Что такое цементный бетон? Бетон и цемент
Все про цемент и бетон
При начале любой стройки не обойтись без цемента и бетона. И не важно, какой будет строиться дом кирпичный или деревянный, они все начинаются с фундамента. Но это не все возможности применения этих материалов.
Состав и способы производства цемента
Сам по себе цемент в природе не встречается. Основными компонентами цемента являются известняк и глина, которые после дробления и смешивания между собой подвергают термической обработке.
То, что получилось после обжигания, размалывают до порошкового состояния и этот порошок серого цвета и есть цемент. Характерной чертой цемента является его твердость и повышенная влагоустойчивость.
В зависимости от используемого сырья до обработки его температурой, производство цемента делится на:
- Мокрый. Это означает, что на всех стадиях производства цемента присутствует некоторое количество жидкости. Мокрый метод заключается в измельчении и перемешивании сырьевых материалов, усреднении и корректировании смеси при воздействии некоторого количества воды.
- Сухой. Сухой метод предполагает, что все этапы производства (измельчение, смешивание, усреднение и корректирование смеси) будут производиться с сухими материалами, без применения воды.
- Комбинированный. При комбинированном методе производства полученный мокрым способом шлам подвергают максимальному обезвоживанию на специальных установках и грануляции, а получившуюся в результате массу обжигают в печах по сухому методу.
Характеристики цемента
Цемент, как и многие вяжущие вещества, после набора своих свойств, являются твердыми и плотными. Цемент обладает такими параметрами как:
Состав бетона
Бетон – это многокомпонентный состав, в который входит цемент, вода, песок и мелкая фракция щебня (гранитный, реже гравийный).
Именно по этим составляющим бетон делится на марки и классы. В ряде случаев может иметь в составе специальные добавки, а также может не содержать воды (например, асфальтобетон).
Марка бетона – это самый главный показатель качества материала. Прочность различают по назначенным маркам бетонов.
Основные марки бетона
- Бетон В7,5 (М100) — легкий тип бетона.
- Бетон В12,5 (М150) – разновидность легкого бетона.
- Бетон В15 (М200) – охватывает широкую область строительных работ, благодаря высокой прочности на сжатие.
- Бетон В20 (М250) – по области применения и характеристикам похож на В15, но он более прочнее.
- Бетон В22,5 (М300) – чаще всего используется для плитных фундаментов при строительстве многоэтажек.
- Бетон В30 (М400) – характеризуется быстрым схватыванием и высокой стоимостью, поэтому по сравнению с марками В15 и В22,5 он не так популярен.
- Бетон В40 (М500) и В45 (М550) в своем составе имеет большой процент цемента, отличается высокой прочностью, используется в строительных конструкциях специального назначения, гидротехническом строительстве. Для возведения зданий, как правило, не применяется.
Класс или марка бетона («В» или «М») — важный показатель его качества. Второстепенными характеристиками являются: водонепроницаемость (W), морозостойкость (F), подвижность (П). Бетон выбирается по его прочности, то есть по марке (классу). Цифрами обозначен предел прочности при сжатии.
Классы бетона
- Гидротехнический. Чаще всего применяют для постройки мостов, каналов водопровода. Он водонепроницаем и обладает высокой морозоустойчивостью (около трехсот циклов замораживания). Не поддаётся разбуханию и деформации при большом давлении воды.
- Жаростойкий. Постройки с применением такого бетона могут, вынести высокие температуры до +700 С. Практически всегда применяется в постройке, труб ТЭЦ, промышленных печей.
- Кислотоустойчивый. При его изготовлении применяется жидкое стекло, которое позволяет выдерживать температуру до +1000 С. И с уверенностью можно заметить, что он является альтернативой дорогим материалам. Применяется для сооружения предметов химической индустрии.
- Морозоустойчивости достигают с помощью химических добавок. Это смесь имеет специальную маркировку «F», а наличие цифр указывает, сколько раз может оттаивать и замерзать бетон, не теряя своих исходных качеств.
- Водоустойчивый оказывает сопротивление плохому влиянию влаги. Что бы вывести показатель, бетон подвергают несколько раз увлажнению и высыханию, обозначается «W», а цифры, находящиеся рядом обозначают величину давления воды.
Полное застывание бетона наступает через двадцать восемь суток. Шестьдесят процентов прочности бетон “набирает” по истечении семи суток. ПО залитому бетону можно ходить спустя трое суток. Для достижения максимальной прочности должно пройти от 6 до 12 месяцев в зависимости от сложности конструкции.
Использование цемента и бетона
Как мы уже говорили, основной отраслью применения обоих материалов является строительство. Как и бетон, цемент применяется при возведении фундамента, а также он служит скрепляющим материалом при кирпичной кладке. Строительные материалы, получаемые, на основе цемента с успехом заменяют традиционные материалы как древесина или кирпич.
Сферы применения цемента также зависит и от его параметров. Например, водоустойчивый используют при постройке дамб, плотин, а морозоустойчивый используют при очень резком климате.
cementim.ru
Бетон и цемент
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………....1
- Цемент и его свойства…………… ………………………..2-8
1.1.Технология производства цемента……………………………...…..2-3
1.2. Производства по мокрому методу…………………………...……..4-6
1.3. Сухой и комбинированный методы производства……………….6-8
2. Бетон и его основные характеристики производства…………………………………………………………………….….9-27
2.1. Способ приготовления и история бетона …………………...…..9-11
2.2. Расчет состава бетона…………………………………………….11-17
2.3. Условия оптимальности и составов бетона……………….…….17-21
2.4. Структурное подобие и свойства бетона…………………….….21-27
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………….…..28
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ..29
ВВЕДЕНИЕ
Значение цемента в современно строительстве трудно переоценить, ведь цемент по праву занимает одно из ведущих мест среди всех строительных материалов. Тем более в мире постоянного технологического прогресса, где домостроение постоянно совершенствуется новейшими материалами. Но вот функции цемента на протяжении долгих десятилетий остаются неизменными. Создание разного рода строительных смесей, бетона, железобетона и других подобных изделий предназначенных для скреплений отдельных деталей общей конструкции.
Следует отметить, что важность бетона в первую очередь определяется его отличными качествами, которые превосходят некоторые другие строительные материалы. На самом деле, если задуматься, то можно понять, что в настоящее время на рынке строительных материалов есть множество других более удобных и более качественных товаров. Правда, есть еще один фактор, который и становится основополагающим при использовании бетона – его себестоимость. Он имеет настолько низкую стоимость, что чаще всего сами стены монолитного дома стоят, чуть ли не дешевле всего остального. Бетон производится повсеместно. Стена из кирпича обходится почти в два раза дороже, что делает его неудобным материалом для застройщиков. К тому же, при использовании бетона исключается необходимость большого количества рабочих, что дает понижение стоимости строительства.
