Войти  |  Регистрация
Авторизация

Разновидности цементных бетонов на плотных заполнителях



Высокопрочный бетон. Это высококачественный бетон класса В60-В120. Бетоны классов выше В120 называют сверхвысокопрочными. Его применение позволяет уменьшить массу конструкции за счет повышения несущей способности, что приводит к сокращению расхода бетона и стоимости строительства. Производство этих бетонов основано на использовании высококачественных заполнителей, тщательном подборе их зернового состава так, чтобы содержание мелкого заполнителя и цементного камня было минимальным. Высокопрочный бетон можно получить, используя цементы марок М600 и выше. Повышение прочности бетона достигается также за счет снижения В/Ц до 0,30-0,40, что увеличивает плотность цементного камня и бетона в целом. Снижение В/Ц обеспечивается формованием жестких бетонных смесей, применением интенсивных методов уплотнения, а также введением суперпластификаторов.
Суперпластификатор обеспечивает распад агрегатов, образованных зернами цемента, препятствует образованию структуры бетонной смеси и повышает ее удобоукладываемость. Расход добавки составляет 1-4 % массы цемента. При введении этих добавок водопотребность бетонной смеси понижается на 25-35 %, поэтому подвижные и литые смеси можно получить при В/Ц = 0,50 и менее. Снижение В/Ц обеспечивает повышение прочности бетона при сжатии в раннем возрасте (до 28 сут.) до 50 %, по сравнению с прочностью контрольного бетона без суперпластификатора. Использование суперпластификаторов в сочетании с цементами высоких марок (классов) позволяет получить высокопрочный бетон с прочностью при сжатии до 90 МПа из подвижных и литых бетонных смесей, что упрощает процессы формования и сокращает расход энергии. Суперпластификатор обеспечивает сокращение расхода цемента в бетоне заданной (требуемой) прочности. Снижение В/Ц и расхода цемента повышает долговечность бетона. Высокопрочные бетоны применяют при строительстве высотных зданий, конструкциях мостов, опор буровых платформ.
Мелкозернистый бетон. Применяют для изготовления тонкостенных железобетонных конструкций и изделий с толщиной стенки до 30 мм. Мелкозернистый бетон, армированный стальными сетками, называется армоцементом. Поэтому наибольшая крупность заполнителя в этом бетоне не превышает 10 мм. По сравнению с обычным бетоном, мелкозернистый бетон характеризуется повышенным расходом вяжущего. При подборе состава этих бетонов особое внимание уделяется рациональному выбору зернового состава заполнителей по принципу плотной упаковки зерен, что позволяет сократить расход цемента. С этой же целью вводятся добавки - пластификаторы и суперпластификаторы.
Фибробетон. Для повышения прочности цементного камня и бетона на изгиб и растяжение помимо стержневой стальной арматуры вводят также минеральные и органические волокна (фибры). Для дисперсного армирования используются стальные фибры, стекловолокно, асбестовое и древесное волокно и фибры на основе синтетических полимеров. Чаще применяются бетон, армированный стальными фибрами, - сталефибро-бетон. Фибры вводятся в бетонную смесь и равномерно в ней распределяются при перемешивании.
Фибробетон обладает повышенной прочностью при действии локальных нагрузок и динамических воздействиях, в некоторых случаях введение фибр позволяет сократить размеры конструкции.
Дисперсное армирование и фибробетон применяются при производстве облицовочных, кровельных, напольных и других плит и материалов.
Гидротехнический бетон. Используется для сооружений, которые постоянно или периодически омываются водой. Он широко применяется для строительства молов, волноломов, ледорезов, эллингов, доков (водный транспорт); опор и пролетных строений мостов, тоннелей, дамб (железнодорожный и автотранспорт); плотин, каналов, водоводов, подпорных стен (гидротехническое строительство); систем орошения и осушения земель, сооружений промышленной гидротехники - градирен, очистных сооружений и др.
В зависимости от массивности сооружений, различают массивный и немассивный гидротехнический бетон: по расположению в массивных конструкциях - бетон наружных и внутренних зон в зависимости от действующего напора - бетон напорных и безнапорных сооружений.
