§ 2. Легкие бетоны на пористых заполнителях. Бетон легкий на пористых заполнителях
Легкие бетоны на пористых заполнителях
ЛЕГКИЕ БЕТОНЫ.
Бетоны с объемной массой 500-1800кг/м3 относят к группе легких, отличающихся высокой пористостью.
По способу создания искусственной пористости различают следующие разновидности легких бетонов: изготовляемые из вяжущего. Воды и легких пористых заполнителей; крупнопористые (беспесчаные), изготавливаемые с применением однофракционного плотного или пористого крупного заполнителя без песка; ячеистые, в структуре которых имеются искусственно созданные ячейки, заменяющие зерна заполнителей.
Легкие бетоны на пористых заполнителях принципиально отличаются от обычных тяжелых бетонов, что обусловлено пористыми заполнителями. Такие заполнители имеют меньшую насыпную массу, чем плотные, значительно меньшую прочность, зачастую ниже заданной марки бетона, обладают сильно развитой и шероховатой поверхностью. Эти качества заполнителей влияют на свойства как легко-бетонных смесей, так и самого бетона. В зависимости от заполнителя резко меняются водопотребность и водосодержание бетонной смеси, меняются и основные свойства бетона.
Легкие бетоны но пористых заполнителях вследствие универсальности их свойств применяют в различных строительных элементах зданий и сооружений: из них изготавливают панели для стен и перекрытий отапливаемых зданий; конструкции как с обычным армированием, так и с предварительным напряжением – балки, прогоны, лестничные марши и площадки; строят плавучие средства, а из напряженно- армированного бетона выполняют пролетные строения мостов, ферм, плит для проезжей части мостов.
Вяжущие вещества. Для приготовления легких бетонов применяют все виды неорганических вяжущих веществ. Выбор вяжущего зависит от требуемой прочности бетона, необходимой стойкости в условиях данной среды, режима твердения и других факторов.
Вяжущие вещества с более высокими марками прочности следует применять с тонкомолотыми и гидравлическими добавками.
Пуццолановый портландцемент обеспечивает высокую стойкость бетона в морской, пресной и грунтовых водах. Он обладает большей по сравнению с обычным портландцементом водопотребностью и водоудерживающей способностью, однако медленнее набирает прочность, как при пониженной, так и при нормальной температуре и вызывает повышенные усадочные деформации.
Шлакопортландцемент хотя твердеет медленнее портландцемента, но более стоек в агрессивной среде; при пропаривании он быстрее набирает прочность, чем обычный портландцемент.
Пластифицированный и гидрофобный цементы повышают подвижность бетонной смеси, уменьшают расслаиваемость и повышают морозостойкость бетона. Местные вяжущие вещества (известково-шлаковые, известково-пуццолановые, известково-зольные) используют в основном для изготовления изделий автоклавного твердения.
Заполнители. В качестве заполнителей для легких бетонов применяют сыпучие пористые материалы. Их подразделяют на природные и искусственные. Природные заполнители получают способом дробления и сортировкой горных пород вулканических шлаков и туфов, пористых известняков, известняков-ракушечников, известковых туфов, опоки, трепела диатомита и др.
Искусственные заполнители получают путем механической или термической обработки силикатного сырья. Их делят на отходы промышленности и специально изготовляемые. В первом случае песок и щебень получают преимущественно из гранулированного или вспученного металлургического шлака. Гранулированный шлак – мелкозернистый пористый материал, образующийся при быстром охлаждении расплавов металлургических шлаков.
К искусственно специально изготовленным заполнителям относят керамзитовые гравий и песок – материал округлой формы, который получают при обжиге глин, вспучивающихся от выделения газов.
Керамический полый гравий – материал округлой формы, получаемый обжигом пустотелых глиняных гранул.
Для образования пор с целью снижения плотности бетона добавляют алюминиевый порошок, пергидроль и др.
Защита стальной арматуры в легких бетонах. При армировании изделий и конструкций из легкого бетона необходимо предусмотреть защиту арматуры от коррозии, так как повышенная пористость легких бетонов способствует развитию коррозии их арматуры. В целях защиты арматуры от коррозии, особенно в агрессивной среде, легкий бетон должен быть плотным.
Иногда арматуру для защиты от коррозии покрывают различными составами: цементно-казеиновой суспензией с нитритом натрия, битумной мастикой, состоящей из битума, молотого песка, золы и растворителя толуола, битумоцементной мастикой. Арматурную сталь нужно очистить от ржавчины или окалины и покрыть маслом или краской.
Для сокращения технологического цикла изготовления легкобетонных изделий их подвергают тепловой обработке, чаще всего в камерах пропаривания, на теплых обогреваемых стендах, под колпаками, термообработкой в пакетах форм с паровыми рубашками или вертикально в кассетных установках; используют также электропрогрев и электрообогрев, и автоклавную обработку изделий.
Ячеистые бетоны представляют собой разновидность легких и особо легких бетонов, в структуре которых имеется много искусственно созданных относительно замкнутых пор в виде ячеек размером 0,5-2мм, заполненных воздухом или газом. Мелкие воздушные ячейки, равномерно распределенные в теле бетона, разделены тонкими и прочными перегородками из затвердевшего камня, образующими несущий пространственный каркас материалов. Эти бетоны по способу получения пористой структуры подразделяют на газобетоны и пенобетоны.
Газобетоны получают путем введения газообразователя в смесь, состоящую из вяжущего, воды и кремнеземистого компонента. Пенобетоны – смешиванием смеси, состоящей из вяжущего, воды и кремнеземистого наполнителя пеной.
По виду вяжущего ячеистые бетоны делят на следующие группы: газобетоны и пенобетоны, получаемые на основе портландцемента, цементно-известкового и известково-нефелинового вяжущего; газосиликаты и пеносиликаты, получаемые на основе молотой извести-кипелки; газошлакобетоны и пеношлакобетоны, получаемые из смеси извести и тонкомолотых доменных гранулированных шлаков.
Пенобетоны получают смешиванием цементного теста или раствора с устойчивой пеной. После затвердения смеси образуется бетон ячеистой структуры.
Пену получают взбиванием жидкой смеси канифольного мыла и животного клея или водяного раствора сапонина. Такая пена имеет устойчивую структуру, хорошо смешивается с цементным тестом и раствором, которые распределяются по пленкам, окружающим воздушные ячейки, и в этом положении затвердевают. Лучшими пенообразователями считаются алюмосульфонафтеновые и препарат ГК.
Пену, цементное тесто или раствор, а также их смесь приготавливают в пенобетоносмесителях, имеющих три барабана (два вверху, один внизу), внутри которых вращаются валы с лопастями. Готовое тесто из одного верхнего барабана переливают в нижний, туда же из другого верхнего барабана поступает готовая пена, после чего тесто и пену тщательно перемешивают в течение 2-3 минут.
Газобетон получают вспучиванием теста вяжущего вещества с заполнителями или без них. Для вспучивания применяют газообразующие вещества, причем окончание процесса газообразования должно совпадать с началом схватывания смеси. Сроки схватывания цемента регулируют при помощи ускорителя – двуводного гипса или замедлителя – технического сахара (патоки). Их вводят в количестве 0,1-2,5кг на 1м3 бетона.
Известь для приготовления газосиликата нужно брать 1 сорта, быстрогасящуюся, маломагнезиальную. В песке содержание глинистых примесей не должно превышать 1,5%, поскольку из-за них снижается прочность и замедляется процесс выделения газа и вспучивания. В качестве газообразователя применяют тонкоизмельченный алюминиевый порошок. Газ образуется вследствие химической реакции между гидратом окиси кальция и алюминием.
Выделяющийся водород вспучивает тесто, которое, затвердев, сохраняет пористую структуру.
Алюминиевую пудру для лучшего распределения в смеси применяют в виде водной суспензии. Алюминиевый порошок при изготовлении на заводе парафинируют, и частицы алюминия не смачиваются водой. Учитывая это, для удаления пленки парафина алюминиевую пудру предварительно прокаливают в электропечи при температуре около 200° по определенному режиму, чтобы исключить возможность воспламенения порошка или взрыва.
При изготовлении изделия из газобетона смесь молотого песка и воды подают в мешалку и смешивают с цементом, алюминиевым порошком, водой и немолотым песком. Затем смесь разливают в формы.
Ячеистобетонные массивы формуют на виброплощадках со специальной бортовой оснасткой. После непродолжительной выдержки массивы разрезают на мелкие блоки и направляют в автоклавы. Это позволяет уменьшить расход цемента путем частичной или полной замены его известью.
