Файл: Тема 11. Бетоны и строительные растворы на минеральных вяжущих. Учебные вопросы.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 103
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Кроме того, из таких бетонов делают подоконные плиты, прилавки в магазинах и даже санитарно – технические приборы (раковины, ванны, джакузи и т. п.). Цвет полимербетонов может быть любой: они хорошо окрашиваются различными пигментами (в том числе и органическими) и защищают их от агрессивных воздействий внешней среды.
Асфальтовые бетоны - бетоны, широко применяемые в дорожном строительстве и часто, но не совсем верно называемые асфальтом. Термин «асфальт» имеет два значения:
-
горная порода пористая (известняк и т. п.) или рыхлая (песок и т. п.), пропитанная природным битумом (содержание битума 2...20 %);. -
искусственная смесь тонкоизмельченного минерального наполнителя (обычно порошка известняка) с битумом (12...60 %).
Асфальтовые растворы — смесь асфальтового вяжущего с песком. Расход вяжущего - асфальта - должен быть таким, чтобы заполнить пустоты в песке с некоторым избытком (10...15 %), необходимым для обволакивания песчинок.
Асфальтовые бетоны можно представить как смесь асфальтового раствора и крупного заполнителя; в этом случае количество асфальтового раствора берут таким, чтобы заполнить пустоты в щебне с некоторым избытком (10... 15. %) для получения плотного бетона.
Плотность асфальтобетона — важная характеристика. Обычно пористость асфальтобетона – 5...7 %. Чем выше пористость, тем меньше долговечность асфальтобетона, так как при этом возрастает водопоглощение, снижается коррозионная стойкость и морозостойкость (последнее — главный фактор разрушения дорожных покрытий). Плотные асфальтобетоны (пористость < 5 %) практически водонепроницаемы и могут применяться как гидроизоляционный материал.
В отличие от бетонов на минеральных вяжущих прочность асфальтовых бетонов и растворов заметно изменяется при колебаниях температуры. Так, если при 20° С прочность асфальтобетона составляет 2,2...2,4 МПа, то при 50° С - только 0,8...1,2 МПа. При этом снижается модуль упругости и возрастает ползучесть асфальтобетона.
Асфальтовые бетоны значительно более стойки к коррозионным воздействиям, чем цементные, но боятся воздействий жидких топлив и масел. Износостойкость асфальтовых бетонов выше, чем цементных.
Асфальтовые бетоны и растворы применяют для устройства верхних покрытий дорог, аэродромов, полов промышленных зданий, плоских кровель, стяжек,
заполнения компенсационных швов.
Для повышения прочности и долговечности асфальтобетона, уменьшения его ползучести особое значение имеет сцепление вяжущего с поверхностью зерен заполнителя. В качестве крупного заполнителя применяют преимущественно щебень из плотных каменных пород, щебень из гравия и металлургического шлака.
Песок также предпочтителен дробленый, в том числе отходы дробления камня на щебень, однако больше используется природный.
Применение высокопрочного износостойкого щебня и дробленого песка обеспечивает необходимую шероховатость поверхности автомобильной дороги.
Стандартом нормируются зерновые составы заполнителей для асфальтобетона различных марок и типов, причем рекомендуются составы как непрерывные, так и прерывистые.
Широко применяются осадочные карбонатные породы — известняки и доломиты. Они же преимущественно используются для получения минеральных порошков, составляющих в смеси с битумом асфальтовое вяжущее вещество. Для получения минеральных порошков (в отличие от обычных заполнителей их называют наполнителями) используют также металлургические основные шлаки, золы, пылевидные промышленные отходы.
В связи с тем что асфальтобетон в покрытии уплотняется, как правило, тяжелыми катками, крупный заполнитель должен характеризоваться малой дробимостью при испытании в цилиндре. Вместе с тем имеется положительный опыт использования в асфальтобетоне таких сравнительно низкопрочных заполнителей, как известняки-ракушечники и искусственные керамические пористые материалы.
