Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Бетон особо тяжелый

виды, состав, свойства и применение

Практически ни одно строительство не обходится без бетонных смесей. Однако стройка стройке рознь. Точно так же и строительные смеси отличатся друг от друга в зависимости от набора входящих компонентов, а также предназначения. Основные две разновидности данных строительных растворов – это легкие и тяжелые бетоны. Остановимся на последних. Тяжелый бетон представляет собой искусственный строительный материал, созданный на базе различных составляющих компонентов, пригодных для строительства.

Почему данную разновидность состава называют тяжелой? Потому что его составляющими являются примеси, имеющие высокую плотность, а также массу. Чем тяжелее наполнитель, тем выше уровень тяжести в самом бетоне.

Разновидности

Среди подобных составов выделяют особо тяжелый бетон, а также смесь средней тяжести. Под особо тяжелым бетоном понимается состав, наполнителями коего являются такие добавки:

гематит;
магнетит;
металлический скрап;
барит;
лимонит.

Плотность в таких бетонах составляет больше, чем 2500 кг/м3.

Также в особо тяжелую смесь добавляют:

глиноземистый цемент;
обычный портландцемент;
шлакопортландцемент;
пуццолановый портландцемент;
гипсоглиноземистый набухающий цементный песок.

Тяжелым бетоном называется только тот, удельная масса которого определяется от 1600 до 2500 кг на куб. метр.

К подобного рода бетонам во время стройки предъявляются некоторые условия. Самый малый уровень крепости на сдавливание ингредиентов раствора составляет:

скрап, магнетит – по 200 МПа;
лимонит, гематит – по 35 МПа;
барит – 40 МПа.

Наличие полуторных оксидов в барите – максимум 1% от общей численности наполнителей. Абсорбция воды:

магнетита, барита — 1-2% от массы;
лимонита и гематита — 9 -10%.

Обычный тяжелый бетон чаще всего применяется при строительстве. Его заполнителями являются горные минералы:

гранитный песок;
диабаз;
известняк;
щебенка.

Такого рода бетону присуща концентрация 1600-2500 кг/м3.

У материала средней тяжести имеется несколько подвидов:

смесь для железобетонных сооружений сборного типа;
строительный материал с повышенной прочностью;
быстро застывающий раствор;
состав на мелком песке;
строительный материал для сооружений гидротехнического направления;
раствор для покрытия дорог, аэродромных площадок, взлетных полос;
смесь с тонкомолотыми примесями;
состав с небольшим количеством щебня;
литой строительный материал;
раствор с поверхностно-активными добавочными веществами.

Вернуться к оглавлению

Сферы применения

Специальная сфера применения.

Независимо от степени тяжести, строительный раствор по сфере применения делят на:

Промышленный — используется при возведении промышленных зданий и для обычного строительства.

Специальный — благодаря особому ансамблю входящих компонентов применяется исключительно при возведении дорожных, гидротехнических, ограждающих от ядерных излучений, химически устойчивых конструкций.

Рассмотрим более подробно, в каких областях характерно использование бетонов такого типа:

Постройка железобетонных сооружений. Здесь усиливают крепость раствора, а также сокращают сроки его застывания посредством минеральных примесей, плюс при помощи термической обработки.
Возведение гидросооружений. В данном случае следует быть особо внимательными при выборе смесей. Они должны иметь максимальную стойкость к влаге, потому как им придется постоянно контактировать с жидкостью.
Покрытие автодорог, аэродромных площадок. Подобное строительство подразумевает под собой огромные нагрузки на бетонное покрытие, которые может выдержать лишь увесистый материал. Из такой помеси производят пласты для дорог, обладающие высочайшей прочностью, морозоустойчивостью.
Закладка цельных фундаментов. Монолитные основы под сооружения промышленного характера выливаются исключительно из тяжелых составов.

Возведение «коробки» и перекрытий во время строительства сооружений, нуждающихся в максимальной степени надежности, обеспечить которую способен исключительно раствор тяжелого бетона. К таким объектам относятся банковские хранилища, здания государственной важности, промышленные предприятия с вредными условиями работы.

kladembeton.ru

Особо тяжелые бетоны

Гидратные или особо тяжелые бетоны нашли применение для защиты людей и оборудования на предприятиях, работающих с радиоактивными элементами, в том числе и АЭС. Основную проблему, которая успешно решается с помощью этих материалов, представляет гамма-излучение, легко проходящее через любую преграду. С ростом удельной плотности, увеличиваются и изоляционные характеристики бетона. Еще одной особенностью, является включение в состав смеси элементов, содержащих химически связанную воду, которая хорошо задерживает излучение.

Для улучшения характеристик материала обычный заполнитель, который имеет среднюю плотность 2.6 г/сМ3, заменяют на другой, кубический сантиметр которого весит 6.4 грамма. Одним из наиболее распространенных компонентов является сульфат бария или барит. Он получается из горной породы, в которой содержимое этого вещества более 95%. По своим характеристикам этот минерал мало отличается от щебня или гравия, если не принимать во внимание плотность — 4500 кг/М3: предел прочности при сжатии составляет 50 МПа. Если используется мелкодисперсный барит, то требуется учитывать его влияние, как замедлителя твердения.

