Главная » Статьи » Гражданские и промышленные здания

Классификация бетона

Классификация бетона. Бетоном называется искусственный камень, получаемый при затвердевании вяжущего материала  в его смеси  с заполнителем.

По назначению бывает конструкционный, гидротехнический, жаростойкий, коррозионно-стойкий, теплоизоляционный и специальный бетон. Конструкционный бетон применяется в несущих и самонесущих конструкциях. Гидротехнический бетон предназначается для конструкций, подвергающихся постоянному или повторно-периодическому воздействию вод. Жаростойкий бетон необходим для промышленных агрегатов и дымовых труб. Коррозионно-стойкий бетон применяется для конструкций, находящихся в условиях агрессивной окружающей среды. Теплоизоляционный бетон используется в ограждающих конструкциях. Специальный бетон требуется для биологической защиты сооружений от радиоактивных излучений.

По виду заполнителей классифицируются бетоны на плотных, пористых  и специальных заполнителях.

 К плотным заполнителям относятся гранитный щебень, гравий и щебень из гравия фракций 5(3)... 10, 10...20, 20...40 и 40...70 мм, природный или дробленый песок фракций до 1,2 и 1,2...5 мм, а также дробленый старый бетон. Бетон без крупного заполнителя называется мелкозернистым (песчаным). Он бывает трех видов: А—естественного твердения или подвергнутого тепловой обработке при атмосферном давлении; Б—то же, изготовляемый на песке с модулем крупности менее 2,1; вида В — подвергнутый автоклавной обработке на песке с модулем крупности не менее 1.

Пористыми заполнителями называются сыпучие материалы объемной массой не менее 1000 кг/м3 для крупного заполнителя фракций 5...10, 10...20 и 20...40 мм, а также не более 1200 кг/м3 для песка. Неорганические пористые заполнители бывают искусственными (керамзит, аглопорит и др.) и естественными (пемза, туф и др.). Минимальная прочность крупного заполнителя принимается с учетом его плотности и класса бетона. В зависимости от назначения бетона мелкий заполнитель может быть как пористый, так и плотный,  например кварцевый  песок.

Наибольшая прочность зерен заполнителя не должна превышать 15...20 мм для ребристых и сильно армированных элементов, 40 мм для других малоразмерных элементов и 70 мм для крупноразмерных конструкций.

По виду вяжущего встречаются бетоны на гидравлических клинкерных вяжущих (цементный бетон), безклинкерных вяжущих (силикатный бетон), органических связующих (полимербетон и полимерсиликат) и смешанных вяжущих. При применении бетона на гидравлических вяжущих предпочтение отдается чистым клинкерным цементам с ускорителями твердения и пластифицирующими добавками.

По условиям твердения имеют место бетоны естественного твердения (в том числе изготовляемые из бетонных смесей на подогретых материалах) и подвергнутые тепловой обработке при атмосферном давлении  или  в  автоклавах.

По плотности бетоны классифицируются на особо тяжелые (плотностью более 2500 кг/м3), тяжелые (2200...2500 кг/м3), облегченные (1800...2200 кг/м*), легкие (500...1800 кг/м3) и особо легкие  (<500  кг/м3).

По структуре бетоны бывают: плотной структуры с полным (не менее 94%-ным) заполнением пространства между зернами заполнителя наполнителем и затвердевшим вяжущим; крупнопористые с неполным заполнением данного пространства вследствие нехватки песка в бетонной смеси; поризованные, содержащие избыток пементно-песчаного раствора со специальными добавками; импрегнированные, поры которых заполняются полимерами, мономерами, серой, жидким стеклом и другими веществами: ячеистые с равномерно распределенными замкнутыми порами, создаваемыми путем  введения  в  бетонную  смесь  специальных  веществ

Ячеистые бетоны бывают двух видов: А—подвергнутый автоклавной обработке и изготовленный на цементных или смешанных вяжущих; Б—то же, на известковом вяжущем и безавтоклавные бетоны.

Под микроструктурой бетона подразумевается структура камня минералогического или органического связующего. Для цементного камня характеристиками микроструктуры являются минерально-фазовый состав, степень гидратации, количество гидратной воды, пористость и микротвердость гидратированной массы  и др.

Под макроструктурой бетона, определяющей его физико-механические свойства, понимается совокупность свойств заполнителей, связующего камня,  пор,  дефектов и их взаимосвязь.

Структура цементного бетона связана с его возрастом и условиями твердения. Скорость нарастания его прочности зависит от многих факторов. Однако во всех случаях алитовые цементы, в состав которых входит значительное количество трехкальциевого силиката, отличаются сравнительно быстрым твердением.

Суперпластификаторы С-3, 50-03 и другие в количестве 0,2... 1% от массы цемента значительно повышают пластичность бетонных смесей, что дает возможность снижать расход воды и тем самым улучшать структуру бетона. В этом случае можно получать желаемые эффекты: уменьшать расход цемента, улучшать деформативные свойства бетона, повышать прочность бетона без перерасхода цемента или получать литую (разжиженную) бетонную смесь, позволяющую снижать продолжительность и интенсивность вибрирования или полностью отказаться от него. Кроме того, эти добавки дают возможность повышать производительность бетонных  работ до  25...30%.

