3. Что означают марки по морозостойкости f1 и f2.

Степень морозостойкости указывает на устойчивость материала к разрушающему воздействию отрицательных температур или нагрузок при оттаивании влаги после затяжной зимы. Под морозостойкостью подразумевается количество циклов заморозки и разморозки. Чем больше таких циклов, тем выше показатель.

• F₁ – марка, установленная при исследовании материала, находящегося в водонасыщенном состоянии (все кроме F₂);

• F₂ – марка бетонных смесей, производимых для устройства покрытий дорог и аэродромов или эксплуатации в контакте с минерализованными водами, образцы для исследований насыщают 5% раствором NaCl.

4. Понятие о подвижности бетонной смеси. Марки по подвижности.

подвижность - оценивается осадкой под действием собственного веса сформованного из бетонной смеси конуса ОК, в сантиметрах.

Подвижностью называется способность бетонного раствора самопроизвольно растекаться под влиянием собственного веса. Чем больше воды в растворе, тем он подвижнее. По подвижности все смеси делятся на 3 вида: подвижные; жесткие; сверхжесткие.

П1-П3 относятся к материалам малой подвижности, П4-П5 – к очень подвижным.

Проверяют осадкой конуса.

• Конус заполняют бетонной смесью в три слоя. Каждый загруженный слой штыкуют с помощью стального штыря не менее 25 раз.

• Излишки пластичной массы срезают по верхнему основанию конуса.

• Стальную форму медленно снимают с бетонного конуса в течение 3-7 секунд. После этого конус начинает медленно осаживаться.

• Стальной конус устанавливают рядом с осевшим бетонным. С помощью двух линеек измеряют разницу их высот в сантиметрах.

Осадка, см: 1-4 5-9 10-15 16-20 >20

Марка: П1 П2 П3 П4 П5

Классификация бетонов

1. По назначению:

- Конструкционные – самые распространённые бетоны, для которых основным показателем является прочность

- Специальные – те, к котором представляются специальные требования. Этих бетонов не так много (Химически стойкие, теплоизоляционные, жаростойкие, декоративные, радиационно защитные, электропроводящие, электроизоляционные и т. п.)

2. По виду вяжущего:

- Цементные бетоны

-Известковые бетоны (селикатные) На чистой извести не делают бетон. Поэтому используется известь и кремнезем

- Шлаковых вяжущих

- Гипсовых вяжущих

- Бетоны на специальных вяжущих (все остальные: магнезиальные и т.п.)

3. По виду заполнителей:

- На плотных заполнителях

- На пористых заполнителях

- На специальных заполнителях. Например, заполнители растительного происхождения, полимерные заполнители, Металлические заполнители, каменные заполнители со средней плотностью, превышающей верхнюю границу для плотных

4. По структуре:

- Плотной структуры – бетоны, специально созданная пористость не превышает 7%

- Поризованной структуры – более 7%

- Бетоны ячеистой структуры – имеют пористость более 50% и эта пористость создается за счет применения специальных добавок газа-или пенообразующих. В ячеистых бетонов не бывает крупного заполнителя

- Бетоны крупнопористой структуры – содержат избыточное количество крупного заполнителя, так что пространство между этими зернами не полностью заполнено растворной частью. В таких бетонах часто не применяют даже песок. Такие бетоны обладают огромной проницаемостью и низкой прочностью. В основном применяются для дренажа и иногда для получения пониженной теплопроводности.

*бетонов без пор не бывает*

5. По условиям твердения:

- Твердевшие в естественных условиях

- Твердевшие в условиях тепловлажностой обработки при атмосферном давлении

- Бетоны, твердевшие в условиях тепловлажностой обработки при давлении выше атмосферной (автоклавные бетоны)

6. 