При соотношении компонентов 1:4.6:6.4 и пропорции воды с цементом 0.58, масса одного кубического метра баритового бетона составляет 3700 кг. По прошествии 28 суток, прочность материала достигает 430 кгс/сМ2. Если же соотношение вода/цемент = 0.9, то прочность упадет до 246 кг/сМ2. Как видно из данной пропорции, следует соблюдать доли компонентов. Без следования данному моменту, качество особо тяжёлого бетона будет резко падать, что приведёт к неблагоприятным последствиям. Исходя из этого, можно сделать вывод о необходимости обеспечения смешивания на специализированных предприятиях. Самостоятельное создание смеси приведет к несоблюдению пропорций и, как следствие, невозможности добиться заданных параметров. Особо тяжёлый бетон, производимый на заводе, изготавливается с применением продвинутых технологий. Отсутствует фактор человеческой ошибки, поскольку машина работает по строго заданной программе. Это позволяет не только добиться идеальных пропорций, но и вводить компоненты в строго установленное время.

Следует сказать, что особо тяжёлые бетоны имеют некоторые особенности в плане своего ценообразования. Как показывает практика, для обычных типов смесей характерно то, что именно цемент имеет наибольшую стоимость. Таким образом, количество данного материала будет определять стоимость всего состава. Несколько иная ситуация присутствует, когда требуется рассмотреть особо тяжёлые бетоны. Для них используется специальный заполнитель с особыми свойствами. Дополнительно, необходимо отметить его высокую стоимость, а также ряд других факторов, повышающих цену. Таким образом, отрыв цемента в списке дорогостоящих компонентов, становится не таким значительным. Это обеспечивает то, что особо тяжёлый бетон имеет высокую стоимость, существенно превышающую обычные материалы этой категории. Подобный момент определяет тот факт, что материал редко используется. Его нельзя встретить в обычном строительстве, но относительно часто особо тяжёлый бетон применяется при возведении объектов специального назначения.

Для создания особо тяжелых бетонов широко применяются различные металлические руды:

Магнитный железняк или магнетит — это слабокислая железная руда, плотность которой варьируется от 4500 до 5000 кг/М3. Предел её прочности при сжатии составляет 200 МПа. Магнетитовый песок или щебень при добавлении в бетон увеличит его плотность до 4000 кг/М3. Особо тяжёлый бетон данного типа обладает значительной прочностью, что способствует обеспечению целого ряда эксплуатационных преимуществ перед некоторыми другими составами, используемыми в строительной сфере.
Гематитовые руды, содержащие красный железняк, их средняя плотность достигает 4300 кг/М3, а бетона изготовленного на таком заполнителе 3500 кг/М3.
Бурый железняк или лимонит поглощает не только гамма-лучи, но и нейтроны. Плотность этого минерала 3500 кг/М3, при включении его в состав цементной смеси, 1 кубический метр получившегося материала весит до 2800 кг. Несмотря на то, что лимонитовый бетон не отличается от обычного по удельному весу, он может содержать намного большее количество связанной воды.

Если же требуется плотность, превышающая 5000 кг/М3, то для таких бетонов применяют чугун, в виде крошки, дроби и крупного лома. Отходы от производства изделий из стали и чугуна позволяют получить необходимый уровень защиты от гамма-излучения, а толщина бетонных экранов может быть существенно ниже, чем у обычных. Возникает серьёзная проблема при укладке, поскольку чугун обладает наибольшей плотностью во всём составе. Дополнительно, дробь имеет оптимальную форму для того, чтобы перемещаться в смеси под действием силы тяжести. Гравитация начинает оказывать на особо тяжёлый бетон крайне негативное влияние, когда он находится в жидком состоянии. Это приводит к тому, что наиболее плотные компоненты опускаются вниз и смесь становится неоднородной. Подобная проблема изменяет прочностные характеристики и это является следствием недостаточных показателей в той или иной сфере. Особо тяжёлый бетон должен обладать малой подвижностью и усадка его конуса должна составлять несколько сантиметров. Это позволит исключить негативные процессы расслоения.

Минусом использования железного лома является возможность возникновения вторичных источников радиации, в которые превращаются частицы металла, находящиеся внутри заливки. Барит, в свою очередь, не обладает такой особенностью, поэтому его применение более предпочтительно. Еще одной проблемой является изменение физических свойств материалов, попавших под нейтронный пучок, что может негативно сказаться на прочностных характеристиках конструкции.

dombeton.ru

Особо тяжелый бетон - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Особо тяжелый бетон

Cтраница 1

Особо тяжелые бетоны применяют для защиты от радиоактивных излучений, при этом в качестве заполнителя вводят металлический скрап, чугунную дробь, стальную стружку, железные руды ( магнетит, гематит, лимонит), содержащие до 70 % и более оксидов железа. [1]

Особо тяжелые бетоны объемным весом более 2500 кг / м3 изготовляются на портландцементах, шлакопортландцементах и глиноземистых цементах. В качестве заполнителей применяются тяжелые материалы - барит, магнетит, чугунный скрап ( отходы чугуна), обрезки стали. Особо тяжелые бетоны применяются в сооружениях, служащих для защиты от ядерных излучений. [3]

