Тема 1 БЕТОНЫ
Бетон • Искусственный каменный материал, полученный путём затвердевания рационально подобранной и тщательно перемешанной смеси, состоящей из вяжущего, заполнителя и необходимого количества добавок.
Бетонная смесь • Это пластично-вязкая масса из этих же компонентов до затвердевания.
Классификация бетона 1. По плотности: – Особо тяжёлые ρ0 ≥ 2500 кг/м 3 – Тяжёлые ρ0 = 1800 - 2500 кг/м 3 – Лёгкие ρ0 = 500 - 1800 кг/м 3 – Особо лёгкие ρ0 ≤ 500 кг/м 3
2. По виду вяжущего: - Цементные, силикатные, гипсовые. 3. По крупности заполнителя: - крупнозернистый с крупностью заполнителя > 10 мм; - мелкозернистый <10 мм
По структуре • Плотная структура на тяжёлом и лёгком заполнителе; • Ячеистая; • Крупнопористая.
Тяжёлый бетон • Предназначен для изготовления конструктивных элементов зданий и сооружений (колонн, фундаментов, перекрытий).
Требования к сырьевым материалам • Вяжущее – портландцемент и его разновидности; • Марка цемента должна быть больше марки бетона в 1, 5 – 2 раза.
• Вода - - должна содержать < 2, 7 г/л сульфатов и < 5 г/л всех солей; - должна быть не кислой, водородный показатель p. H > 4; - нельзя использовать сточные и болотные воды.
• Мелкий заполнитель - песок • Сыпучий материал крупностью 0, 16 – 5 мм; • По происхождению – речной, морской, овражный; • По минеральному составу – кварцевый, полевошпатный и т. д.
Характеристика песка: • ρ = 2, 5 – 2, 6 г/см 3, ρ0 = 1500 – 1550 кг/м 3; • Пустотность должна быть меньше 38%; • Модуль крупности Мк = 2 – 3, 25
Вредные примеси в песке: • Глинистых, илистых, пылевидных частиц должно быть < 3%; • Слюды < 0, 5%; • Сульфатов < 1%; • Содержание органических примесей определяется калориметрическим методом.
Крупный заполнитель – щебень и гравий • • Щебень – остроугольной формы; Гравий – округлой формы; Крупность 5 – 120 мм (рядовой); Фракционированный: – 5 – 10 мм; 10 – 20 мм; 20 – 40 мм; – 40 – 80 мм; 80 – 120 мм.
Наибольшая крупность заполнителя зависит от: • Толщины изделий (< 1/3); • Просвета между арматурой (< 3/4).
Свойства крупного заполнителя • Пустотность крупного заполнителя < 45%; • Форма заполнителя должна приближаться к кубовидной; • Содержание пластинчатых и игловатых частиц < 35%;
Прочность заполнителя • Должна быть больше марки бетона: –для марок бетона < 300 - в 1, 5 раза; –для марок бетона ≥ 300 – в 2 раза.
Свойства бетонной смеси • Удобоукладываемость – способность бетонной смеси легко с минимальными затратами энергии укладываться в форму и уплотняться, не расслаиваясь. Характеризуется подвижностью и жёсткостью.
Подвижность способность бетонной смеси растекаться под действием собственной силы тяжести. Жёсткость – способность бетонной смеси растекаться под действием вибрации.
Определение подвижности и жёсткости
Классификация бетонной смеси Марка Жёсткость, с Подвижность, см Ж-4 Ж-3 Ж-2 Ж-1 П-2 П-3 П-4 31 и более 21 - 30 11 - 20 5 - 10 1 -4 - 4 и менее 5– 9 10 – 15 16 и более
Факторы, влияющие на подвижность бетонной смеси • • • Расход воды Вид вяжущего Крупность заполнителя Форма заполнителя Наличие пластифицирующих добавок
Связность - способность бетонной смеси сохранять однородную структуру, т. е. не расслаиваться в процессе транспортирования, укладки и уплотнения
Расслоение бетонной смеси
Свойства бетона • Прочность характеризуется маркой, которая устанавливается по пределу прочности при сжатии образцов-кубов размером 15 х15 х15 см в возрасте 28 суток нормального твердения.
Марки бетона • М 50, М 75, М 100, М 150, М 200, М 250, М 300, М 350, М 400, М 450, М 500, М 550, М 600, , М 700, М 800, М 900, М 1000.
Класс бетона • Это гарантированный предел прочности при сжатии, измеренный в МПа, с обеспеченностью 0, 95.