По расположению бетона по отношению к уровню воды, гидротехнический бетон подразделяют на три вида: подводный - находится в воде постоянно, бетон, находящийся в зоне переменного уровня воды и надводный, который находится выше максимального уровня воды.
Особо неблагоприятной для бетона является зона переменного уровня воды, где он подвергается увлажнению и высыханию, замораживанию и оттаиванию.
Кроме требований по прочности, к гидротехническому бетону предъявляют специальные требования по водостойкости, водонепроницаемости, морозостойкости, величине усадки и набухания, предельной относительной деформации, тепловыделению (для массивных сооружений), стойкости против действия агрессивных сред.
Долговечность гидротехнического бетона обеспечивается применением специальных цементов и повышением плотности бетонов.
Для подводных бетонов применяют шлакопортландцемент и пуццолановый портландцемент; для бетона в зоне переменного уровня - портландцемент с умеренной экзотермией, пластифицированный и гидрофобный портландцемент.
Заполнители для гидротехнического бетона должны обладать высокой прочностью и морозостойкостью, содержать меньше примесей, по сравнению с аналогичными показателями заполнителей для обычных бетонов.
Повышение плотности бетона достигается снижением В/Ц при введении поверхностно-активных, в том числе воздухововлекающих, добавок, тщательным уплотнением бетонной смеси, рациональным выбором зернового состава заполнителей, что сокращает содержание цементного камня в бетоне и повышает его долговечность. Применяют гидротехнический бетон классов В7,5-В40. Иногда прочность бетона определяется испытанием стандартных образцов в возрасте 180 сут., твердеющих в нормальных условиях. По морозостойкости гидротехнический бетон подразделяется на марки F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400 и F500, по водонепроницаемости - W2, W4, W6, W8 и W12.
Дорожный бетон (для дорожных и аэродромных покрытий). Эксплуатируется в особенно неблагоприятных условиях. На него воздействуют статические, динамические и истирающие нагрузки. При изменении погодных условий бетон многократно увлажняется и высыхает, замораживается и оттаивает. Поэтому, помимо высокой прочности при сжатии, этот бетон должен обладать повышенной прочностью при растяжении и изгибе, плотностью, воздухостойкостью, морозостойкостью, сопротивлением износу, иметь сравнительно небольшую усадку при твердении.
Класс бетона для дорожных покрытий должен быть не ниже В25-В50, в зависимости от типа покрытия; предел прочности на растяжение при изгибе - 2,0-5,0 МПа, марка по морозостойкости - F100-F500. Для приготовления дорожного бетона применяют портландцемент высоких марок (не ниже 500), заполнители с высокой прочностью, морозостойкостью и малой истираемостью. Для снижения В/Ц и повышения плотности и долговечности бетона вводят пластифицирующие и воздухововлекающие поверхностно-активные вещества - ЛСТ, мылонафт и др.
Коррозионностойкие бетоны. Применяют в конструкциях зданий и сооружений предприятий химической и пищевой промышленности, цветной металлургии и др. Они подвергаются воздействию агрессивных сред (жидких и газообразных), например растворов солей, кислот и щелочей различной концентрации. По характеру воздействия коррозионностойкие бетоны подразделяют на солестойкие, щелочестойкие и кислотостойкие.
Для солестойких бетонов используют щебень из плотных горных пород с водопоглощением не более 0,5-1,0 % по массе. Щебень должен выдерживать без разрушения 15 циклов попеременного насыщения водным раствором сернокислого натрия с последующей сушкой при температуре 105-110 °C. В качестве мелкого заполнителя применяют кварцевый песок или песок, полученный дроблением плотных горных пород. Вяжущие вещества солестойких бетонов - сульфатостойкий и пуццолановый портландцементы, сульфатно-шлаковый цемент.
Для приготовления щелочестойких бетонов используют песок и щебень из карбонатных пород (плотных известняков и доломитов) и основных доменных шлаков. Нельзя использовать заполнители, содержащие кремнезем (кварцевый песок и др.) и глинистые примеси. Щелочестойкий бетон получают на портландцементе с пониженным содержанием C3A.