В работе будет приведён основной материал, касающийся технологии производства цемента и бетона; описаны основные способы производства и история развития.
- Цемент и его свойства
- Технология производства цемента
Цемент – один из важнейших строительных материалов, предназначенных для бетонов и строительных растворов, скрепление отдельных элементов (деталей) строительных конструкций, гидроизоляций и др. Цемент представляет собой гидравлический вяжущий материал, который после смешения с водой и предварительного затвердевания на воздухе продолжает сохранять и наращивать прочность в воде.
Производство цемента обусловлено необходимостью его производства для применения главным образом в строительстве. Строительство жилья на основе цемента позволяет получить объекты с низкой теплопроводностью и высокой морозостойкостью. Технология цементное производство позволяет использовать в нём отходы добывающей, металлургической отраслей, а также побочные продукты этих производств. Некоторые отходы даже улучшают свойства цемента. Гибкая технология позволяет осуществлять комбинирование производства цемента с производством металлов, химических продуктов и энергии. Существует много как бы подвидов цемента. Они отличаются друг от друга конечными свойствами, условиями производства и наличием в них различных видов добавок. Цемент не является природным материалом. Его изготовление - процесс дорогостоящий и энергоемкий, однако результат стоит того - на выходе получают один из самых популярных строительных материалов, который используется как самостоятельно, так и в качестве составляющего компонента других строительных материалов (например, бетона и железобетона). Цементные заводы, как правило, находятся сразу же на месте добычи сырьевых материалов для производства цемента. Производство цемента включает две ступени: Первая - получение клинкера. Вторая - доведение клинкера до порошкообразного состояния с добавлением к нему гипса или других добавок.
Первый этап самый дорогостоящий, именно на него приходится 70% себестоимости цемента. А происходит это следующим образом: первая стадия - это добыча сырьевых материалов. Разработка известняковых месторождений ведется обычно сносом, т. е. часть горы «сносят вниз», открывая тем самым слой желтовато-зеленого известняка, который используется для производства цемента. Этот слой находится, как правило, на глубине до 10 м (до этой глубины он встречается четыре раза), и по толщине достигает 0,7 м. Затем этот материал отправляется по транспортеру на измельчение до кусков равных 10 см в диаметре. После этого известняк подсушивается, и идет процесс помола и смешивания его с другими компонентами. Далее эта сырьевая смесь подвергается обжигу. Так получают клинкер.
Второй этап тоже состоит из нескольких этапов. Это: дробление клинкера, сушка минеральных добавок, дробление гипсового камня, помол клинкера совместно с гипсом и активными минеральными добавками. Однако надо учитывать, что сырьевой материал не бывает всегда одинаковым, да и физико-технические характеристики (такие как прочность, влажность и т. д.) у сырья различные. Поэтому для каждого вида сырья был разработан свой способ производства. К тому же это помогает обеспечить хороший однородный помол и полное перемешивание компонентов. В цементной промышленности используют три способа производства, в основе которых лежат различные технологические приемы подготовки сырьевого материала: сухой и мокрый способы. Для каждого способа используется определенный вид оборудования и строго определенная последовательность операций. Существуют следующие марки п.ц., выпускаемые промышленностью строительных материалов:
- ПЦ 400 ДО и ПЦ 400 Д20. Применяется для производства асбестоцементных изделий, строительства жилья, промышленных зданий и сооружений.
- ПЦ 500 ДО. Применяется для строительства мостов, путепроводов, железобетонных труб, пролетных строений и блоков.
- ПЦ 600 ДО. Применяется для строительства мостов, туннелей, высокопрочных сооружений на объектах Министерства Обороны.
1.2. Производства по мокрому методу
Сырьем при производстве цемента по мокрому способу являются следующие компоненты: карбонатный компонент—мел, силикатный компонент—глина, железосодержащие добавки—пиритные огарки, конверторный шлам, железистый продукт.
Типовая технологическая схема
Мел и глина добываются в карьерах экскаваторами. Влажность глины—до 20%, мела—до 29%.
Глина грузится в автосамосвалы и подается к глиноболтушкам, где производится приготовление глиняного шлама. Глиняный шлам из приемника перекачивается насосом в вертикальные бассейны. Мел грузится экскаватором в думпкары. Думпкары имеют двусторонние толкатели для сталкивания мела в бункер. Из бункера мел с огарками по транспортеру поступает в мельницу самоизмельчения (гидрофол). Одновременно в гидрофол подаются глиняный шлам (насосом или самотеком из вертикальных бассейнов), а также вода и ЛСТ. Приготовленный шлам подается в вертикальный бассейн. Отсюда шлам подается в сырьевую мельницу, в которой и происходит его помол. Готовый шлам перекачивают в вертикальные шламобассейны, где происходит его корректировка. Откорректированная сырьевая смесь насосами перекачивается в горизонтальные бассейны, а оттуда—в следующие горизонтальные бассейны. Через шламовый питатель сырьевая смесь из бассейна подается в печи для обжига. Количество подаваемого в печи сырья регулируется контрольным баком. Скорость наполнения зависит от числа оборотов печи и от текучести шлама. Контроль за качеством шлама ведет лаборатория. Обеспыливание отходящих газов обычно происходит с помощью электрофильтров, которые работают в режиме автоматического регулирования. Охлаждение клинкера из печей производится в колосниковых холодильниках или в рекуператорных. Колосниковые холодильники имеют производительность около 70 т/ч. Температура клинкера на выходе из колосникового холодильника составляет не более 90 градусов. Клинкер из печей с температурой 1250 градусов поступает в шахту холодильника, где установлены неподвижные колосники и резко охлаждается воздухом, подаваемым вентилятором высокого давления. Далее клинкер поступает на решетку, которая состоит из подвижных и неподвижных колосников. Крутая передняя и пологая задняя полость колосников обеспечивают продвижение клинкера вперед и его интенсивное перемешивание. В разгрузочном конусе холодильника установлена встроенная дробилка для измельчения крупных кусков клинкера. Рекуператорный холодильник имеет производительность 35 тонн в час. Температура клинкера на выходе—не более 400 градусов. В холодильнике имеется несколько барабанов, закрепленных по окружности корпуса, которые вращаются вместе с печью. Со склада клинкер поступает с помощью мостового грейферного крана в бункера цементных мельниц. Туда же подается гипс, откуда вся эта басня дозируется в цементные мельницы. Для интенсификации процесса помола при производстве бездобавочных цементов на тарельчатый питатель подается лигносульфанат технический (ЛСТ) в количестве 0,01%. Транспортировка готового цемента в цементные силоса производится пневмонасосами. Силос представляет собой железобетонную емкость диаметром около 10 м и высотой примерно 25-30 м. Силосный склад цемента насчитывает обычно более десятка силосов. Отгрузка цемента из цементных силосов производится в бункер для погрузки в автотранспорт или отгружается в железнодорожные вагоны. Упаковка цемента в бумажные мешки (50 кг) производится упаковочными машинами. Определение количества отгрузки цемента производится взвешиванием на железнодорожных весах.
