Федеральное агентство по образованию
Мурманский государственный педагогический университет
Контрольная работа
по материаловедению на тему:
«Актуальность совершенствования качества бетона в современном строительстве»
Выполнил студент 4 курса ЗФО:
Лагунов А.Н.
г. Мурманск, 2009 г.
План
1. Введение
2. Историческая справка
3. Производство бетона и конструкций на его основе
4. Области применения, виды и классификация бетона
5. Вывод-заключение
6. Список литературы
1. Введение
Проблема осуществления строительства современных сооружений и зданий предъявляет растущие требования к существующим ранее строительным материалам. Одна из актуальнейших проблем современного строительства - применение и совершенствование нового поколения бетонов.
Объектом исследования настоящей работы является процесс строительства, а предметом - совершенствование качества строительного материала.
Цель работы – показать комплексный подход к материалу бетон в современном строительстве.
В соответствии с целью в исследования ставятся следующие задачи:
1) Определение бетона и конструкций на его основе;
2) Уточнение областей применения и видов бетона;
Структура работы определяется целями и задачами.
2. Историческая справка
В 1822г. в Петербурге вышла книга «Трактат об искусстве приготовлять хорошие строительные растворы». Ещё через несколько лет её автор-русский строитель Егор Челиев издал новую книгу о том, как приготовлять цемент и бетон и как применять их для скрепления кирпичей или камней при строительстве, стен и фундаментов сооружений и т.п.
В 1824г. в Англии Д. Аспинд взял патент на изготовление цемента из известковой пыли, смешанной с глиной и обожжённой при высокой температуре. Полученный при этом ноздреватый серый материал, называемый клинкером, он размалывал и смешивал с водой. При застывании образовывался очень прочный строительный камень, который изобретатель назвал портландцементом, так как по цвету и прочности он напоминал строительный камень, добываемый в английском городе Портланде.
В связи с ростом потребности в цементе в Подольском уезде выросли несколько цементных заводов, и, главным образом, возник (1875г.) крупный цементный завод Московского Акционерного Общества. Основателем завода был московский купец Пороховщиков, который в течение 10 лет построил небольшой завод, вложив свой капитал. Этот небольшое предприятие в руках Московского Акционерного Общества превратилось в мощный цементный завод.
Все эти материалы нашли широкое применение в нашей жизни, без которых бы мы не смогли представить себе современное сооружение.
Из чего же, собственно, этот столь незаменимые в современном строительстве материалы состоят? Рассмотрим подробнее.
3. Производство бетона и конструкций на его основе
Бетон - это искусственный каменный материал. Его получают в результате затвердевания уплотнённой смеси вяжущего вещества (обычно с водой) и заполнителем. В качестве заполнителя вяжущего вещества используется цемент, полимеры (синтетические смолы) и др. В качестве заполнителей, образующих жесткий скелет бетона - песок, гравий, щебень.
Прочность бетона увеличивают с помощью стальной арматуры (стержней, спиралей) и в результате этой процедуры - армирования - получают железобетон. При этом, бетон хорошо сопротивляется сжатию, а стальная арматура - растягивающим нагрузкам, предохраняя бетон от появления трещин. Железобетон - основной современный строительный материал.
В процессе изготовления железобетона, для придания большей прочности бетонной смеси, перед тем как она затвердеет, производят её уплотнение, используя вибрацию. На домостроительных комбинатах и на заводах железобетонных изделий имеются специальные виброплощадки - прочные плиты на пружинах. Под ними вращаются 2 эксцентрика - неуравновешенные грузы. Грузы движутся вверх-вниз, плита подскакивает на пружинах, а железобетонная панель, находящаяся на плите, уплотняется.
Цемент (нем. Zement),собирательное название порошкообразных вяжущих веществ, способных при смешивании с водой (иногда с водными растворами солей) образовывать пластичную массу, приобретающую затем камневидное состояние. Основные виды: портландцемент, шлаковые и пуццолановые цементы, глиноземистый цемент, специальные виды цемента (например, кислотоупорный).
Сырьём для него служат известковые, маргелистые, глинистые породы и различные добавки - шлак, бокситы и др. Цемент обладает важным свойством твердеть в воде.
Большинство линий производств обязаны из-за постоянного высокого спроса на этот материал учитывать все возможные аспекты и проблемы, которые могут возникнуть при использовании материала в разных областях строительства. В этих целях производителям необходимо следить за качеством материала и его постоянным совершенствованием.
4. Области применения, виды и классификация бетона
Бетон классифицируют по виду применяемого вяжущего: бетон на неорганических вяжущих (цементные бетоны, гипсобетоны, силикатные бетоны, кислотоупорные бетоны, жаростойкие бетоны и др. специальные бетоны) и бетон на органических вяжущих (асфальтобетоны, пластбетоны).