В производстве газобетона, как говорилось, применяют и другой газообразователь – пергидроль. Это крайне нестойкое, легко разлагающееся в щелочной среде соединение, интенсивно выделяющее при смешивании с цементным тестом кислород по реакции
Цементный раствор с добавкой пергидроля схватывается весьма быстро: газ выделяется в начале реакции, конец его выделения наступает через 7-10мин. Поэтому раствор в формы нужно залить не позднее чем через 3 минуты с момента введения пергидроля в растворную смесь.
Свойства газобетона аналогичны свойствам пенобетона, область применения их одинакова. Однако газобетон проще изготовлять, изделия из него имеют более мелкие поры и более устойчивое качество, а также меньшую объемную массу.
СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ.
Строительный раствор - это искусственный каменный материал, полученный в результате затвердевания растворной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды, мелкого заполнителя и добавок, улучшающих свойства смеси и растворов. Крупный заполнитель отсутствует, так как раствор применяют в виде тонких слоев (шов каменной кладки, штукатурка и т.п.).
Для изготовления строительных растворов чаще используют неорганические вяжущие вещества (цементы, воздушную известь и строительный гипс).
Строительные растворы разделяют в зависимости от вида вяжущего вещества, величины плотности и назначения.
По виду вяжущего различают:
цементные растворы;
известковые растворы;
гипсовые растворы;
смешанные растворы (цементно-известковые, цементно-глиняные, известково-гипсовые и др.).
тяжелые растворы плотностью более 1500 кг/м3, изготовляемые обычно на кварцевом песке;
легкие растворы плотностью менее 1500 кг/м3, изготовляемые на пористом мелком заполнителе и с породообразующими добавками.
По назначению различают:
кладочные строительные растворы - для каменной кладки стен, фундаментов, столбов, сводов и др.;
штукатурные строительные растворы - для оштукатуривания внутренних стен, потолков, фасадов зданий;
монтажные строительные растворы - для заполнения швов между крупными элементами (панелями, блоками и т.п.) при монтаже зданий и сооружений из готовых сборных конструкций и деталей;
специальные растворы (декоративные, гидроизоляционные, тампонажные и др.).
Материалы для изготовления растворных смесей
Вяжущие вещества
Применяют портландцемент и шлакопортландцемент, принимают марку цемента в 3-4 раза выше марки раствора. Воздушную известь в виде известкового теста вводят в смеситель при изготовлении растворной смеси; реже используют молотую негашеную известь. Строительный гипс входит в состав гипсовых и известково-гипсовые растворов.
Пески Применяют природные - кварцевые, полевошпатовые, также искусственные - дробленые из плотных горных пород и пористых пород; из искусственных материалов (пемзовые, керамзитовые, перлитовые и т.п.). Пористые пески служат для приготовления легких растворов. Если песок содержит крупные включения (комья глины и др.), то его просеивают. Для кирпичной кладки применяют растворы на песках с зернами не более 2 мм. Для растворов марки M100 и выше пески должны удовлетворять тем же требованиям в отношении содержания вредных примесей, что и пески для изготовления бетона. Для растворов марки М50 и ниже допускается по соглашению сторон содержание пылевидных частиц до 20% по массе.
Пластифицирующие добавки
Чаще всего растворные смеси укладывают тонким слоем на пористое основание, способное отсасывать воду (кирпич, бетоны легкие, ячеистые и т.п.). Чтобы сохранить удобоукладываемость растворных смесей при укладке на пористое основание, в них вводят неорганические и органические пластифицирующие добавки, повышающие способность растворной смеси удерживать воду.
Неорганические дисперсные добавки состоят из мелких частиц, хорошо удерживающих воду (известь, глина, зола ТЭС, диатомит, молотый доменный шлак и т.п.). Глина, используемая в качестве пластифицирующей добавки, не должна содержать органических примесей и легкорастворимых солей, вызывающих появление "выцветов" на фасадах зданий. Глину вводят в растворную смесь в виде жидкого теста.
Органические поверхностно-активные пластифицирующие и воздухововлекающие добавки, омыленный древесный пек, канифольное мыло, мылонафт, ЛСТ и другие вводят в количестве 0,1-0,3% от массы вяжущего. Они не только улучшают удобоукладываемость растворных смесей, но также повышают морозостойкость, снижают водопоглощение и усадку раствора.
В растворы, применяемые для зимней кладки и штукатурки, добавляют ускорители твердения, понижающие температуру замерзания растворной смеси: хлористый кальций, поташ, хлористый натрий, хлорную известь и др.
Свойства растворных смесей
Удобоукладываемость Это свойство растворной смеси легко укладываться плотным и тонким слоем на пористое основание и не расслаиваться при хранении, перевозке и перекачивании растворонасосами. Она зависит от подвижности и водоудерживающей способности смеси.
Подвижность растворных смесей характеризуется глубиной погружения металлического конуса (массой 300 г) стандартного прибора. Подвижность назначают в зависимости от вида раствора и отсасывающей способности основания. Для кирпичной кладки подвижность растворов составляет 9-13 см, для заполнения швов между панелями и другими сборными элементами - 4-6 см, а для вибрирования бутовой кладки - 1-3 см.
Водоудерживающая способность
Это свойство растворной смеси сохранять воду при укладке на пористое основание, что необходимо для сохранения подвижности смеси, предотвращения расслоения и хорошего сцепления раствора с пористым основанием (кирпичом и т.п.). Водоудерживающую способность увеличивают путем введения в растворную смесь неорганических дисперсных добавок и органических пластификаторов. Смесь с этими добавками отдает воду пористому основанию постепенно, при этом он становится плотнее, хорошо сцепляется с кирпичом, отчего кладка становится прочнее. От удобоукладываемости растворной смеси зависит качество каменной кладки. Правильно подобранная растворная смесь заполняет неровности, трещины, углубления в кирпиче или камне, поэтому получается большая площадь контакта между раствором и кирпичом (камнем), в результате прочность и монолитность кладки возрастает. Увеличивается и долговечность наружных стен.
Растворы для каменных кладок должны иметь заданную прочность, подвижность и обладать достаточной водоудерживающей способностью. Составы растворов и вид исходного вяжущего зависит от характера конструкций и условий их эксплуатации.
Растворы, применяемые для каменной кладки
| Назначение раствора | Требуемые марки растворов, кгс/см2 |
| Кладка стен зданий (в зависимости от этажности и влажности в помещениях) | От 4 до 150 |
| Кладка столбов, простенков, рядовых перемычек, карнизов | 25, 50, 75, 100, 150 |
| Заполнение горизонтальных швов при монтаже стен из легкобетонных панелей, не ниже | 50 |
| Расшивка горизонтальных и вертикальных швов в стенах из крупных блоков и панелей, не ниже | 50 |
Составы обычных цементных растворов
При изготовлении бетонных, бутовых и кирпичных фундаментов при высоком уровне грунтовых вод применяют обычно цементно-песчаный раствор: цемент М200 и песок берут в соотношении 1:2,5 о.ч. При применении более высоких марок цемента его количество уменьшают пропорционально цифрам, означающим марку.
Для кладки стен цементно-песчаный раствор не применяют, заменяя на более дешевые, имеющие в своем составе известь и глину.
Гидроизоляционные растворы
Внутренние поверхности подвалов, полу подземных гаражей, погребов и других сооружений обычно штукатурят гидроизоляционными растворами, а затем еще покрывают ранее упомянутыми обмазками.Гидроизоляционные растворы имеют в своем составе цемент и песок в соотношении 1:2—3 и специальные добавки: жидкое стекло, алюминат натрия, хлорное железо, раствор церезита и др.
Раствор на жидком стекле представляет собой цементно-песчаную смесь (цемент МЗОО и выше), затворенную на жидком стекле. Для получения нужной консистенции добавляют воду. Раствор быстро твердеет. Им пользуются и при заделке трещин, из которых сочится вода.
Раствор с алюминатом натрия применяют для заделки трещин, из которых сочится вода, а также для изготовления водонепроницаемой штукатурки. Сухую смесь цемент-песок затворяют 2—3%-ным раствором алюмината натрия. Этот раствор делают на основе сульфатостой-кого портландцемента марки М400 и выше. Работают с таким раствором в защитных очках, резиновых сапогах и перчатках.
Раствор с хлорным железом представляет собой цементно-песчаную смесь, затворенную на растворе хлорного железа. последнего берут 2—3% от массы цемента и песка.
Раствор на церезите — смесь цемента и песка, затворенная на растворе церезита: 1 м.ч. церезита на 10 м.ч. воды.
Тепло - и звукоизоляционные растворы
Увеличить теплоизоляцию стен можно за счет теплой штукатурки. Обычно это нормальные цементные растворы, но вместо обычного песка применяют перлитовый песок, керамзитовую крошку, порошок из пемзы и т.п.
Для оштукатуривания сухих помещений применяют раствор: 1 м.ч. цемента МЗОО и выше, 3 м.ч. древесных опилок, пропитанных известковым молоком.
Для оштукатуривания бань применяют раствор; цемент МЗОО — 1 м.ч.,известковое тесто — 0,5 м.ч., песок (перлит, керамзит или пемза) — 3—4 м.ч., асбест распушенный (или крошка),— 1 м.ч.
Все теплоизолирующие растворы являются одновременно и звукоизолирующими. Однако имеются и специальные, например такой: цемент МЗОО и выше — 1 м.ч., шлак доменный (диаметр частиц 4—5 мм) — 2—3 м.ч.
Специальные добавки
При изготовлении особо ответственных конструкций дома (фундаменты, подвалы и др.) цементно-песчаные растворы необходимо уплотнять с помощью вибраторов (один из самодельных вибраторов приведен в журнале «Катера и яхты», № 50, 1974 г.). Однако в последнее время промышленность выпускает добавки к бетонам, называемые суперпластификаторами, небольшое количество которых позволяет укладывать бетонную смесь без виброуплотнения. К таким добавкам относятся следующие (в скобках даны количества суперпластификатора в процентах от массы цемента): С-3 (0,3— 0,7), ПАЩ-1+НК (0,05-0,5), ЛСТ (0,3-0,7), ПЛС-1 (0,15-0,6), ЛТМ (0,15-0,6) и др.
Все суперпластификаторы значительно повышают морозостойкость и водоупорность бетонов. Так, суперпластификатор ЛТМ в два-три раза увеличивает морозостойкость и в два раза водоупорность.
Кроме суперпластификаторов имеются просто пластификаторы, они не исключают вибрационное уплотнение растворов, но позволяют в какой-то степени уплотнить бетонную смесь, снизить потребление цемента, повысить морозостойкость и водопроницаемость. У них есть (как и у суперпластификаторов) одна особенность, которая очень важна для самодеятельных строителей: они в значительной степени облегчают замес бетонной смеси.
В промышленном строительстве известны следующие пластификаторы (в скобках — проценты от массы цемента): концентрат сульфитно-спиртовой бражки (0,15—0,25), мылонафт (0,08—0,5), асидол эмульгированный (0,08—0,5), асидол-мылонафт эмульгированный (0,08—0,5).
Пластичность бетонных растворов можно увеличить, добавив к ним ПАВ,например препарат ОП-7 (или ОП-10) 0,1 % от массы цемента.
Известно, что при затворении цемент-но-песчаной смеси хорошо пластифицирует любой стиральный порошок, взятый из расчета 1 столовая ложка на ведро воды. Такими же свойствами обладает клей ПВА, его берут 1—2% от массы цемента.
Для повышения водо- и солестойкости бетонов в растворы вводят пудрообразные активные добавки: доменные шлаки, золы, опоки, трепелы, туфы, пемзы, обожженные глины и др. Их берут до 20% от массы цемента.
При возведении фундаментов на кислых почвах в бетон обязательно добавляют известковый щебень.
Известь
В строительных работах используется негашеная известь-кипелка, она может быть комовая или порошкообразная. Применяют также гашеную известь-пушонку.
При гашении извести получают известковое тесто (воды в три-четыре раза по массе больше, чем извести) и известковое молоко и известковое молоко (воды больше, чем извести, в восемь—десять раз).
Известь с песком применяют для приготовления штукатурных и кладочных растворов, а также в смесях с цементом, гипсом, шлаком, золой.
Известковый раствор для штукатурных работ состоит из 1 о.ч. известкового теста и 1—5 о.ч. песка. После перемешивания извести и песка в смесь добавляют (мешая) столько воды, чтобы раствор был бы средней густоты.
Известково-цементный растчор применяют чаще всего для оштукатуривания фасадов зданий, а также внутренних кирпичных и бетонных стен. За счет цемента раствор имеет повышенную водо- и морозостойкость. Наличие извести придает ему хорошую пластичность.
Приготовление известково-цемснтного раствора: смешивают известь и цемент и затворяют смесь известковым молоком.
Известково-цементные растворы (части по объему):
1. Для оштукатуривания внешних бетонных и кирпичных стен: цемент — известковое тесто — песок — 1:(0,5— 0,6):(3—4) —обрызг, 1:(0,7—0.8):(3—5) -грунт, 1:(1—1,2):2 —накрывка.
2. Для оштукатуривания деревянных и других стен (по дранке или сетке) — 1:(0,3—0,5):(3—5) — обрызг, 1:(0,7— 1):(2,5—4) — грунт, 1:(1—1,5):(1,5-2) -накрывка.
3. Для оштукатуривания внутренних стен — 1:(0,5—0,7):(4—б) — обрызг, 1:(0,7—1): (3—5) -грунт, 1:(1—1,5):(2-3) — накрывка.
При изготовлении известково-цемент-ных растворов известковое тесто растворяют водой до образования известкового молока и на нем затворяют растворы.
Строительный гипс
Строительный гипс выпускается 12 марок. В продаже имеется лишь шесть — от Г-2 до Г-7, они имеют три группы помола: грубый — 1, средний — 11 и тонкий — 111. Буквы в марке (кроме первой) говорят о скорости твердения: А — быстро-твердеющий, Б — нормальнотвердею-щий, В — медленнотвердеющий.
Чистые гипсовые растворы характеризуются некоторым расширением (до 0,2%) при твердении и применяются для изготовления деталей декора (лепнина, отделочные плиты и т.п.).
Для замедления схватывания гипса его разводят в 5—20 %-ном по массе растворе амонокалиевых квасцов или буры. Можно использовать 3—5%-ный раствор сахара.
Водостойкость гипсовых изделий можно повысить так:
1. Затворить гипс на 1,5%-ном по массе растворе сернокислого цинка.
2. Затворить его на насыщенном растворе буры.
3. Затворить гипс на вододисперсной краске.
4. Затворить на бустилате (разведенном в 5—8 раз водой).
5. Изделие разогреть до 50— 60°С и несколько раз пропитать олифой.
Известково-гипсовые растворы для оштукатуривания отличаются от известковых тем, что у них сокращено время схватывания раствора.
Рекомендуются следующие растворы (известь — гипс — песок, все в о.ч.):
1: (0,3-1): (2-3) — обрызг, 1:(0,5-1,5):(1,5—2) — грунт, 1:(1—1,5):0 — накрывка.
Имеется так называемый раствор беспесчаной накрывки (подразумевается, что обрызг и грунт положены из обычных известково-гипсовых растворов). Для влажной штукатурки известковое молоко — гипс 1:3 по объему, для слегка влажной — 1:2, для сухой — 1:1. начало схватывания 5—15 мин.
Глина
Глина является основным вяжущим материалом для кладки печей и каминов, она идет на изготовление специальных растворов для получения строительных блоков, наконец, из глины делают известный материал саман.
Глиняный раствор для кладки печей имеет соотношение глины и песка 1:(1—2) в зависимости от жирности глины (жирная глина — 2 о.ч. песка, тощая — 1 о.ч.).
ЖЕЛЕЗОБЕТОН.
Железобетон представляет собой строительный материал, в котором соединены в единое целое затвердевший бетон и стальная арматура. Бетон хорошо сопротивляется сжатию и плохо - растяжению; стальная же арматура хорошо работает на растяжение.
Железобетонные конструкции по способу изготовления разделяются на монолитные и сборные.
Монолитные железобетонные конструкции возводят непосредственно на том месте, где, согласно проекту, они должны быть установлены; при их возведении затрачивается большое количество ручного труда и материалов на изготовление опалубки, подмостей и т.д.
Сборные железобетонные конструкции во многих случаях значительно экономичнее монолитных, так как их изготовляют на специализированных заводах и полигонах с рационально организованным высокомеханизированным технологическим процессом производства.
Бетонные и железобетонные изделия широкой номенклатуры в настоящее время применяют во всех областях строительства. Эти изделия классифицируют по назначению, виду бетона, строению, способу армирования, размерам, объемному весу и другим признакам.
По назначению сборные железобетонные изделия разделяют на четыре основные группы: изделия для жилых и гражданских зданий, изделия для промышленных зданий, изделия для инженерных сооружений и изделия различного назначения.
Изделия из железобетона для жилых и гражданских зданий.