1.3. Сухой и комбинированный методы производства
При сухом методе сырьевую шихту готовят в виде тонкоизмельченного сухого порошка, поэтому перед помолом или в процессе его сырьевые материалы высушивают. В отличие от мокрого производства (обжиг влажной смеси в печи), "сухой" предполагает сушку сырьевых компонентов с последующим их смешением и обжигом. Комбинированный способ может базироваться как на мокром, так и на сухом способе приготовления шихты. В первом случае сырьевую смесь готовят по мокрому способу в виде шлама, а затем обезвоживают на фильтрах до влажности 16-18 % и подают на обжиг в печи в виде полусухой массы. Во втором варианте сырьевую смесь готовят по сухому способу, а затем гранулируют с добавкой 10-14 % воды и подают на обжиг в виде гранул диаметром 10-15 мм. Каждый способ производства может быть реализован в виде нескольких технологических схем, отличающихся как последовательностью операций, так и видом используемого оборудования. Выбор конкретной схемы определяется свойствами перерабатываемого сырья (твердостью, однородностью, влажностью). Один из главных резервов снижения расхода топлива в производстве цемента — уменьшение влажности шлама. Каждый процент снижения влажности шлама позволяет снизить удельный расход топлива на обжиг клинкера в среднем на 117-146 кДж/кг, то есть на 1,7-2%. Удельный расход теплоты на обжиг при сухом способе составляет 2900-3750 кДж/кг клинкера, а при мокром — в два-три раза больше. При введении в сырьевой шлам доменных шлаков или зол ТЭС расход топлива снижается на 15-18%. При выпуске шлакопортландцемента экономия топлива дополнительно составляет в среднем 30-40 % по сравнению с чистоклинкерным портландцементом. Основное преимущество сухого способа: снижение расхода теплоты на обжиг клинкера до 3,4–4,2МДж/кг уменьшение на 35 – 40% объёма печных газов, что в совокупности и обеспечивает более высокие технико-экономические показатели сухого способа. Однако возможности сухого способа существенно ограничиваются исходной влажностью сырья, так как измельчение материалов в существующих мельницах может проводится при влажности не более 1%. Поэтому измельчение исходного сырья имеющего влажность 20 – 25% связана с высокими расходами теплоты на сушку. Сухой способ производства цемента является на сегодняшний день самой передовой технологией в производства цемента. К этому способу изготовления уже давно перешли на Западе. Перспективным для цементных предприятий видится переход на "сухой" способ производства. Он, по подсчетам специалистов, эффективнее традиционного "мокрого" на 25-30% и обеспечивает 50% экономии топлива. Правда, для перехода на "сухой" способ производства в целом нужны инвестиции в объеме 50-55 млн. евро. Но при переходе на этот метод рост производства цемента уже в ближайшее время может составить более 15 млн. т. Достигается повышение эффективности в цементном производстве и благодаря рациональному использованию исходных компонентов.
- Бетон и его основные характеристики
производства
2.1. Способ приготовления и история бетона
Термин «искусственный камень» подчеркивает ту мысль, что человек, создавая этот строительный материал, подражал природе. Действительно, в результате выветривания из первичных горных пород образуются зернистые породы, которые впоследствии или в процессе отложения в реках или в морях скреплялись связующим (как, например, известковая вода или кремнекислота) в «бетон». Возникающие таким образом «природные горные породы» геологи обозначают термином «упрочненные осадки». Нам известны такие породы, как брекчии, конгломераты и смешанные конгломераты из осадочных и изверженных пород. Что же касается принципа изготовления (т. е. скрепления вяжущим рыхлых пород), бетон — очень древний строительный материал. При археологических исследованиях поселения на правом берегу Дуная у Железных Ворот проф. Срежович обнаружил бетонные полы, сделанные из извести, песка, гравия и воды. Эти бетонные плиты имели толщину от 3 до 25 см. Возраст их был определен радиоуглеродным методом в 7000 лет! Камни, скрепленные литым гнисом, использовались в сооружении построек в Междуречье; возраст их исчисляется в 6000 лет. Они обнаружены при раскопках в 1956—1957 гг. Финикийцы и греки продолжали применять этот принцип при изготовлении плит до тех пор, пока римляне не создали такие крупные постройки, как гавани, мосты, в частности акведуки, и купола более 40 м в диаметре. Римляне принесли этот метод возведения крупных конструкций и в среднюю Европу. Они проложили 105-километровый водопровод из бетона, снабжавший колонию Клаудиа Агриппинензис, ставшую позже г. Кельном, свежей водой из Эйфеля. В качестве вяжущего здесь была использована смесь извести и трасса. Часть этого сооружения служила до недавнего времени. О бетоне в сегодняшнем понимании значения этого слова говорят с тех пор, как существует минеральное вяжущее цемент. Обычно годом его изобретения считают 1844-й. Исторически это подтверждается лучше всего тем, что этот год рассматривается как дата завершения почти столетних поисков нового вяжущего, когда Исаак Чарльз Джонсон сформулировал два фундаментальных условия изготовления цемента: - подбор правильного соотношения исходных компонентов; - обжиг этих материалов до температуры спекания (начинающегося плавления) около 1450° С. Новому вяжущему и новому строительному материалу пришлось преодолеть скепсис и предубеждения, но, несмотря на это, его развитие шло очень быстро. Бетон нашел применение прежде всего в больших фундаментах водохозяйственных и промышленных сооружений. Уже в тот период новый метод строительства привел к росту производительности труда. Одной из больших построек из этого строительного материала был памятник Битвы народов в Лейпциге (1900—1905 гг.). Для его фундамента использовано 120 тыс. м3 трамбованного бетона. С тех пор работы над бетоном материаловедческого и технологического характера не прекращаются. В паше время нет отрасли народного хозяйства, которая могла бы обойтись без бетона. Углубляющаяся специализация привела к тому, что к термину «бетон» стали добавлять слова, усложняющие восприятие этого термина. От бетона, используемого в конструкциях и сооружениях, требуются определенные физические, а иногда и химические свойства. В большинстве случаев определяющим показателем является прочность. Были созданы виды бетона, обозначение которых по прочности при сжатии дается в кгс/см2 (МПа) в стандартных условиях твердения. Славу бетону как прогрессивному строительному материалу принесли его высокие механические свойства: долговечность, огнестойкость, легкая приспособляемость к любым формам и т. д. Но у него есть и недостатки, к которым в первую очередь нужно отнести его водопроницаемость. Этот недостаток особенно опасен в том случае, когда сооружение подвергается одностороннему воздействию сильного напора вод при их переменном уровне. Причина заключается в том, что водонепроницаемость является одной из самых сложных характеристик бетонов, зависящей от различных факторов. Однако тот опыт, который уже накоплен, может послужить основой для разработки и проведения мероприятий, способствующих повышению водонепроницаемости железобетонных сооружений.
