Файл: Средняя плотность керамзитобетона во влажном состоянии.docx
Добавлен: 25.10.2023
Просмотров: 26
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Задача № 1
Плотность керамзитобетона во влажном состоянии принимается равной 1800 кг/м³, а в абсолютно сухом состоянии - 1600 кг/м³.
Средняя плотность керамзитобетона во влажном состоянии:
ρвл = (2,25 т) / (3,1 м х 2,8 м х 0,25 м) = 457 кг/м³
Средняя плотность керамзитобетона в абсолютно сухом состоянии:
ρсух = ρвл / (1 + 0,132) = 398 кг/м³
Ответ: средняя плотность керамзитобетона во влажном состоянии - 457 кг/м³, в абсолютно сухом состоянии - 398 кг/м³.
Задача № 2
При гидратации алита (С3S) выделяется 3 молекулы воды на 1 молекулу цемента, что соответствует выделению 1 моль Са(ОН)2 на 1 моль цемента. Таким образом, для гидратации 1 кг алита необходимо 1/3 кг воды и выделяется 1 кг Са(ОН)2.
При гидратации белита (С2S) выделяется 2 молекулы воды на 1 молекулу цемента, что соответствует выделению 0,67 моль Са(ОН)2 на 1 моль цемента. Таким образом, для гидратации 1 кг белита необходимо 2/3 кг воды и выделяется 0,67 кг Са(ОН)2.
Для расчета количества свободной извести необходимо учитывать, что гидратация алита прошла на 65 %, а гидратация белита – на 10 %. Таким образом, на каждый килограмм цемента приходится:
0,54 кг С3S х 0,65 х 1 кг Са(ОН)2/кг С3S + 0,22 кг С2S х 0,1 х 0,67 кг Са(ОН)2/кг С2S = 0,28 кг Са(ОН)2
Таким образом, при гидратации 10 кг портландцемента выделится 2,8 кг свободной извести Са(ОН)2.
Задача № 3
Масса цемента в 1 м3 бетона при водоцементном отношении 0,5:
масса воды = 0,5 * масса цемента
масса цемента + масса воды = 1000 кг
масса цемента = 1000 кг / (1 + 0,5) = 666,67 кг
Масса цемента в 1 м3 бетона при водоцементном отношении 0,75:
масса воды = 0,75 * масса цемента
масса цемента + масса воды = 1000 кг
масса цемента = 1000 кг / (1 + 0,75) = 571,43 кг
Химически связалось цементом воды в бетонах:
масса химически связанной воды = 0,15 * масса цемента
Объем твердой фазы бетона:
объем твердой фазы = масса цемента / плотность цемента
Плотность портландцемента составляет примерно 3,15 г/см3.
Объем пор бетона:
объем пор = (масса воды затворения - масса химически связанной воды) / плотность воды
Плотность воды при температуре 20 °C составляет 1 г/см3.
Водопоглощение бетона при определении пористости может быть различным в зависимости от условий испытаний. Для обычных условий (погружение бетона в воду на 24 часа) водопоглощение может составлять от 5 до 10 % от объема бетона.
Пористость бетона:
пористость = объем пор / (объем пор + объем твердой фазы)
При водоцементном отношении 0,5:
масса химически связанной воды = 0,15 * 666,67 кг = 100 кг
объем твердой фазы = 666,67 кг / 3,15 г/см3 = 211,75 л
объем пор = (180 л - 100 кг) / 1 г/см3 = 80 л
пористость = 80 л / (80 л + 211,75 л) = 27,4 %
При водоцементном отношении 0,75:
масса химически связанной воды = 0,15 * 571,43 кг = 86 кг
объем твердой фазы = 571,43 кг / 3,15 г/см3 = 181,27 л
объем пор = (180 л - 86 кг) / 1 г/см3 = 94 л
пористость = 94 л / (94 л + 181,27 л) = 34,2 %
Таким образом, при водоцементном отношении 0,5 пористость бетона составляет 27,4 %, а при водоцементном отношении 0,75 – 34,2 %.
