей добавки в бетонную смесь без изменения ее состава снижается прочность бетона пропорционально объему воздуха в бетоне.

В рассматриваемой области при содержании воздуха до 8%, криволинейная зависимость прочности от пористости не проявляется. Испытания, проведенные для бетонов с В/Ц в интервале 0,45—0,72, показали, что потеря прочности, выражаемая как часть прочности бетона без воздухововлечения, не зависит от состава смеси.

Причины образования воздушных полостей в бетоне, влияющих на проницаемость, следующие. Во-первых, использование воздухововлекающих добавок. Превышение нормы таких добавок может явиться причиной повышенного содержания воздуха и соответственно повышенной проницаемости. Во-вторых, захват воздуха при замешивании и укладывании бетона. Чрезмерное перемешивание и чрезмерное формование бетона могут стать причиной увеличения количества вовлеченного воздуха и повышенной проницаемости. Проблема проницаемости бетона является немаловажной как при его производстве, так и при применении полимерных покрытий. Во-первых, из-за проницаемости бетона в него проникает влага, химикаты и различные загрязнения, что вызывает необходимость в использовании защитных покрытий. В свою очередь, выход влаги и загрязнений из бетона влияет на качество уже нанесенных покрытий.

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 401; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!