stud24.ru
Популярная техническая библиотечка рабочего дорожника
Ф.М. Иванов цементный бетон
АВТОТРАНСИЗДАТ
Москва - 1957
ОГЛАВЛЕНИЕ: Бетоны Цемент Марка цемента и бетона Каменный скелет Приготовление бетонной смеси Созревание бетона Бетонные работы зимой Долговечность бетонных сооружений Сборный железобетон и бетон Дорожные покрытия из бетона Заключение
В разных уголках нашей великой Родины - в Крыму и на Урале, на Волге и в Туркмении, в степях Казахстана и в Сибири - растут гигантские стройки. Советские люди заняты мирным трудом.
Социалистическая промышленность быстрыми темпами неуклонно движется вперед, из года в год увеличиваются объемы строительных работ. Вступают в строй десятки и сотни новых предприятий. В широких масштабах развертывается жилищное и культурно-бытовое строительство.
Гидроэлектростанции, плотины и каналы сооружаются небывалыми в мире темпами. Развиваются транспортные связи между промышленными районами, между городом и деревней. Увеличивается сеть автомобильных магистралей, сооружаемых по последнему слову строительной техники. Новые прочные мосты перебрасывают свои пролеты над течением многочисленных рек нашей страны.
Все большее значение для этих гигантских работ приобретает в числе других материалов цементный бетон - прочный и долговечный материал, из которого строят дорожные покрытия, мосты, плотины, промышленные цеха и другие сооружения.
Способам получения цементного бетона, его многообразным свойствам и особенностям посвящена эта брошюра.
БЕТОНЫ
Бетонами называют искусственные материалы, получающиеся в результате склеивания (скрепления) естественных каменных материалов - песка и гравия или щебня - в монолитный прочный камень. Бетоны различаются по вяжущему веществу, которым скрепляются зерна естественных каменных материалов. Наибольшее распространение имеет цементный бетон, в котором вяжущим веществом являются цементы. В дорожном строительстве широко применяются асфальтобетон и дегтебетон; в них вяжущим служат битумы и дегти. Существуют и другие виды бетонов: гипсобетон, известковый бетон и т. п.
Наша брошюра посвящена описанию свойств цементного бетона. В дальнейшем мы будем его называть просто бетоном.
Бетон - широко распространенный строительный материал. Сооружения из него можно часто видеть и на дорогах.
По внешнему виду бетонное сооружение, будь то опора моста, водопропускная труба или бетонное покрытие дороги, производит впечатление выполненного из серого камня. Со словом «камень» у нас обычно связано представление о мертвом, неподвижном материале, не изменяющем своих свойств в течение десятилетий и веков.
Представление о цементном бетоне, как о таком камне, правильно только с внешней стороны. На самом деле бетон - это искусственный камень, в котором непрерывно идут процессы развития, роста, старения, камень, который растет, крепнет, стареет и умирает. Действительно, основной особенностью цементного бетона по сравнению с другими камнями является формирование его свойств непосредственно на строительной площадке - в конструкции. Уже это придает всем работам, которые ведутся с бетоном, своеобразный характер. Бетон нужно не только приготовить, но и уплотнить, а затем создать такие условия, при которых он приобрел бы высокую прочность.
Цементное тесто в составе бетона, затвердевая, скрепляет, склеивает отдельные песчинки, отдельные щебенки в монолит, обладающий высокой прочностью, зависящей от прочности цементного камня, прочности каменных материалов и прочности сцепления цементит и камня с каменными материалами.
Смесь цемента, воды и песка называется растворной смесью, а после затвердевания - раствором. Смесь цемента, воды, песка и щебня или гравия в подвижном состоянии именуется бетонной смесью. Затвердевший камневидный материал, как было сказано выше, называется бетоном.
Приготовление бетона на строительной площадке ведется строителями; поэтому они имеют возможность влиять на свойства бетона в процессе его изготовления, имеют возможность регулировать свойства получаемого материала.
Основное свойство всякого строительного материала это его прочность.
Бетон обладает высокой прочностью, в особенности при сжатии. Бетонный кубик со стороной 10 сантиметров может выдержать нагрузку в 20-40 тонн, т. е. вес товарного вагона. Современные бетоны имеют еще большую прочность, выдерживая нагрузку в 500-600 килограммов на каждый квадратный сантиметр площади. Прочность бетона на растяжение значительно меньше. Если образец или конструкцию из бетона растягивать, то разрушение произойдет при усилиях в 10-15 раз меньших, чем при сжатии. В этом отличие свойств бетона от стали и других металлов, имеющих примерно одинаковую прочность и при растяжении и при сжатии.
Многие строительные конструкции при работе подвергаются действию изгибающих сил. В этом случае в сопротивлении бетона действию разрушающих сил основное значение имеет прочность его на растяжение.
Открытие и широкое применение в строительстве нового материала - железобетона устранило недостатки бетона как конструктивного материала. Железобетон завоевал прочное место в современном строительстве1. В нем свойства бетона - большая прочность при сжатии, стойкость к действию воды и воздуха, огнестойкость - сочетаются с такими свойствами стали, как прочность при растяжении, упругость. В железобетонных конструкциях, там, где эти конструкции подвергаются действию растягивающих сил, установлены стальные стержни, которые и воспринимают действие этих сил. Количество стали и ее расположение в бетоне определяются расчетом. На рис. 1 показано, как бетон и сталь совместно работают в новом материале - железобетоне.
Рис. 1. Примеры для сравнения свойств бетона и железобетона
Железобетон в настоящее время распространен очень широко; из него возводятся плотины и мосты, дорожные покрытия автомобильных магистралей и покрытия взлетно-посадочных площадок для самолетов, строятся тоннели, трубы, резервуары, изготовляются конструкции жилых и промышленных зданий (колонны, балки, плиты перекрытий, лестницы и др.) и даже речные и морские суда. Бетон совершенно без стали, или, как ее называют, «арматуры», применяется теперь редко, но свойства цементного бетона во многом определяют и свойства железобетона.
