Лекция №13. Общие сведения о бетонах и их классификация.
6.1. Бетоном называют искусственный каменный материал, получаемый в результате твердения рационально подобранной, тщательно перемешанной и уплотненной смеси минерального вяжущего вещества, воды, заполнителей и в необходимых случаях специальных добавок. Смесь указанных компонентов до начала ее затвердевания называют бетонной смесью.
Вяжущее вещество и вода - активные составляющие бетона. Заполнители (песок, щебень или гравий) занимают до 80-85 % объема бетона и образуют его жесткий скелет, препятствующий усадке. Применяя заполнители с различными свойствами, можно получать бетоны с разнообразными физико-механическими показателями. Бетон является весьма распространенным строительным материалом. Из него изготовляют самые разнообразные по форме и размерам бетонные и железобетонные строительные изделия и конструкции.
Основными признаками для классификации бетонов служат средняя плотность, вид применяемого вяжущего вещества, структура, вид заполнителя, а также назначение бетона. По средней плотности бетоны подразделяют на особо тяжелые – более 2500 кг/м, тяжелые – 1800-2500 кг/м, легкие – 500-1800 кг/м и особо легкие (теплоизоляционные) – менее 500 кг/м.
По виду применяемого вяжущего вещества бетоны разделяют на: цементные (на портландцементе, шлакопортландцементе и т.д.), силикатные (на известково-песчаном, известково-шлаковом и других вяжущих), гипсовые (на гипсовых вяжущих), асфальтовые бетоны (на битумных вяжущих), полицементные или полимербетоны (на синтетических смолах).
Для приготовления различных видов используют разнообразные природные и искусственные заполнители. Особо тяжелые бетоны приготовляют с применением специальных природных и искусственных рудосодержащих заполнителей (магнетит, барит, чугунный скрап, стальная стружка и др.). В состав тяжелых бетонов входят обычные плотные заполнители (кварцевый песок, гравий, щебень и др.). Для приготовления легких бетонов используют естественные и искусственные пористые заполнители.
В зависимости от структуры бетоны разделяют на бетоны плотной структуры, бетоны поризованной структуры, ячеистые бетоны, бетоны крупнопористой структуры.
По назначению бетоны разделяют на конструкционные – для бетонных и железобетонных несущих конструкций зданий и сооружений (фундаментные блоки, колонны, балки, плиты); гидротехнический – для возведения плотин, облицовки каналов; бетон для стен зданий и легких перекрытий; дорожный – для устройства дорожных и аэродромных покрытий; специальные – химически стойкие, жаростойкие, декоративные.
Материалы для тяжелого бетона.
Прочность, долговечность и другие свойства бетона в значительной мере зависят от качества исходных материалов. В зависимости от назначения и условий эксплуатации бетона в сооружении к составляющим его компонентам предъявляют соответствующие требования.
Цемент. Выбор вида и марки цемента определяется заданной прочностью бетона, условиями его твердения и эксплуатации бетонных конструкций.
Вода. Для приготовления бетонных смесей и поливки бетона применяют питьевую или природную воду, не содержащую вредных примесей, препятствующим нормальному схватыванию и твердению бетона. Использовать промышленные, сточные и болотные воды для затворения и поливки бетона, нельзя. Вода для затворения бетона считается пригодной, если приготовленные на ней образцы бетона в возрасте 28 суток нормального твердения имеют не меньшую прочность, чем образцы бетона на чистой питьевой воде.
Песок. В качестве мелкого заполнителя для тяжелого бетона используют природный песок, который представляет собой рыхлую смесь зерен крупностью от 0,14 до 5 мм, возникшую в результате естественного разрушения твердых горных пород. В качестве крупного заполнителя для тяжелого бетона применяют гравий и щебень.
Свойства бетонной смеси.
Бетонной смесью называют рационально подобранную и тщательно перемешанную смесь цемента, заполнителей, воды и в необходимых случаях добавок (пластификаторов и ускорителей твердения) до ее формования и начала схватывания. Свойства бетонной смеси в значительно мере определяют качество и свойства полученного из нее бетона. Свежеприготовленная бетонная смесь для плотной укладки в опалубку или форму должна обладать необходимой удобоукладываемостью; кроме того, она должна иметь связность.
Удобоукладываемость характеризует способность бетонной смеси заполнять форму бетонного изделия и уплотняться в ней под действием силы тяжести или в результате внешних механических воздействий. Это свойство бетонной смеси оценивают подвижностью или жесткостью. Подвижностью бетонной смеси называют способность ее растекаться под действием собственной массы.
Жесткость бетонной смеси – способность ее растекаться и заполнять форму под действием вибрации. Связность (нерасслаиваемость) характеризуется способностью бетонной смеси не расслаиваться при транспортировании, выгрузке и укладке.