Фибробетоны. Фибробетоном называют бетон со своеобразным заполнителем, выполняющим роль дисперсной арматуры. В обычный или мелкозернистый бетон добавляют рубленое стекловолокно, стальные отрезки длиной от 6 до 70 мм, диаметром от 0,25 до 1 мм и другие подобные материалы. Прочность получаемого бетона резко возрастает, особенно при растяжении. Повышается трещиностойкость, способность воспринимать ударную нагрузку.
Для проявления «армирующего» эффекта необходимы условия: достаточно высокая прочность заполнителя, хорошее сцепление его с цементным камнем и взаимная «перевязка». Эти условия остаются решающими и для фибробетона, причем по сравнению с обычным заполнителем фибры (волокна) дают гораздо больший эффект.
Однако применение такого заполнителя приводит к технологическим затруднениям в связи с опасностью комкования фибр
, собирания их в «ежи».
В процессе перемешивания бетонной смеси фибры вводят постепенно, добиваясь их равномерного распределения по всему объему.
Стекловолокно, используемое в цементном фибробетоне, должно быть щелочестойким.
-
ЛЕГКИЕ БЕТОНЫ.
Легкие бетоны — бетоны с плотностью менее 1800 кг/м3 — универсальный материал для ограждающих и несущих конструкций жилых и промышленных зданий. Термин «легкие бетоны» объединяет большую группу различных по составу, структуре и свойствам бетонов:
По назначению легкие бетоны подразделяют на:
-
конструктивные (класс прочности — В7,5...В35;
плотность —1400...1800 кг/м3);
-
конструктивно-теплоизоляционные (класс прочности не менее ВЗ,0,
плотность — 600...I400 кг/м3);
•теплоизоляционные — особо легкие (плотность < 600 кг/м3).
По строению и способу получения пористой структуры легкие бетоны подразделяют на следующие виды:
•бетоны слитного строения на пористых заполнителях;
-
ячеистые бетоны, в составе которых нет ни крупного, ни мелкого заполнителя, а их роль выполняют мелкие сферические поры (ячейки); -
крупнопористые, в которых отсутствует мелкий заполнитель, в результате чего между частицами крупного заполнителя образуются пустоты.
В современной классификации легкие бетоны подразделяются на две группы: бетоны на пористых заполнителях и ячеистые бетоны.
Подбор состава легкого бетона на пористых заполнителях, назначение и выдача его в производство, а также обоснование производственно-технических норм расхода материалов производится по ГОСТ 27006.
В качестве крупных заполнителей для производства легких бетонов на пористых заполнителях используются керамзит, аглопорит, шлаковая пемза и др., качество которых установлено ГОСТами.
Ячеистый бетон — это особо легкий бетон с большим количеством (до 85% от общего объема бетона) мелких и средних воздушных ячеек размером до 1... 1,5 мм.
Ячеистые бетоны могут быть автоклавные и безавтоклавные. Для автоклавных важно химическое взаимодействие гидроксида кальция с кремнеземом заполнителя, поэтому желательно применение заполнителя, богатого кварцем, особенно для получения бесцементного пено- или газосиликата.
Для всех ячеистых пено- и газобетонов должны использоваться мелкие природные или молотые пески, поскольку тяжелые крупные зерна песка могут вызвать осадку пенобетонной массы, а также помешать нормальному процессу вспучивания газобетонной массы. Чем меньше заданная плотность ячеистого бетона, тем мельче должен быть заполнитель. Однако применение не слишком мелкого заполнителя улучшает структуру межпорового материала в ячеистом бетоне и уменьшает усадочные деформации. Поэтому в каждом случае подбирают оптимальный зерновой состав песка.
Как правило, песок для ячеистого бетона должен проходить полностью через сито с отверстиями 0,63 мм, лишь для ячеистого бетона с плотностью более 800 кг/мм3 допускается песок крупностью до 1,25 мм. Таким образом, при фракционировании природных песков мелкая фракция может быть использована в качестве заполнителя в ячеистых бетонах.
Помимо природных и молотых кварцевых песков используют золы тепловых электростанций и другие заполнители.