Вопрос 1.
Чем объясняется разрушающее действие на строительный материал воды и мороза, от чего зависит морозостойкость материала и чем характеризуется
Морозостойкость – сложное свойство, характеризующее способность материала, поглощенного водой, выдерживать многократное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и снижения прочности. F35, 50… 500. (марка)
Зависит от пористости, формы и размера пор и степени насыщения их водой. Чтобы увеличить морозостойкость надо уменьшить пористость и увеличить прочность. Разрушение происходит в связи с тем, что вода, находящаяся в порах материала, при замерзании увеличивается в объеме примерно до 9%. Морозостойкость материала зависит от плотности и степени насыщения водой их пор. Плотные материалы морозостойки. Из пористых материалов морозостойкостью обладают только такие, у которых имеются в основном закрытые поры или вода занимает менее 90% объема пор. Материал считают морозостойким, если после установленного числа циклов замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии прочность его снизилась не более чем на 15%, а потери в массе в результате выкрашивания не превышали 5Для морозостойких материалов Kf не должен быть менее 0,75.Долговечность – способность материалов сопротивляться одновременному действию атмосферных(перепады температур; действие воды, газов; солнечной радиации. морозов, нагрузок) и других факторов.Способность материала сохранять требуемые эксплуатационные свойства. Долговечность зависит от состава и структуры материала, пористости, прочности, влажности, температуры. Зависит: от условий эксплуатации, от прочности, пористости, влажности, от состава и структуры.Оценивается экспериментальным и расчетным путем, измеряется в годах до достижения предельного состояния.
Механизм эрозии под влиянием заморозки и оттаивания воды, содержащейся в порах, разрушает дороги, мосты, гидротехнические сооружения, если морозоустойчивость бетона недостаточно высока. Объяснение обычное: увеличение объёма твёрдой воды при фазовом переходе 9%, что вызывает разрыв материала. Причинами разложения монолита бывают разные структурные упущения, воздействуя на которые заморозка вызывает множественные формы эрозии. По ним и определяют главный источник разрушения:
-
Поверхностные шелушения, переходящие в расслаивание, наблюдаются в естественных условиях и во время лабораторных исследований. Связаны с движением влаги к охлаждаемой плоскости бетона. -
Незаметное взрыхление монолита с увеличением его объёма, снижением прочности и упругости, ростом водопоглощения. Внешних признаков не наблюдается. Встречается у пластичных бетонов на цементах с высоким содержанием трехкальциевого алюмината (10―14%), а также в монолитах на пуццолановых вяжущих и шлакопортландцементах с добавкой кислого граншлака. Возникновение дефекта обусловлено высокой капиллярной пористостью бетона. -
Резкое и неожиданное разрыхление монолита, который хорошо держался при заморозках, но через 100―120 циклов терял прочность и упругость. Дальше происходит быстрое разрушение изделия. Причина — тонкомолотый портландцемент, он даёт большую усадку. -
Местное, участковое расслоение объясняется включениями неморозостойких зёрен, глины в наполнителе и другими подобными причинами, связанными с качеством ингредиентов смеси. Наблюдается при эксплуатации бетонных покрытий дорог. -
Растрескивание монолита с распадом на отдельные части. Касается пропаренного пластичного бетона, когда допущены дефекты при нарушении технологии изготовления.
Вопрос 2.
Опишите основные свойства специальных цементов: гидрофобного и пластифицирующего, расширяющегося и напрягающего
Быстротвердеющие высокопрочные портландцементы характеризуются более интенсивным нарастанием прочности как в начальный, так и последующий периоды твердения. Оптимальный фазовый состав и соответствующая высокоактивным цементам микроструктура клинкера зависят не только от правильности расчета сырьевых материалов, но и от всего комплекса производственных факторов, к которым относятся: а) тонкий помол и высокая гомогенность сырьевой смеси; б) сильный и равномерный обжиг клинкера; в) правильный подбор вида и зольности топлива; г) резкое охлаждение клинкера, начиная от 1523 К. Гидрофобный портландцемент
Гидрофобный портландцемент — гидравлическое вяжущее, получаемое совместным тонким измельчением портландцементного клинкера и гидрофобизующей поверхностно-активной добавки при обычной дозировке гипса. Этот портландцемент отличается от обыкновенного пониженной гигроскопичностью при хранении и перевозках в неблагоприятных условиях, а также способностью придавать растворным и бетонным смесям повышенную подвижность и удобоукладываемость, а затвердевшим растворам и бетонам — повышенную морозостойкость.