Особо тяжелые бетоны получают на основе заполнителя из железной руды, барита, чугунного скрапа, свинцовой дроби; тяжелые - на основе заполнителя из плотных горных пород: гранитов, диабаза, песчаника и др. В легких бетонах используют природный или искусственный пористые заполнители, в том числе пемзу, керамзит, аглопорит и др. Особо легкие бетоны ( теплоизоляционные) отличаются тем, что своеобразным заполнителем в них являются воздушные или газовые поры-ячейки. [4]

Особо тяжелые бетоны изготавливают из цемента и специальных заполнителей с большой объемной массой. К особо легким бетонам относятся пенобетон и газобетон. [5]

Из особо тяжелых бетонов изготовляют изделия, применяемые для поглощения рентгеновских лучей, а также излучений, сопровождающих радиоактивный распад. [6]

Для получения особо тяжелых бетонов плотностью 5000 - 7000 кг / м3 применяют чугун ( плотность около 7500 кг / м3) в виде дроби, крошки и скрапа ( крупного лома), а также сталь ( плотность около 7800 кг / м3) в виде обрезков, отходов от штамповки, дробленой стружки. [7]

При приготовлении особо тяжелых бетонов для защиты от радиоактивного воздействия в качестве вяжущих веществ применяют портланд-цементы, шлакопортландцементы и глиноземистые цементы. [8]

Объемная масса защитных особо тяжелых бетонов зависит от вида заполнителя и его объемной массы. [9]

По объемной плотности подразделяют на особо тяжелый бетон, тяжелый бетон, легкий бетон, особо легкий бетон. [10]

Для улучшения защитных свойств в особо тяжелый бетон обычно вводят карбид бора или др. добавки, содержащие водород, литий, кадмий. [11]

В качестве вяжущих веществ в особо тяжелых бетонах используют портландцемент, пуццолановый портландцемент, шлакопорт-ландцемент, глиноземистый цемент, гипсоглиноземистый ( расширяющийся) цемент, в гидратных бетонах - глиноземистый, расширяющийся, быстротвердеющий, самонапрягаемый и др. Все они в той или иной мере способствуют максимальному химическому и адсорбционному удержанию воды в цементном камне и бетоне. [12]

Для защиты от гамма-излучения применяют материалы повышенной плотности - особо тяжелые бетоны, свинец, грунт, от нейтронного излучения - вода и материалы, содержащие связанную воду, - лимонитовая руда, бетоны с добавками бора, кадмия, лития. [13]

По плотности применяемых бетонов изделия делятся на изделия из особо тяжелых бетонов, из тяжелых бетонов, из легких бетонов и особо легких. [14]

БАРИТОБЕТОН - бетон, получаемый в результате твердения минерального вяжущего материала, заполнителя и воды; разновидность особо тяжелого бетона. Бетон в технике защиты от излучений. [15]

Страницы: 1 2

www.ngpedia.ru

Бетон особо тяжелый

Особо тяжелые бетоны

Для создания особо тяжелых бетонов широко применяются различные металлические руды:

Магнитный железняк или магнетит — это слабокислая железная руда, плотность которой варьируется от 4500 до 5000 кг/М3. Предел её прочности при сжатии составляет 200 МПа. Магнетитовый песок или щебень при добавлении в бетон увеличит его плотность до 4000 кг/М3. Особо тяжёлый бетон данного типа обладает значительной прочностью, что способствует обеспечению целого ряда эксплуатационных преимуществ перед некоторыми другими составами, используемыми в строительной сфере.
Гематитовые руды, содержащие красный железняк, их средняя плотность достигает 4300 кг/М3, а бетона изготовленного на таком заполнителе 3500 кг/М3.
Бурый железняк или лимонит поглощает не только гамма-лучи, но и нейтроны. Плотность этого минерала 3500 кг/М3, при включении его в состав цементной смеси, 1 кубический метр получившегося материала весит до 2800 кг. Несмотря на то, что лимонитовый бетон не отличается от обычного по удельному весу, он может содержать намного большее количество связанной воды.

dombeton.ru

Особо тяжелый бетон

Содержание

1 Разновидности
2 Сферы применения

Разновидности

гематит;
магнетит;
металлический скрап;
барит;
лимонит.

Плотность в таких бетонах составляет больше, чем 2500 кг/м3.

Также в особо тяжелую смесь добавляют:

глиноземистый цемент;
обычный портландцемент;
шлакопортландцемент;
пуццолановый портландцемент;
гипсоглиноземистый набухающий цементный песок.

Тяжелым бетоном называется только тот, удельная масса которого определяется от 1600 до 2500 кг на куб. метр.

скрап, магнетит – по 200 МПа;
лимонит, гематит – по 35 МПа;
барит – 40 МПа.

Наличие полуторных оксидов в барите – максимум 1% от общей численности наполнителей. Абсорбция воды:

магнетита, барита — 1-2% от массы;
лимонита и гематита — 9 -10%.

гранитный песок;
диабаз;
известняк;
щебенка.

Такого рода бетону присуща концентрация 1600-2500 кг/м3.

У материала средней тяжести имеется несколько подвидов:

смесь для железобетонных сооружений сборного типа;
строительный материал с повышенной прочностью;
быстро застывающий раствор;
состав на мелком песке;
строительный материал для сооружений гидротехнического направления;
раствор для покрытия дорог, аэродромных площадок, взлетных полос;
смесь с тонкомолотыми примесями;
состав с небольшим количеством щебня;
литой строительный материал;
раствор с поверхностно-активными добавочными веществами.

