Екзаменаційний білет № 18

1.Різновиди портландцементу.

2.Види зі сталі, види сталевих виробів, способи їх виготовлення

1. В настоящее время наряду с обыкновенным портланд­цементом выпускают большое количество его разновид­ностей— быстротвердеющий, пластифицированный, гид­рофобный и сульфатостойкий портландцементы. Эти це­менты рекомендуются только в тех случаях, когда их специальные свойства могут быть использованы с макси­мальной эффективностью.

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) характе­ризуется более интенсивным нарастанием прочности в первые 3 сут твердения. Быстрое твердение цемента до­стигается за счет содержания в клинкере активных ми­нералов (С₃3~г-СзА = 60—65 %), а также за счет повы­шения тонкости помола клинкера до удельной поверхнос­ти 3500—4000 см²/г. При помоле БТЦ допускается введение активных минеральных добавок (не более 15%) или доменных гранулированных шлаков (до 20 % по мас­се цемента).

Разновидность БТЦ —особо быстротвердеющий порт­ландцемент (ОБТЦ), изготовляемый тонким измельчени­ем клинкера, содержащего С₃5 до 60—65 % и С₃А не бо­лее 8 %, совместно с добавкой гипса до удельной поверх­ности 4000—4500 см²/г и более. Введение минеральных добавок не допускается. ОБТЦ характеризуется большой скоростью твердения и высокими марками 600 и 700.

Быстротвердеющие портландцементы марок 400 и 500 целесообразно применять при изготовлении сборных вы­сокопрочных, обычных и предварительно напряженных железобетонных изделий и конструкций. Их применение сокращает длительность тепловлажностной обработки, ускоряет оборачиваемость металлических форм, а в отдельных случаях даже позволяет отказаться от тепло­влажностной обработки изделий. Употребляя быстро­твердеющий портландцемент для возведения сооружений из монолитного бетона, можно значительно сократить сроки выдержки конструкций в опалубке. Кроме того, его следует использовать при ремонтных и восстанови­тельных работах, где требуется быстрое нарастание проч­ности бетона и раствора.

Пластифицированный портландцемент (ППЦ) полу­чают помолом портландцементного клинкера совместно с гипсом и пластифицирующими добавками СДБ в ко­личестве 0,15—0,25 % по массе цемента. Марки этого цемента 400 и 500. Пластифицированный портландцемент по сравнению с обыкновенным портландцементом при­дает растворным и бетонным смесям повышенную плас­тичность, морозостойкость и водонепроницаемость.

Применение пластифицированного портландцемента дает возможность вследствие увеличения подвижности бетонных смесей и понижения их водопотребности сни­зить расход цемента в среднем на 5—8%. Пластифици­рованный портландцемент рекомендуется для приготов­ления бетонов, используемых в дорожном, аэродромном и гидротехническом строительстве.

Гидрофобный портландцемент (ГПЦ) получают вве­дением при помоле портландцементного клинкера гидро-фобизирующей добавки в количестве 0,1—0,3 % по массе цемента. ^В качестве гидрофобизирующей (водооттал­кивающей) добавки применяют поверхностно-активные органические вещества: мылонафт, асидол, синтетические жирные кислоты и др. Эти вещества образуют на зернах цемента тончайшие водоотталкивающие пленки, препят­ствующие прониканию влаги к зерну, поэтому гидрофоб­ный портландцемент даже при длительном хранении со­храняет сыпучесть и не теряет активности. Гидрофобные пленки цементных зерен в процессе пермешивания раст­ворных и цементных смесей легко удаляются, что обес­печивает нормальное схватывание и твердение цемента.

Гидрофобный портландцемент повышает подвижность бетонных смесей, что, в свою очередь приводит к увели­чению водостойкости, водонепроницаемости и морозо­стойкости бетоновПрименяют гидрофобный портланд­цемент в гидротехническом, дорожном и аэродромном строительстве, а_ также при перевозке бетонных и раст­ворных смесей "на большие расстояния.

Сульфатостойкий портландцемент (СПЦ) изготовля­ют тонким помолом из клинкера следующего минераль­ного состава: С₃5—не более 50%, С₃А—не более 5 %, С₃А + С₄АР — не более 22 %, М§0 — 5 %. Введение в це­мент инертных и активных минеральных добавок не до­пускается. При таком минералогическом составе цемен­та уменьшается возможность образования в цементном камне (бетоне) под действием сульфатных вод гидро-сульфоалюмината кальция — цементной бациллы.Сульфатостойкий портландцемент характеризуется повышенной сульфато-, морозо- и водостойкостью, пони­женным тепловыделением в процессе схватывания и твердения, а также замедленной интенсивностью тверде­ния в начальные сроки. Выпускают его марки 400. Ос­тальные требования к этому цементу такие же, как и обыкновенному портландцементу.

Сульфатостойкий портландцемент применяют для из­готовления бетонных и железобетонных конструкций на­ружных зон гидротехнических массивных сооружений, работающих в условиях многократного замораживания и оттаивания в пресной или слабоминерализованной во­де.

