Общие сведения. Классификация

Цементные бетоны

1. Общие сведения. Классификация.

2. Используемые материалы.

3. Уход за бетоном.

4. Тяжелые и мелкозернистые бетоны.

5. Легкие бетоны.

6. Ячеистые бетоны.

Общие сведения. Классификация

Бетоны – большая группа искусственных камневидных строительных материалов, представляющих собой затвердевшую смесь вяжущих, заполнителей, затворителей (воды) и необходимых добавок, взятых в рациональных соотношениях.

До затвердевания такую смесь называют бетонной смесью.

Различают следующие стадии готовности бетона: бетонная смесь, свежеуложенный бетон и затвердевший бетон

Свойства бетона называют показателями назначения.

Бетоны классифицируют по следующим признакам:

- основное назначение;

- стойкость к видам коррозии;

- вид вяжущего;

- вид заполнителей;

- структура;

- условия твердения;

- прочность;

- темп набора прочности;

- средняя плотность;

- морозостойкость;

- водонепроницаемость;

- истираемость.

В зависимости от основного назначения бетоны подразделяют на:

- конструкционные;

- специальные (теплоизоляционные, жаростойкие, химически стойкие, радиационно-защитные, декоративные и др.).

Классификация бетона по стойкости к видам коррозии в настоящей лекции не рассматривается.

По виду вяжущего бетоны подразделяют на:

- цементные;

- известковые;

- гипсовые;

- шлаковые;

- смешанные;

- специальные (полимербетоны – изготовленные из бетонной смеси, содержащей полимер; бетоны на магнезиальном вяжущем).

По виду заполнителей различают бетоны на заполнителях:

- плотных;

- пористых;

- специальных (например, металлическая дробь, вспененный гранулированный полистирол).

Различают бетоны со структурой:

- плотной;

- поризованной;

- ячеистой;

- крупнопористой.

Плотный бетон – бетон, у которого пространство между зернами крупного и мелкого заполнителей заполнено затвердевшим вяжущим веществом и порами вовлеченного воздуха.

Поризованный бетон – бетон, у которого пространство между зернами крупного заполнителя заполнено затвердевшим поризованным вяжущим.

Ячеистый бетон (газобетон и пенобетон) – бетон, состоящий из затвердевшей смеси вяжущего, кремнеземистого компонента и искусственных равномерно распределенных пор в виде ячеек, образованных газо- и пеноообразователями.

Крупнопористый бетон – бетон, у которого пространство между зернами крупного заполнителя не полностью заполнено мелким заполнителем и затвердевшим вяжущим.

По условиям твердения бетоны подразделяют на твердеющие:

- в естественных условиях;

- в условиях тепловлажностной обработки при атмосферном давлении;

- в условиях тепловлажностной обработки при давлении выше атмосферного (бетоны автоклавного твердения).

По прочности различают бетоны:

- средней прочности (класс прочности при сжатии В50 и ниже);

- высокопрочные (класс прочности при сжатии В60 и выше).

По скорости набора прочности в нормальных условиях твердения бетоны подразделяют на:

- быстротвердеющие (для них ;

- медленнотвердеющие (для них более 0,4).

где и - соответственно прочность бетона в возрасте 2 и 28 сут.

По средней плотности бетоны подразделяют на:

- особо легкие (марки по средней плотности менее D800);

- легкие (марки по средней плотности от D800 до D2000);

- тяжелые (марки по средней плотности более D2000 до D2500);

- особо тяжелые (марки по средней плотности более D2500).

По морозостойкости различают бетоны:

- низкой морозостойкости (марки F50 и менее);

- средней морозостойкости (марки более F50 до F300);

- высокой морозостойкости (марки более F300).

По водонепроницаемости различают бетоны:

- низкой водонепроницаемости (марки менее W4);

- средней водонепроницаемости (марки от W4 до W12);

- высокой водонепроницаемости (марки более W12).

По истираемости различают бетоны:

- низкой истираемости;

- средней истираемости;

- высокой истираемости.

Кроме того, в зависимости от способа производства различают бетон:

- сборный;

- монолитный.