Кислотостойкий бетон приготавливают на основе кислотоупорного цемента и заполнителей. Кислотоупорный цемент изготавливается путем совместного помола кварцевого песка и кремнефторида натрия Na2SiF6. Этот цемент затворяют жидким стеклом. Применяются также кислотоупорные заполнители: кварцевый песок, щебень из андезита, кварцита и других кислотоупорных горных пород. Приблизительный состав бетона 1:1:1:2 по массе, соответственно жидкое стекло, измельченный и немолотый песок, щебень. Кислотостойкий бетон сравнительно быстро разрушается при действии воды, слабых растворов кислот и щелочей.
Жаростойкий бетон. Как было отмечено, обычные бетоны на портландцементе можно использовать при температуре до 200 °С, поэтому жаростойкими называют специальные разновидности бетона, которые следует применять при длительном воздействии температуры выше 200 °C.
Жаростойкие бетоны по средней плотности, так же как и обычные, подразделяются на особо тяжелые, тяжелые, облегченные, легкие и особо легкие. По структуре различают бетоны плотные, поризованные и ячеистые, получаемые на воздушных (жидком стекле, каустическом магнезите) и гидравлических (портландцементе с минеральными добавками, глиноземистом цементе) вяжущих веществах. По предельно допустимой температуре применения жаростойкие бетоны подразделяют на классы 3, 6, 7, 8, ... 17 и 18. Бетон класса 3 имеет предельно допустимую температуру применения 300 °С, бетон класса 6 - 600 °C и т. д., бетон класса 18 - свыше 1700 °C. Полное наименование жаростойкого бетона содержит основные его классификационные признаки. Например, «особо тяжелый жаростойкий бетон плотной структуры, класса 15, класса В 20 по прочности на глиноземистом цементе с заполнителями из лома хромомагнезитовых изделий».
Жаростойкие бетоны приготавливаются на портландцементе с введением 25-30 % тонкомолотых добавок - глины, шамота, цемянки, кислого доменного гранулированного шлака, золы и др. При нормальном твердении активные компоненты добавок взаимодействуют с Ca(OH)2, выделяющимся при гидролизе клинкерных минералов цемента, с образованием гидросиликатов кальция. При температуре выше 600 °C добавки взаимодействуют с CaO с образованием безводных силикатов и алюминатов кальция, а при температуре свыше 1200 °C существенную роль играют процессы спекания жаростойкого бетона, что приводит к его уплотнению и повышению прочности. При изготовлении бетона на жидком стекле и глиноземистом цементе процессы спекания также имеют важное значение и бетон приобретает свойства, характерные для керамических материалов.
Заполнители для жаростойких бетонов должны быть жаростойкими или огнеупорными. Применяют шамот, лом огнеупорного кирпича, кусковой шлак, щебень из андезита, базальта и другие, а также пористые заполнители - керамзит, аглопорит, обожженные вермикулит, перлит и др.
Уложенная в форму или опалубку бетонная смесь выдерживается в нормальных условиях до достижения бетоном проектной прочности. При повышении температуры прочность бетона снижается, но класс бетона назначают так, чтобы снижение прочности не привело к разрушению конструкции.
Из жаростойких бетонов изготавливают несущие конструкции дымовых труб, фундаментов доменных, мартеновских и других промышленных печей, коксовых батарей, промышленных котлов. Эти бетоны применяют для футеровки печей, труб, горячих трубопроводов.
Декоративный бетон. Применяют для отделки поверхности наружных стеновых блоков и панелей, полов. Это преимущественно мелкозернистые бетоны, которые наносят на поверхность слоем толщиной до 30 мм.
Вяжущие вещества для декоративных бетонов - белый и цветные цементы, заполнителями являются белый и цветные пески, например природные кварцевые или полученные дроблением мрамора, гранита и других горных пород. Дробленый материал называется каменной крошкой. Используется мелкозернистый декоративный заполнитель, когда наибольший размер зерна не превышает 5 мм, и крупнозернистый с Dнаиб до 20 мм.
В заводских условиях декоративный слой укладывают вместе с основным бетоном, что обеспечивает сцепление лицевого слоя с основой. Приблизительный состав бетона 1:4/1:5 (вяжущее: заполнитель по массе).
