18.03.Урок 32-33 для учнів 11 групи з матеріалознавства.

Тема: Призначення і класифікація бетонів. Основні властивості бетону й бетонної суміші.  Склад та способи приготування бетонної суміші.

 

Мета: вивчення цього матеріалу дозволить вам знати:

-  Призначення і класифікація бетонів.

-  Властивості бетонної суміші

-  Основні властивості бетону

-   Склад та способи приготування бетонної суміші.

1.             Призначення і класифікація бетонів.

Бетон —  штучний композиційний матеріал, одержуваний в результаті формування і подальшого затвердівання раціонально підібраної   бетонної суміші, що складається з в'яжучої речовини, дрібного і великого заповнювачів, води і спеціальних добавок.

Бетон відомий давно. У Древньому Римі, наприклад, з бетону на вапні був побудований ряд складних інженерних споруд. Існує думка, що блоки внутрішньої частини єгипетських пірамід також виготовлені з бетону,  в'яжучим в якому служило вапно. Широке застосування бетону починається після освоєння промислового виробництва портландцементу. Сучасне будівництво немислиме без бетону — бетон став основним будівельним матеріалом. Це пояснюється його економічністю, технологічністю і доступністю основних сировинних матеріалів.

За щільністю бетони поділяють на :

-          особливо важкі (щільність більш 2500 кг/м³);

-          важкі звичайні (2200...2500 кг/м³);

-          полегшені (1800...2200 кг/м³);

-          легкі (500...1800 кг/м³);

-          особливо легкі теплоізоляційні (500 кг/м³).

За видом в'яжучого бетони підрозділяють на:

 бетони на неорганічних в'яжучих: цементні, силікатні, гіпсові ;

 бетони на органічних в'яжучих; асфальтобетон (на бітумі) і полімербетон (на синтетичних смолах).

За структурою будови  розрізняють бетони :

  зі злитою структурою; ячеїсті ;  крупнопористі бетони.

За призначенням:

- конструкційні (звичайні, гідротехнічні ,дорожні);

- спеціальні (жаростійкі, декоративні, теплоізоляційні, радіаційнозахисні, полімербетони  коррозійностійкі т .д.).

За видом заповнювача :

-          бетони на щільних заповнювачах;

-           бетони на пористих заповнювачах;

-           бетони на спеціальніх заповнювачах.

 

2. Властивості бетонної суміші

Суміш, що складається з в'яжучої речовини, великого й дрібного запоповнювачів  і води   до затверднення   має назву бетонної суміші . Бетонна  суміш являє собою пластично-в’язку масу,  яка порівняно легко  займає  будь-яку форму, а  потім самовільно  переходить у каменеподібний  стан.

  Одна з головних властивостей бетонної суміші — тиксотропія — здатність розріджуватися при періодично повторюваних механічних впливах (наприклад, вібрації) і знову загуснути при  припиненні цього впливу. Механізм тіксотропного розрідження полягає в тому, що при вібруванні сили внутрішнього тертя  і зчеплення між частками зменшуються і бетонна суміш стає текучою. Ця властивість широко використовується при укладанні й ущільненні бетонної суміші. Зручноукладуваність — узагальнена технічна характеристика в'язкопластичних властивостей бетонної суміші. Під зручноукладуваністю розуміють здатність бетонної суміші під дією певних прийомів і механізмів легко укладатися у форму й ущільнюватися, не розшаровуючись. Зручноукладуваність сумішей залежно від їхньої консистенції оцінюють поза  рухливистю чи твердістю.

Рухливість служить характеристикою зручноукладуваності пластичних сумішей, здатних деформуватися під дією власної ваги. Рухливість характеризується осіданням стандартного конуса, відформованого з випробуваної бетонної суміші. Для цього металеву форму-конус, установлену на горизонтальній поверхні, заповнюють бетонною сумішшю в три шари, ущільнюючи кожен шар штикуванням. Надлишок суміші зрізують, форму-конус знімають і вимірюють осаду конуса з бетонної суміші — ОК значення якої (у сантиметрах) служить показником рухливості.

Зазначені властивості бетонної суміші забезпечуються правильним підбором складу бетону.

3.Основні властивості  важкого бетону

 

Міцність. Як і у всіх кам'яних матеріалів, межа міцності бетону при стиску значно (у 10...15 разів) вище, ніж при розтяганні й вигині. Тому в будівельних конструкціях бетон, як правило, працює на стиск. Коли говорять про міцність бетону, мають на увазі його міцність на стиск.

Міцність бетону прийнято оцінювати за середнім арифметичним значенням результатів випробування зразків даного бетону через 28 діб нормального твердіння. Для  цього використовують зразки-куби розміром 150 х 150 х 150 мм, виготовлені з робочої бетонної  суміші і затверділі при (20 ± 2)° З на повітрі при відносній вологості 95 % (чи в інших умовах, що забезпечують збереження вологи в бетоні).

Марка бетону. За середнім арифметичним значенням міцності бетону встановлюють його марку — округлене значення міцності (причому округлення йде завжди в нижню сторону). Для важкого бетону встановлені наступні марки за міцністю на стиск: М 50,М 75, М100, М150,М 200,М 250, М300, М350, М400,М 450, М500, М550, М600, М700 і М 800 (кгс/см²).

Клас бетону — це чисельна характеристика якої-небудь його властивості (у тому числі міцності), прийнята з гарантованою забезпеченістю (звичайно 0,95). Це значить, що встановлена класом властивість, наприклад міцність бетону, досягається не менш ніж у 95 випадках з 100.

Поняття «клас бетону» дозволяє призначати міцність бетону з урахуванням її фактичної чи можливої варіації. Чим менше мінливість міцності, тим вище клас бетону при одній і тієї ж середній міцності.

ДОСТ 26633—85 установлює наступні класи важкого бетону за міцністю на стиск (МПа):В 3,5; В5;В 7,5;В 10; В12,5;В 15; В20;В 25;В 30; В32,5; В40;В 45; В50; В55 і В 60. Так, у бетону класу В15 межа міцності при стиску не нижче 15 МПа з гарантованою забезпеченістю 0,95.

Морозостійкість — головний показник, що визначає довговічність бетонних конструкцій у нашому кліматі. Морозостійкість бетону оцінюється шляхом поперемінного заморожування при мінус (18 ± 2)° С і відтавання у воді при (18 + 2)° З попередньо насичених водою зразків випробуваного бетону. Тривалість одного циклу— 5...10 год  залежно від розміру зразків.

За марку по морозостійкості приймають найбільше число циклів «заморожування — відтавання», які зразки витримують без зниження міцності на стиск більше 5 % у порівнянні з міцністю контрольних зразків на початку випробувань. Установлено наступні марки бетону за морозостійкістю: F25; F35; F50; F75; F100...F1000.

 

3. Склад та способи приготування бетонної суміші.

Виготовлення бетонних і залізобетонних конструкцій містить  в собі наступні технологічні операції:

-          підбір складу бетону;

-          приготування і транспортування бетонної суміші;

-          її укладання і ущільнення ;

-          забезпечення необхідного режиму затверднення бетону.

   Склад бетону повинен бути таким, щоб  бетонна суміш і затверділий бетон мали задані значення  властивостей (зручноукладуваність, міцність, морозостійкість і т.п.), а вартість бетону при цьому була якомога низкою.

Контрольні запитання

1.             Перерахуйте властивості бетонної суміші.

2.             Як оцінюють міцність бетону?

3.             Розкажіть про приготування бетонної суміші.

4.             Що таке  тиксотропність?