Используемые материалы

Материалы для цементного бетона: вяжущее (цемент), заполнители, затворитель (вода), различные добавки.

Выбор вида и марки цемента должен производиться с учетом назначения конструкций, условий их эксплуатации, требуемой прочности бетона, химической стойкости, тепловыделения, марок по морозостойкости, водонепроницаемости, декоративных свойств и др.

Заполнители бетона – рыхлые, сыпучие материалы, состоящие из отдельных частиц (зерен). Они образуют каркас конструкции. Обычно заполнители являются инертными, т.е. не проявляют активности к взаимодействию с другими компонентами бетона и окружающей средой.

Заполнители подразделяют:

- в зависимости от размера зерен на мелкие и крупные;

- по происхождению на искусственные и природные;

- по плотности на плотные и пористые.

В качестве мелкого заполнителя чаще всего используют песок. Это – рыхлый, сыпучий материал с зернами размерами от 0,16 до 5 мм.

В качестве крупного заполнителя используют щебень и гравий – рыхлые, сыпучие материалы с зернами крупнее 5 мм до 80 мм (в отдельных случаях до 120 мм).

В большинстве случаев используют щебень и гравий из плотных горных пород.

Щебень из плотных горных пород – материал, получаемый в результате измельчения горных пород в виде зерен неправильной формы различных размеров (фракций).

Гравий природный – рыхлый материал, образовавшийся в результате естественного разрушения (выветривания) горных пород, представленный зернами окатанной формы.

К качеству заполнителей установлены определенные технические требования, т.к. от их качества зависит качество готового бетона. В государственных стандартах приведены требования к зерновому составу песка, щебня и гравия, содержанию в них пылевидных и глинистых частиц, морозостойкости и дробимости щебня и гравия и др.

Для приготовления бетонных смесей используют:

- обычную питьевую воду;

- техническую воду;

- естественную поверхностную и грунтовую воду;

- морскую и засоленую воду;

- воду после промывки оборудования для приготовления и транспортировки бетонных смесей;

- комбинированную воду, представляющую смесь воды из двух или более указанных выше источников.

Не допускается использование сточной, болотной и торфяной воды.

Вода не должна содержать химических соединений и примесей в количествах, которые могут повлиять на сроки схватывания цемента, скорость твердения, прочность, морозостойкость и др.

Содержание в воде растворимых солей, сульфатов, хлоридов и взвешенных частиц не должно превышать предельных значений, установленных ГОСТ 23732.

Добавка - органическое или неорганическое вещество, вводимое в смеси в процессе их приготовления с целью направленного регулирования их технологических свойств или строительно-технических свойств бетонов и растворов, или придания им новых свойств.

Добавки, применяемые в производстве бетонов, в зависимости от основного эффекта действия подразделяют на классы - группы добавок, обладающих качественно идентичным воздействием на бетонные смеси или бетоны:

- добавки, регулирующие свойства бетонных смесей: - пластифицирующие; водоредуцирующие; регулирующие сохраняемость подвижности и др.;

- добавки, регулирующие свойства бетонов: регулирующие кинетику твердения (ускорители, замедлители); повышающие прочность; снижающие проницаемость; повышающие защитные свойства по отношению к стальной арматуре; повышающие морозостойкость и др.;

- добавки, придающие бетонам специальные свойства: противоморозные; гидрофобизирующие;

- минеральные добавки: тип I (активные); тип II (инертные).

Уход за бетоном предполагает обеспечение благоприятных условий для твердения свежеуложенного бетона: влажности 90 – 100 % и температуры окружающей среды 15 – 20 ^оС. Уход за бетоном необходим для обеспечения максимальной гидратации и для уменьшения усадки.

В летнее время уход за свежеуложенным бетоном сводится к предохранению его от пересыхания (укрывают влажными опилками или песком, покрывают пленкообразующими веществами: битумными эмульсиями, латексом и др., поливают). В зимнее время рекомендуются: использование горячей воды затворения, подогретых заполнителей; применение цементов высоких марок, быстротвердеющих цементов; использование добавок-ускорителей твердения; обогрев бетона (паром, электрообогрев), укрывание бетона.