Белый и цветные портландцементы изготовляют из сырьевых материалов, характеризующихся малым содер­жанием окрашивающих оксидов (железа, марганца, хро­ма), из чистых, известняков, мраморов и белых каолино­вых глин.

Белый портландцемент выпускают марок 400 и 500 и по степени белизны разделяют на три сорта: БЦ-1, БЦ-2 и БЦ-3.

Цветные портландцементы получают совместным по­молом клинкера белого портландцемента со свето- и ще-лочестойкимп пигментами (суриком, охрой, ультрамари­ном II Др).

Белый и цветные цементы используют при архитек­турно-отделочных работах, для получения фактурного слоя стеновых панелей, а также для изготовления искус­ственного мрамора и облицовочных плиток.

2. Изготовление стальных изделий. При изготовлении стальных изделий расплавленную сталь разливают по изложницам. Вынутые из них стальные слитки подверга­ют обработке давлением. Обработка давлением основана на высоких пластических свойствах стали, при этом из­меняется не только форма стального слитка, но и его свойства. Существуют следующие способы обработки стальных слитков давлением: прокатка, волочение, ков­ка, штамповка и прессование.

Прокатка — наиболее распространенный способ из­готовления профилированных стальных изделий. При прокатке стальной слиток пропускают между вращающи­мися валками прокатного стана, в результате чего заго­товка обжимается, вытягивается и в зависимости от профиля прокатных валков приобретает заданную форму (профиль). Прокатывают сталь в холодном состоянии. Сортамент стали горячего проката — сталь круглая, квадратная, полосовая, уголковая равнобокая и неравно-бокая, швеллеры, двутавровые балки, шпунтовые сваи, трубы, арматурная сталь периодического профиля и др.

При волочении заготовка последовательно протягива­ется через отверстия (фильеры) размером меньше сече­ния заготовки, вследствие чего заготовка обжимается и вытягивается. При волочении в стали появляется так на­зываемый наклеп, который повышает ее твердость. Волечение стали обычно производят в холодном состоянии, при этом получают изделия точных профилей с чистой и гладкой поверхностью. Способом волочения изготов­ляют проволоку, трубы малого диаметра, а также прутки круглого, квадратного и шестиугольного сечения.

Ковка — обработка раскаленной стали повторяющи­мися ударами молота для придания заготовке заданной формы. Ковкой изготовляют разнообразные стальные де­тали (болты, анкеры, скобы и т. д.).

Штамповка—разновидность ковки, при которой сталь, растягиваясь под ударами молота, заполняет фор­му штампа. Штамповка может быть горячей и холодной. Этим способом можно получать изделия очень точных размеров.

Прессование представляет собой процесс выдавлива­ния находящейся в контейнере стали через выходное от­верстие (очко) матрицы. Исходным материалом для прессования служит литье или прокатные заготовки. Этим способом можно получать профили различного се­чения, в том числе прутки, трубы небольшого диаметра и разнообразные фасонные профили.

Холодное профилирование — процесс деформирова­ния листовой или круглой стали на прокатных станах. Из листовой стали получают гнутые профили с различ­ной конфигурацией в поперечнике, а из круглых стерж­ней на станках холодного профилирования путем сплю­щивания— упрочненную холодносплющенную арматуру.

Виды стальных изделий. Металлообрабатывающая промышленность выпускает обширную номенклатуру различных стальных изделий (рис. 39).

Прокатную угловую сталь выпускают в виде равно-боких и неравнобоких уголков с шириной полок 20— 250 мм; швеллеры — высотой 50—400 мм при ширине полки 32—115 мм; двутавры — как обыкновенные, так и широкополочные. Высота обыкновенных двутавров 100—■ "00 мм, широкополочных — до 1000 мм. Отношение ши­рины полок к высоте колеблется от 1: 2 (при малой вы­соте) до 1: 3 (при большой высоте).

Профильную сталь применяют для изготовления при помощи сварки или клепки разнообразных стальных строительных конструкций (каркасы и фермы промыш­ленных и гражданских зданий, пролетные строения мос­тов, балки перекрытий, опоры линий электропередач, Фонари освещения зданий и т. д.). Кроме того, из прокатной и штампованной стали специальных профилей выполняют оконные переплеты промышленных и общест­венных зданий.

Прокатную сталь квадратного сечения, а также поло­совую сталь используют в строительстве для различных целей. Круглую сталь в основном употребляют в каче­стве арматуры для железобетона.

Прокатная листовая сталь имеет ряд разновидностей: прокатная толстолистовая шириной 600—3800 и толщи­ной 4—160 мм; прокатная тонколистовая шириной 600— 1400 и толщиной 0,5—4 мм; листовая кровельная, в том числе оцинкованная, шириной 510—1500 и толщиной 0,5—2 мм, а также листовая волнистая и рифленая.

Прокатную сталь для шпунтованных свай выпускают разнообразных профилей; ее применяют для гидротехни­ческого строительства.

Стальные трубы цельнотянутые и сварные диаметром 50—1620 мм используют для магистральных газо- и неф­тепроводов, водоснабжения, отопления и других целей.

Мелкие стальные изделия в виде болтов, гаек, шайб, заклепок широко применяют при изготовлении из прокатных стальных профилей разнообразных строительных конструкций. Любое строительство в настоящее время не обходится без стальных крепежных изделий — шуру­пов, винтов, гвоздей, скоб, а также без скобяных изде­лий, необходимых для комплектования дверных и окон­ных блоков, санитарно-технических кабин (петли, ручки, замки и др.).

В последнее десятилетие в СССР все больше строи­тельных конструкций, изготовляемых ранее из металла, выполняют из сборного железобетона, что позволяет до­биться экономии металла в строительстве.

Стальная арматура является важнейшей состав­ной частью железобетона и призвана надежно работать вместе с бетоном в течение всего срока службы изделия или конструкции. Арматуру располагают главным обра­зом в тех местах изделия или конструкции, которые под­вергаются растягивающим усилиям, и она должна вос­принимать эти усилия.

Арматурную сталь классифицируют по способу изго­товления, профилю стержней и области применения. По способу изготовления арматурную сталь разделяют на горячекатаную стержневую и холоднотянутую проволоч­ную. В зависимости от профиля стержней (характера их поверхности) стержневая и проволочная арматура бы­вает гладкой и периодического профиля. В зависимости от условий применения арматурную сталь подразделя­ют на ненапрягаемую и напрягаемую, т. е. применяемую соответственно для обычных и предварительно напря­женных железобетонных конструкций (рис. 40).

Стержневую арматуру выпускают горячекатаной обычной, упрочненной вытяжкой в холодном состоянии и термически упрочненной.

В зависимости от механических свойств стержневую арматуру разделяют на классы с условным обозначени­ем А. Условные обозначения классов горячекатаной арма­турной стали: А-1, А-И, А-Ш, А-1У и др. При обозначении класса термически упрочненной арматурной стали к ин­дексу А добавляют индекс «т», например Ат-Ш. Сталь, упрочненную вытяжкой, обозначают по классу исходной горячекатаной стали, но при этом добавляют еще индекс «в», например Ав-Ш.

Основными механическими характеристиками горя­чекатаной и упрочненной вытяжкой арматуры являются предел текучести, предел прочности при растяжении и

относительное удлинение, определяемые испытанием на растяжение. Кроме того, проводят испытания на загиб арматуры в холодном состоянии. Механические свойства арматурной стали

Арматурную сталь класса А-1 изготовляют из угле­родистой стали марок СтЗ, СтЗпс и СтЗкп, класса А-П диаметром 10—40 мм —из углеродистой стали марки Ст5 диаметром 40—90 мм —из низколегированной ста

ли марки 18Г2С; класса А-Ш диаметром 6—40 мм —из низколегированной стали марки 25Г2С, диаметром 6— 8 мм — из низколегированной стали марки 18Г2С; клас­са А-1У — из низколегированной стали марки 20ХГ2Ц (для конструкций с напрягаемой арматурой). Стержни арматурной стали класса А-1 поставляют круглыми, стержни класса А-П, А-Ш, А-1 V —периодического про­филя.

Проволочную арматуру разделяют на арматурную проволоку и арматурные проволочные изделия. Арматур­ная проволока может быть холоднотянутой класса В-1 (низкоуглеродистой) для ненапрягаемой арматуры и класса В-П (углеродистой) для напрягаемой арматуры. Ее выпускают гладкой класса В-1 и В-П и периодичес­кого профиля класса Вр-1 и Вр-П диаметром 3—8 мм. Периодический профиль получают за счет часто повто­ряющихся вмятин на цилиндрической поверхности про­волоки в одной диаметральной плоскости. Механические характеристики арматурной гладкой проволоки: предел прочности при растяжении 1400 МПа для проволоки ди­аметром 8 мм и 1900 МПа для проволоки диаметром 3 мм; предел текучести соответственно 1120 и 1520 МПа.

Арматурные проволочные изделия можно применять в строительстве и производстве железобетонных изделий в виде нераскручивающихся стальных арматурных пря­дей, стальных арматурных канатов, сварных арматурных сеток, а также тканых и сварных проволочных сеток, предназначенных для армоцементных конструкций.

Пряди изготовляют из стальной светлой непромаслен-ной проволоки диаметром 1—2,5 мм и высокопрочной арматурной проволоки диаметром 3—5 мм. Поверхность проволоки для армирования железобетонных конструк­ций должна быть чистой, без трещин, ржавчины и ока­лины. Проволоки в прядях должны иметь одинаковое на­тяжение и плотно прилегать друг к другу. Стальные ар­матурные канаты бывают двухпрядевые и многопряде-вые. Их применяют для напрягаемой арматуры в желе­зобетонных конструкциях. Сварные арматурные сетки выполняют из обыкновенной арматурной проволоки диа­метром 3—6 мм или горячекатаной арматурной стали класса А-Ш диаметром 6—10 мм. Сетки должны быть сварены во.всех точках пересечения стержней с соответ­ствующей прочностью сварных узлов.