Практическая работа №6
Тема №6 «Строительная техника и оборудование применяемое при изготовлении транспортировке и использование пластичных материалов и ж/б конструкций в современном строительстве»
Раздел 6-1 «Общие сведенья по подготовке материалов (бетона, асфальта, ж/б конструкций) и их изготовление»
Состав должен обеспечивать заданные свойства бетонной смеси и затвердевшего бетона при минимальном расходе цемента как наиболее дорогостоящего компонента.
Исходные данные для определения состава содержатся в техническом проекте строительства и включают следующие требования: проектную марку или класс бетона по прочности, заданную условиями работ удобоукладываемость бетонной смеси, требования по водонепроницаемости, морозостойкости или коррозионной стойкости бетона, данные по наибольшей крупности заполнителя, длительности и режиму твердения и другим условиям производства работ.
Определение состава бетона начинают с выбора материалов для его приготовления. После этого устанавливают их характеристики, необходимые для расчета состава бетонной смеси: активность и плотность цемента, плотность заполнителей в сухом состоянии, крупность зерен заполнителей, показатель пустотно-сти крупного заполнителя.
Выбор цемента для бетона. Для получения связанной структуры цементного теста в бетоне активность цемента должна быть в пределах 0,7...2 от требуемой прочности бетона. При значениях отношения активности цемента к прочности бетона меньше 0,7 и больше 2 цементное тесто теряет связность, что в свою очередь приводит к резкому ухудшению физико-механических свойств цементного камня и бетона. Для вибри-рованного бетона указанное отношение активности цемента к прочности бетона должно быть в пределах 1,2...2, вибрированного с пригрузом - 1,0... 1,2, а величина отношения 0,7... 1,0 рекомендуется для бетонов, уплотняемых прессованием, трамбованием.
Цементы, имеющие величину активности выше значения требуемой прочности бетона (раствора) в два и более раз, при отсутствии агрессии должны применяться с тонкомолотыми активными минеральными добавками или микронаполнителями, снижающими активность цемента, но увеличивающими общее количество вяжущего. Оптимальное содержание добавок следует устанавливать на основании лабораторных испытаний.
В зависимости от средней плотности различают особо тяжелые, тяжелые, легкие и особо легкие бетоны.
Особо тяжелые бетоны со средней плотностью более 2500 кг/м3 изготовляют на особо тяжелых заполнителях (магнетит, лимонит, барит, чугунная дробь, обрезки стали). Эти бетоны применяют для изготовления специальных конструкций, например при сооружении зданий атомных электростанций для защиты от радиоактивного излучения.
Тяжелые бетоны со средней плотностью 2000...2500 кг/м3 изготовляют на плотном песке и крупном заполнителе из плотных горных пород и используют во всех несущих конструкциях.
Легкие бетоны со средней плотностью 500...2000 кг/м3 выпускают на пористом крупном заполнителе и пористом или плотном мелком заполнителе. Их используют в основном для производства ограждающих или несущих конструкций.
Особо легкие бетоны (ячеистые) со средней плотностью менее 500 кг/м3 изготовляют на основе вяжущего вещества, кремнеземистого компонента и порообразователя. Они применяются в качестве теплоизоляционного материала в виде плит, скорлуп, стеновых изделий (мелких блоков и панелей).
По виду вяжущего бетоны подразделяют следующим образом: бетоны на цементных вяжущих; бетоны на известковых вяжущих; бетоны на гипсовых вяжущих; бетоны на шлаковых и бетоны на специальных вяжущих.
По виду заполнителей различают: бетоны на плотных заполнителях; бетоны на пористых заполнителях; бетоны на специальных заполнителях.
По крупности зерен заполнителей различают бетоны мелкозернистые и крупнозернистые.
Мелкозернистым считается бетон, в котором размеры зерен крупного заполнителя менее 10 мм.
В зависимости от характера структуры различают следующие виды бетонов:
• бетоны плотной (слитной) структуры, в которых пространство между зернами заполнителей полностью занято затвердевшим вяжущим веществом;
• крупнопористые бетоны (беспесчаные или малопесчаные), в которых значительная часть объема межзерновых пустот остается не занятой мелким заполнителем и затвердевшим вяжущим веществом;
• поризованные бетоны, в которых пространство между зернами заполнителей занято вяжущим веществом, поризованным пенообразующими или газообразующими добавками;
• ячеистые бетоны - бетоны с искусственно созданными ячейками-порами, состоящие из смеси вяжущего вещества, тонкодисперсного кремнеземистого компонента и порообразующей добавки.