7. По прочности:

- Бетоны средней прочности (рядовые бетоны) (В<В50)

- Высокопрочные (B>B60)

8. По скорости набора прочности (В н.у.):

- Быстро твердеющие (гипсовые бетоны, бетоны на жидком стекле)

- Медленно твердеющие

9. По средней плотности в сухом состоянии:

- Особо легкие (D<D800)

- Легкие (D800<D<D2000)

- Тяжелые (D2000<D<D2500)

- Особо тяжелые (D >2500). Применяют для защиты от радиации. В эту группу могут попадать высокопрочные бетонные, которые в силу пониженной пористости, обладают повышенной пористостью

10. По морозостойкости

11. По проницаемости

12. По истираемости

Различают бетонные смеси и бетоны заданными свойствами и заданного состава. Такое разделение важно для практики, когда строители покупают товарную бетонную смесь

Пористые заполнители

Имеет низкую плотность. Добавляют для снижения общей плотности бетона. Увеличивает пористость.

Жаростойкие бетоны

Бетоны и их заполнители имеют повышенную стойкость к высоким t и их перепадам. Пониженная теплопроводность.

По назначению – теплоизоляционные, конструкционно-теплоизоляционные и конструкционные.

По структуре – плотные тяжелые, ячеистые легкие.

По типу вяжущего – на ПЦ и его видах, алюминатных цементах, силикатных вяжущих.

По типу заполнителя – шамотный, базальтовый, диабазовый, шлаковый, керамзитовый, вермикулитовый, из бетонного боя.

По виду мелкодисперсной добавки – с шамотной, аглопоритовой, золошлаковой, магнезиальной.

Добавки

- Органические - Неорганические

// - активные; вступают в хим р-ции с продуктами гидратации

- инертные; не в каких р-циях не участвуют

Хим доб – органич и не органич вв-ва, вводят в виде водного раствора либо эмульсии

Большинство доб растворяются в воде

Регуляторы св-ва бетонов и р-ров

- регулирующие скорость твердения; - ускорители/замедлители твердения;

- повышающие прочность - снижающие проницаемость

- повышающие защитные св-ва по отношению к стальной арматуре

- пов. Морозостойкость - пов. Коррозионную стойкость

- расширяющие (!) (снижение трещинообразования)

Классификация бетонов. По назначению:

Химически стойкие - материалы, используемые для сооружения объектов, которые в процессе эксплуатации контактируют с агрессивными средами. Применяются специальные вяжущие – синтетические смолы, жидкое стекло, полимерные составы.

Жаростойкие - строительные материалы, применяемые при возведении объектов, которые эксплуатируются при высоких температурах, а некоторые – под воздействием открытого пламени. Их изготовляют, применяя глиноземистый, шлаковый или обыкновенный портландцемент. Применяются при t до 1250

Декоративные - Обычно это белый бетон, он дает возможность получить материал красивого, насыщенного цвета. Помимо связующего вещества в декоративный бетон добавляют:

мелкофракционный песок; гравий (или щебень); пластификаторы; наполнители; пигменты; воду; от М400.

Радиационно-защитные - предназначены для защиты персонала и окружающей среды от радиоактивных излучений (рентгеновских, у-, а- излучений, ядерных реакторов АЭС).

Применяются особо тяжелые бетоны с высокой плотностью (2500...6000 кг/м3), с использованием тяжелых заполнителей: магнетита, лимонита, барита, металлического скрапа в виде чугунной дроби, металлических стружек и др. В качестве вяжущих веществ в особо тяжелых бетонах применяют: портландцемент, шлакопортландцемент, глиноземистый цемент, гипсоглиноземистый (расширяющийся) цемент.

Электроизоляционные – Основным проводником электричества в бетоне выступает вода. Она накапливается в порах материала, связывается с его компонентами. Собственным сопротивлением и способностью проводить ток обладают вяжущие вещества и заполнители. (обычный бетон - электропроводный)

Увеличению электроизоляционных характеристик способствуют:

• Высушивание бетона. Сушку проводят в автоклаве или при атмосферном давлении.

• Снижение В/Ц. Раствор должен быть жестким, процент воды при замесе не должен превышать 15% от

общей массы компонентов. Это позволяет сделать бетон максимально плотным, уменьшить количество пор после испарения жидкости.

• Правильный выбор вяжущего вещества. В качестве вяжущего используется ПЦ М400-М500. В нем

должны преобладать гидросиликаты (кремнезем), у которых выше сопротивление. Алюмосиликаты (глинозем), наоборот, увеличивают электропроводимость бетона и снижают его устойчивость к импульсным напряжениям (электрическую прочность).