Сферы применения

Специальная сфера применения.

Независимо от степени тяжести, строительный раствор по сфере применения делят на:

Промышленный — используется при возведении промышленных зданий и для обычного строительства.
Специальный — благодаря особому ансамблю входящих компонентов применяется исключительно при возведении дорожных, гидротехнических, ограждающих от ядерных излучений, химически устойчивых конструкций.

Рассмотрим более подробно, в каких областях характерно использование бетонов такого типа:

Постройка железобетонных сооружений. Здесь усиливают крепость раствора, а также сокращают сроки его застывания посредством минеральных примесей, плюс при помощи термической обработки.
Возведение гидросооружений. В данном случае следует быть особо внимательными при выборе смесей. Они должны иметь максимальную стойкость к влаге, потому как им придется постоянно контактировать с жидкостью.
Покрытие автодорог, аэродромных площадок. Подобное строительство подразумевает под собой огромные нагрузки на бетонное покрытие, которые может выдержать лишь увесистый материал. Из такой помеси производят пласты для дорог, обладающие высочайшей прочностью, морозоустойчивостью.
Закладка цельных фундаментов. Монолитные основы под сооружения промышленного характера выливаются исключительно из тяжелых составов.
Возведение «коробки» и перекрытий во время строительства сооружений, нуждающихся в максимальной степени надежности, обеспечить которую способен исключительно раствор тяжелого бетона. К таким объектам относятся банковские хранилища, здания государственной важности, промышленные предприятия с вредными условиями работы.

kladembeton.ru

Специальные виды бетона

Бетоны повышенной прочности чаще всего являются быстротвердеющими, но для того, чтобы быстрее получить прочное изделие, термическую обработку проводят в ускоренном темпе. Данную обработку избегают вовсе, производя бетонные изделия из новейших цементов с высокой скоростью затвердевания. Тяжёлый бетон прекрасно морозоустойчив и имеет повышенную сопротивляемость износу и растяжению.

Изготовление высокопрочного бетона — занятие трудоёмкое. Используются суперпластификаторы и особо прочный цемент, старательно перемешивают и уплотняют бетонную смесь, принимают наиболее низкое водоцементное соотношение, ну и, конечно, нельзя забывать о тщательном уходе за бетоном.

В мелкозернистом бетоне значительно присутствие цементного камня, вследствие чего ненамного увеличена его ползучесть и усадка. Подобный бетон применяют в нескольких случаях: при отсутствии крупного заполнителя, а также в процессе изготовления тонкостенных, в частности армоцементных изделий. В принципе, мелкозернистый бетон мало чем отличается от обычного, однако неимение заполнителя приходится компенсировать расходом цемента на 20-40%, кроме того, увеличивается потребность воды для бетонной смеси. Сократить расход цемента помогают различные пески высокого качества и пластифицирующие добавки, а также суперпластификаторы. Стоит отметить отличную водонепроницаемость мелкозернистого бетона.

Кислотоупорный бетон имеют увеличенную сопротивляемость различным концентрированным кислотам (соляной, азотной, серной), но вот под воздействием слабых кислот, воды и растворов щелочей начинают происходить необратимые разрушения. Уровень прочности при сжатии составляет 11-12 МПа через 3 суток и 15 МПа — через 28. Подобный бетон заменяет дорогой листовой свинец и тесаный камень при облицовке различных агрегатов в хим. промышленности.

Жаростойкий бетон отличается способностью выдерживать огромные температуры, не теряя при этом своих физико-химических свойств. Виды такого бетона отличаются и зависят от применяемого вяжущего: шлакопортландцемента, на портландцементе, на глиноземистом цементе и на жидком стекле. Увеличения стойкости добиваются, добавляя шамотный бой, хромитовую руду, магнезитовый кирпич, гранулированный доменный шлак и т.п. Также хромит, шамот, базальт, диабаз и др. используются как мелкие и крупные заполнители. Если правильно подобрать все компоненты, то жаростойкий бетон с лёгкостью выдерживает температуру в 1200 градусов. Материалы подбираются строго в соответствии с условиями эксплуатации изделия. Например, бетоны на жидком стекле нельзя использовать при частом воздействии воды, а вот при наличии кислой агрессивной среды нежелателен бетон на портландцементе.

Свойства жаростойкого бетона: способность сохранять свои свойства при длительном воздействии высоких температур.

Компоненты жаростойкого бетона: вяжущее — глиноземистый цемент, шлакопортландцемент, жидкое стекло, кремнефтористый натрий. Заполнители — шлак, бой керамических материалов, базальт.

Применение жаростойкого бетона: выполняют футеровку промышленных печей.

Существует определенный порядок приготовления бетонной смеси на глиноземистом цементе и портландцементе. Для начала в смеситель заливается энное количество воды, затем начинают 2-3 минутное перемешивание, в ходе которого добавляют остальные составляющие части. А вот изготовляя газобетон, в котором нет заполнителей, перемешав, вводят водно-алюминиевую суспензию, и перемешивают еще порядка 1-2 минут.