В дорожном строительстве применение бетона быстро растет, поэтому каждый строитель-дорожник должен хорошо знать свойства этого материала.
Бетон обладает высокой стойкостью к таким природным воздействиям, как увлажнение и высушивание, охлаждение и нагревание, замораживание и оттаивание, истирание и размывание. Он является незаменимым материалом для долговечных сооружений, которые должны существовать десятки и сотни лет.
Важное преимущество бетона - это возможность использования местных материалов для его изготовления. Только одну десятую часть бетона (по весу) составляет искусственный материал - цемент, остальные девять десятых - это естественные каменные материалы и вода, которые нужно только добыть и доставить на место строительства.
Ни в какое сравнение нельзя поставить бетон с древесными материалами, которые разрушаются в результате гниения, легко загораются и непригодны поэтому для возведения долговечных сооружении. Сталь сравнительно быстро разрушается под действием влажного воздуха. Она не может быть использована для постройки стен зданий, так как легко проводит тепло; учитывая это свойство, стены из стали пришлось бы делать и 40 раз толще бетонных, сталь втрое тяжелее бетона.
Для строительства автомобильных дорог, по которым быстро движутся потоки автомобилей различных видов, бетон - незаменимый материал. Мосты, водопропускные сооружения, подпорные стенки и виадуки возводятся из железобетона. Дорожные покрытия на магистралях и основания под асфальтобетонные покрытия все в больших масштабах выполняются из цементобетона.
По решению партии и правительства в нашей стране широко развивается заводское производство сборного железобетона, применение которого приводит к индустриализации строительства, позволяет на строительной площадке только собирать сооружение из готовых деталей.
В дорожных покрытиях бетон противостоит изнашивающему действию проезжающего по дороге транспорта, передает и распределяет нагрузку от колес автомобиля на грунт. В конструкциях мостов бетон выдерживает тяжелые нагрузки от проходящих по мосту автомобилей, автобусов и трамваев, а также сопротивляется размывающему действию воды на опоры моста; о бетонные быки разламываются мощные льдины, которые несет в ледоход река. Теперь трудно даже представить, как велось бы строительство, если бы человек не располагал цементным бетоном. Многие сооружения, возводимые в наши дни из железобетона и бетона, потребовали бы гораздо больше труда и затрат при попытке использовать другие материалы, а иные были бы и совсем неосуществимы.
Если сравнить каменный мост с мостом из современного железобетона, обнаружится огромная разница в количестве материалов, во внешнем виде сооружений (рис. 2). Каждому ясно, что чем меньше материалов идет на строительство, тем дешевле сооружение, тем оно выгоднее.
Рис. 2. Мост, сооруженный из железобетона, и мост из естественного камня
О свойствах бетона и его применении в дорожном строительстве рассказывается далее.
ЦЕМЕНТ
Познакомимся прежде всего со свойствами основной составной части бетона - цементом.
Цемент представляет собой тонкоразмолотый минеральный порошок, способный при смешении с водой образовывать пластичную массу, с течением времени затвердевающую в камневиднос тело.
Наиболее распространенный цемент, называемый портланд-цементом, получают путем обжига при высокой температуре (1400-1500°) природного сырья в виде мергелей или искусственной смеси известняка с глиной и другими материалами. Обжиг производится в специальных печах. Обычно цементообжигательная печь - это огромный, длиной 100-150 метров, горизонтально расположенный цилиндр, выложенный внутри огнеупорным кирпичом и медленно вращающийся. Печь устанавливается с наклоном; благодаря этому материалы в ней, пересыпаясь, постепенно передвигаются от одного конца к другому. При обжиге получается спекшийся материал, часть которого расплавилась и застыла в стекловидном состоянии. Этот материал носит название цементного клинкера. На рис. 3 показано строение цементного клинкера при небольшом увеличении. Из рисунка видно, что цементный клинкер состоит из кристаллических минералов, соединенных стекловидным веществом.
Рис. 3. Частица цементного клинкера в разрезе при увеличении в 100 раз
Цементный клинкер подвергается размолу в тонкий порошок с добавкой при размоле нескольких процентов гипса (обычно до 5%), и цемент готов. Схема производства цемента показана на рис. 4.
Рис. 4. Схема производства цемента
Цементный клинкер имеет сложный состав. В него входят соединения извести с окисью кремния, так называемые силикаты кальция. Они составляют основную часть - около 75% - клинкера. Большое влияние на свойства клинкера оказывает содержание в нем соединений окиси алюминия с окисью кальция, которые называются алюминатами кальция. Одно из этих соединений, преимущественно представляющее алюминаты кальция, - трехкальциевый алюминат, в большой степени влияет на технические свойства цемента. Это вещество очень быстро соединяется с водой, но не дает устойчивых соединений. В зависимости от вида исходных материалов и условий обжига состав цементного клинкера, а следовательно, и его технические свойства изменяются. Портланд-цемент, выпускаемый различными заводами, имеет общее название и общие характеристики по прочности, но может отличаться по составу. Различие в составе клинкера определяет такие важные технические свойства цемента, как скорость затвердевания, устойчивость в природных водах, морозостойкость и др.
Состав и свойства минералов, входящих в цементный клинкер, изучаются специальной отраслью химии - химией цемента.
В цементный клинкер при помоле могут вводиться, кроме гипса, и другие добавки: горные породы, шлаки, которые, присутствуя в цементе в количестве до 10-15%, существенно не ухудшают его прочности и позволяют экономить таким образом более дорогой клинкер. Однако там, где требуется высокая морозостойкость, как, например, в дорожных покрытиях, рекомендуется применять цемент, полученный размолом цементного клинкера, без каких-либо добавок, кроме гипса.
Помимо портланд-цемента, выпускаются большие количества различных цементов, отличающихся составом сырья, из которого их получают, способом производства и свойствами. Советская цементная промышленность выпускает специальные цементы, предназначенные для особых условий службы бетона и специальных целей. Значительное количество разновидностей цементов получается на основе портланд-цементного клинкера путем добавки к нему различных веществ. В приведенной на стр. 11 таблице дается краткий перечень важнейших цементов с указанием их назначения, особенностей и области применения.