• Правильный выбор заполнителя. Лучшими электроизоляционными свойствами обладает мелкозернистый

бетон без щебня (песка).

• Правильный выбор арматуры. В электроизоляционном бетоне не используется металлическая арматура.

Ее заменяют стекловолокном или стеклокерамическими стержнями.

• Введение добавок. При введении добавок увеличивается сопротивление бетона, уменьшается его

влажность и увеличивается пластичность. Чаще всего в смесь вносят гидрофобизирующие вещества (битум), ионообменные смолы, полимерные вещества.

• Пропитка или покрытие готовых изделий. Пропитку и покрытие проводят для того, чтобы со временем в

бетоне не накапливалась вода. Для покрытия используют битум, мазут, эпоксидную смолу. Со временем покрытие повреждается. Лучший эффект дает пропитка битумом, растительными маслами. Вещества плотно заполняет поры, соединения обладают высоким сопротивлением (практически не проводят эл ток).

Сульфатостойкие - на стадии производства задается определённый минералогический состав (низкое содержание трёхкальциевого алюмината).

Могут быть без добавок или с АМД, имеют 2 класса (32,5; 42,5).

Особые требования выдвигаются к качеству клинкера, используемого в изготовлении сульфатостойкого цемента. Так, его химический состав строго нормируется:

• концентрация трехкальциевого силиката не более 50%;

• концентрация алюмината – не более 5%;

• глиноземный модуль – должен быть более 0,7%;

• совместное содержание C3A+C4AF – менее 22%.

По виду вяжущего:

Цементные, известковые, шлаковые

По виду заполнителя:

- на плотных заполнителях - на пористых зап. - на специальных зап. - каменные зап.

По прочности на сжатие (В)

Пр средней плотности бет

- особо легкие <800 - легкие 800<D<2000

- Тяжелые 2000<D2500 - Особо тяж >2500

По морозостойкости

- низкой <50 - средней 50<F<300 - высокой мор. F>300

Проницаемость бет

- низкой w<w4 - средней w4<w<w12 - высокой W>w12

По истираемости

- низкой G1 - средней G2 - высокой G3

Удобоукладываемость – сп смеси заполнять форму, объем, не оставляя пустот, расслоений и прочих дефектов, без нарушения сплошности.

Подвижность б.с. – опред осадкой подвижного конуса (без доп нагрузки). D1 200мм D2 100мм h 300мм.

Марка по ОК

П1 – 1-4. П2 – 5-9. П3 – 10-15 П4 – 16-20 П5 - >20 см

Расплыв конуса (d1+d2)/2

Р1 - <35 см Р2 35-41 Р3 42-48

Р4 49-55 Р5 56-62 Р6 >62 см (исп хим добавки)

Жесткость (виброплощадка)

жесткость – оценивается временем вибрирования, в секун­дах, необходимым для требуемого растекания смеси при испытании на стан­дартном приборе.

Ж1 5-10с Ж2 11-20с Ж3 21-30с Ж4 31-50с Ж5 50с (опред при пом Вебе)

Марка по уплотнению

К1 - >1.45 К2 - 1.45-1.26 К3 - 1.26-1.11

К4 – 1.11-1.04 К5 - <1.04

Структура бетона

Плотная. Ячеистая. Крупнопористая.

Классификация пор по причинам

Гелевые (0,0015- до 0,03 мкм) – всегда заполнены водой. Может испар при выс t

Микропоры (0,005-0,1 мкм) не зам при 0

Макропоры (0,1-10 мкм) обр при испарении лишней воды кот есть в бетоне

Капиллярные (10-50 мкм) – формируются при защемлении воздуха из-за недостатка уплотнения

Все поры снижают прочность бетона, крупные поры считаются менее опасными – наполняются водой при контакте, испаряются быстро ( в большинстве констр не заполнены)

Поры бывают открытыми/закрытыми (вода проникает под давлением)

Качество бетона зависит от:

- качества все применяемых материалов - кач уплотнения бс

- условия твердения - в/ц соотношение

Морозостойкость - наличие солей в воде отрицательно влияет на долговечность и морозостойкость бетона

- Соли увелич вязкость рост давления при замерзании

- при кристаллизации р-ра меняется концентрация вокруг кристалла льда

Усадка – уменьшение V, размеров образца изделия при отсутствии мех взаимод.