Бетонные смеси на силикат глыбе производятся в шламбассейне, куда добавляют едкий натр, силикат-глыбу, тонкомолотую добавку и воду в строго определенных пропорциях. Получившийся шлам перекачивается и подогревается до 35 градусов, после чего в смесителе на 2-3 минуты включают перемешивающий механизм и загружают нефелиновый шлам, водно-алюминиевую суспензию и заполнитель. Формование продуктов из ячеистого бетона занимает 2-3 часа и происходит в специальных металлических формах.

Существуют различия между твердением изделий из глиноземистого цемента, портландцемента и силикат-глыбы. В первом случае требуется температура 18-20 градусов и влажность порядка 90-100%, во втором – 80-90 градусов и 90-100% влажности, а в третьем случае вообще используется автоклав. Есть особенность в приготовлении жаростойкого бетона — по минимуму прибегают к «помощи» жидкого стекла и воды. Разные составы бетона на портландцементе выдерживают односторонний нагрев до 1700 градусов, а бетон на жидком стекле и глиноземистом цементе – до 1400.

Декоративные бетоны получаются при введении различных цветных цементов или же светостойких пигментов (охра, сурик и т.д.) в массе 8-10% от общей массы цемента. Иногда прибегают к специальным заполнителям — окрашенным горным породам типа мрамора или красных кварцитов. Такого рода бетоны применяются при сооружении зданий, пешеходных переходов и парковых дорожек.

Свойства декоративного бетона: предъявляются повышенные требования к прочности, плотности и долговечности.

Компоненты декоративного бетона: белый или цветной цемент, щелочестойкие пигменты, заполнители из цветных горных пород. Важен красивый внешний вид.

Применение декоративного бетона: наружный слой бетонных конструкций, декоративных плит, элементов фасада.

Дорожный и аэродромный бетон. Такой бетон подвергается жестким испытаниям — неоднократно увлажняется и высыхает, замерзает и оттаивает, постоянная нагрузка от различного транспорта. К нему предъявляются совсем другие требования. Дорожный бетон должен обладать огромной устойчивостью к морозам, стойко сопротивляться износу и влиянию воздуха. Но мало грамотно подобрать необходимые материалы — следует верно выполнять порядок выполнения работ. Портландцемент высоких марок, заполнители в виде щебня из гранита, кварцевого песка и известняка являются главными компонентами высококачественного дорожного бетона.

Свойства дорожного бетона: повышенная прочность, плотность, износостойкость и морозостойкость.

Компоненты дорожного бетона: пластифицированный и гидрофобный цемент, заполнитель — очищенный песок, щебень.

Применение дорожного бетона: покрытия автомагистралей, дорог.

Бетон, защищающий от радиации, в своем составе имеет заполнители с огромной плотностью (лимонит, барий, металлическая стружка, обрезки арматурного металла и т.д.). Чем больше плотность заполнителя — тем больше защита от различных радиоактивных воздействий. Такой бетон необходим на АЭС и других сооружений подобного типа, ведь только с его помощью можно обезопасить персонал от влияния нейтронного излучения.

Портландцемент, а также шлакопортландцемент и глиноземистый цемент являются вяжущими в тяжелом защитном бетоне особой прочности. Но в специальных бетонах другая технология — там нужно вяжущее, которое при затвердевании увеличивает количество водорода путем присоединения значительного количества воды. В качестве такого вещества известен гидросульфоалюминат кальция, получающийся реакцией трехкальциевого алюмината с гипсом, что является причиной повышенного содержания данных элементов в некоторых видах специального бетона. Чтобы исключить возможность его саморазрушения, часто вводят добавки в виде трепела или диатомита. Допускается использование расширяющихся и безусадочных цементов вместо портландцемента, но их себе стоимость слишком высока.

Гидратные бетоны, имеющие достаточно воды в своем составе, модернизируются и их защитные характеристики улучшаются путем введения добавок, увеличивающих количество водорода, бора и борсодержащих веществ, а также карбида и хлористого лития в бетоне. Свойства гидротехнического бетона: повышенная плотность, водонепроницаемость, морозостойкость, низкое тепловыделение, стойкий против воздействия агрессивных сред.

Компоненты гидротехнического бетона: Сульфатостойкий и пуццолановый цементы, заполнители с хорошо подобранным зерновым составом, тонкомолотые гидравлические и инертные добавки. Обязательное присутствие пластифицирующих и гиброфобных добавок.

Применение гидротехнического бетона: гидротехнические сооружения.

Особо тяжелый бетон

Свойства особо тяжелого бетона: высокая плотность.

Компоненты особо тяжелого бетона: заполнители — чугунная дробь, магнезит, портландцемент или шлакопортландцемент.

Применение особо тяжелого бетона: защитные сооружения от радиоактивных излучений.

Бетонополимеры

Свойства бетонополимера: повышенная прочность, водонепроницаемость, морозостойкость, долговечность.

Компоненты бетонополимера: поры заполнены полимерами, бетон пропитан смолами, битумом.

Применение бетонополимера: бетонные изделия, работающие в суровых природно-климатических условиях с агрессивными средами.