Наименование цемента | Основные свойства | Где применяется |
Портланд-цемент | Цементное тесто, растворы и бетоны способны затвердевать под водой. Основную прочность приобретает за месяц твердения. | В дорожных, гидротехнических и промышленных сооружениях, в конструкциях, подверженных действию атмосферных условий. |
Портланд-цемент с гидравлическими добавками (пуццолановый портланд-цемент) | Твердеет более медленно, чем портланд-цемент. Бетон на этом цементе более водоустойчив и плотен, но легче разрушается от действия мороза. | В подводных и подземных частях гидротехнических сооружений, мостов, труб и др. |
Шлаковый портланд-цемент (шлакопортланд-цемент) | Те же свойства, что и у пуццоланового портланд-цемента. | Там же, где портланд-цемент, атакже в обычных конструкциях промышленных сооружений. |
Пластифицированный портланд-цемент | По сравнению с портланд-цементом дает более подвижные бетонные или растворные смеси. | Там же, где и обычный портланд-цемент. |
Гидрофобный портланд-цемент | Устойчив к хранению в сырых условиях. | Там же, где и обычный портланд-цемент. |
Смешанные цементы (состоят из портланд-цемента и минеральных добавок или из местных вяжущих материалов: извести, шлаков) | Имеют пониженную прочность и морозостойкость. | Для строительных растворов и бетона невысокой прочности. |
Расширяющийся цемент | Обладает способностью увеличивать объем при твердении. | Для восстановления поврежденных железобетонных конструкций, для водонепроницаемых штукатурок. |
Глиноземистый цемент | Быстро твердеет, выделяет большое количество тепла при твердении. Стоек в растворах гипса и других солей (кроме сернокислого натрия и щелочей). Не выдерживает температур выше 30° С при затворении и в первые сроки твердения. | Для аварийных работ, в строительстве сооружений в агрессивных водах. |
Чем тщательнее подобран состав сырья, чем лучше проведен процесс обжига и чем тоньше размолот цемент, тем выше его качества и тем большую прочность может он обеспечить при затворении его водой. Но более активный цемент всегда более чувствителен к действию влаги и углекислоты, содержащихся в воздухе, и при хранении быстрее теряет активность. Это видно из рис. 5. Чем мельче частицы цемента, тем больше их поверхность на каждый грамм цемента и тем больше процент потерь при образовании на их поверхности пленки одинаковой толщины. Поэтому современные тонкомолотые высокоактивные цементы требуют тщательной упаковки и хранения и быстрого употребления в дело.
Рис. 5. Схема действия водяного пара и углекислоты воздуха на цементные частицы разной крупности
Как был открыт современный цемент?
Способность некоторых природных материалов после обжига приобретать свойство затвердевать, будучи смешанными с водой, была известна давно. Наиболее древними вяжущими строительными материалами были известь и гипс, которые не требовали тонкого размола и высоких температур для их изготовления. Постепенное развитие конструкций обжигательных печей и размольного оборудования позволило создать условия, необходимые для получения высококачественных цементов.
Производство современного портланд-цемента, дающего высокую прочность бетону и способного быстро затвердевать в смеси с водой и продолжать твердение под водой, возникло сравнительно недавно - в начале XIX века.
Первые указания о производстве таких цементов - предшественников современных цементов - имеются в работах русского академика М. В. Севергина (1702 г.) и в книге Егора Челиева (рис. 6).
Рис. 6. Титульный лист книги Егора Челиева
В книге Челиева, изданной в 1825 г., обобщен опыт приготовления вяжущего вещества, применявшегося при восстановлении Московского Кремля. В книге дается описание свойств и технологии приготовления наиболее совершенного для того времени цемента, более совершенного, чем цемент англичанина Аспдина, который в тот же период работал над способом получения цемента, названного впоследствии портланд-цементом по имени города Портлэнд, около которого добывался естественный камень, похожий по внешнему виду на затвердевший бетон.
Большие работы по исследованию способов получения цементов были проведены в начале XIX века известным французским ученым Вика и его учениками. Интересно, что до настоящего времени для определения сроков схватывания цементного теста применяется прибор, который по имени его изобретателя называется иглой Вика.
Заслуга Егора Челиева, первого русского исследователя, получишнего высококачественный цемент, достойно оценена в нашей стране.
Большие работы по исследованию свойств цементов провели русские ученые Р. Л. Шуляченко, А. А. Байков, В. А. Кинд, С. И. Дружинин, В. Н. Юнг, П. П. Будников, В. Ф. Журавлев и др.
Производство цемента в России до Великой Октябрьской социалистической революции развивалось сравнительно медленно.
В настоящее время советская цементная промышленность выпускает во все возрастающем количестве высококачественные цементы. Растет выпуск и специальных цементов. По плану шестой пятилетки производство цемента должно вырасти в 2,2 раза.
Производство цемента быстро растет, но и потребность в нем непрерывно увеличивается. По темпам развития, по организации технического контроля за качеством наша цементная промышленность занимает ведущее положение в мире.
Для того чтобы правильно и экономно использовать этот замечательный и ценный строительный материал, необходимо хорошо знать его свойства и особенности.
Что же происходит при смешении, или, как говорят строители, при затворении цемента с водой?
Чтобы лучше понять явления, происходящие при этом, сравним процессы, действующие в смеси цемента2 с водой - цементном тесте, с тем, что происходит в таком общеизвестном и простом материале, как глиняное тесто.
Глина, замешанная с водой, образует глиняное тесто, которое при хранении во влажных условиях (например, под сырой тряпкой) не изменит своего состояния и останется таким же мягким, каким оно было в момент замеса. Глиняное тесто затвердевает только при высушивании, но, если его опять смочить водой, оно размокнет. Так, например, размокает кирпич-сырец, не подвергавшийся обжигу. Высушенное гдиняное тесто имеет меньший вес, чем влажное. Свободное удаление воды путем высушивания и возможность повторного получения теста при увлажнении свидетельствуют о том, что химического соединения воды с глиной не происходит.
А с цементом дело обстоит иначе.
Если замешать порошок цемента с водой, образуется пластичная масса-тесто, которое может быть залито или уложено в заранее приготовленную форму. В зависимости от количества добавленной в него воды тесто будет более или менее жидким. Оставленное в покое, оно постепенно густеет, теряет текучесть, подвижность, как говорят, «схватывается», а затем постепенно затвердевает, обращаясь в прочное камневидное тело, называемое цементным камнем. Прочность цементного камня возрастает со временем, и ее увеличение продолжается в течение длительных сроков, исчисляемых месяцами и годами. При хранении теста во влажных условиях, исключающих высыхание, оказывается, что вес цементного камня не изменяется со временем. При длительном твердении теста, а затем цементного камня па воздухе оно не высыхает полностью, часть воды остается и может быть удалена из него только при повышенной температуре. Это свидетельствует о химическом связывании воды с минералами, которые составляют цементный клинкер, в новые прочные соединения. Затвердевший цементный камень уже не размягчается водой. Это важнейшее свойство цементного камня позволяет широко применять цементы для строительства сооружений, непрерывно находящихся в воде или подвергающихся периодическому ее действию.