Усадка ПЦ достигает 5 мл/м. при этом часть усадки идет на формирование пор, вторая на уменьшение всей системы.

Хим усадка – связана с тем, что продукты гидратации цемента имеют большую плотность, меньший объем, чем исходное цементное тесто.

Капиллярная усадка – связана с капил силами, в основном она происходит на стадии схватывания

Воздушная усадка – связ с испарением воды. Может начаться на ранней стадии (до нач схват) прод в затверд бет по мере засыхания

Карбонизационная ус – протекает очень медленно, связ с хим р-цией

Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O/ Co(OH)2 < CaCO3

Усадка начинается вскоре после пригот бс, и из общей усадки выделяют начальную, пласт усадку, кот проходит в не схватившейся бет смеси

Ползучесть — это зависящее от времени увеличение деформаций затвердевшего бетона, находящегося под постоянной нагрузкой. [Связано с вязкостью геля]

Специальные бетонные смеси – строительные материалы, обладающие свойствами, не характерными для обычных бетонов. В их составе часто присутствуют суперпластификаторы. Эти компоненты позволяют снизить количество воды, необходимое для затворения, и увеличить прочность готового продукта. Одно из преимуществ применения специальных бетонных смесей – возможность снижения массы стальной или композитной арматуры.

Светопроводящий бетон. Свойства прозрачности были достигнуты за счет усовершенствования состава. Из него были убраны крупные заполнители и были добавлены тонкие нити, способные проводить свет (оптическое волокно в опалубке при заливке).

Свойства.

Специалисты разработали состав светопрозрачного бетона таким образом, что у него возникло множество полезных свойств:

- повышенная прочность; - шумоизоляция; - высокий процент теплоизоляции; - водостойкость.

Стекловолокно, которое добавили в состав усовершенствованного бетона, придало смеси еще ряд характеристик:

- 6% уровень влагопоглощения; - повышенная пропускная способность (до 2 метров);

- хорошая переносимость воздействия пониженных температур,

- ультрафиолетовых лучей;

- прочность в момент изгибов и сжатия.

Самовосстанавливающийся бетон

Этот тип бетона хоть и существует, но на практике широко пока не применяется. Есть два способа получения самовосстанавливающегося бетона. В основе каждого из них — бактерии, продуктом жизнедеятельности которых является известняк. Он-то и заполняет трещины и щели. 1) Введение бактерий в сам раствор. В состоянии покоя они могут находиться десятилетиями. Но при появлении трещины, и в тело бетона попадает вода, бактерии активизируются и начинают выделять известняк. 

2) Нанесение жидкости с бактериями на поврежденные участки бетонной конструкции или введение ее в тело бетона при проявлениях разрушений.

Технология производства ПЦ

ПЦ производят двумя основными способами

1. Мокрый способ предполагает измельчение сырья и использование сырьевой смеси в виде жидкого шлама. Он позволяет значительно легче обеспечить однородность сырьевой смеси. Его главный недостаток – повышенный расход топлива, связанный с испарениями воды. Основным агрегатом при данном способе является вращающаяся печь, максимальной длины 230м и минимальной около 150 м. Печь располагается под небольшим уклоном (3,5-4 градусов). Скорость вращения 0,4-0,5 об./мин.

В печах выделяют несколько зон:

1. Зона испарения, t повышается до 200 градусов.

2. Зона подогрева, t повышается до 700 градусов.

3. Зона декарбонизации, t повышается до 1100 градусов.

4. Зона экзотермических реакций, t повышается до 1300 градусов.

5. Зона спекания, t повышается до максимума 1450-1500 градусов, а затем снижается.

6. Зона охлаждения, t клинкера на выходе 1200-1100 градусов. Он поступает сразу в холодильник. На выходе из холодильника температура должна быть не выше 100-150 градусов.