Опубликовано: 5 мая 2017 в 17:52 Кнер.ру

Обсуждение

knep.ru

Тяжелый бетон - его разновидности и технические характеристики

Несмотря на изобретение новых строительных материалов, тяжелый бетон остается самым популярным и незаменимым на любой строительной площадке. Область его применения обширна. Но, чаще всего его используют для отливки всевозможных несущих строительных конструкций, таких как разноформатные плиты перекрытий, колонны, ригеля, фермы, перемычки, армопояса, блоки и многие другие.

Почему бетон «тяжелый»

Новички в строительстве часто интересуются: «что такое тяжелый бетон»? Бетон – понятие достаточно обобщающее. Его применяют при изготовлении раствора для искусственных камней, основу которого составляет цементный вяжущий компонент в сочетании с водой и любым наполнителем. В случае изготовления такого материала используются особые заполнители, отличающиеся высоким уровнем прочности, плотности и веса. Затвердевший камень также обладает повышенной плотностью – до 2500 кг/м2. Отсюда и такое точное название – тяжелый бетон.

Виды тяжелого бетона

В зависимости от сферы применения и коррекции состава тяжелый бетон имеет широкую номенклатуру.

Железобетон

Бетоны тяжелые отличаются не только значительным весом, но и повышенной сопротивляемостью к разрушающим нагрузкам на сжатие. Но, на изгиб такой материал довольно плохо работает и под постоянным давлением начинает очень быстро разрушаться. Чтобы продлить долговечность изделий из железобетона, их укрепляют арматурными каркасами.

В этом случае тяжелый бетон уже классифицируется как железобетон. Именно изделия и конструкции из него широко распространены и встречаются в «скелете» каждого современного здания и сооружения.

Гидротехнический

Гидротехнический — особый вид, предназначающийся для работы в местах с повышенной влажностью. Он продолжительное время способен выдерживать воздействие воды и практически не поддается разрушению.

Быстротвердеющий

Быстротвердеющий – разновидность тяжелого бетона, который отличается быстрыми сроками схватывания и набора прочности без потери своих характеристик.

Бетоны особой тяжести

Также существуют особо тяжелые бетоны и материалы средней тяжести. Плотность особо тяжелого бетона составляет больше 2500 кг/м2. В качестве заполнителя в его состав добавляют:

магнетит;
металлический скрап;
лимонит;
барит.

Эти материалы отличаются не только хорошими качественными показателями, но весьма высокой стоимостью. Поэтому применение такого искусственного камня ограничивается строительством промышленных объектов специального назначения.

Высокопрочный

Такой вид бетона характеризуется повышенной плотностью и показателем прочности, которых удается добиться благодаря специализированным добавкам и особой технологии изготовления.

Дорожный

Дорожный вид этого материала используется при строительстве дорог и характеризуется повышенной сопротивляемостью к различным нагрузкам.

Кислотостойкий

Кислотоупорный тяжелый бетон — специфичный материал, использующийся при строительстве химических объектов.

Огнеупорный

Жаростойкий вид строительного материала создан для возведения особых объектов, подвергающихся воздействию высоких температур. Он способен выдерживать больше 12 000 0С.

Полимербетон

Добавление особых полимеров в состав – новое слово в строительстве. Этот вид бетона отличается тем, что он пропитывается смолами и полимерами, продлевающими долговечность и увеличивающими эксплуатационные характеристики.

Основные свойства тяжелого бетона

Чтобы подробнее описать изделия из такого материала, нужно более детально рассмотреть его технические характеристики.

Прочность

Показатель прочности бетонов всегда был их особенностью, ассоциировавшейся с высоким уровнем надежности. В зависимости от величины разрушающей нагрузки, разработана целая система классификации, узаконенная ГОСТом 26633-91 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые».

Учеными доказано, что срок службы качественного искусственного камня может растягиваться на сотни лет даже в самых агрессивных условиях. При этом он способен постепенно набирать прочность в течение 600 лет.

Водостойкость

Бетон относится к тому редкому типу строительных материалов, который долгое время может сохранять свои свойства и не разрушается под действием воды. Степень водостойкости строительных материалов маркируется W. Показатели в зависимости от вида и марки могут варьироваться в пределах W2 до W20.

Пористость

Структура бетонного камня, даже самого плотного содержит микропоры. Степень пористости зависит от типа, количества заполнителя, водоцементного отношения, вибрирования и других факторов. Показатель этой характеристики равен 6 – 15%.

Морозостойкость

Морозостойкость – способность выдерживать разрушающие нагрузки, создаваемые под действием оттаивания влаги, которой напитался материал в теплый период года. Этот цикл заморозки – разморозки считается за единицу, составляющую марку по морозостойкости. Чем больше таких циклов изделие выдержит без значительных разрушений, тем выше его марка. В среднем марка по морозостойкости равна от 50 до 300.

Теплопроводность

Ахиллесова пята тяжелого бетона – это его теплопроводность. Он очень прочный и долговечный, но, сильно промерзает, не держит тепло внутри стен и не аккумулирует его. Теплопроводность возрастает с повышением плотности. Не замечали, что даже в солнечную погоду бетонный камень всегда холодный?

