ЛЕКЦИЯ 8 Строительные материалы на основе неорганических

ЛЕКЦИЯ № 8 Строительные материалы на основе неорганических вяжущих веществ. Бетоны

► Бетон на неорганических вяжущих веществах представляет собой искусственный каменный материал, получаемый в результате формования и твердения правильно подобранной бетонной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды, заполнителей и специальных добавок. ► Состав бетонной смеси должен обеспечить бетону к определен ному сроку заданные свойства (прочность, морозостойкость, водо непроницаемость и др. ). ►

► По виду вяжущего выделяют бетоны: ► 1) цементные (наиболее распространенные), ► 2) силикатные (на известково кремнеземистом вяжущем), ► 3) на гипсовом вяжущем, ► 4) на смешанных вяжущих (цементно известковых, известково шлаковых и т. п. ), 5) на специ альных вяжущих(неорганических и органических), применяемые при наличии особых требований (жаростойкости, химической стой кости и др. ).

По виду заполнителя различают бетоны: ► 1) на плотных заполнителях, ► 2) на пористых заполнителях, ► 3) на специальных заполните лях, удовлетворяющих специальным требованиям (защиты от излучений, жаростойкости, химической стойкости и т. п. ). ► В правильно подобранной бетонной смеси расход цемента составляет 8— 15%, а заполнителей — 80— 85% (по массе). Поэтому в виде заполнителей применяют местные каменные материалы: песок, гравий, щебень, а также побочные продукты промышленности (например, дроблёные и гранулированные металлургические шлаки), характеризующиеся сравнительно невысоким уровнем издержек производства. ►

► ► ► В зависимости от объемной массы различают бетоны: 1) особо тяжелые — объемной массой более 2500 кг/м 3, изготовляемые на особо тяжелых заполнителях (из магнетита, барита, чугунного скрапа и др. ); эти бетоны применяют для специальных защитных конструкций; 2) тяжелые — объемной массой 2200— 2500 кг/м 3 на песке, гравии или щебне из тяжелых горных пород; применяют во всех несущих конструкциях; 3) облегченные— объемной массой 1800— 2200 кг/м 3; их применяют преимущественно в несущих кон струкциях; 4) легкие — объемной массой 500— 1800 кг/м 3; к ним относятся: а) легкие бетоны на пористых природных и искусственных заполнителях; ячеистые бетоны (газобетон и пенобетон) из смеси вяжущего, воды, тонкодисперсного кремнеземистого компонента и порообразователя; в) крупнопористые (беспесчаные) бето ны на плотном или пористом крупном заполнителе без мелкого за полнителя; 5) особо легкие (ячеистые и на пористых заполните лях) — объемной массой менее 500 кг/м 3, используемые в качестве теплоизоляции.

Бетон является главным строительным материалом, который применяют во всех областях строительства. Технико экономически ми преимуществами бетона и железобетона являются: низкий уровень затрат на изготовление конструкций в связи с применением местного сырья, возможность применения в сборных и монолитных конструкциях различного вида и назначения, полная механизация и автоматизация приготовления бетона и производства сборных конструкций. ► Бетонная смесь при надлежащей обработке позволяет формовать изделия оптимальной формы с точки зрения строительной механики и архитектуры. ► Бетон долговечен и огнестоек, его объемную массу, прочность и другие характеристики можно изме нять в широких пределах и получать материал с заданными свой ствами. ►

► Недостатком бетона, как любого каменного материала, яв ляется низкая прочность на растяжение, которая в 10— 15 раз ниже прочности на сжатие. Этот недостаток устраняется в железобетоне, когда растягивающие напряжения воспринимает арматура. ► Близость коэффициентов температурного расширения и прочное сцеп ление обеспечивают совместную работу бетона и стальной армату ры в железобетоне, как единого целого ► В силу этих преимуществ бетоны различных видов и железобетонные конструкции из них являются основой индустриального строительства.

► Приготовление бетонной смеси ► Бетонные смеси приготовляют в бетоносмесительных цехах предприятий сборного железобетона или на центральных автоматизированных бетонных заводах. ► Приготовление бетонной смеси должно обеспечить получение однородной массы. Оно состоит из точного дозирования и смешивания исходных материалов. Составляющие материалы дозируют по массе (исключение допускается для воды). Применяют дозаторы с автоматическим и ручным управлением — последние для малых бетоносмесительных установок. ► В автоматических дозаторах с центрального пульта управле ния осуществляется установка аппаратуры на тре буемую массу. Допускаются отклонения при до зировании цемента и во ды ± 1%, для заполнителей — ± 2% (по массе).

Бетоносмесительные машины циклического действия подразделяют на гравитационные и с принудительным смешиванием. ► Для получения подвижных бетонных смесей применяют гравитационные бетоносмесители, работающие по принципу свободного падения перемешиваемого материала. При вращении барабана смесителя (рис. 85) внутренние лопасти захватывают бетонную смесь, поднимают ее, затем бетонная смесь свободно падает с некоторой высоты и при этом перемешивается. ► Время перемешивания, необходимое для получения однородной бетонной смеси, зависит от емкости барабана и жесткости смеси и составляет: для 3 смесителей ем костью до 500 дм— 1— 1, 5 мин; емкостью 1200 дм 3 — около 2 мин и емкостью 2400 дм 3 — около 3 мин. ►

► Рис 1. Гравитационный бетоносмеситель: ►а общий вид; ► б схема конусного барабана; ► 1 – корпус; ► 2 – обечайка; 3 ► и 4 – лопасти; ► 5 – стрелки показывают перемещение бетонной смеси

Жесткие и малоподвижные бетонные смеси лучше перемешивать в смесителях принудительного действия. В этих смесителях бетонная смесь принудительно перемешивается в смесительной чаше или в барабане при помощи смешивающих устройств: лопастей, лопаток, гребков и т. п. ► Широко применяют два типа бетоносмесителей с принудительным перемешиванием: 1) противоточные с горизонтальной чашей, вращающейся в направлении, противоположном вращению смешивающих устройств, размещенных в горизонтальной плоскости (рис. 2); перемешанная смесь выгружается через люк в днище чаши; 2) роторные турбинного типа с горизонтальной неподвижной чашей и вращающимся в центре ротором, на котором насажены смешивающие устройства, расположенные в горизонтальной плоскости. ►

Железобетон сочетание бетона и стальной арматуры, монолитно соединённых и совместно работающих в конструкции. ► Слово «арматура» итальянское слово и в переводе на русский означает «вооружение» ► Термин «железобетон» нередко употребляется как собирательное название железобетонных конструкций и изделий. ► Так как прочность бетона на растяжение невелика, то бетонные конструкции при изгибе разрушаются при очень малой нагрузке. ► Прочность же стального стержня на растяжение в 100 200 раз выше, чем у бетона. Значит, если заставить оба материала (бетон и сталь) работать как одно целое, т. е. добиться одинаковой прочности в зоне сжатия и в зоне растяжения изгибаемой бетонной конструкции, то можно в несколько раз повысить прочность сооружения на изгиб. ►

► 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

► 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. ► Основное направление промышленности сборного железобетона производство унифицированных конструкций и деталей для жилищного и промышленного строительства. ► Из сборного железобетона изготовляют все части здания: фундаменты, степы подпалов, наружные и внутренние стены, элементы каркаса и покрытий, междуэтажные перекрытия, лестницы и др.