Обозначение классов бетона • В 3, 5; В 7, 5; В 10; В 12, 5; В 15, В 20, В 25, В 30, В 32, 5, В 40, В 45, В 50, В 55, В 60, В 70, В 80.
Факторы, влияющие на прочность бетона • Марка цемента • Качество заполнителей • Цементно-водное соотношение. R б= ARц (Ц/В – 0, 5) для марок < 300 R б= A 1 Rц (Ц/В + 0, 5) для марок ≥ 300
Водопроницаемость бетона • Можно повысить, используя уплотняющие добавки (расширяющиеся цементы) • Марки по водонепроницаемости: W 2, W 4, W 6, W 8, W 12.
Морозостойкость • Можно повысить, применяя жёсткие смеси и пластифицирующие добавки. • Марки по морозостойкости: F 25, F 35, F 50, F 75, F 100……F 1000
Теплопроводность • Составляет 1, 2 – 1, 5 Вт/м∙К • Использование тяжёлого бетона в ограждающих конструкциях неэффективно.
Приготовление бетонной смеси • • Дозировка компонентов Перемешивание бетонной смеси Транспортировка бетонной смеси Укладка и уплотнение бетонной смеси • Твердение бетонной смеси
Дозировка компонентов бетонной смеси • Погрешность при дозировке: – Вяжущего, добавок, воды - ± 1%; – Заполнителей - ± 2%.
Перемешивание бетонной смеси • Время перемешивания зависит от: – Подвижности бетонной смеси; – Крупности заполнителя. • Гравитационный бетоносмеситель
Бетоносмеситель принудительного действия
Транспортировка бетонной смеси
Укладка бетонной смеси раздаточным бункером на строительной площадке
Укладка бетонной смеси бетоноукладчиком на заводе железобетонных изделий
Уплотнение бетонной смеси • виброрейка
Глубинный вибратор
Площадочный вибратор
Виброплощадка
Твердение бетонной смеси • В летнее время закрывают открытые поверхности бетона (влажные опилки, гидроизоляционные материалы)
В зимнее время используют: • • Противоморозные добавки Метод электропрогрева Метод «паровой рубашки» Метод «термоса»
Электропрогрев
Метод «термоса»
Тент
На заводах ЖБИ в пропарочных камерах
Виды тяжёлого бетона • • Гидротехнический Дорожный Декоративный Мелкозернистый Жаростойкий Кислотоупорный Особотяжёлый Фибробетон
Гидротехнический бетон • Вяжущее: портландцемент • Наличие пластифицирующих добавок • Прочность М 100 -М 400 • Морозостойкость F 100 -F 400
Применение гидротехнического бетона
Дорожный бетон • Вяжущее –портландцемент; • Заполнители – песок и щебень из плотных горных пород (гранит, габбро); • Свойства: – Rизг = 4 – 5, 5 МПа, – Классы В 25, - В 40; – Морозостойкость F 150, F 200.
Применение дорожного бетона • Для устройства покрытий на автомагистралях, дорогах промышленных предприятий и городских улицах.
Устройство дорог
Бортовые камни
Колодцы
Декоративные бетоны • Вяжущее: белый и цветной цементы; • Пигменты – щёлочестойкие; • Заполнители – из цветных горных пород. • Свойства: – Класс > В 10, – Морозостойкость > F 50.
Мелкозернистый бетон • Крупность заполнителя менее 10 мм; • Отличается от обычного бетона большим содержанием цементного камня и усадкой; • Применяется для изготовления тонкостенных, в том числе армоцементных конструкций.
Применение мелкозернистого декоративного бетона • • • Малые архитектурные формы; Тротуарные плитки; Декоративные плиты; Лестничные марши; Ограждающие конструкции жилых и общественных зданий; • Элементы фасадов.
Малые архитектурные формы: мусорницы
Вазоны
Тротуарные плитки
Оформление садовых дорожек
Камины
Барбекю
Балясины
Скульптура
Заборы
Ограждения газонов
Устройство пола
Лестницы
Фонтаны
Оформление водоёмов
«Дикий камень» - фасадная и цокольная плитка, изготовленная из мелкозернистого бетона. Имитирует фактуру природного камня. Свойства: – Rсж > 250 кгс/см 2 – Морозостойкость F 200
Применение «дикого камня»
Брусчатка Свойства: –Rсж > 400 кгс/см 2 –Морозостойкость F 200 –Истирание И=0, 7 – 0, 9 г/см 2
Брусчатка
Фибробетон • Получают за счёт армирования тяжёлого бетона дисперсными металлическими (фибрами) и неметаллическими волокнами.