Как бы мы ни старались размочить цементный камень, ничего из этого не получится. Наоборот, в воде он приобретает еще большую прочность, чем на воздухе.
Как же объясняет процессы затвердевания цементов современная наука?
На рис. 3 представлено в разрезе строение частицы цемента. При действии воды на порошок цемента составные части его вступают в реакцию с водой. При этом процессе выделяется известь и образуются не растворимые в воде новые соединения, так называемые гидросиликаты и гидроалюминаты кальция.
Связав химически часть воды, новые соединения, обладая меньшей растворимостью, выпадают из раствора в виде мельчайших кристаллов, невидимых даже под обычным микроскопом. Эти кристаллы срастаются, переплетаясь между собой и образуя плотное камневидное тело.
Наиболее полную теорию твердения цементов создал русский ученый, академик А. А. Байков. Эта теория расширена и углублена в многочисленных работах советских ученых.
В настоящее время наиболее полные представления о процессах твердения цементов развиваются в работах академика П. А. Ребиндера и его учеников.
На рис. 7 показан кусочек затвердевшего цементного камня при увеличении в 25 000 раз в современном электронном микроскопе. Вещества, образующиеся при взаимодействии цемента с водой, по своему кристаллическому строению близки к минералам, составляющим обычные горные породы, поэтому они хорошо сцепляются с их поверхностью.
Рис. 7. Затвердевший цемент под электронным микроскопом
Чтобы улучшить свойства цемента, к нему при помоле добавляют небольшие количества гипса. Хотя гипса добавляется всего 3-5%, его роль весьма существенна. Небольшая добавка гипса сильно влияет на сроки загустевания цементного теста - сроки его схватывания, удлиняя их до нескольких часов, что позволяет перевозить и укладывать бетонную смесь в конструкции. Кроме того, гипс увеличивает прочность и стойкость цемента. Происходит это потому, что гипс химически соединяется с наиболее слабой составной частью цемента - с трехкальциевым алюминатом, превращая его в более стойкое вещество.
Цементы без гипса или с малым его количеством часто загустевают уже во время перемешивания, и это создает неудобства при работе с цементом.
Сроки схватывания зависят и от температуры материалов для бетона и от температуры бетонной смеси после затворения. Чем выше температура, тем быстрее наступает загустевание. При температуре выше 60° обычно происходит быстрое схватывание большинства цементов. При температуре ниже 0° схватывание и твердение цементов прекращается.
Прочность бетона в наибольшей степени зависит от прочности цементного камня. В свою очередь прочность цементного камня в большой степени зависит от состава цемента, качества его обжига, тонкости измельчения и от количества воды, взятой для затворения. Чем больше воды взято на замес, тем меньше прочность цементного камня и, следовательно, бетона.
Изучение процессов твердения цементов показало, что при этом химически соединяется с цементом только 15-20% воды по отношению к весу цемента. Но в состав бетонной смеси приходится вводить большее количество воды для придания бетонной смеси подвижного удобоукладываемого состояния за счет образования подвижного цементного теста, которое смазывает поверхность песка и каменных материалов. Обычно в бетонной смеси отношение количества воды к весу цемента находится в пределах 45-65%. Излишек воды по сравнению с количеством, необходимым для химических реакций, раздвигает частицы песка и каменных материалов в составе бетона и увеличивает объем пустот в нем. Цементный клей становится разбавленным и прочность его понижается. Уменьшается и плотность бетона, а от плотности зависит долговечность бетона.
Для дорожного бетона допускается водоцементное отношение не более 0,50-0,55 в зависимости от климатических условий, в которых он будет работать.
Для уменьшения количества воды в составе бетонной смеси в нее может добавляться небольшое количество особых, так называемых поверхностно-активных веществ. Научные основы действия таких веществ разработаны в нашей стране академиком П. А. Ребиндером. Эти вещества, распределяясь по поверхности частиц цемента, покрывают их тончайшей пленкой, создают смазывающий слой; при этом увеличивается подвижность - пластичность бетонной смеси. Такие вещества называют пластификаторами. Пластификаторы добавляются в очень небольшом количестве - десятые доли процента от веса цемента, но, несмотря на это, действие их очень сильное. На рис. 8 приведены снимки под микроскопом цемента, замешанного с водой без добавки пластификаторов и с добавкой. В то время как в обычном цементном тесте отдельные частицы слиплись в крупные хлопья, с добавкой же пластификатора все эти частицы разделились и, таким образом, увеличилась пластичность теста.
Рис. 8. Микроснимки цемента: вверху - с добавкой пластификатора; внизу - цемент без пластифицирующей добавки
В качестве пластификаторов применяется отход бумажного производства - сульфитно-спиртовая барда. Добавка пластификатора не только повышает пластичность бетонной смеси, но и улучшает технические свойства бетона, например его морозостойкость. Если при добавке пластификатора не увеличивать пластичность бетонной смеси, а сократить водоцементпое отношение, то можно увеличить прочность бетона или уменьшить расход цемента. Цементная промышленность выпускает пластифицированные цементы в массовом количестве.
Для бетонных дорожных покрытий важное значение имеет добавление в состав бетонной смеси веществ, которые повышают долговечность бетона. В условиях климата средней полосы и севера СССР основным фактором, вызывающим разрушение дорожного покрытия, является многократное замораживание бетона в то время, когда он насыщен водой. Улучшение морозостойкости делает бетон более долговечным. Необходимое повышение морозостойкости достигается введением в бетон очень маленьких количеств специальных веществ, обладающих способностью образовывать небольшие количества пены в составе бетонной смеси. Как ни удивительно, но оказывается, что бетон, который содержит в своем объеме небольшое количество пустот (4-5%) в виде мелких равномерно распределенных пузырьков воздуха, обладает в 2-3 раза большей морозостойкостью, чем обычный бетон. Количество вспенивающих веществ, называемых воздухововлекающими добавками, составляет всего несколько сотых процента от веса цемента. В качестве таких добавок применяется обычно канифольное мыло (промышленное название - абиетиновая смола).
Воздухововлекающие добавки должны найти широкое применение в дорожном строительстве, так как позволят значительно повысить долговечность бетонных дорожных покрытий.
Среди специальных цементов, обладающих важными свойствами, следует отметить разработанный советскими учеными (М. И. Хигеровичем и Б. Г. Скрамтаевым) гидрофобный цемент. Само название цемента говорит о том, что это цемент, который боится воды.
Как же так цемент, который должен соединяться с водой, и вдруг боится воды?