Что входит в состав тяжелого бетона

В независимости от вида и марки тяжелого бетона, в его состав неизменно входят следующие компоненты:

Вяжущий компонент – в его качестве используют различные виды цементов по составу и марочной прочности от М200 до М800. От него зависит не только конечные прочностные характеристики, но и время затвердевания искусственного камня. Например, для приготовления раствора М200, предназначающегося для заливки базиса здания лучше всего использовать портландцемент М400.
Мелкий заполнитель – его роль состоит в том, чтобы сделать смесь максимально однородной. Чаще всего для растворов используют средне фракционный песок. Важно, чтобы он был максимально чистый и без глинистых включений. Особенно это важно, если вы собираетесь сами делать смесь для заливки фундамента М250 классом В20 или М200 классом В15.
Крупный заполнитель – придает дополнительную прочность. Собственно, из–за его содержания бетон и называется тяжелым. В зависимости от вида и назначения смесей используют всевозможные заполнители. Самый популярный из них – кубовидный щебень гранитных пород. Для изготовления раствора М200 лучше всего использовать сырье фракцией 10 – 20 мм.
Вода. Чтобы раствор получался максимально качественным нужно использовать воду средней жесткости без дополнительных примесей и загрязнений.
Пластифицирующие добавки. Практически в любой современный бетон входит такой важный компонент, как пластификатор. Их существует множество видов, классифицирующихся в зависимости от направленности действия: придающие прочность, увеличивающие морозостойкость, пластичность, гидрофобность, вязкость, разжижение. Например, для фундаментного раствора М200 обычно берут пластификаторы, повышающие прочность затвердевшего камня.

Тяжелый бетон – это самый долговечный строительный материал, который можно приготовить самостоятельно. Нужно только произвести расчет правильного состава тяжелого бетона.

zamesbetona.ru

vest-beton.ru

Особо тяжелый бетон - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Особо тяжелый бетон

Cтраница 2

По виду бетонов и применяемых в бетоне вяжущих различают изделия из: цементных бетонов - тяжелых на обычных плотных заполнителях, особо тяжелых бетонов и легких бетонов на простых заполнителях; силикатных бетонов автоклавного твердения - плотных ( тяжелых) или легких на пористых заполнителях на основе извести или смешанном вяжущем; ячеистых бетонов - на цементе, извести или смешанном вяжущем; специальных бетонов - жаростойких, химически стойких, декоративных, гид-ратных. [16]

Бетон для защиты от радиации. Для защиты от у-излучения используют особо тяжелый бетон на чугунном, свинцовом и другом сверхтяжелом заполнителе. Такие бетоны требуют тщательного подбора состава, соблюдения технологических режимов изготовления и твердения. Нейтронное излучение наиболее эффективно поглощается гидратными бетонами, имеющими повышенное содержание химически связанной воды. Для их приготовления чаще всего используют глиноземистый цемент, а в качестве заполнителей - лимонит и серпентин. В бетон вводят добавки, содержащие легкие элементы: литий, фтор и др. Особые требования, прежде всего по долговечности и прочности, предъявляются к бетонам для подземных хранилищ радиоактивных отходов и других захоронений. При их изготовлении обязательно вводят дисперсные наполнители ( микрокремнезем и др.) в композиции с суперпластификатором. [17]

В первом случае расслоение подвижных смесей происходит под влиянием различия в плотности крупного заполнителя и раствора. Если крупный заполнитель тяжелее ( в обычных тяжелых и особо тяжелых бетонах), он оседает вниз, если легче ( в легких бетонах), всплывает вверх. [18]

Для изготовления грузов применяют шлакопортландцемент марки 300 - 400, гравий или щебень изверженных пород. Меньшая объемная масса бетона по сравнению с чугуном вызывает увеличение размеров железобетонных грузов или более частое их расположение, усложняет работы по навеске грузов и протаскиванию трубопровода. В целях уменьшения размеров железобетонных грузов для их изготовления целесообразно применять тяжелые и особо тяжелые бетоны с рудосодержащими заполнителями. [21]

В 1981 г. из доменного шлака была изготовлена первая опытная партия пригрузов для трубопроводов диаметром 1220 мм. Испытания пригрузов на речных переходах лрошли успешно. По своим прочностным характеристикам шлако-литые утяжелители не уступают чугунным и при этом в 2 5 раза дешевле железобетонных. Применение особо тяжелого бетона при балластировке трубопроводов позволяет ускорить сроки строительства, сократив при этом потребность в утяжелителях на 40 %, затраты труда на их монтаж на трассе в 2 раза, грузоперевозки на 40 %, и резко снизить затраты цемента. [22]

На АЭС эффективную биологическую защиту от у-излучения обеспечивают конструкционные материалы с большой плотностью, от нейтронного излучения - с максимальным содержанием наиболее легких химически связанных элементов - лития, бора и особенно водорода. Кроме того, эти материалы должны иметь высокую радиационную и коррозионную стойкость, малую наведенную радиоактивность. Эти требования обеспечиваются только созданием искусственных материалов - бетонов путем подбора соответствующих заполнителя, вяжущего и добавок. В качестве заполнителей особо тяжелых бетонов ( р2500 кг / м3) используют естественные горные породы - лимонит, магнетит, барит, а также стальной и чугунный скрап. В качестве заполнителя в защитных бетонах часто используют природный минерал серпентенит М § б [ 514О10 ] [ ОН ] 8 плотностью 2500 - 2700 кг / м3 с содержанием 13 % химически связанной воды, которую он удерживает до температуры 450 С, с сечением выведения нейтронов 2Г0 103 см-1. В качестве связующего используют портландцемент с добавками ( гипс, карбид бора, хлористый литий и др.), обеспечивающими повышенное содержание связанной воды и ряда легких элементов. [23]