Широкое распространение ячеистобетонных изделий предопределило существенное повышение качества легкого бетона и, как следствие, долговечность ограждающих конструкций.
Сравнительная оценка легких бетонов на основе пористых заполнителей с ячеистыми показывает преимущества последних по показателям прочности в 2 раза, по морозостойкости в несколько раз, что связано с особенностями их макроструктуры, в составе которой отсутствует крупный заполнитель. Последнее не всегда учитывается, а между тем исключение из состава бетонной смеси крупного заполнителя не только существенно снижает стоимость и энергоемкость, но и весьма значительно повышает долговечность конструкций. Изделия из ячеистых бетонов в 1,3... 1,5 раза экономичнее керамзитобетонных.
Хорошо известно, что с точки зрения теории прочности и морозостойкости строительных материалов структура ячеистых бетонов является наиболее целесообразной, так как она отличается высокой однородностью и наличием дисперсной пористости. Однако выпускаемые промышленностью ячеистые бетоны нередко существенно отличаются между собой по наиболее важным показателям качества, зависящим во многом от вида и состава применяемых сырьевых материалов.
В строительной практике, преимущественно, находят применение ячеистые бетоны, получаемые на основе цементно-песчаных смесей, известково-песчаных с добавками цемента или шлака (золы), известково-шлаковые (зольные). В каждой из трех групп бетонов соотношение сырьевых компонентов меняется в широких пределах, что оказывает влияние на структуру, а также свойства ячеистобетонных изделий.
Газобетон.
Газобетон относится к одной из разновидностей ячеистого бетона, которые образуют своеобразную структуру макропор (ячеек), равномерно распределенных в объеме бетона и разделенных друг от друга тонкими, но достаточно прочными перегородками (мембранами). Макропоры имеют диаметр 0,5…2,0 мм.
В зависимости от назначения ячеистые бетоны делят на теплоизоляционные, конструктивно-теплоизоляционные и конструктивные, а также на специальные (жаростойкие, акустические).
Производство газобетона сопровождается выраженным эффектом вспучивания исходной бетонной массы. Вспучивание чаще всего достигается искусственно за счет введения в состав бетонной смеси газообразователей.
В качестве газообразователя применяют тонкоизмельченный алюминиевый порошок (пудру), реже пергидроль H2O2.
Образование газа в первом случае происходит в результате взаимодействия алюминиевой пудры Al с известью, образующейся при гидратации портландцемента и образование при этом водорода
3Ca(OH)2+ 2Al + 6H2O = 3CaO∙Al2O3∙6H2O + 3H2.
Выделяющийся водород частично теряется при перемешивании, но большая часть (70…85 %), расширяясь, вспучивает бетонную смесь. Вспучивание происходит интенсивнее, если в смесь добавить известь-пушонку. Важно, чтобы максимальное газовыделение происходило в момент структурообразования смеси, характерной особенностью которого является ее способность удерживать образующиеся газы и сохранять вспучиваемость.
Образование газа во втором случае происходит за счет разложения пергидроля в щелочной среде с образованием кислорода
H2O2 = 2H2O+O2.
Изготовление газобетона может происходить по литьевой или вибрационной технологии. По литьевой технологии водотвердое отношение В/Т смеси находится в пределах 0,50…0,60, по вибрационной технологии – 0,35…0,45. На большинстве заводов по производству газобетонных изделий нашел распространение литьевой способ с резательной операцией. Приготовление газобетонной смеси производится в следующей последовательности. Сначала вяжущее вещество с кремнеземистым компонентом перемешивается всухую. В качестве кремнеземистого компонента используют кварцевый песок с содержанием 80…85 % SiO2и удельной поверхностью не менее 2000 см2/г. Вместо песка можно использовать золу-унос ТЭС, молотые шлаки. После получения однородной сухой массы в нее вводят воду и в течение 2-3 мин перемешивают до получения однородной массы с последующим введением водной суспензии алюминиевой пудры или 80 %-го раствора пергидроля.