Спонсоры

Требования предъявляемые к составляющим бетона.

Строительные и отделочные материалы и изделия - Искуственные строительные материалы

   Вода не должна содержать вредных примесей — кислот, сахара, жиров, сульфатов; запрещается применение воды, загрязненной промышленными отходами, и болотной. Песок для приготовления тяжелого бетона применяется горный (овражный), речной, морской и дробленый — получаемый дроблением гранита, известняка и других прочных пород. В песках недопустимы вредные примеси — слюда, гипс, глинистые, илистые и пылеватые частицы, органические примеси (остатки растений).

   Гравий применяется горный (овражный), речной и морской. Речной и морской гравий чище горного, но он более отшлифован, что несколько снижает его сцепление с цементным камнем. Гравий не должен содержать примесей глины, растительного грунта. Загрязненный гравий промывают на специальных гравиемойных установках.

   Щебень получается дроблением прочных горных пород на заводах. Щебень имеет шероховатую поверхность, благодаря чему лучше сцепляется с цементным камнем, чем гравий. Щебень после дробления сортируется по фракциям (размерам) на сортировках.

   Бетонная смесь по своему составу характеризуется весовым соотношением между цементом, песком и щебнем или гравием. Например, отношение 1:2:4 означает, что бетонная смесь состоит из 1 вес.ч. цемента, 2 вес.ч. песка и 4 вес.ч. щебня (или гравия). Содержание воды определяется в соответствии с принятым водоцементным отношением (В/Ц).

   Различают номинальный состав бетонной смеси, рассчитанный для сухих материалов, и полевой, когда учитывается естественная влажность заполнителей.

   Бетонная смесь подбирается по составу в такой последовательности:
   - устанавливается водоцементное отношение;
   - определяется расход цемента и воды на 1 м3 бетонной смеси;
   - проверяется подвижность бетонной смеси и вносятся поправки в расход материалов;
   - находится номинальный состав бетонной смеси;
   - пересчитывается номинальный состав на полевой;
   - изготовляются контрольные образцы для проверки бетона на прочность при сжатии.

   Бетонная смесь приготовляется в бетоносмесителе. Материалы, входящие в состав бетонной смеси, отмериваются (дозируются) по весу или по объему, загружаются в бетоносмеситель и перемешиваются до получения однородной массы.

   На бетоносмесительных заводах все операции по отмериванию составляющих выполняются автоматически.

   При отмеривании материалов по объему мерные емкости тарируют соответственно объемному весу дозируемого материала. Для крупных заполнителей (щебень, гравий) дозирование по объему обеспечивает достаточную точность отмеривания в переводе на вес. Объемный вес песка меняется с изменением его влажности, поэтому при дозировании песка нужно делать поправку на его влажность. Объемное дозирование цемента не допускается, так как при пересыпке из одной тары в другую цемент сильно увеличивается в объеме. Для отмеривания воды бетоносмесители снабжаются водяными дозировочными бачками.

   После перемешивания объем бетонной смеси будет меньше суммарного объема составляющих ее материалов, так как пустоты в крупном заполнителе заполняются мелким заполнителем. Объем готовой бетонной смеси по отношению к объему сухих заполнителей характеризуется коэффициентом выхода бетона, который в среднем равен 0,68.

   По подвижности различают жесткие, пластичные и литые бетонные смеси:
   - жесткая смесь имеет вид слегка влажной рассыпчатой массы;
   - пластичная имеет тестообразную консистенцию;
   - литая представляет собой густую растекающуюся массу.

   Подвижность бетонной смеси оценивается следующим образом. Берется металлическая конусообразная форма без дна и устанавливается на ровную деревянную доску. Размеры формы: высота 300 мм, диаметр нижнего основания 200 мм и верхнего 100 мм. Форма заполняется бетонной смесью, которая уплотняется 25-кратным штыкованием стальным круглым стержнем толщиной 15 мм. После снятия формы бетонная смесь несколько осядет в зависимости от степени ее подвижности. Замер осадки производится линейкой от верхнего края формы (рис. 13). Осадка жесткой бетонной смеси равна нулю; пластичной — от 10 до 180 мм и литой — более 180 мм.

Форма-конус для определения подвижности бетонной смеси

Рис. 13. Форма-конус для определения подвижности бетонной смеси. а — общий вид формы;  б — измерение осадки конуса смеси

   Бетон хорошо сопротивляется сжимающим усилиям и плохо — растягивающим. Прочность бетона при растяжении в 10—15 раз меньше его прочности при сжатии.