При возведении жилых и гражданских зданий применяются следующие виды сборных железобетонных изделий: изделия для фундаментов и подземных частей зданий, изделия для каркасов зданий, стеновые блоки и панели, изделия для перекрытий, изделия для сборных лестниц и др.
Изделия для фундаментов и подземных частей зданий. Для возведения фундаментов и подземных частей зданий применят фундаментные блоки, блоки стен подвала, сваи и другие изделия.
Фундаментные блоки изготовляют из тяжелого бетона марки 150 - 200, армируют их плоскими сварными сетками.
Блоки стен подвала сплошные и пустотелые изготовляют из тяжелого бетона марки 150. Они имеют прямоугольную форму и следующие размеры: длина до 3 м, толщина 38 - 580 мм и высота 580 мм. На торцевых сторонах блока делают пазы. Заполняемые раствором при монтаже стен подвала. Пустотелые блоки экономичнее сплошных, так как при этом требуется меньше бетона.
Сваи имеют квадратное поперечное сечение 300*300 мм и длину 6 - 12 м. Изготовляют их из бетона марки 300. применение свайных фундаментов при возведении крупноблочных и крупнопанельных зданий значительно ускоряет сроки строительства и снижает его стоимость.
Изделия для каркасов зданий. Каркасы жилых и гражданских зданий возводят из железобетонных колонн, ригелей и прогонов и других элементов, которые изготовляются из тяжелого бетона марок 200 - 300. Длину колон обычно принимают равной высоте двух этажей здания. Колонны соединяют между собой, с ригелями и прогонами сваркой закладных деталей.
Стеновые блоки и панели. Стеновые блоки изготовляют из легкого ботона объемным весом не более 1600 кг/м3, при этом используют бетон марки 50, 100,150 и 200. Блоки наружных и внутренних стен изготовляют сплошными и пустотелыми. Толщина блоков наружных стен в зависимости от климатических условий от 300 до 500 мм. Толщина блоков внутренних стен- от 200 - 400 мм. Блоки наружных стен разделяют по конструктивным элементам стены на простеночные, угловые, подоконные, перемычечные, карнизные и цокольные.
Стеновые панели по назначению разделяют на панели для наружных стен и для внутренних стен.
Панели наружных стен отапливаемых зданий изготовляют слоистыми из тяжелого цементного бетона марки 200 с теплоизоляционным слоем и однослойными из ячеистого бетона или легкого бетона на пористых заполнителях.
Высоту панелей принимают равной высоте этажа здания, а ширину - от 3200 до 7200 мм ( на одну или две комнаты).
Изделия для междуэтажных перекрытий. К этой группе изделий относят настилы и панели перекрытий, которые должны обладать необходимой несущей способностью и достаточной звукоизоляцией. Изделия шириной на всю комнату обычно называются панелями, а более узкие- настилами. Длина изделий колеблется от 3 до 6,5 м.
Настилы перекрытий изготовляются с круглыми и овальными пустотами. Пустоты снижаю вес настила, повышают звукоизоляцию перекрытий и уменьшают расход бетона. Длина настила до 6 м, толщина 200 - 220 мм, ширина их обычно 0,81,6 м. Настилы изготовляют из тяжелого бетона марок 200 - 300.
Панели перекрытий по конструкции могут быть плоские сплошные и пустотелые с круглыми и овальными пустотами, а также ребристые. Их изготовляют из тяжелого и легкого бетона марок 200 - 300 с обыкновенным или предварительно напряженным армированием размерами на комнату и толщиной 140 мм.
Панели и плиты покрытий бывают ребристые, плоские и пустотелые, а также однослойные из тяжелого бетона или легкого бетона на пористых заполнителях. Марка бетона должна быть не менее 200, длина панелей и плит 6 м, а ширина 1,5 - 3м.
Изделия для сборных лестниц. К изделиям этой группы относят лестничные марши, площадки, марши с полуплощадками и др.
Лестничные марши и площадки изготовляются из бетона марки 200 и армируют сварными сетками и каркасами. Размеры маршей и площадок устанавливаются в соответствии с высотой этажа и шириной лестничной клетки.
Изделия из железобетона для промышленных зданий.Изделия для фундаментов и подземных частей зданий промышленного назначения включают фундаментные блоки, железобетонные сваи, специальные фундаменты под колонны, фундаментные балки и др.
Фундаменты под колонны, называют иногда башмаками, изготавливают с размером подошвы от 1300 до 1900 мм и высотой 600 мм из бетона марок 150 - 200. В центре фундамента имеется углубление (стакан) для установки колонны. Башмаки армируют сварными каркасами.
Фундаментные блоки изготовляют с трапецеидальным или тавровым поперечным сечением. Высота сечения 400 - 600 мм, длина балок 4450 и 10700 мм. Изготавливают их из бетона марок 200 - 400 с обычным и предварительно напряженным армированием.
Изделия для каркасов зданий. К изделиям, применяемым при возведении каркаса промышленного здания, относят колоны, подкрановае балки, фермы, балки покрытий и арки.
Колонны изготовляются с квадратным, прямоугольным тавровым поперечным сечением размерами от 300*300 до 400*600 мм и более из бетона марок 200 - 400. Для опирания подкрановых балок колонны крайних рядов в здании снабжают одной консолью, а колонны средних рядов- двумя.
Подкрабовые балки таврового сечения служат для опирания рельсовых путей мостовых кранов. Их изготовляют длиной 12 м из бетона 400 и с предварительно напряженной арматурой.
Балки покрытий по форме бывают трапецеидальные и сегментные. Их изготовляют из бетона марок 300 - 400 и длиной 12,18,24 м.
Фермы и арки применяют в качестве несущих элементов покрытий пролетов 18 м и более. Фермы могут иметь трапецеидальную, треугольную или криволинейную сегментную форму.
Изделия из железобетона для инженерных сооружений.
Изделия для транспортного строительства характеризуются большим разнообразием. К ним относятся сборные железобетонные строения мостов. Трубы больших диаметров, опоры контактной сети электрифицированных железных дорог, шпалы, тюбинги и др. В большинстве случаев перечисленные изделия изготовляются из тяжелых бетонов марок 300 - 400 и выше с предварительно напряженной арматурой. Кроме высокой прочности, к бетону изделий предъявляются повышенные требования морозостойкости (100 - 200). Шпалы например изготовляются из бетона марки 500 высокой морозостойкости (100 - 200). Их армируют предварительно напряженной высокопрочной проволокой периодического профиля.
refdb.ru
состав, особенности технологии, свойства, применение в строительстве
Подробности Категория: Строительные материалыЛегкий бетон — бетон с объемным весом 500 - 1800 кг/м3, состоящий из вяжущего, пористых заполнителей и воды. В состав легкого бетона вводят добавки для улучшения удобоукладываемости, ускорения твердения, уменьшения расхода цемента и объемного веса, улучшения прочности, морозостойкости и т. д.
Лёгкий бетон изготовляют с применением ПЦ или др. вяжущих. Лёгкий бетон на ПЦ получает наименование в соответствии с видом примененного пористого заполнителя (шлакобетон, пемзобетон, керамзитобетон), а изготовленный на др. вяжущих — в соответствии с видом вяжущего и заполнителя (гипсопшлакобетон, известково-песчаный автоклавный шлакобетон).
Заполнителями для Лёгкого бетона служат природные или искусственные виды пористого щебня (или гравия), песка. По происхождению пористые заполнители можно разделить на 3 группы:
1. Природные заполнители из пористых изверженных и осадочных горных пород – пемза, пепел, дробленый туф, пористые известняки, ракушечники и др.
2. Промышленные отходы – заполнители на основе пористых металлургических, топливных шлаков и зол.
3. Искусственные заполнители – керамзит, аглопорит, перлит.
Керамзит – искусственный гравий или песок, полученный вспучиванием легкоплавких глин. Вспучивание происходит при совмещении процессов спекания глин и газовыделения при обжиге. Образующийся при спекании расплав закрывает капиллярные поры, и выделяющийся газ вспучивает материал. Насыпная плотность 400-1200 кг/м3.
Перлит – пористый заполнитель, образующийся при быстром нагревании вулканических стекол. Увеличение объема в 6-12 раз при нагревании обусловлено испарением воды, содержащейся в вулканическом стекле. Перлит относится к числу наиболее легких эффективных заполнителей. Насыпная плотность 250-450 кг/м3.