Цементные бетон в зависимости от объёмной массы (в кг/м3) подразделяются на особо тяжёлые (более 2500), тяжёлые (от 1800 до 2500), лёгкие (от 500 до 1800) и особо лёгкие (менее 500).
Особо тяжёлые бетоны предназначены для специальных защитных сооружений (от радиоактивных воздействий); они изготовляются преимущественно на портландцементах и природных или искусственных заполнителях (магнетит, лимонит, барит, чугунный скрап, обрезки арматуры). Для улучшения защитных свойств от нейтронных излучений в особо тяжёлые бетоны обычно вводят добавку карбида бора или др. добавки, содержащие лёгкие элементы - водород, литий, кадмий. Наиболее распространены тяжёлые бетоны, применяемые в железобетонных и бетонных конструкциях промышленных и гражданских зданий, в гидротехнических сооружениях, на строительстве каналов, транспортных и др. сооружений. Особое значение в гидротехническом строительстве приобретает стойкость бетон, подвергающихся воздействию морских и пресных вод и атмосферы. К заполнителям для тяжёлого бетона предъявляются специальные требования по гранулометрическому составу и чистоте. Суровые климатические условия ряда районов России привели к необходимости разработки и внедрения методов зимнего бетонирования. В районах с умеренным климатом большое значение имеют процессы ускорения твердения бетон, что достигается применением быстро твердеющих цементов, тепловой обработкой (электропрогрев, пропаривание, автоклавная обработка), введением химических добавок и другими способами. К тяжёлым бетонам относится также силикатный бетон, в котором вяжущим является кальциевая известь. Промежуточное положение между тяжёлыми и лёгкими бетон занимает крупнопористый (бес песчаный) бетон, изготовляемый на плотном крупном заполнителе с поризованным при помощи газо- или пенообразователей цементным камнем.
Лёгкие бетоны изготовляют на гидравлическом вяжущем и пористых искусственных или природных заполнителях. Существует много разновидностей лёгкого бетона; они названы в зависимости от вида примененного заполнителя - вермикулитобетон, керамзитобетон, пемзобетон, перлитобетон, туфобетон и др. По структуре и степени заполнения межзернового пространства цементным камнем лёгкие бетоны подразделяются на обычные лёгкие бетоны (с полным заполнением межзернового пространства), малопесчаные лёгкие бетоны (с частичным заполнением межзернового пространства), крупнопористые лёгкие бетоны, изготовляемые без мелкого заполнителя, и лёгкие бетоны с цементным камнем, поризованные при помощи газо- или пенообразователей. По виду вяжущего лёгкие бетоны на пористых заполнителях разделяются на цементные, цементно-известковые, известково-шлаковые и силикатные. Рациональная область применения лёгких бетонов - наружные стены и покрытия зданий, где требуются низкая теплопроводность и малый вес. Высокопрочный лёгкий бетон используется в несущих конструкциях промышленных и гражданских зданий (в целях уменьшения их собственного веса). К лёгким бетонам относятся также конструктивно-теплоизоляционные и конструктивные ячеистые бетоны с объёмной массой от 500 до 1200 кг/м3. По способу образования пористой структуры ячеистые бетоны разделяются на газобетоны и пенобетоны, по виду вяжущего - на газо- и пенобетоны, получаемые с применением портландцемента или смешанных вяжущих; на газо- и пеносиликаты, изготовляемые на основе извести; газо- и пеношлакобетоны с применением молотых доменных шлаков. При использовании золы вместо кварцевого песка ячеистые бетоны называются газо- и пенозолобетонами, газо- и пенозолосиликатами, газо- и пеношлакозолобетонами. Особо лёгкие бетоны применяют главным образом как теплоизоляционные материалы. Области применения бетонов в современном строительстве постоянно расширяются. В перспективе намечается использование высокопрочных бетонов (тяжёлых и лёгких), а также бетонов с заданными физико-техническими свойствами: малой усадкой и ползучестью, морозостойкостью, долговечностью, трещиностойкостью, теплопроводностью, жаростойкостью и защитными свойствами от радиоактивных воздействий. Для достижения этого потребуется проведение широкого круга исследований, предусматривающих разработку важнейших теоретических вопросов технологии тяжёлых, лёгких и ячеистых бетонов: макро- и микроструктурной теорий прочности бетонов с учётом внутренних напряжений и микротрещинообразования, теорий кратковременных и длительных деформаций бетонов и др.
Виды бетонов
В настоящее время в строительстве используют различные виды бетона. Разобраться в их многообразии помогает классификация бетонов. Бетоны классифицируют: