Бетоны

1.

БЕРНАЦКИЙ АНАТОЛИЙ ФИЛИППОВИЧ
Д-Р ТЕХН. НАУК, ПРОФЕССОР
КАФЕДРЫ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА НГАХА
БЕТОНЫ

2.

Общие сведения
Бетоны - искусственные каменные
материалы, получаемые в результате
затвердевания тщательно
перемешанной и уплотненной смеси
из вяжущего вещества, воды, мелкого
и крупного заполнителей, взятых в
определенных пропорциях.
До затвердевания эта смесь называется
бетонной смесью.

3.

Вяжущее вещество и вода являются активными
составляющими бетона.
В результате реакции между ними образуется
цементный камень, скрепляющий зерна
заполнителей.
Заполнители (песок, гравий, щебень) составляют
каменный остов бетона и уменьшают усадку,
вызываемую усадкой цементного камня при
твердении.
Добавки:
-повышающие подвижность бетонной смеси,
-регулирующие сроки схватывания,
-ускоряющие твердение бетона,
-повышающие его морозостойкость.

4.

Классификация бетонов
- По плотности,
- По виду вяжущего вещества,
- По крупности заполнителя,
- По прочности,
- По морозостойкости,
- По назначению.

5.

Классификация по плотности
• особо тяжелый - средней
плотностью (кг/м3) более 2500;
• тяжелый - 1800...2500;
• легкий - 500...1800;
• особо легкий - менее 500.

6.

По виду вяжущего вещества
• Цементные - на гидравлических вяжущих
веществах - портландцементах и его
разновидностях;
• силикатные - на известковых вяжущих в
сочетании с силикатными или
алюминатными составляющими;
• гипсовые - с применением гипсовых и
ангидритовых вяжущих;
• на специальных вяжущих веществах
(неорганических и органических),
применяемых при наличии особых
требований (жаростойкости, химической
стойкости и др.).

7.

По виду заполнителя
- на плотных заполнителях,
- на пористых заполнителях,
- на специальных заполнителях,
удовлетворяющих специальным
требованиям (защиты от
излучений, жаростойкости,
химической стойкости и т.п.).

8.

По крупности заполнителя
• Мелкозернистые - заполнитель
с размером зерен до 10 мм;
• Крупнозернистые - зерна от 10
до 150 мм.

9.

По прочности и долговечности
По показателям прочности при сжатии
бетоны разделяют на классы.
Долговечность бетонов оценивают степенью
морозостойкости.
По этому показателю их разделяют на марки
морозостойкости:
- для тяжелых бетонов - Мрз 50...1000:
- для легких бетонов (на пористых
заполнителях) - Мрз 25...500.

10.

По назначению
• обычный - для бетонных и железобетонных
несущих конструкций зданий и сооружений колонны, балки, плиты и др.;
• гидротехнический - для плотин, шлюзов,
облицовки каналов и др.;
• для стен зданий и легких перекрытий;
• для полов, дорожных покрытий и оснований;
• бетон специального назначения подразделяют
на кислотоупорный, жароупорный;
• особо тяжелый - для биологической защиты изготовляют на цементе со специальными
видами заполнителей высокой плотности;
• теплоизоляционный особо легкий (пено- и
газобетон).

11.

Материалы для тяжелых бетонов
Вяжущее вещество
Для тяжелых бетонов применяют
портландцемент обычный,
пластифицированный и гидрофобный, с
гидравлическими добавками,
шлакопортландцемент, глиноземистый и
др.
Марку цемента рекомендуется выбирать в
зависимости от требуемого класса бетона
по прочности на сжатие.

12.

Материалы для тяжелых бетонов
• Заполнители для бетона.
• Мелкий заполнитель – песок из
зерен размером от 0,14 до 5 мм
• Естественные (природные пески)
• Искусственные пески,
получаемые дроблением шлаков,
или из керамзита и аглопорита.

13.

Мелкий заполнитель
Гранулометрический состав (просеивание
через стандартный набор сит с размером
отверстий в свету: 5; 2,5; 0,63; 0,3 и 0,14
мм) – модуль крупности (Мкр).
Крупный (Мкр= 2...3,25), средний, мелкий и
очень мелкий.
Содержание примесей (пылевидных,
илистых, глинистых и органических) не
должно превышать 5 %, в т.ч. не более
0,15 % глины.

14.

15.