Гидрофобный портландцемент применяется в первую очередь в тех случаях, когда требуется длительное хранение и перевозка на дальние расстояния, особенно водным и морским путями. Его можно применять наравне с обыкновенным портландцементом в различных строительных работах, преимущественно для наружной декоративной облицовки зданий, для изготовления гидроизоляционных штукатурок, бетонов в дорожном и аэродромном строительстве, а также в гидротехническом бетоне и в тех случаях, когда необходимо транспортировать бетонные и растворные смеси с помощью насосов. Поскольку гидрофобный портландцемент отличается высокой тонкостью помола и повышенной сыпучестью (что обусловливается действием гидрофобизующей добавки), желательно доставлять его на место применения в таре, особенно в тех случаях, когда разгрузка производится в закрытых помещениях вручную.
Пластифицирований портландцемент
Пластифицированный портландцемент — гидравлическое вяжущее, получаемое совместным тонким измельчением портландцементного клинкера и гидрофильной поверхностно-активной добавки при обычной дозировке гипса. В качестве поверхностно-активного вещества применяют концентраты сульфитно-дрожжевой бражки в количестве 0,15—0,25% массы цемента в пересчете на сухое вещество. По прочностным показателям пластифицированный портландцемент не отличается от обычного портландцемента (имеет марки 400, 500, 550 и 600). Главная его особенность заключается в повышении пластичности бетонной смеси. В результате: снижается трудоемкость при укладке бетонной смеси, ускоряется бетонирование и повышается качество укладки бетона в сооружениях; уменьшается расход портландцемента в бетоне в результате меньшей дозировки цемента и воды (цементного теста) при сохранении заданной пластичности бетонной смеси; повышается прочность и морозостойкость бетона за счет снижения водоцементного отношения при сохранении заданной пластичности бетонной смеси. Выпускают пластифицированный портландцемент тех же марок, что и портландцемент. Пластификации могут подвергаться разновидности портландцемента, а также пуциолановый портландцемент и шлакопортландцемент. В качестве пластификатора цемента применяют смесь кальциево-натриевых (аммониевых) солей лигно-сульфоновых кислот с примесью редуцирующих веществ.
Напрягающий цемент (НЦ) или напрягающийся, некоторые пользователи именуют данный вид напряженным. НЦ производится посредством смешивания измельченных компонентов в соответствующих пропорциях. В состав вяжущего вещества входит портландцемент, глиноземистый и доменный шлаки, гипс. Первый компонент является основой, второй выступает в качестве расширяющейся присадки, два последних играют роль вспомогательных добавок.
Особенностью вида является способность сначала твердеть и набирать прочность, а потом — увеличиваться в объеме. Схватывание растворов на основе НЦ начинается через 30 минут после затворения, заканчивается — через 4 часа. Прочность монолита через 28 суток после затворения составляет 500 кгс/кв.см.
Расширяющийся портландцемент (РПЦ) производится посредством помола портландцементного клинкера, гипса, глиноземистого и доменного шлака. Последний компонент обеспечивает повышенную прочность. Из-за его присутствия составы данного типа нередко имеют расширяющийся шлакопортландцемент. Схватывание раствора происходит не ранее 30 минут, окончание — не позднее 4-х часов. Отвердение происходит в течение 30-80 часов. Используется для уплотнения трубных и кабельных проходов и отверстий в бетонных конструкциях, монтаже анкерных соединений, герметизации стыков и швов. Погружение в воду или полив раствора после заливки не обеспечивают расширения. Изменение объема происходит только при однократном коротком пропаривании.