Лёгкий бетон делят по назначению на 3 основные группы:
1. теплоизоляционные ( для многослойных ограждающих конструкций) — с объемным весом менее 700 кг/м3, марки таких бетонов по прочности на сжатие 5,10,15 кгс/см2;
2. конструктивно-теплоизоляционные (для однослойных ограждающих конструкций) — с объемным весом от 700 до 1600 кг/м3 при марках по прочности от 35 до 100 кгс/см2;
3. конструктивные (для несущих конструкций и сооружений ) — с объемным весом до 1800 кг/м3 и с прочностью на сжатие до 350—400 кгс/см2.
Степень морозостойкости и водостойкости Лёгкого бетона зависит от вида заполнителя, от вида и расхода вяжущего. Лёгкий бетон на природных и искусственных пористых заполнителях, не содержащих вредных примесей, очищенных от несгоревшего топлива, избытка золы, при правильно выбранном составе, выдерживает 50—100 циклов испытаний.
Бетонная смесь должна иметь виброукладываемость и не должна расслаиваться. Затвердевший лёгкий бетон должен обладать заданным объемным весом и прочностью, необходимой морозостойкостью.
Отличия ЛБ от обычных тяжелых бетонов: имеют меньший объемный вес, чем плотные, меньшую прочность; обладают сильно развитой и шереховатой поверхностью. Качества легкого заполнителя влияют на свойства бетона. В зависимости от заполнителя (плотного или пористого) резко меняются водопотребность и водосодержание бетонной смеси, основные свойства легкого бетона.
Одним из факторов, от которых зависит прочность легкого бетона, является расход воды: при увеличении количества воды до оптимального прочность бетона растет. Оптимальный расход воды в легких бетонах соответствует наилучшей удобоукладываемости, наибольшей плотности смеси, уложенной в заданных условиях, и устанавливается по наибольшей прочности бетона. Если же количество воды превышает оптимальное для данной смеси, то уменьшается прочность бетона. Хорошее уплотнение ее достигается вибрацией с применением равномерно распределенного груза.
Оптимальное количество воды зависит от водопотребности заполнителя. Водопотребность же заполнителя, в свою очередь, зависит от зернового состава и пористости и больше, чем больше суммарная поверхность и открытая пористость зерен. Отсос воды из цементного теста пористыми заполнителями в период приготовления и укладки бетонной смеси вызывает относительно быстрое ее загустевание, что делает смесь жесткой и трудноукладываемой. Для повышения подвижности смеси необходимо вводить в нее большее количество воды, чем в обычные (тяжелые) бетоны. Объемный вес и прочность легкого бетона зависят главным образом от объемного веса и зернового состава заполнителя.
eksdan.ru
§ 2. Легкие бетоны на пористых заполнителях
Легкие бетоны, отличающиеся высокой пористостью и сравнительно небольшой средней плотностью широко используют для изготовления несущих и ограждающих сборных бетонных и железобетонных конструкций. Применение их взамен кирпича и тяжелого бетона дает возможность повысить теплозащитные качества ограждений, что, в свою очередь, позволяет уменьшить толщину и массу стен зданий, сократить транспортные расходы.
Легкие бетоны на пористых заполнителях имеют разновидности, которые отличаются видом применяемого крупного заполнителя, структурой самого бетона и его назначением.
В зависимости от вида применяемого крупного пористого заполнителя легкие бетоны разделяют на керамзитобетон, аглопоритобетон, шлакобетон, пемзобетон и т.д.
Основными свойствами легких бетонов на пористых заполнителях являются плотность, теплопроводность, прочность и морозостойкость.
§ 3. Ячеистые бетоны
Виды ячеистых бетонов. Ячеистый бетон — искусственный каменный материал, состоящий из затвердевшего вяжущего вещества с равномерно распределенными в нем замкнутыми порами в виде ячеек диаметром не более 1—2 мм, заполненных воздухом или газом. Ячеистые бетоны получают в результате твердения предварительно вспученной смеси минерального вяжущего, тонкодисперсного кремнеземистого компонента, порообразователя и воды. В объеме ячеистого бетона до 85 % пор, они равномерно распределены в его теле и разделены одна от другой тонкими и прочными перегородками из цементного камня или иного вяжущего вещества.
Существует много разновидностей ячеистых бетонов. Их классифицируют по способу получения пор, видам вяжущих веществ, условиям твердения, а также по назначению.
В зависимости от способа образования пористой структуры ячеистые бетоны делят на газо- и пенобетоны.
По назначению ячеистый бетон разделяют на следующие виды: теплоизоляционные;
конструкционно-теплоизоляционные;
конструкционные (для изготовления несущих и одновременно теплоизоляционных строительных конструкций, панелей междуэтажных перекрытий и др.).
Глава 9. Сборные железобетонные и бетонные строительные изделия
§ 1. Общие сведения о железобетоне
Сборные железобетонные и бетонные строительные изделия и конструкции широко применяют в жилищно-гражданском, промышленном, транспортном и других видах строительства.
Железобетон представляет собой строительный материал, в котором соединены в единое целое затвердевшие бетон и стальная арматура, совместно работающие в конструкции. Как уже указывалось, бетон хорошо сопротивляется сжатию и плохо — растяжению; стальная же арматура хорошо работает на растяжение.
Совместная работа арматуры и бетона обусловлена большими силами сцепления между ними при равных величинах температурных деформаций. При этом стальная арматура в плотном бетоне хорошо защищена от коррозии.
Железобетонные конструкции по способу изготовления разделяют на монолитные и сборные. Монолитные железобетонные конструкции возводят непосредственно на строительных площадках. Обычно их применяют в зданиях и сооружениях, трудно поддающихся членению, при нестандартности и малой повторяемости элементов и при особенно больших нагрузках (фундаменты, каркасы и перекрытия многоэтажных промышленных зданий, гидротехнические, транспортные и другие сооружения),
Однако при их возведении затрачивается большое количество ручного труда и материалов на изготовление опалубки, подмостей и т.д. Значительные трудности возникают при бетонировании монолитных конструкций в зимнее время.
Сборные железобетонные конструкции значительно экономичнее монолитных, так как их выполняют на специализированных заводах и полигонах с рационально организованным высокомеханизированным технологическим процессом производства. Применение сборных железобетонных конструкций по сравнению с монолитными позволяет сократить расход стали и бетона, устранить перенести со строительной площадки на завод большую часть работ по возведению конструкций. При этом строительная площадка превращается в монтажную, значительно сокращается трудоемкость бетонных и железобетонных работ, повышается их качество, а также резко ускоряются темпы строительства и снижается его стоимость.
Сборные железобетонные конструкции и изделия создают широкие возможности для индустриализации строительства, они особенно выгодны при минимальном количестве типоразмеров элементов, повторяющихся много раз (унифицированных).
Железобетонные изделия и конструкции изготовляют как с обычной, так и с предварительно напряженной арматурой. Обычный способ армирования (укладка стальных стержней, сеток или каркасов в зону растяжения) не предохраняет изделие в процессе эксплуатации от появления в нем трещин. В эти трещины проникают влага и газы, которые вызывают коррозию арматуры. Кроме того, с появлением трещин увеличивается прогиб изделия. Однако, если до загружения конструкции расчетными нагрузками предварительно сжать бетон, то опасность появления трещин в растянутой зоне конструкции резко снижается. Предварительное сжатие бетона осуществляют путем натяжения арматуры.
Применение железобетонных конструкций с предварительно напряженной арматурой позволяет снизить массу конструкций, повысить их трещиностойкость и долговечность, а также сократить расход стали.
studfiles.net
Легкие бетоны на пористых заполнителях — МегаЛекции
Легкие бетоны на пористых заполнителях классифицируются по назначению, виду вяжущего и заполнителей, структуре. Низкая средняя плотность этих бетонов достигается за счет применения пористых заполнителей и межзернового пространства, имеющего поризованную или крупнопористую структуру. При плотной структуре межзерновой объем полностью заполнен мелким заполнителем и цементным камнем, при поризованной структуре межзерновой объем частично заполнен искусственно созданными порами и крупнопористая структура создается за счет частичного или полного отказа от применения мелкого заполнителя.
По назначению легкие бетоны на пористых заполнителях подразделяются на конструкционные, конструкционно-теплоизоляционные и теплоизоляционные.
Конструкционные бетоны имеют плотную структуру, среднюю плотность в сухом состоянии от 1400 до 2000 кг/м3, прочность при сжатии от 15 до 50 МПа. Их применяют в несущих бетонных и железобетонных конструкциях.
Конструкционно-теплоизоляционные бетоны могут иметь плотную, поризованную или крупнопористую структуру, частично заполненную мелким заполнителем. Средняя плотность их составляет от 500 до 1400 кг/м3, прочность при сжатии – от 3,5 до 10 МПа. Они должны обладать теплоизоляционными свойствами, иметь теплопроводность от 0,17 до 0,4 Вт/(м·оС). Их применяют в ограждающих конструкциях, которые воспринимают нагрузки и являются теплоизоляцией.