Особенно эффективно использование магнезиальных вяжущих, связывающих при твердении в 4 раза больше воды, чем портландцемент. Для увеличения содержания его в цементном камне используют цементы, обогащенные С3А с повышенной дозировкой гипса. Вследствие высокого содержания химически связанной и полусвязанной воды особо тяжелые бетоны называют еще гидратными бетонами. [24]

Ряд материалов ( например цемент, известь, древесина) нельзя отнести к какой-либо одной группе, так как их используют и в чистом виде, и как сырье для получения других строительных материалов. Трудность классификации строительных материалов по назначению состоит в том, что одни и те же материалы могут быть отнесены к разным группам. Например, бетон в основном применяют как конструкционный материал, но некоторые его виды имеют совсем иное назначение: особо легкие бетоны являются теплоизоляционным материалом; особо тяжелые бетоны - материалом специального назначения, который используют для защиты от радиоактивного излучения. [25]

Страницы: 1 2

www.ngpedia.ru

Что нужно знать о составе особо тяжелого бетона

Состав особо тяжёлого бетона

Состав особо тяжелого бетона сильно отличается от других видов бетонных смесей.

Легкий бетон применяется, когда требуется получить прочный материал с высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами.

Классические тяжелые смеси отличаются повышенной морозо – и водостойкостью, прочностью.

Особо тяжелые бетоны относятся к категории специальных и применяются там, где сосредоточено много источников ионизированного излучения, опасного для здоровья людей.

Это исследовательские лаборатории, АЭС, гидроэлектростанции, учреждения, работающие в сфере атомной энергетики.

Поэтому в состав особо тяжелого бетона должны входить заполнители с максимальным коэффициентом для ослабления гамма-лучей. Самые высокие показатели по этой части есть у металлов.

Одним из способов препятствовать потокам гамма-излучения является вода, которую можно включить в состав раствора. Таким образом и появился еще один вид специальных бетонов – гидратные. Масса жидкости в такой смеси не должна превышать трех процентов.

В качестве заполнителей для особо тяжелых бетонов обычно подбираются следующие компоненты:

1) Кристаллы из сульфатов бария с примесью оксида железа, или бариты. Это вещества белого цвета и пластинчатой, призматической или игольчатой формы. Масса одного куба барита достигает 4480 кг, твердость – до 3,5 единиц, а прочность может составить даже 50 Мпа.

2) Магнитный железняк, или магнитит, представляет особой оксид железа черного цвета с металлическим отблеском. Часто встречается в форме больших скоплений или рудных залежей. Твердость этого минерала доходит до шести единиц, а плотность - до 5200 кг/м3.

Эти вещества чаще всего входят в состав особо тяжелого бетона. Также в качестве заполнителей могут использоваться и гематит, и лимонит, и чугунный скрап. Масса последнего компонента очень высока, поэтому он склонен превращаться во вторичный источник гамма-лучей.

betonmagnat.ru

Особо тяжёлые бетоны и их классификация

Особо тяжёлые бетоны встречаются достаточно редко, в гражданском строительстве они практически не применяются. Особо тяжёлые бетоны используются при возведении защитных сооружений, атомных электростанций, рентген-кабинетов и конструкций для хранения и утилизации радиоактивных материалов.

При производстве особо тяжёлых бетонов применяются портландцементы высоких марок. Нередко также использование глинозёмистого цемента, шлакопортландцемента и, в некоторых случаях, гипсоглинозёмистого расширяющегося цемента.

Высокая прочность и удельная масса особо тяжёлых бетонов формируется за счёт использования тяжёлых и прочных заполнителей. Учитывая ответственность объектов, возводимых с применением особо тяжёлого бетона, применяемый заполнитель предварительно проходит специальные проверки по прочности и химическому составу. Чугунный скрап или магнетит должны выдерживать нагрузку не менее 200 МПа, лемонит, гематит или барит — не менее 40 МПа. Испытанию подвергаются образцы с высотой и шириной не менее 50 мм. Барит не должен содержать полуторных окислов более 1% массы. Водопоглащение не должно превышать 1-2% по массе для магнетита, не более 10% для лимонита и гематита.

Защитные свойства бетона увеличиваются, если в его объёме остаётся вода в любом виде, с этой целью для их производства применяются вяжущие вещества, способствующие максимальному абсорбционному удержанию воды. Также для улучшения защиты в состав бетонов вводятся дополнительные вещества: бор, литий, кадмий.

По удельной массе в категорию особо тяжёлых бетонов также попадают шлакощелочные, полимерцементные бетоны и фибробетон. Шлакощелочные бетоны имеют относительно широкую сферу применения, их отличительные черты — химическая и биологическая устойчивость, высокая прочность на изгиб и сопротивляемость деформации. Полимербетоны обязаны своей массой полимерным добавкам, заполняющим поры в структуре бетона. Полимербетоны применяются при строительстве промышленных объектов, их слабая сторона — пониженная прочность, она компенсируется хорошей сопротивляемостью трещинам и высокой прочностью на изгиб.