Материалы для изготовления тяжелого бетона

Бетоны

Бетон - искусственный каменный компози­ционный материал, получаемый при затвердевании рационально подобранной смеси из вяжущего вещества, воды, заполнителей и в ряде случаев специальных добавок. До затвердевания эта смесь называется бетонной. Заполнители и вода составляют 85-90% массы бетона, вяжу­щее-10-15%.

Бетоны можно классифицировать по ряду признаков.

По средней плотности различают бетоны особо тяжелые - со средней плотностью более 2500 кг/м³, изготовляемые с применением тяжелых заполнителей (магнетита, барита, чугунного скрапа и др.). Такие бетоны применяются для изготовления специальных защитных конструкций; тяжелые - со средней плотностью 2200-2500 кг/м³ на песке, щебне или гравии из тяжелых горных пород. Их используют во всех несущих конструкциях; облегченные - со средней плотностью 1800-2200 кг/м³, применяемые преимущественно в несущих конструкциях легкие - со средней плотностью 500-1800 кг/м³. К ним относятся легкие бетоны на пористых природных и искусственных заполнителях, ячеистые бетоны (газобетон, пенобетон), крупнопористые (беспесчаные) бетоны на плотном или пористом заполнителе; особо легкие (ячеистые и на пористых заполнителях) - с плотностью менее 500 кг/м³, используемые для теплоизоляции.

Бетоны	Плотность, кг/м^3	Особенности состава	Применение
особо тяжелые	более 2500	с применением тяжелых заполнителей (магнетита, барита)	специальные защитные конструкции
тяжелые	2200-2500	заполнитель из тяжелых горных пород	несущие конструкции
облегченные	1800-2200	пористые заполнители	несущие конструкции
легкие	500-1800	ячеистые бетоны (газобетон, пенобетон)	малоэтажное строительство, теплоизоляция
особолегкие	менее 500	ячеистые и на пористых заполнителях	теплоизоляция

По виду вяжущего различают бетоны цементные (наиболее распространенные), шлаковые, известковые, смешанные силикатные (цементно-известковые, известково-шлаковые и др.), силикатные, гипсовые, шлакощелочные. асфальтобетонные, полимербетонные и др.

По виду заполнителей различают бетоны на плотных, пористых, специальных заполнителях, удовлетворяющих особым требованиям (защиты от излучений, жаростойкости, химической стойкости и др.).

По назначению бетоны подразделяют на конструкционные и специальные. Конструкционные применяют для изготовления несущих и ограждающих строительных конструкций. Основным показателем качества этих бетонов является прочность. В зависимости от конкретных условий эксплуатации к ним могут также предъявлять дополнительные требования по водонепроницаемости, морозостойкости, коррозионной стойкости и т.д.

Специальные бетоны предназначены для работы в особых условиях. Так, жаростойкие бетоны применяют для защиты конструкций при температуре выше 800°С; химически стойкие - в условиях действия агрессивных сред; радиационно-стойкие - для защиты от воздействия радиационных излучений; теплоизоляционные - для тепловой изоляции помещений, оборудования и т.п.

На макроуровне бетон состоит из зерен крупного заполнителя и мат­рицы, представленной цементно-песчаным раствором. Уровень мезоструктуры включает мелкий заполнитель и матрицу из гидратированного цемента.

На микроуровне бетон состоит из продуктов гидратации цемента (портландита, эттрингита, гидросиликатов кальция, гелеобразной фазы) и его негидратированных зерен, пор и воды, заполняющей поры.

Одной из важных характеристик бетона является его поровая струк­тура, или поровое пространство, определяемое как объем не заполнен­ный твердой фазой. Поровая структура бетона формируется с момента затворения сухой смеси водой до ее затвердевания и получения искусственного конгло­мерата.

Вяжущие. Для изготовления тяжелого бетона чаще всего применяют портландцемент и его разновидности, глиноземистый цемент и другие вяжущие, отвечающие требованиям соответствующих ГОСТов.

Вид цемента определяют с учетом условий работы бетона и необходимой скорости твердения. Марку цемента выбирают исходя из требуемого класса бетона (табл. 1).

Таблица 1

Требуемый класс бетона	В7,5	В12,5	В15	В20	В25	В30	В40	В45 и более
Рекомендуемая марка цемента			300…	300…	400…	400…	500…	550…

Несоблюдение указанных рекомендаций приводит к перерасходу цемента. Если марка цемента выше той, которая рекомендуется для данного класса бетона, необходима замена части цемента тонкомолотой активной добавкой, что позволяет избежать перерасхода высокопрочного цемента. Применение цемента ниже рекомендуемой марки приводит к значительному перерасходу цемента. Увеличение содержания цементного камня в бетоне, обладающего такими отрицательными свойствами, как повышенная усадка, ползучесть, пониженная трещиностойкость, высокая капиллярная пористость, вызывает снижение строительно-технических свойств бетонов и конструкций.

Вода. Для затворения бетонной смеси используют воду, не содержащую вредных примесей, которые препятствуют нормальному твердению бетона (кислот, сульфатов, жиров, растительных масел, сахара и т.п.). Нельзя использовать болотную воду, а также сточные бытовые и промышленные воды без их очистки. Для затворения бетонной смеси применяют водопроводную питьевую, а также природную воду (рек, естественных водоемов), имеющую водородный показатель рН не менее 4, содержащую не более 5000 мг/л минеральных солей, в том числе сульфатов не более 2700 мг/л (в перерасчете на SO).

Наличие в воде солей и других вредных примесей снижает прочность бетона, способствует коррозии арматуры, образованию высолов на бетонной поверхности.

Заполнители. Заполнители составляют основную часть бетона. Они образуют жесткий скелет бетона и этим уменьшают его усадку и предотвращают образование усадочных трещин. Качество заполнителей в значительной мере влияет на технические свойства тяжелого бетона. Свойства заполнителей были рассмотрены в лекции№2.

Дата добавления: 2014-01-03