Теплоизоляционные бетоны имеют поризованную или крупнопористую структуру, среднюю плотность от 200 до 500 кг/м3, прочность при сжатии от 1,5 до 2,5 МПа, теплопроводность от 0,12 до 0,24 Вт/(м·оС). Их применяют для устройства теплоизоляции в ограждающих частях зданий и оборудования.
Для изготовления легких бетонов на пористых заполнителях используют те же материалы, что и для тяжелых бетонов, за исключением заполнителей.
Вяжущими служат портландцемент и его разновидности, глиноземистый цемент, известь, растворимые силикаты натрия и калия, гипсовые, шлакощелочные и полимерные вяжущие. В качестве заполнителей применяют сыпучие материалы из минерального сырья. Пористый песок должен иметь насыпную плотность не более 1200, щебень и гравий – не более 1000 кг/м3. Для конструкционных и конструкционно-теплоизоляционных бетонов может применяться тяжелый песок.
По происхождению пористые заполнители подразделяются на природные, из отходов промышленности и искусственные, специально изготавливаемые.
Природные заполнители изготавливаются из пористых изверженных и осадочных горных пород. Из изверженных пород применяют пемзы, вулканические шлаки, вулканические туфы и туфовую лаву.
Пемза – пористая горная порода, образовавшаяся в результате вспучивания магмы. Она встречается в виде залежей песка, щебня, крупных обломков. Насыпная плотность песка составляет 600–1100, щебня – 400–900 кг/м3. Литоидные плотные и прочные пемзы применяют для конструкционных легких бетонов, менее плотные – для конструкционно-теплоизоляционных и теплоизоляционных.
Вулканические шлаки образовались из жидкой магмы основного состава. Имеют крупнозернистую ноздреватую структуру. Насыпная плотность песка из них составляет 650--1300, щебня – от 400 до 850 кг/м3.
Вулканические туфы получились из уплотнившихся вулканических пеплов. Туфовая лава – это поризованная лава с наличием в своем составе пепла, песка, пемзы. Насыпная плотность песка из них – от 700 до 1000, щебня – 600--800 кг/м3.
Из осадочных пород применяют известняки-ракушечники и известняковые туфы, опоки, трепелы, диатомиты.
Известняки-ракушечники образовались из мелких сцементированных раковин. Известняковые туфы – из осадков углекислых вод. Из известняковых пород получают щебень с насыпной плотностью до 1000 кг/м3.
Опоки, трепелы, диатомиты – осадочные породы, представляющие собой остатки диатомовых водорослей. В их состав входит аморфный кремнезем, который может взаимодействовать со щелочами цемента и вызывать коррозию цементного камня. Это ограничивает их применение.
Искусственные заполнители изготавливаются из вторичных ресурсов промышленности. В качестве заполнителей для легкого бетона применяют горелые породы, металлургические и топливные шлаки, золы, золошлаковые смеси.
Горелые породы образовались в результате возгорания угля в терриконах-отвалах отходов добычи и обогащения угля с содержанием угля. Из них изготавливают щебень и песок с насыпной плотностью от 800 до 1000 кг/м3, который можно применять для легких бетонов с прочностью при сжатии 10–20 МПа.
Щебень из доменного шлака получают дроблением шлаков из старых отвалов или шлаков текущего выхода. Из пористых шлаков изготавливают щебень со средней плотностью до 800 кг/м3.
Из гранулированного шлака получают песок со средней плотностью от 600 до 1200 кг/м3.
Топливные шлаки образуются от сжигания углей. Их разделяют на шлаки из кускового и пылевидного топлива. Из кускового топлива получаются шлаки ноздреватого строения. Лучшими являются шлаки от сжигания антрацита, худшими – от сжигания бурых углей.
Насыпная плотность шлаков составляет до 1000 кг/м3. Их применяют в бетонах для неответственных конструкций. Наличие свободной извести в шлаках может привести к их разрушению, поэтому их следует выдерживать не менее одного года.
От сжигания пылевидного топлива образуется кусковой шлак ячеистой структуры, состоящий из спекшейся и оплавленной золы со средней плотностью зерен от 0,5 до 1,5 г/см3. Из них получают бетоны с пределом прочности от 5 до 50 МПа.
Зола тепловых электростанций представляет дисперсный материал с частицами пористой структуры. Насыпная плотность ее составляет 600--1300 кг/м3. Применяют золу в качестве мелкого заполнителя.
К искусственным пористым заполнителям относятся также керамзитовый гравий и песок, аглопоритовый щебень и песок, зольный гравий, шлаковая пемза, шунгизит, термолит, вспученные перлит и вермикулит.
Керамзитовый гравий и песок получают обжигом вспучивающихся легкоплавких глин. Песок можно изготавливать дроблением керамзитового гравия. Средняя плотность гравия составляет от 200 до 600, песка – от 500 до 1100 кг/м3. Их рекомендуют применять для стеновых панелей зданий, для стен монолитных домов.
Аглопоритовый щебень и песок получают спеканием глинистых пород, топливных зол, шлаков, отходов добычи угля, их дроблением и последующим рассевом на фракции. Щебень выпускают с насыпной плотностью от 400 до 900, песок – до 1000 кг/м3. Их рекомендуют применять для конструкционных легких бетонов.
Обжиговый зольный гравий получают обжигом золошлаковой смеси бурых углей. Насыпная плотность его составляет 300–800 кг/м3. Применяют зольный гравий для конструкционно-теплоизоляционных бетонов.
Безобжиговый зольный гравий получают грануляцией увлажненной золы и портландцемента, гипсоцементно-пуццоланового вяжущего и др. Насыпная плотность его составляет 700–950 кг/м3. Применяется для конструкционных и конструкционно-теплоизоляционных бетонов.
Шлаковая пемза (термозит) получается вспучиванием шлаковых расплавов. По бассейновому способу расплав сливают в емкость с перфорированным дном, через которое подается вода. Образующийся пар разрыхляет материал. Щебень из шлаковой пемзы имеет насыпную плотность от 700 до 900 кг/м3. Его применяют для конструкционных бетонов.
Шунгизитполучают вспучиванием графитсодержащей сланцевой породы. Применяют его для конструкционно-теплоизоляционных и теплоизоляционных бетонов.
Термолитполучают обжигом трепелов, диатомитов, опоки. Щебень и гравий из него имеют насыпную плотность 600–1200 кг/м3. Применяют их для конструкционных и конструкционно-теплоизоляционных бетонов.
Перлит вспученный получают обжигом силикатных водосодержащих пород перлита, обсидиана и др. При обжиге они увеличиваются в объеме в 10–12 раз. Перлитовый песок имеет насыпную плотность от 75 до 500, щебень от 200 до 500 кг/м3. Применяют их для конструкционно-теплоизоляционных и теплоизоляционных бетонов.
Вермикулит вспученный получают обжигом природных гидрослюд, содержащих 8–18 % связанной воды. При нагревании объем их увеличивается в 15–20 раз. Щебень и песок из вспученного вермикулита имеет среднюю плотность от 80 до 300 кг/м3. Применяют его для получения особолегких бетонов.
Технология получения легкого бетона на пористых заполнителях в основном не отличается от технологии изготовления тяжелого бетона. Дополнительно легкий заполнитель рекомендуется насыщать водой, дозирование его выполнять по объему. Время перемешивания по сравнению с тяжелобетонной смесью увеличивается.
Из легкого бетона и железобетона на пористых заполнителях изготавливают стеновые панели и блоки, плиты перекрытия и покрытия, камни для стен. Имеется опыт применения конструкционного керамзитобетона для пролетных строений мостов, в мелиоративном строительстве для устройства труб, лотков, акведуков, плит крепления каналов, туфобетона – в гидротехническом строительстве для возведения бетонных плотин.
Ячеистые бетоны
Ячеистые бетоны представляют собой материалы с искусственными, равномерно распределенными порами размером 1–2 мм. В их состав входит вяжущее, кремнеземистый компонент, порообразователь, регуляторы структурообразования. Пористая структура создается вспучиванием смеси и может регулироваться в процессе изготовления. В результате получаются бетоны с малой плотностью, низкой теплопроводностью, которые наиболее эффективны в ограждающих конструкциях.
Ячеистые бетоны подразделяются по назначению, по условиям твердения, по виду порообразователя, видам применяемых вяжущих и кремнеземистых компонентов.
По назначению ячеистые бетоны подразделяются на теплоизоляционные, конструкционно-теплоизоляционные, конструкционные и специальные. Специальные ячеистые бетоны могут быть жаростойкими, звукоизоляционными и др. По условиям твердения ячеистые бетоны подразделяются на автоклавные и неавтоклавные; по способу порообразования – на газобетоны и пенобетоны; по виду применяемых вяжущих – на основе известковых, цементных, шлаковых, зольных, смешанных; по виду кремнеземистого компонента могут быть на природных и вторичных продуктах промышленности.
Ячеистые бетоны самые востребованные строительные материалы. Они обладают многими положительными свойствами, которые обусловливают их широкое применение в строительстве и ряд особенностей, которые необходимо учитывать при их применении.
Они имеют небольшую среднюю плотность, которая составляет от 300 до 1200 кг/м3, что снижает нагрузки на фундамент и обеспечивает высокую сейсмоустойчивость зданий.
Теплопроводность ячеистого бетона в сухом состоянии составляет от 0,08 до 0,38 Вт/(м·оС). Она зависит от средней плотности. Большое влияние на теплопроводность оказывает влажность ячеистого бетона. На 1 % увеличения влажности по массе теплопроводность повышается на 4 %. Поэтому ячеистобетонные изделия следует защищать от увлажнения при перевозке, строительстве и эксплуатации. Равновесная влажность стеновых конструкций 3–5 % в отапливаемых зданиях с хорошей вентиляцией достигается через 1–2 года эксплуатации.
При плохой вентиляции и в неотапливаемых зданиях возможна конденсация влаги. В этом случае внутри следует устраивать пароизоляцию, а снаружи – вентилируемую облицовку.
Прочность ячеистого бетона при сжатии составляет от 0,5 до 15 МПа. На нее также влияет влажность. Так, при увеличении влажности силикатных бетонов до 10 % прочность в среднем снижается на 25 %.
Ячеистые бетоны имеют высокую огнестойкость. Их можно применять для огнезащиты стальных конструкций и повышения огнестойкости бетонных конструкций.
В связи с высокой пористостью и большим количеством сообщающихся пор ячеистые бетоны обладают высокой звукопоглощающей и звукоизолирующей способностью. Так, плиты «Силакпор» из ячеистого бетона со средней плотностью 300–350 кг/м3 при частоте звука 125–2000 Гц имеют коэффициент звукопоглощения 0,35–0,77. При средней плотности 400–500 кг/м3 и толщине 8 см. звукоизоляция ограждения составляет 32–34 дБ. Поэтому из ячеистого бетона устраивают перегородки в зданиях.
Морозостойкость ячеистых бетонов составляет 15–100 циклов и может быть выше. Однако при достижении критической влажности они могут разрушаться знакопеременными температурами. Это наблюдается при повышенной влажности внутри помещений, когда увлажнение миграционной и конденсационной влагой преобладает над высушиванием ячеистого бетона. В результате отслаивается наружное отделочное покрытие или разрушаются наружные поверхностные слои. Для защиты конструкций от увлажнения устраивают внутреннюю пароизоляцию.
Ячеистый бетон легко обрабатывается – режется, сверлится, пробивается гвоздями.
Согласно ГОСТ 25489-89 к ячеистым бетонам предъявляются требования по средней плотности, прочности при сжатии, морозостойкости, теплопроводности, паропроницаемости, сорбционной влажности, которые приведены в таблицах 4.26 и 4.27.
Таблица 4.26 – Физико-механические свойства ячеистых бетонов
| Вид бетона | Марка бетона по средней плотности | Бетон автоклавный | Бетон неавтоклавный | ||
| Класс по прочности на сжатие | Марка по морозостойкости | Класс по прочности на сжатие | Марка по морозостойкости | ||
| Теплоизоляционный | D300 | B0,75 B0,50 | Не нормируется | – | – |
| D350 | B 1 B0,75 | ||||
| D400 | B1,5 B1 | B0,75 B0,5 | Не нормируется | ||
| D500 | - | - | B1 B0,75 | ||
| Конструкционно-теплоизоляционный | D500 | B2,5 B2 B1,5 B1 | От F15 до F35 | - | - |
| D600 | B3,5 B2,5 B2 B1,5 | От F15 до F75 | B2 B1 | От F15 до 35 | |
| D700 | B5 B3,5 B2,5 B2 | От F15 до F100 | B2,5 B2 B1,5 | От F15 до F50 | |
| D800 | B7,5 B5 B3,5 B2,5 | B3,5 B2,5 B2 | От F15 до F75 | ||
| D900 | B10 B7,5 B5 B3,5 | B5 B3,5 B2,5 |
Продолжение таблицы 4.26
| Вид бетона | Марка бетона по средней плотности | Бетон автоклавный | Бетон неавтоклавный | ||
| класс по прочности на сжатие | марка по морозостойкости | класс по прочности на сжатие | марка по морозостойкости | ||
| Конструк- ционный | D1000 | B12,5 B10 B7,5 | От F15 до F50 | B7,5 B5 | От F15 до F50 |
| D1100 | B15 B12,5 B10 | B10 B7,5 | |||
| D1200 | B15 B12,5 | B10 B7,5 |
Таблица 4.27 – Физические свойства ячеистых бетонов
| Вид бетона | Марка бетона по средней плотности | Теплопроводность, Вт/(м·оС), не более, в сухом состоянии бетона изготовленного | Коэффициент паропрони- цаемости, мг/(м·ч·Па), не менее, бетона изготовленного | Сорбционная влажность бетона, %, не более | |||||
| при относительной влажности воздуха 75 % | при относительной влажности воздуха 97 % | ||||||||
| бетона изготовленного | бетона изготовленного | ||||||||
| на песке | на золе | на песке | на золе | на песке | на золе | на песке | на золе | ||
| Теплоизоля- ционный | D300 D400 D500 | 0,08 0,10 0,12 | 0,08 0,09 0,10 | 0,26 0,23 0,20 | 0,23 0,20 0,18 | ||||
| Конструкции онно-тепло- изоляционный | D500 D600 D700 D800 D900 | 0,12 0,14 0,18 0,21 0,24 | 0,10 0,13 0,15 0,18 0,20 | 0,20 0,17 0,15 0,14 0,12 | 0,18 0,16 0,14 0,12 0,11 | ||||
| Конструкци- онный | D1000 D1100 D1200 | 0,29 0,34 0,38 | 0,23 0,26 0,29 | 0,011 0,010 0,010 | 0,010 0,09 0,08 |
Читайте также:
megalektsii.ru
Бетон легкий на пористых заполнителях — Бетонные и железобетонные работы
Крупный заполнитель
В качестве крупных пористых заполнителей при изготовлении конструкций и изделий из легких бетонов следует применять заполнители, соответствующие ГОСТ 9757—73.
Каждый из видов крупных пористых заполнителей должен отвечать требованиям соответствующих ГОСТ:
Гравий керамзитовый—ГОСТ 9759—76;гравий шунгизитовый – ГОСТ
19345—73; щебень из пористого металлургического шлака (пемзы) – ГОСТ 9760—75; щебень аглопоритовый—ГОСТ 11991—76; щебень перлитовый вспученный – ГОСТ 10832—74; щебень вермикулитовый вспученный—ГОСТ 12865—67; щебень природный из пористых горных пород – ГОСТ 22263—76.
Крупные пористые заполнители в зависимости от крупности зерен подразделяются на фракции размером 5—10 (5—20, 5—40), 10—20 и 20—40 мм.
По показателям средней плотности пористые заполнители подразделяются на марки (табл. 37). Зависимость крупных пористых заполнителей при сжатии в цилиндре (МПа) от марки по насыпной массе указана в табл. 38 (с. 38—39). Качество крупных пористых заполнителей контролируют по ГОСТ 9758—77.