Благодаря добавкам суперпластификаторов и т. п. веществ прочность бетона может в 1,5 раза и даже больше превышать марку цемента. Поскольку пластификаторы быстро теряют свою жизнеспособность, их рекомендуется применять совместно с синтетической поверхностно-активной добавкой (СПД). Кроме того, применение модифицированных добавок к суперпластификаторам позволяет интенсифицировать процесс твердения бетонной смеси и более сильно повышать прочность бетона. Применение суперпластификаторов СМФ, CMC, СМД и других дает возможность получать сверхпрочные цементные бетоны кубиковой прочности   100...120 МПа.

Бетоны повышенной стойкости. Для железобетонных конструкций, эксплуатируемых в агрессивной газообразной, жидкой или твердой среде и на открытом воздухе, требуются бетоны повышенной стойкости. Бетоны на цементном вяжущем таких конструкций должны отвечать требованиям повышенной плотности  (водонепроницаемости) и  морозостойкости.

Простым способом улучшения свойств бетона, не усложняющим технологии приготовления смесей, является применение химических, в том числе полимерных, добавок. Введенные в бетонную смесь добавки ацетоноформальдегидной смолы АЦ-Ф-ЗМ в количестве 0,1...0,2% и суперпластификаторов С-3 и других в количестве ОД..0,8% от массы цемента эффективно защищают бетон от коррозии всех видов и значительно замедляют процесс протекания коррозии стали. Бетон на сульфатостойком цементе хорошо сопротивляется воздействию раствора солей. Однако такой бетон является менее стойким при попеременном замораживании и оттаивании  армированных и  неармированных конструкций.

Бетоны с водорастворимыми эпоксидными и полиамидными добавками в количестве 1...2% от массы цемента также обладают повышенной однородностью и стойкостью. Использование этих добавкок эффективно в тех случаях, когда приготовление бетонных смесей производится с применением загрязненных заполнителей.

Для повышения стойкости цементного бетона, твердеющего при отрицательной температуре, в бетонную смесь вводятся противоморозные добавки. Они понижают температуру замерзания жидкой фазы бетона, что создает условия для нарастания прочности бетона. Эффективной является комплексная противоморозная добавка хлорида кальция (ХК) и нитрита натрия (НН) в сочетании с суперпластификатором и воздухововлекающими добавками. При этом следует бетонные смеси приготовлять на алитовых цементах с небольшим количеством трехкалыдиевого силиката. Все это обеспечивает быстрое схватывание и твердение цементного камня.

Полимерцементные бетоны с синтетическими добавками в количестве не менее 2% от массы цемента обладают повышенной прочностью, стойкостью и эластичностью. Ударная стойкость бетона повышается эффективно, если одновременно применяются добавки мелких пористых заполнителей. В состав полимерсиликатного бетона входят жидкое стекло, катализатор, полимерная добавка и кислостойкие заполнители.

Бетонополимеры представляют цементные бетоны, пропитанные специальными составами полимерных и мономерных смесей с последующей полимеризацией или жидким стеклом (бетоносиликаты). Вследствие пропитки прочность бетона на сжатие и растяжение увеличивается в 2...6 раз и значительно повышается его морозостойкость и коррозионная стойкость. Таким образом стойкий высокопрочный бетон получается при небольшом расходе цемента.

При пропитке цементного бетона расплавом серы с последующей тепловой обработкой значительно повышается его стойкость и прочность на растяжение. Следует иметь в виду, что серны

Полимербетоны изготовляются на органических вяжущих, т. е. фенолоальдегидных, фурановых, эпоксидных, инденкумароновых, полиэфирных и других смолах с отвердителями. Кроме мелкого и крупного заполнителя в бетонную смесь вводится наполнитель в виде графита, молотого кварцевого песка, известняка или кокса и т. д. Смолонаполнительное соотношение составляет 0,1...0,25 при расходе смолы 5... 10% от объема бетона. Полимербетонам характерна химическая, ударная и износостойкость, а также значительная прочность на растяжение.

Структура бетонополимера зависит от вида полимера и степени заполнения пор цементного камня. Блокированная структура бетонополимера встречается, если поры заполняются слабопрочным полимером, например петролатумом. Строчная структура имеет место, когда поры и капилляры бетона заполняются прочным материалом, однако не полностью. В обоих случаях прочность бетона увеличивается незначительно, хотя его плотность и стойкость повышаются весьма ощутимо. Прочность бетона повышается в несколько раз,  если создается сетчатая структура бетонополимера при полном заполнении его пор и капилляров.


 

Категория: Гражданские и промышленные здания | Добавил: kaspersky-007 (09.07.2012)
Просмотров: 1997 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]