Чтобы вскрыть зерна заполнителя на поверхности декоративного бетона, производят его механическую обработку:
а) ударным инструментом. При этом получают фактуру, которая имитирует природный камень с грубооколотой, бугристой или точечной поверхностью;
б) абразивным инструментом (обдир, шлифование, полировка). Абразивная обработка позволяет получить мозаичную поверхность, образованную зернами заполнителя, изготовить плиты с лощеной и зеркальной фактурой, которые можно использовать как высококачественный облицовочный материал вместо аналогичной продукции, изготовленной из горных пород.
Декоративный бетон образует наружный слой, и к нему предъявляются повышенные требования по прочности, плотности, морозостойкости и истираемости. Водопоглощение бетона не должно превышать 6-8 %, морозостойкость может изменяться в пределах от F35 до F300, в зависимости от назначения; прочность при сжатии должна составлять - 15-50 МПа.
Полимерцементный бетон. Полимерцементными называют бетоны, содержащие сравнительно небольшое количество синтетических полимерных материалов. Полимеры, применяемые в бетоне, можно разделить на две группы:
1. Водные эмульсии полимера, например поливинилацетатная эмульсия (ПВАЭ) или эмульсия на основе синтетического каучука (дивинилстирольный латекс, СКС).
2. Водорастворимые смолы, например фенольные, карбамидные, эпоксидные.
Полимеры улучшают некоторые технические свойства бетона, и, в первую очередь, прочность при растяжении. Например, введение в бетонную смесь 20 % ПВАЭ от массы цемента повышает прочность бетона на растяжение при изгибе в 2-3 раза, что позволяет сократить расход арматурной стали при производстве железобетона. Прочность при растяжении повышается в 3-8 раз.
Полимеры, которые вводятся в бетонную смесь, улучшают сцепление цементного камня с арматурой и с поверхностью других материалов, это важно при проведении ремонтных и восстановительных работ, нанесении облицовочных материалов, например керамической плитки.
При выборе полимерных добавок следует иметь в виду, что некоторые, например ПВАЭ, понижают водостойкость бетона.
Бетоны, пропитанные полимерами или серой. Технические свойства цементных бетонов могут быть также улучшены путем пропитки изделий и конструкций полимерами или серой. Пропитанный полимером бетон называют бетонополимером. Для облегчения пропитки бетон обычно предварительно высушивают и далее производится его пропитка мономером (например, метилметакрилатом, ММА). Для ускорения процессов пропитки применяется также предварительное вакуумирование бетона. Для ускорения процессов полимеризации мономера в бетоне используют катализаторы, тепловую обработку, радиационную полимеризацию. Плотность бетона можно также повысить путем его пропитки расплавленной серой (серобетон). Пропитка позволяет значительно увеличить прочность бетона при сжатии, понизить его пористость, водопоглогцение и водопроницаемость, повысить стойкость в агрессивных средах и долговечность. Бетонополимер применяют в дорожном строительстве, при проведении ремонтных работ, производстве бетонных труб. Дополнительные расходы на пропитку бетона окупаются за счет повышения долговечности и сравнительно невысоких затрат на ремонт.
Радиационно-защитный бетон. Биологическая защита от излучения, возникающего при работе ядерных реакторов. Это ослабление радиоактивного излучения до биологически безопасного уровня сводится к защите от γ-лучей и поглощению потока нейтронов (нейтронного излучения).
Способность бетона поглощать γ-лучи зависит от его средней плотности, следовательно, применяя тяжелые бетоны, можно уменьшить толщину защитного экрана. Поэтому эффективным защитным материалом является бетон на тяжелых заполнителях. Применяются заполнители из барита (сульфата бария), железных руд - магнетита, лимонита, гетита. Можно использовать искусственные заполнители - чугунную дробь, чугунный лом, обрезки стальных стержней. Бетоны на этих заполнителях имеют среднюю плотность 3000-5000 кг/м3.
Для поглощения потока нейтронов в бетон следует вводить вещества с малой атомной массой, например водород, бор, литий.
Для повышения содержания водорода в бетоне применяют цементы, которые химически связывают повышенное количество воды при твердении, например глиноземистый цемент.
При поглощении нейтронов возникает вторичное γ-излучение, поэтому материалы в конструкции располагают в определенном порядке: первыми от источника излучения распологаются материалы с легкими элементами и далее - с тяжелыми.
Класс защитных бетонов по прочности - В10, В15 и В20.
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent