Основы производства бетона и железобетона.
Бетоном называется искусственный камень, полученный в результате твердения смеси вяжущего вещества, воды и каменных заполнителей естественного или искусственного происхождения.
В зависимости от объемного веса бетоны разделяются на особо тяжелые (с объемным весом выше 2 600 кг/м3), тяжелые (с объемным весом 2 200-2600 кг/м5), легкие (с объемным весом 1 200И 800 кг/м3) и особо легкие (с объемным весом менее 1200 кг. Существенной физической характеристикой бетона является его плотность, т. е. степень заполнения данного объема бетона твердым веществом. Плотность бетона обусловливает почти все основные его свойства прочность, морозостойкость, водонепроницаемость, стойкость в условиях агрессивных вод, звуко и теплопроводность.
Наиболее важным показателем механических свойств бетона является его прочность (марка бетона). Марка бетона определяется пределом прочности при сжатии образцов бетонов в виде кубиков размером 20X20X20 см в возрасте 28 суток нормального твердения.
Прочность бетона при сжатии зависит от прочности отдельных его составляющих цементного камня и заполнителей, от прочности сцепления их между собой, а также от плотности бетона в целом.
Бетон огнестойкий материал. На его прочность мало влияет температура до 500°. Кроме того, бетон благодаря своей плотности обладает малым водопоглощением и поэтому достаточно морозоустойчив.
Обычные бетоны (тяжелые) обладают весьма высоким коэффициентом теплопроводности (свыше 1,5 ккал/м час град) и в случае применения в ограждающих конструкциях нуждаются в дополнительном слое эффективного теплоизолирующего материала. Регулируя количество пор и их характер можно получить бетоны с хорошими теплоизоляционными свойствами и одновременно с достаточной прочностью для применения их в ограждающих конструкциях.
Бетонная смесь формуется, поэтому из бетона и железобетона можно готовить изделия и конструкции любой формы и весьма крупных размеров.
Бетон имеет и недостатки, основным из которых является плохая сопротивляемость растягивающим усилиям.
Предел прочности бетона при растяжении значительно ниже предела прочности при сжатии. Поэтому в изделиях, работающих на изгиб, у которых нижняя зона подвергается растяжению, а верхняя сжатию, низкая прочность бетона при растяжении приводит к разрушению. Чтобы избежать этого, необходимо в растянутую зону ввести такой материал, который мог бы усилить сопротивляемость изделия растяжению. Таким материалом является сталь, которая воспринимает в изделии растягивающие усилия. Сочетание стали с бетоном, совместно работающих в конструкциях, называется железобетоном.
Железобетон обладает высокой сопротивляемостью статическим и динам(14еским нагрузкам. Совместная работа бетона и стальной арматуры обусловлена следующими их свойствами: прочным сцеплением бетона и арматуры, близкими значениями температурных коэффициентов линейного расширения бетона (0,00001) и ста„1И (0,000012), благодаря чему сцепление между арматурой и бетоном при температурных деформациях не нарушается.
Сырьем для приготовления классической бетонной смеси являются:
Цемент – основное связующее вещество, на основе которого замешивают бетонную смесь. Цемент – это серый едкий порошок, содержащий известняк, который кристаллизуется и застывает при увлажнении.
Балласт – смесь песка с гравием. Лучше всего для этого подходят смесь с соотношением 3:1 (три части каменной или мелкой гравийной крошки на одну речного песка). Данный состав называют еще как «Общая смесь».
Строительный песок. Диапазон применения карьерного песка (размер песчинок от 0,65 мм до 2,5 мм) весьма широк. Он используется в кладочных и штукатурных работах, при производстве различных видов бетона. Щебень – не менее распространенный материал, который используется в строительстве. Его получают в результате дробления твердых горных пород, шлаков или кирпичного боя. Самой распространенной горной породой является гранит. Гранитный щебень обладает высокой прочностью и повышенной морозостойкостью. К тому же, он обладает такими качествами, как лещадность, плотность и прочность при сжатии. Кроме этого, существует еще щебень известковый, доломитовый, гравийный. Щебень также разделяется на фракции: 3/10; 5/20; 20/40; 40/70. Вода. Для приготовления бетонной смеси она должна быть чистой, без каких-либо инородных включений. Количество воды сложно установить заранее, т.к. оно зависит от исходной влажности песка, щебня и от влагопотребности самого цемента. Обычно нужное количество воды для бетона определяют в процессе приготовления раствора. Сначала сухие составляющие (цемент, песок, щебень) перемешиваются между собой. Примерное количество составных частей для приготовления бетонной смеси: цемент – 30 кг (3 ведра); песок – 70 кг (5 ведер); щебень – 100 кг (8 ведер). Вот собственно и все. В нашем случае щебень, песок и цемент смешиваются в следующей пропорции: щебень – 10 частей, песок – 5 частей, цемент – 3
Части. Основа технологии производства любого железобетонного изделия состоит в равномерном распределении бетонной массы по всему его объёму. Технология производства железобетонных плит тому не исключение. Изготовление железобетонных плит начинается с того, что на упоры в специальную форму устанавливается арматура, которую натягивают домкратами или предварительно нагревают электрическим током в натянутом состоянии. Заливка бетонной смеси происходит одновременно с виброуплотнением на специальных стендах или конвейерах.
Затем изделия проходят термообработку, которая способствует более быстрому застыванию бетона. Спустя 8-12 часов при почти 100-градусной температуре железобетонное изделие обретает до 70% заданной прочности. Как только это происходит, растянутые арматурные стержни освобождаются от креплений. Другой разновидностью железобетонных перекрытий являются монолитные перекрытия, которые в свою очередь бывают плитными, балочными, ребристыми и перекрытиями с вкладышем. Главная особенность таких перекрытий – их изготовление и заливка непосредственно на стройплощадке в специализированной опалубке. Ввиду особой важности монолитных перекрытий, изготовление их возможно только под руководством инженера-строителя во главе бригады квалифицированных бетонщиков. Наибольшим спросом пользуются монолитные плитные перекрытия. В них арматурный каркас расположен в нижней части, а края арматуры должны находиться в 3-5 см от опалубки.
11.Разновидности керамических изделий используемые в строительстве.
1. СТЕНОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ Основными в этой группе являются: кирпич глиняный обыкновенный и так называемый эффективный кирпич — глиняный пустотелый и пористый пластического формования, глиняный пустотелый полусухого прессования и строительный легкий. Камни керамические пустотелые пластического формования также применяются в качестве стенового материала..Находят применение в качестве стенового материала крупноразмерные виброкирпичные панели заводского изготовления. 2. ОБЛИЦОВОЧНЫЕ ИЗДЕЛИЯ Керамические изделия, применяемые для облицовки зданий, делятся на две группы — для облицовки фасадов зданий и для внутренней облицовки помещений.
В настоящее время основными видами облицовочных керамических материалов для фасадов зданий являются лицевые кирпич, камни, плиты и плитки. Кирпич и камни делают сплошными и пустотелыми. Плиты в зависимости от конструкции, способов изготовления и крепления подразделяют на закладные, устанавливаемые одновременно с кладкой стен, и прислонные, устанавливаемые на растворе после возведения и осадки стен. Фасадные плиты изготовляют различной формы.Плитки фасадные малогабаритные выпускают с наружной гладкой и фактурной поверхностью, а на тыльной стороне делают углубления для лучшего сцепления с цементным раствором. Однако точность размеров, правильность формы и одинаковая окраска приобретают особо важное значение. Вследствие этого для материалов внутренней облицовки поставлены более жесткие требования по внешнему виду, чем к материалам для наружных работ. Для внутренней облицовки помещений применяют в основном керамические плитки различной формы и толщины (28 типов по ГОСТ 6141—63). Керамическими плитками для полов настилают полы в вестибюлях общественных зданий, банях, прачечных, санитарных узлах, лечебных помещениях и на предприятиях химической промышленности. Эти плитки практически водонепроницаемы, т. е. надежно защищают несущие конструкции перекрытий от увлажнения, стойко сопротивляются истирающим воздействиям, не дают пыли, легко моются, не впитывают жидкостей и хорошо противостоят действию кислот и щелочей.
3. САНИТАРНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗДЕЛИЯ И КАНАЛИЗАЦИОННЫЕ ТРУБЫ Различают три группы санитарно-технических изделий: из твердого фаянса, отличающиеся пористым черепком, из санитарного фарфора, обладающие спекшимся черепком, и из полуфарфора, имеющие полуспекшийся черепок.Санитарно-технические изделия должны обладать высокой механической прочностью и теплостойкостью. Для их изготовления необходимо высококачественное сырье, строгое соответствие массы установленной рецептуре и точное соблюдение технологического режима производства.К санитарно-техническим изделиям относится оборудование санитарных узлов и кухонь жилых, общественных и промышленных зданий. Ассортимент изделий этой группы весьма разнообразен — ванны, умывальники, унитазы, радиаторы и др. Изделия должны иметь правильную форму, без прогибов, искривлений и трещин, равномерный покров блестящей глазури (белой или цветной), устойчивой против образования мелких трещин (цека); при простукивании изделия должны издавать чистый (не дребезжащий) звук, указывающий на обжиг их до соответствующей температуры и отсутствие трещин. Канализационные трубы, изготовляемые диаметром от 150 до 600 м,м, имеют плотный спекшийся черепок. Они покрываются глазурью изнутри и снаружи и отличаются большой устойчивостью к действию агрессивных вод и блуждающих электрических токов. Изготовляемые на основе местных материалов, они имеют невысокую стоимость сравнительно с трубами других видов. 4. ПРОЧИЕ КЕРАМИЧЕСКИЕ ИЗДЕЛИЯ Здесь следует сказать о глиняной черепице, представляющей собой спекшееся изделие в виде прямоугольных плиток или желобов и широко (особенно на юге и западе страны) используемой как кровельный материал. Выпускается черепица четырех видов: штампованная пазовая и ленточная, плоская ленточная и коньковая.В качестве теплоизоляционных материалов известны диатомовые (трепельные), пенотрепельные изделия и керамзитовый гравий. Из специальных керамических изделий, находящих применение при строительстве и оборудовании химических и других заводов, применяются огнеупорные и кислотоупорные изделия.
12.Битумные и дегтевые вяжущие. Изделия на их основе.
Битумные и дегтевые вяжущие вещества наряду с полимерами и органическими клеями образуют группу органических вяжущих веществ. На основе этих вяжущих производят большое количество материалов и изделий для строительства: асфальтовые бетоны и растворы, рулонные кровельные и гидроизоляционные материалы, мастики, пасты, эмульсии и некоторые лаки.
Битумные материалы могут быть как природные, встречающиеся в виде отдельных скоплений или чаще пропитывающие горные породы, так и икс у ест венные, получаемые при переработке нефти. Дегтевые — искусственные материалы, получаемые в заводских условиях при сухой перегонке твердых видов топлива.
Различают следующие группы битумных и дегтевых вяжущих веществ: битумные, состоящие из нефтяных битумов или из сплавов нефтяных и природных битумов; дегтевые — каменноугольные или сланцевые или сплавы дегтевых масел с пеками; смешанного вида — гудрокамовые (продукты совместного окисления каменноугольных масел и нефтяного гудрона); дегте- и битумополимерные, содержащие нефтяные битумы или каменноугольные дегтевые вещества и полимеры. Битумные и дегтевые вяжущие имеют темно-коричневый или черный цвет, поэтому их часто называют «черными вяжущими».
Наиболее широкое применение в строительстве и производстве строительных материалов получили битумные вяжущие и особенно нефтяные битумы, которые в СССР по объему выпуска среди остальных органических вяжущих занимают первое место. Дегтевые материалы применяют ограниченно, так как большинство их служит сырьем для получения разных ценных химических продуктов. К тому же дегтевые вяжущие и материалы на их основе в условиях эксплуатации (под влиянием влаги, кислорода воздуха, солнечной радиации) сравнительно быстро «стареют», становясь хрупкими и малопрочными, обладают неприятным запахом и выделяют вредные для здоровья вещества.
13.Основные свойства бетонной смеси(удобоукладываемость).
Удобоукладываемость – это свойство бетонной смеси, показывающее, насколько легко она укладывается в форму при получении бетона максимально возможной плотности. Это свойство очень важно, так как именно от максимальной плотности напрямую зависят прочность и долговечность бетонной плиты. Однако термин удобоукладываемость относится, скорее, к условным характеристикам бетонной смеси, нежели к физическим.
Для определения удобоукладываемости бетонной смеси существует огромное количество способов. Правда, на практике чаще всего используется способ осадки конуса и способ так называемого вибростола. Способ осадки конуса заключается в следующем: из бетонной смеси создаётся образец, изготовленный в виде усечённого конуса заранее заданных размеров. Для этого используется специальная металлическая форма, куда и заливается бетонная смесь. Как только бетонная смесь заливается в форму, её сразу же снимают, а затем наблюдают за тем, как она будет себя вести. При этом осадка конуса во многом зависит от сцепления материалов бетонной смеси и её внутреннего трения.
Несмотря на замысловатое название, способ определения удобоукладываемости бетонной смеси, основанный на применении вибростола, достаточно прост. Вначале бетонная смесь заливается в усечённый конус, который спустя небольшое время снимается. После этого замеряют диаметр конуса, а затем начинают трясти поверхность, где он стоит. Получив определённое количество встряхиваний, диаметр конуса немного увеличивается. Его опять замеряют, а затем сравнивают с первоначальным. На основе этого сравнения и делаются выводы относительно удобоукладываемости бетонной смеси.
Хотя два описанных выше способа и позволяют получить примерное представление об удобоукладываемости бетонной смеси, они не могут дать точный прогноз о её поведении при укладке в форму. Это связано с тем, что бетонная смесь в усечённом конусе и заливочной форме может вести себя абсолютно по-разному.