Крупный заполнитель
Гравий - рыхлый материал, образовавшийся в
результате естественного выветривания
горных пород. Зерно гравия имеет окатанную
форму и гладкую поверхность.
Щебень - материал, полученный в результате
дробления камней из горных пород на куски
размером 5...70 мм.
Для бетона наиболее выгодны зерна
щебневидной формы, хуже окатанной и еще
хуже пластинчатые и игловатые, которых
должно содержаться не более 15 %.
Количество мелких примесей не должно
превышать 1 %.

16.

График зернового состава щебня

17.

Бетонная смесь
Бетонная смесь - рационально составленная и однородно
перемешанная смесь компонентов бетона до начала
процессов схватывания и твердения.
Состав бетонной смеси обозначают в виде расхода
материалов на 1 м3 уплотненной смеси в кг или в виде
соотношения по массе между количествами
компонентов.
Удобоукладываемость - способность заполнить форму при
данном способе уплотнения.
Подвижность смеси оценивается осадкой конуса,
отформованного из бетонной смеси, под действием
собственной массы или при вибрации.
Жесткость бетонных смесей определяют с помощью
специального прибора - технического вискозиметра.
Бетонные смеси - жесткие, подвижные и литые.

18.

19.

Подвижность и жесткость бетонной смеси

20.

Способы приготовления, укладки и
уплотнения бетонной смеси
Приготовление - дозирование исходных материалов и их
перемешивание.
Бетоносмесители свободного падения (гравитационные).
Перемешивание жестких смесей производят в смесителях
принудительного действия с помощью вращающихся
лопастей, лопаток, роторов и т.п.
Способы уплотнения:
- Вибрирование (вибрирование под нагрузкой,
виброштампование, вибропрокат,
вибровакуумирование, вибропрессование);
- Прессование;
- Центрифугирование;
- Вакуумирование.

21.

Бетоносмесители

22.

Вибростол

23.

Вибропресс

24.

Центрифуга

25.

Твердение бетона
Нормальные условия для твердения бетона:
температура 20 2 оС и относительная
влажность воздуха 90...100 %.
Способы ускорения твердения бетона:
- Пропаривание;
- Автоклавная обработка.
Бетонирование в зимнее время:
- подогрев воды, песка, щебня;
- электроподогрев;
- ускорители твердения.

26.

Пропарочная камера

27.

Автоклав

28.

Физико-механические свойства бетона
Прочность при сжатии - класс бетона (В) определяется
величиной гарантированной прочности на сжатие с
обеспеченностью 0,95.
Rсж = В/0,778
Деформативные свойства:
- модуль упругости (Еб = 38 ГПа);
- усадка бетона (0,2...0,4 мм/м);
- деформации бетона при кратковременном нагружении
(при сжатии - 0,0015...0,003, при растяжении - 0,00010,0015);
- температурный коэффициент линейного расширения (10...13).10-6.
Морозостойкость – Мрз 50…Мрз1000.
Водонепроницаемость.
Теплопроводность - 1,2 Вт/(м.К).

29.

Легкие бетоны на пористых
заполнителях
Легкие бетоны – средняя плотность 500...1800 кг/м3
Природные пористые заполнители - дробление и
рассев пемзы, вулканического туфа, известнякаракушечника.
Искусственные пористые заполнители – керамзитовый
и аглопоритовый гравий и песок, шлаковая пемза,
гранулированный металлургический и топливный
шлак, вспученный перлит и вермикулит, .
Теплоизоляционные - меньше 500 кг/м3,
конструкционно-теплоизоляционные - до 1400
кг/м3, конструкционные - 1400...1800 кг/м3.

30.

Ячеистые пено- и газобетоны
Газобетон приготовляют из смеси
портландцемента, кремнеземистого
компонента и газообразователя (алюминиевой
пудры).
3Са(ОН)2 + 2Al + 6Н2О = 3Н2 + 3СаО.Аl2О3. 6Н2О
Пенобетон - смешивание смеси, состоящей из
вяжущего,
воды
и
кремнеземистого
наполнителя с пеной.
Вяжущее – портландцемент, известь.
Кремнеземистый
компонент
молотый
кварцевый песок, зола-унос ТЭЦ, молотый
гранулированный шлак.

31.

Бетоны специального назначения
• Гидротехнический бетон
• Кислотоупорный бетон
• Жаростойкий (огнеупорный) бетон
• Полимербетон
• Бетон, упрочненный волокнами
(фибробетон)
• Бетонополимер
• Цементно-полимерные бетоны
• Декоративный бетон
• Шокбетон

32.

Фибробетон

33.

Спасибо!
НГАХА
Бернацкий Анатолий Филиппович
33/ 7