Гидрофобный цемент получается путем добавления к цементу при помоле небольшого количества веществ, которые не смачиваются водой. На поверхности частиц цемента образуется тонкая молекулярная пленка такого вещества. Гидрофобный цемент, находясь даже во влажном воздухе, не теряет своей активности. Он гораздо устойчивее к длительному хранению, чем обычный портланд-цемент. Когда же в составе бетонной смеси гидрофобный цемент попадает в бетономешалку, то под действием трения о частицы песка и щебня жировая пленка на его поверхности прорывается, и он смачивается водой. Гидрофобный цемент придает бетону повышенную морозостойкость по сравнению с обычным портланд-цементом. Так же как и пластифицированный цемент, гидрофобный цемент является улучшенной разновидностью портланд-цемента.
На основе портланд-цементного клинкера выпускается целый ряд цементов с добавками. В зависимости от вида добавки изменяется и название цемента. Если портланд-цемент смешивается с доменными шлаками, то такой цемент называют шлакопортланд-цементом. Если в качестве добавки используются природные материалы, обладающие способностью химически соединяться с известью (так называемые пуццоланы), то такие цементы называются пуццолановыми портланд-цементами. И шлакопортланд-цемент и пуццолановый портланд-цемент обладают более медленным твердением по сравнению с портланд-цементом и менее морозостойки, поэтому их применение для дорожных покрытий не допускается. Они могут быть использованы для подводных и подземных сооружений и для конструкций, повергающихся обычным ятмосферным воздействиям.
Из специальных цемепов представляет интерес глиноземистый цемент. Он отличается большой скоростью твердения. Этот цемент полностью затвердевает в течение трех суток, приобретая за это время полную прочность. Однако такое быстрое твердение сопровождается большим выделением тепла, способным привести к растрескиванию конструкций в результате неравномерного нагрева. Кроме этого, высокая температура (выше 25°) нарушает процесс твердения глиноземистого цемента; образующиеся при этом неустойчивые соединения снижают прочность и долговечность бетона.
Глиноземистый цемент применяют в тех случаях, когда нужно быстро восстановить или забетонировать какую-нибудь конструкцию. Этот цемент применим только для тонкостенных сооружений. Его применение ограничено из-за большой стоимости (в 2 раза более высокой, чем портланд-цемент) и дефицитности сырья для его приготовления.
Одним из серьезных недостатков портланд-цемента является усадка, т. е. уменьшение размеров изготовленных на нем бетонных конструкций при нахождении их на воздухе. В последнее время созданы цементы, не обладающие этим недостатком и даже расширяющиеся в процессе твердения. В СССР такой цемент был разработан группой ученых под руководством В. В. Михайлова и Б. Г. Скрамтаева.
Расширяющийся цемент характеризуется увеличением объема в первые часы и сутки твердения. Если изготовить из расширяющегося цемента изделие длиной в 1 метр, то через трое суток оно удлинится на 15 миллиметров. Дорожное покрытие из такого цемента на третьи сутки дало бы увеличение длины на 15 метров на каждый километр. Этот цемент как бы растет при затвердевании. Такое замечательное свойство расширяющегося цемента позволяет использовать его с наибольшим успехом для заделки швов в различных сооружениях. В частности, расширяющийся цемент применяется для уплотнения швов между тюбингами в тоннелях московского метро. Расширяющийся цемент находит применение для ремонта конструкций, когда важно обеспечить плотное прилегание их частей. Недостаточная морозостойкость бетона на таком цементе не позволяет применять его для сооружений, к которым предъявляются требования высокой морозостойкости.
Есть и другие виды специальных цементов: магнезиальный, кислотостойкий и др. Их описание читатель найдет в специальных руководствах.
Для строительства дорожных покрытий обычно применяется портланд-цемент. Однако необходимо, чтобы этот цемент обладал высокой прочностью, небольшой изнашиваемостью, высокой стойкостью к воздействию атмосферных условий (морозостойкостью) и хорошей устойчивостью к переменам температуры. Не все заводы выпускают портланд-цементы, удовлетворяющие этим требованиям. Технические условия на цемент для дорожного строительства предусматривают ограничение содержания (до 9%) в цементе неустойчивого минерала, о котором мы уже упоминали выше, - трехкальциевого алюмината. Марка дорожного цемента должна быть не ниже 500.
Для растворов каменной кладки должны и могут успешно применяться цементы на местных материалах: извести, шлаках, гипсе. Производство таких цементов с использованием в качестве активной составляющей молотой извести-кипелки развивается в нашей стране на основе предложений И. В. Смирнова и разработанной им совместно с Б. В. Осиным теории. Такие цементы значительно дешевле, чем обычный портланд-цемент, и обладают необходимыми строительными качествами.
Применение извести-кипелки внесло переворот в технику использования извести. Активная энергия, заключенная в обожженной извести и терявшаяся прежде во время гашения, теперь используется при ее твердении.
studfiles.net
Что такое цементный бетон?
Цементный бетон - бетон на цементном вяжущем. цемент - гидравлическое вяжущее, затвердевание которого происходит во влажной среде. Самый распространенный, доступный и надежный материал. Состоит, обычно, из 4 компонентов:
- вяжущего - портландцемент.
- мелкого заполнителя - песок.
- крупного заполнителя - щебень или гравий различных фракций.
- вода.
Изменяя фракционный состав заполнителей, водоцемнтное соотношение, марочность вяжущего, добавляя различные присадки и пластификаторы, на выходе получается различный вид бетон, прочность которого может колебаться от М50 до М1000. Помимо этого, различными будут показатели плотности, влагостойкости, морозостойкости, огнеупорности.
Бетон на цементном вяжущем используется повсеместно. С использованием такого бетона изготавливаются все существующие железобетонные элементы: плиты перекрытий, балки, фермы, колодезные кольца, тротуарные плиты и плитки, брусчатка и бордюры, иные малые архитектурные формы, элементы зданий (готовые блоки помещений) и т.д. С использованием бетона изготавливают тротуары, дорожные покрытия, фундаменты зданий и сооружений, плотины, дамбы и т.д.
Иными видами вяжущих являются:
- магнезиальный цемент. Высокомарочное вяжущее. Используется при создании архитектурных форм в домах квартирах. Используется при заливке полов. Обладает высокой адгезионной способностью ко всем существующим материалам. Отличается большой коррозионной активностью.
- пуццолановый цемент. Редкий и весьма дорогой вид вяжущего. Производится в небольших объемах. Относится к группе расширяющихся и напрягающих цементов. используется крайне широко.
- глиноземистый цемент. Высокомарочное вяжущее. Используется при производстве огнеупорных изделий. крайне быстро набирает прочность.
- романцемент. Низкомарочное вяжущие. используется для изготовления растворов. на рынке практически отсутствует.
- битум и т.д. Используется при изготовлении асфальтобетона.
www.remotvet.ru