Фибра – тонкая проволока диаметром 0, 1 – 0, 5 мм, длиной 1040 мм (1 -2, 5% объёма бетона)
• Волокна стеклянные щёлочестойкие диаметром 0, 01 -0, 1 мм (1 -4%). • Волокна базальтовые, асбестовые, синтетические.
• Введение волокон и фибры повышает прочность бетона на растяжение (на 15 -25%), сопротивление удару, износостойкость.
Применение фибробетона • Для изготовления ж/б труб, плит проезжей части дорог и мостов, выполнения монолитных дорожных и аэродромных покрытий, полов промышленных зданий, ограждения, лепнину.
Применение фибробетона
Аэродромные покрытия
Ограждения из фибробетона
Столб из фибробетона
Арки
Панели
Плафоны
Карнизы
Лепнина
Топпинговый пол - это бетонный пол с упрочнённым верхним слоем, изготовленный с применением сухих упрочняющих составов и специальной бетоноотделочной техники.
Финишное покрытие топпингового пола – это сухая упрочняющая смесь, состоящая: • Гидравлические вяжущие; • Заполнитель: кварцевый песок, металлические добавки или корунд.
Нанесение упрочняющей смеси сухая топпинговая смесь рассыпается на поверхность свежеуложенного бетона и затирается бетоноотделочной машины. После затвердевания бетона наносится лак (силер).
Преимущества упрочнённого бетонного пола • Высокая износостойкость; • Отсутствие пылеобразования; • Устойчивость к воздействию масел и нефтепродуктов; • Получение готового покрытия за один рабочий цикл; • Широкая цветовая гамма.
Применение упрочнённых полов: • • • Складские помещения; Цеха заводов и фабрик; Гаражи, стоянки автомобилей; Холодильные камеры; Торгово-выставочные залы; Магазины и павильоны.
Лёгкие бетоны • Бетоны со средней плотностью ρ0<1800 кг/м 3; • Виды лёгкого бетона – Лёгкий бетон на пористых заполнителях; – Ячеистый бетон.
Классификация лёгких бетонов По назначению: – Конструкционные ρ0=1400 -1800 кг/м 3 (армированные панели В 7, 5 -В 35) – Конструкционно – теплоизоляционные ρ0= 500 -1400 кг/м 3 (стеновые камни и блоки В 3) – Теплоизоляционные ρ0 < 500 кг/м 3 (плиты для теплоизоляции)
Конструкционный лёгкий бетон
Конструкционно – теплоизоляционный лёгкий бетон
Теплоизоляционный лёгкий бетон
По структуре: –Плотные бетоны; –Ячеистые бетоны; –Крупнопористые бетоны (отсутствует мелкий заполнитель)
Лёгкий бетон на пористых заполнителях • Для получения применяют лёгкие пористые заполнители – сыпучий материал с насыпной плотность <1200 кг/м 3.
Лёгкие пористые заполнители • Природные (пемза, туф, пористый известняк, ракушечник, диатомиты, трепелы). • Отходы промышленности (зола и шлаки) • Искусственные.
Искусственные пористые заполнители: • Керамзит; • Аглопорит; • Вспученный перлит – получают путём вспучивания при обжиге (t=1100 -1250°С) вулканического стекла (обсидиана).
Вспученный перлит
Вспученный вермикулит • Получают путём вспучивания при обжиге (t=9001000°С) вермикулитовой слюды.
Гранулированный пенополистирол • Получают путём вспучивания полистирола при тепловой обработке (t=100°С) – обработка паром
Свойства лёгких бетонов на пористых заполнителях • Марки по плотности Д 200 – Д 2000(кг/м 3); • Классы по прочности В 2 - В 40; • Теплопроводность 0, 2 - 0, 6 Вт/м∙К; • Морозостойкость F 25 – F 100; • Водонепроницаемость W 0, 2 – W 1, 2.
Ячеистые бетоны • На 60 -85% по объёму состоят из замкнутых пор (ячеек) размером 0, 2 -2 мм. • Состав: – Вяжущее – п/ц, известь. – Заполнитель – молотый кварцевый песок, шлак, зола; – Порообразователь.
Классификация • По назначению: конструкционные, (ρ0 = 900 - 1200 кг/м 3), λ = 0, 4 -0, 6 Вт/м∙К, прочность М 75 -М 200; • теплоизоляционноконструкционные, (ρ0 = 500 -900 кг/м 3), λ = 0, 2 -0, 4 Вт/м∙К, М 25 -75; • теплоизоляционные; (ρ0 < 500 кг/м 3), λ <0, 2 Вт/м∙К, прочность< М 25
По виду вяжущего: –Цементные; –Силикатные; –Гипсовые.