   Бетонная конструкция (балка) при изгибе будет испытывать в верхней части напряжение сжатия, а в нижней — растяжения. Так как бетон воспринимает растягивающие усилия плохо, в нижней части конструкции появятся трещины, и балка разрушится, в то время как прочность бетона на сжатие в верхней части балки еще далеко не будет использована. Чтобы бетон хорошо работал на сжатие и растяжение, его армируют (вооружают) в растянутой зоне стальными стержнями (арматурой).

   Таким образом получается железобетонная конструкция, в которой совместно работают и бетон (на сжатие), и сталь (на растяжение). Сталь хорошо сопротивляется растягивающим усилиям, препятствуя раскрытию трещин в растянутой зоне бетонной конструкции (рис. 14).

Схема работы железобетонной балки при изгибе

Рис. 14. Схема работы железобетонной балки при изгибе. Р — нагрузка; 1 — сжатая зона; 2 — растянутая зона; 3 — арматура (трещины в бетоне показаны для наглядности сильно увеличенными)

   Бетон прочно сцепляется с арматурой; кроме того, оба материала имеют примерно одинаковые коэффициенты температурного расширения. Этим объясняется совместная работа двух разнородных материалов в железобетонной конструкции. Кроме того, бетон в конструкциях защищает сталь от коррозии.

   В зависимости от способа армирования различают обычные и предварительно напряженные железобетонные конструкции.

   В растянутой зоне железобетонной балки при изгибе неизбежно появляются трещины, так как удлинение бетона при одинаковых нагрузках в 5—6 раз меньше, чем удлинение стали. Такие трещины крайне нежелательны, так как они создают опасность ржавления арматуры. Чтобы предотвратить появление трещин, нужно сильно армировать балку; тогда все усилие растяжения будет восприниматься сталью.

   Устранить появление трещин в бетоне можно и другим способом, сжав предварительно бетон в нижней зоне балки. Это достигается предварительным напряжением (натяжением) арматуры. После затвердения бетона арматура, стремясь укоротиться, сжимает бетон, создавая в нем предварительное напряжение сжатия. Предварительное напряжение арматуры предохраняет растянутый бетон от трещин и сокращает расход арматуры.

   Известны два способа предварительного напряжения железобетонных конструкций.

   1. Арматура растягивается и закрепляется в таком состоянии на упорах до укладки бетонной смеси в форму; после затвердения бетона арматура освобождается от натяжения и, стремясь сократиться, сжимает бетон.

   2. Вначале бетонируют конструкцию, в которой оставляют продольные каналы. Через эти каналы после затвердения бетона пропускают стержни арматуры. Стержни натягивают с помощью натяжных устройств, опирающихся на бетон конструкции, и закрепляют, в результате чего происходит обжатие бетона. Затем каналы заполняют бетоном.

   Железобетонные и бетонные изделия должны, как правило, изготовляться на механизированных предприятиях. Эти изделия должны быть типовыми и унифицированными, т.е. применимы при строительстве зданий и сооружений различного назначения.

   На каждом предприятии, выпускающем бетонные и железобетонные изделия, проверяется качество выпускаемых изделий и соответствие их требованиям Государственных стандартов и технических условий.

   Сборные бетонные и железобетонные изделия применяются во всех областях строительства.

   Фундаментные блоки из железобетона и бетона используются для сооружения фундаментов гражданских и промышленных зданий.

   Стеновые блоки обычно из легкого бетона на легком заполнителе (шлаке, керамзите) применяются для наружных и внутренних стен. Блоки наружных стен покрываются на заводе с фасадной стороны декоративным слоем, а с внутренней — слоем штукатурки.

   Панели наружных стен отапливаемых зданий изготовляются из железобетонных ребристых прокатных плит с ребрами, обращенными внутрь. Плиты выполняются из армопенобетона, пеносиликата, керамзитобетона, утепленных минераловатным утеплителем или газобетоном.

   Панели наружных стен неотапливаемых зданий приготовляются из тяжелых цементных армированных бетонов, плотного силикатного бетона (силикальцита), легких бетонов на пористых заполнителях.

   Панели наружных стен с фасадной стороны облицовываются керамическими, стеклянными, пластмассовыми или другими плитками либо на их поверхность наносится фактурный слой из декоративного бетона или раствора с обработкой его после затвердения на заводе.

   Чаще всего наружные стеновые панели окрашиваются стойкими красителями по фактурному слою из обычных бетона или раствора. Внутренние поверхности наружных стеновых панелей на заводе подготовляются под окраску или оклейку обоями.

   Панели внутренних стен и перегородок изготовляются из всех видов армированных и неармированных бетонов.