Свойства бетона: состав, виды, заполнители, испытания
Бетон
На сегодняшний день бетон - один из самых важных строительных материалов. Он образуется при соединении вяжущего вещества с крупным и мелким заполнителями и водой. Так как до затвердевания смесь может приобретать любые формы, то это делает бетон незаменимым при изготовлении любых конструкций. Если в дальнейшем на бетон будут возложены большие нагрузки, бетон армируется сталью и называется железобетонными изделиями.
Виды бетона следующие:
• неармированный бетон,
• железобетон,
• фибробетон (бетон с волокнистым заполнителем),
• предварительно напряженный бетон.
Любой из этих видов бетона может быть изготовлен из пяти типов цемента:
1й тип - цемент общего назначения (обычный портландцемент);
2й тип - модифицированный портландцемент, умеренно сульфатостойкий (используется для сооружений в грунте);
3й тип - быстротвердеющий;
4й тип - с низкой экзотермией;
5й тип - сульфатостойкий (используется для неблагоприятных грунтовых условий).
Бетонные заполнители:
При строительстве в роли крупных заполнителей используются такие, как гравий, щебень, рваный камень и т.п. Не исключено использование искусственного заполнителя (шлак доменных печей и др.) Но обычно используются натуральные заполнители, обладающие такими свойствами, как твердость, долговечность, не содержащие большого количества глины, слюды, ила, органических веществ и щелочей.
Еще заполнители классифицируются по крупности зерен. Здесь необходимость использования того или иного песка зависит от того, где будет использоваться бетон. В большинстве случаев предпочтение отдается крупному песку, а не мелкому. Существуют и другие варианты, такие как использование смешенного песка, в котором размер зерен колеблется от крупных до мелких. Если цель работ - тонкие стены, то необходимо использовать песок с небольшим размером зерен (также при использовании цемента вблизи стержней арматуры), а в массивных изделиях допустимо использование заполнителя с зернами до 20 миллиметров.
Вода
Вода делает смесь пластичной и удобной в использовании. Она вступает в контакт с портландцементом, который дает бетону высокую прочность. При изготовлении железобетонных изделий используется только несоленая вода, во избежание угрозы коррозии стали в железобетоне, а также используемая вода обязательно должна быть чистой. Ведь именно вода, а точнее её количество, определяет прочность бетона.
Состав бетонной смеси:
Если говорить о пропорциях, то на мешок цемента, масса которого составляет 43 кг, идет до 15 - 23 л воды. Точное количество зависит требуемой прочности и влажности используемого песка. Бетон будет настолько прочнее, насколько меньше воды будет использовано на его производство.
Испытания бетона
Испытания бетона на прочность проводят с помощью цилиндрических объектов, высотой 30 см. и диаметром 15 см. Такие испытания имеют большое значение при проектировании крупных строительных объектов. Для дорожных покрытий важна прочность на изгиб и подобные испытания могут дать всю необходимую информацию, которая может понадобиться при проектировании.
Огнестойкость
Бетон - материал с высокой огнестойкостью и низкой теплопроводностью. Особенно он подходит для защиты конструкций из стали, так как его коэффициент теплового расширения почти такой же, как у стали и равен 10-5 на 1° C.
Коэффициент теплового расширения - величина, характеризующая относительную величину изменения объема или линейных размеров тела с увеличением температуры на 1° К, при постоянном давлении.
Тяжелый бетон.
Особый вид бетона, применяемого на производстве в качестве защиты от гамма-излучения (ядерные электростанции). Для тяжелого бетона используются заполнители с высокой плотностью. При производстве производится виброуплотнение бетонной смеси и используют бетон не вовлекающий воздух.
Специальные бетоны.
К разряду специальных бетонов относится фибробетон - бетон с волокнистым заполнителем (стальное, асбестовое, углеродное, бамбуковое волокно). Причина создания данного бетона - слабая прочность бетонных изделий на растяжение. Фибробетон более прочный на изгиб и растяжение, также он имеет высокую ударную прочность.
Еще одним видом специальных бетонов является бетон, пропитываемый полимером при затвердевании. Такой вид бетона применяется для нанесения покрытий и ремонта ям.
Предварительно напряженный железобетон.
В предварительно напряженном железобетоне высокие растягивающие напряжения от нагрузки устраняются путем предварительного создания сжатия. Создается такой бетон с использованием высокопрочной арматуры, которая натягивается механическим устройством и заливается бетоном. После затвердевания сила натяжения освобождается и передается бетону и сжимает его. Причем предварительное напряжение можно осуществить не только перед затвердеванием бетона, но и после.
Торкрет-бетон
При возведении особо ответственных конструкций используют торкрет-бетон, который благодаря своей повышенной плотности и водонепроницаемости становится незаменимым при ремонте, усилении конструкций, при возведении тонкостенных железобетонных конструкций, создании водонепроницаемых обделок, покрытий. Торкрет-бетон производят таким образом: с помощью цемент-пушки раствор и бетонную смесь под давлением сжатого воздуха разбрызгивают на поверхность в виде торкретбетона (дальность подачи раствора по горизонтали достигает до 70 метров). Оптимизация процесса загрузки составляющих цемента в цемент-пушку происходит непрерывно, оптимизируя весь процесс.
Использование воздухововлекающих добавок.
В промышленности существует много воздухововлекающих добавок. Существует также воздухововлекающий цемент. Цель воздухововлечения - повышение свойств морозостойкости, воздух способствует долговечности и препятствует крошению бетонных изделий. Это особенно важно для поверхностей, подвергающихся воздействию неблагоприятных погодных условий.
Декоративный бетон
Используется в декоративных целях для отделки. В роли бетонного заполнителя используются молотое стекло, молотый мрамор. Существует специальный тип бетона - терраццо. Из этого декоративного бетона, изготавливаемого из цветных цементов с добавлением молотого мрамора, можно изготавливать всевозможные элементы. Ценовые пределы терраццо значительно ниже изделий из природного камня и керамики.
|