По условиям твердения: –Естественного твердения; –Пропаренные (t = 85 -90°С); –Автоклавные (t = 180 -200°С, Р= 0, 8 -1, 2 МПА).
По способу образования пористой структуры: • Пенобетоны ( на основе технической пены); • Газобетоны (при введении газообразователя – Al пудры или пергидроля).
Структура ячеистого бетона
Образование ячеистой структуры (газобетон) • 2 AL + 3 Са(ОН)2 + 6 Н 2 О = 3 Са. О∙AL 2 О 3∙ 6 Н 2 О + 3 Н 2↑ • 2 Н 2 О 2 → 2 Н 2 О + О 2↑
Образование ячеистой структуры (пенобетон) • Смешивание вяжущего и песка с технической пеной, полученной в пеногенераторах на основе пенообразователей – клееканифольный, смолосапониновый, гидролизованная кровь (ГК)
Применение ячеистого бетона • Ограждающие конструкции (стены) жилых и общественных зданий: –Несущие для малоэтажных зданий; –Ненесущие для многоэтажных зданий, имеющих несущий каркас.
Применение ячеистого бетона
Бетон в интерьере
Брутализм в интерьере • использует обнаженный камень, неровную кирпичную кладку. Мебель нарочито сделана безо всякой отделки, столешницы напоминают случайно положенные доски.
• Во-первых, бетон будет выигрышно смотреться в помещениях с высокими потолками и большой площадью. В обратном случае отделать бетоном имеет смысл максимум одну или две поверхности. Также можно сделать бетонный экран для картины или телевизора.
• Во-вторых, бетон - это достаточно холодный материал. Более уютным его сделают теплые цвета и фактуры. Сочетать бетон можно с деревом, кожей, металлом.
Элементы интерьера
Печатный бетон
Печатный бетон - инновационный метод отпечатывания поверхности свежеуложенного бетона посредством пресс-форм, с тремя стадиями химической обработки поверхности, для придания бетону вида булыжника, кирпича, сланца, плитки, камня, дерева.
• Содержащая полипропиленовые волокна бетонная смесь, заливается на участке, после соответствующей обработки, отпечатывается, придавая поверхности привлекательный и неповторимый вид. Отпечатывание осуществляется с помощью текстурных форм.
Область применения - это оформление, как открытых площадок, - тротуаров, мостовых, приусадебных территорий, автостоянок, ступеней, покрытий вокруг бассейнов, так и в архитектурно-реставрационных работах, оформлении полов и стен в частных коттеджах, в зданиях социально-культурного назначения.
Основные преимущества 1. практически не подвержен температурным воздействиям: выдерживает температурные колебания от -40 до +40 °С; 2. гарантируется 200 циклов замораживания - оттаивания; 3. обладает 100% устойчивостью к ультрафиолету и не выцветает;
4. Безопасен для здоровья; 5. полная устойчивость к воздействию агрессивных кислотно-щелочных сред, не впитывает масла, устойчив к бензину, что особенно важно в местах скопления автотранспорта и на промышленных предприятиях; 6. удобен, экономичен и надежен как для пешеходных дорожек, так и для большегрузного транспорта; 7. не скользит;
8. возможно применение термокабеля для обогрева покрытия; 9. по сравнению с технологией укладки тротуарной плитки, декоративный печатный бетон не будет продавливаться «по отдельным плиткам» ; поверхность как была ровной после заливки, так и останется ровной навсегда.
Litracon - светопроводящий бетон • Уникальный материал XXI века – прозрачный бетон. Достигается этот эффект добавлением в мелкозернистый бетон оптических волокон. Из-за небольшого размера волокон (от 2 мкм до 2 мм в диаметре), они сливаются с бетоном, становясь компонентом материала.
Технические характеристики литракона подтверждают высокую прочность и надежность этого новейшего строительного материала: • Плотность: 2100 -2400 кг/м 3; • Прочность на сжатие: 50 МПа; • Прочность на разрыв: 7 МПа.
Светопроводящая перегородка
• Светопрозрачный бетон может быть использован для создания неповторимого дизайна маленькой квартиры и огромного концертного зала, украшения двора частного дома и городского парка. Производитель предлагает также оригинальные светильники с использованием литракона, стекла и металла.
Панель из литракона
Ванная
Церковь
Музей
Интерьер квартиры
Литракон с логотипом компании