По условиям твердения бетоны подразделяются на:
• бетоны естественного твердения, твердеющие при температуре 15.. .20 °С и атмосферном давлении;
• бетоны, подвергнутые с целью ускорения твердения тепловой обработке (70.. .90 °С) при атмосферном давлении;
• бетоны, твердеющие в автоклавах при температуре
175...200 °С и давлении пара 0,9... 1,6 МПа.
Строительные растворы классифицируют по плотности, виду вяжущего, составу и назначению.
По средней плотности различают растворы тяжелые плотностью более 1500 кг/м3 и легкие плотностью менее 1500 кг/м3.
По виду вяжущего растворы бывают известковые, гипсовые, цементные и на основе смешанных вяжущих. В зависимости от свойств вяжущего растворы подразделяют на воздушные, твердеющие в воздушно-сухих условиях (например, известковые, гипсовые), и гидравлические, начинающие твердеть на воздухе и продолжающие твердеть в воде или во влажных условиях.
По степени готовности растворы делят на: сухие смеси и растворные смеси, готовые к применению.
По составу растворы делят на простые и сложные (смешанные). Растворы, приготовленные на одном вяжущем, заполнителе и воде, называют простыми. Составы простых растворов обозначают двумя числами. Например, известковый раствор состава 1:4 означает, что в растворе на одну часть извести приходится четыре части заполнителя (песка). Растворы, приготовленные на нескольких вяжущих, заполнителе и воде, называют сложными или смешанными. Составы сложных растворов обозначают тремя числами. Например, состав известково-цементного раствора 1:1:9 обозначает, что на одну часть извести в растворе приходится одна часть цемента и девять частей заполнителя.
По назначению строительные растворы различают: кладочные - для каменной кладки фундаментов, стен, столбов, сводов и др.; отделочные - для оштукатуривания стен, потолков, защитно-декоративные - для отделки наружных поверхностей зданий и сооружений и декоративные - для отделки внутри помещений; монтаэюные - для заполнения и заделки швов между крупными элементами при монтаже зданий и сооружений из готовых сборных конструкций и деталей; специальные ~ водонепроницаемые, кислотостойкие, жаростойкие, акустические, теплоизоляционные, инъекционные, рентгенозащитные и перекачиваемые по трубопроводам.
Бетонная смесь состоит из цементного теста, мелкого и крупного заполнителя. Каждый из этих компонентов влияет на вязкопластичные свойства смеси.
По физическому состоянию бетонная смесь занимает особое, промежуточное, положение между жидкостями и твердыми телами.
Подобно твердому телу смесь, находящаяся в состоянии покоя, обладает упругостью и прочностью структуры. Когда прочность структуры преодолевается, бетонная смесь подобна вязкой жидкости.
Эти особенности проявляются в процессе транспортирования, укладки и уплотнения смеси. Под влиянием внешних механических усилий - силы тяжести, давления в бетононасосе, вибрирования - нарушается взаимодействие между составляющими бетонной смеси, что приводит к уменьшению ее структурной прочности.
Бетонная смесь разжижается и приобретает способность перемещаться по трубопроводам и заполнять опалубку под действием силы тяжести.
Явление разжижения бетонной смеси обратимо: после прекращения механического воздействия прочность структуры вновь возрастает.
Свойство бетонной смеси разжижаться при механическом воздействии и вновь загустевать в спокойном состоянии, называемое тиксотропией, используют при перекачивании бетононасосами, виброуплотнении бетона, формовании изделий способом немедленной распалубки.
В практике производства бетонных работ для оценки свойств бетонной смеси используют технические характеристики. Самая важная характеристика - удобоукладываемость, т. е. способность бетонной смеси заполнять форму и образовывать в результате уплотнения плотную, однородную массу. Для оценки удобоукладываемости используют три показателя: подвижность, жесткость и связность смеси.
Подвижность бетонкой смеси определяют по осадке стандартного конуса.
Общие сведения о железобетоне и его классификация
Бетон имеет существенный недостаток, присущий почти всем искусственным и природным материалам: он хорошо работает на сжатие, но плохо сопротивляется изгибу и растяжению. Прочность бетона на растяжение составляет всего около l/\o...l/\s его прочности на сжатие. Это затрудняет его применение в ряде строительных конструкций - плитах перекрытий, прогонах, балках. В сечениях таких конструкций возникают не только сжимающие, но и растягивающие напряжения ( 52а). Если в растянутую зону поместить стальную арматуру ( 526), то несущая способность конструкции увеличится в 10...20 раз. Сталь значительно превосходит бетон по прочности не только на растяжение, но и на сжатие. Поэтому армируют и элементы, работающие на сжатие, например колонны. Железобетоном называют комплексный строительный материал, в котором бетон и стальная арматура замоноличены взаимным сцеплением и совместно работают под нагрузкой как единое целое.