Таблица 37
| Марка заполнителя | Средняя плотность, кг/м3 | |||||
| Щебня | Гравия | |||||
| Природного | Аглопоритового | Перлитового, Вермикулитового | Шлакопемзового | Керамзитового | Шунгизитового | |
| 250 | — | — | — | — | До 250 | |
| 300 | До 300 | — | До 300 | До 300 | 251-300 | До 300 |
| 350 | 301—350 | — | — | — | 301—350 | — |
| 400 | 351-400 | До 400 | 301-400 | 301—400 | 351-400 | 301—400 |
| 450 | 401—450 | — | — | — | — | — |
| 500 | 491—500 | 401-500 | 401—500 | 401-500 | 401—500 | 401-500 |
| 550 | 501-550 | — | — | — | — | — |
| 600 | 591—600 | 501-600 | 501—600 | 501-600 | 501—600 | 501-600 |
| 700 | 601-700 | 601—700 | 601-700 | 601-700 | 601—700 | 601-700 |
| 800 | 701-800 | 701-800 | 701-800 | 701-800 | 701—800 | — |
| 900 | 801-900 | 801—900 | — | 801—900 | — | — |
| 1000 | 901—1000 | — | — | 901—1000 | — | — |
Легкие заполнители хранят раздельно по видам, фракциям и маркам (по объемной массе). При хранении и транспортировании заполнители должны предохраняться от загрязнения, увлажнения и механического разрушения.
| Марка по объемной массе насыпной плотности | Керамзитовый гравий | Аглопоритовый Щебень | ||||
| Высшая категория качества | Первая категория качества | Марка по прочности | Показатель Прочности | |||
| Марка по прочности | Показатель Прочности | Марка по прочности | Показатель Прочности | |||
| 250 | П35 | 0,8 | П25 | 0,6 | ||
| 300 | П50 | 1,0 | П35 | 0,8 | — | — |
| 350 | П75 | 1.5 | П50 | 1.0 | — | — |
| 400 | П75 | 1,8 | П50 | 1,2 | П25 | 0,4 |
| 450 | П100 | 2.1 | П75 | 1.5 | — | |
| 550 | П150 | 3,3 | П1О0 | 2,1 | — | |
| 600 | П150 | 3.3 | П125 | 2,5 | П100 | 0.8 |
| 700 | П200 | 4,5 | П150 | 3,3 | П150 | 1.0 |
| 800 | П250 | 5,5 | П200 | 4,5 | П250 | 1.2 |
| 900 | — | — | — | — | П300 | 1,4 |
| 1000 | — | — | — | — | — | — |
| 1100 | — | — | — | — | — | — |
| 1200 | — | — | — | — | — | — |
Продолжение таблицы
| Шлаковая пемза | Перлитовый щебень | Шунгизитовый Гравий | Щебень из пористых пород | ||||
| Марка по прочности | Показатель Прочности | Марка по прочности | Показатель Прочности | Марка по прочности | Показатель Прочности | Марка по прочности | Показатель Прочности |
| П25 | 0,2—0,29 | П25 | 0,5—0,69 | П25 | 0,5—0,69 | П25 | 0,3 |
| — | — | — | — | — | П25 | 0,3 | |
| П35 | 0,3-0,39 | П50 | 0,7—0,89 | П35 | 0,7—0,99 | П35 | 0,4 |
| — | — | — | — | — | — | — | — |
| — | — | — | — | ||||
| П75 | 0,5-0,59 | П100 | 1,2-1,49 | П75 | 1,5—1,99 | П75 | 0,8 |
| П100 | 0,6—0,79 | — | — | П100 | 2,0—2,49 | П100 | 1.0 |
| П125 | 0,8—1,09 | — | — | — | П150 | 1.6 | |
| П200 П250 | 1,4-1,79 1,8-2,19 | П200 П250 | 2,0 2,5 | ||||
| — | — | — | — | — | П300 | 3,0 | |
| — | — | — | — | — | П350 | 3,5 | |
arxipedia.ru
116. Легкий бетон на пористых заполнителях. Осн св и обл примениния.
Легкие бетоны имеют объемную массу менее 1800 кг/м3. Их изготовляют на основе быстротвердеющего и обычного портландцементов, а также шлакопортландцемента. Применяют в основном неорганические пористые заполнители.
Для теплоизоляционных и некоторых видов конструктивно-теплоизоляционных бетонов используют и органические заполнители из древесины (арболит), отходов сельскохозяйственных культур, а также из вспученных пластмасс (стиропорбетон).
Неорганические пористые заполнители отличаются большим разнообразием, и в любом экономическом районе страны можно изготовлять наиболее выгодный по технико-экономическим показателям вид заполнителя.
Природные пористые заполнители получают путем дробления и фракционирования пористых горных пород (пемзы, вулканического и известкового туфов и т. п.). Это самые дешевые заполнители, получаемые без участия термической обработки. Шлаковая пемза тоже недорога, получают ее путем вспучивания доменных шлаков.
Искусственные пористые заполнители изготовляют путем обжига вспучивающихся горных пород (керамзит, вспученный перлит, вермикулит). Для аглопорита используют разнообразное минеральное сырье (глинистые и лёссовые породы, золы, топливные шлаки и др.), которое обжигают с добавкой 8-10% измельченного каменного угля в агломерационных установках.
Легкие бетоны на пористых заполнителях более трещиностойки, так как их предельная растяжимость в 2-4 раза выше, чем равнопрочного тяжелого бетона. Однако следует учитывать и такие особенности легких бетонов, как большие усадка и ползучесть по сравнению с тяжелым бетоном.
117. Ячеистые бетоны( газобетон, пенобетон). Осн св и области их применения.
Газобетон— это ячеистый бетон, который изготовляется путем смешивания цемента, воды, кварцевого песка, извести и добавления алюминиевой пасты в качестве газообразователя. В результате алюминиевая паста входит в реакцию с известью и образовывается газ — водород. А т.к. газобетон имеет сообщающиеся сосуды, то весь водород устремляется наружу, он не остается внутри.
За счет своих характеристик автоклавный бетон имеет гораздо больше способов применения. Блоки из ячеистого бетона могут использоваться, например, в армированных конструкциях — перемычках, панелях и т.д. Ячеистый бетон автоклавного твердения имеет высокие теплоизоляционные показатели, которые достигаются за счёт большого количества не связанных между собою ячеек, а также высокую морозостойкость. Автоклавное производство газобетона позволяет в более короткие сроки получать изделия с достаточно высокой прочностью при пониженном расходе вяжущего.
Стоит заметить, что в Европе давно осознали преимущества этого стройматериала (до 60% домов возводится из газобетона), и теперь строительный материал XXI века начал изготавливаться и в России на заводе Bonolit по производству газобетона в Москве.
Основные достоинства автоклавного газобетона — это:
Простота в монтаже, которая достигается высокой геометрической точностью блоков, составляющей +/- 1 мм.
Возможность кладки на клей, уменьшение трудоемкости и расхода материалов на кладке и штукатурных работах за счет точной геометрии блоков, кроме того, цена на газобетон значительно ниже, чем на другие материалы.
Архитектурная выразительность, которая достигается за счет легкости обработки, поскольку газобетон легко пилится, режется и фрезеруется.
Высокие теплоизоляционные свойства (на отоплении помещения экономится до 20-30% средств).
Применение газобетона
Физико-технические характеристики автоклавного газобетона позволяют применять изделия из него для устройства несущих и ограждающих конструкций в различных областях строительства, в зданиях разной этажности, как с каркасными, так и со стеновыми несущими системами:
Малоэтажное строительство
Многоэтажное строительство
Высотное каркасно-монолитное строительство
Коммерческое и промышленное строительство
Реконструкция старых зданий
Пенобетон— ячеистыйбетон, имеющий пористую структуру за счёт замкнутых пор (пузырьков) по всему объёму, получаемый в результате твердения раствора, состоящего из цемента, песка, воды, и пенообразователя.
В таких бетонах часть пор создается пенообразующими добавками. Прочность пенобетона зависит от объёмного веса, вида и свойств исходных материалов, а также от режимов ТВО и влажности бетона. Ячеистый бетонизготовлен на цементном вяжущем. Поэтому он продолжает набирать прочность ещё длительное время.Исследованияконструкций из неавтоклавных ячеистых бетонов после 40-50 лет эксплуатации показали, что они не только пригодны для дальнейшей эксплуатации, но и увеличили свою прочность в 3-4 раза по сравнению с марочной. Введение комплексных добавок повышает прочность бетона, снижает водопотребность и усадку при высыхании, повышает водо- и морозостойкость, снижает равновесную влажность и эксплуатационную теплопроводность.
Пенобетон используется:
в классическом строительстве домов
в монолитном домостроении
пенобетон используется для тепло- и звукоизоляции стен, крыш, полов, плит, перекрытий. Такой пенобетон называют монолитным.
Пеноблок— это строительный блок, получаемый из пенобетона.
Еще одной особенностью пенобетона является то, что технология производства достаточно простая и не требует большого вложения капитала. Хотя, в некотором роде, это минус, потому, что на рынке существует очень много кустарных производств, где качество пенобетона оставляет желать лучшего. И доверять следовало бы уже более-менее среднему производителю, у которого объемы производства большие (это дает возможность производителю закупать цемент (основную составляющую пенобетона) большими объемами и значительно лучшего качества, что улучшает и качество самого материала).
studfiles.net
