Вся электронная библиотека >>>

Содержание книги >>>

 

Справочник строителя

Бетоны. Материалы, технологии, оборудование


Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

 

БЕТОН И БЕТОННЫЕ СМЕСИ: ВИДЫ, СОСТАВЫ, СВОЙСТВА

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Технология производства самого распространенного на земле строительного материала - бетона, изделий и конструкций на его основе развивается, переживая эволюционные и революционные периоды. Официально все началось 21 октября 1824 года, когда английский каменщик Джозеф Аспдин получил патент на вещество серого цвета и дал ему (веществу) имя «портландцемент», поскольку его цвет напоминал серый цвет скал, находившихся вокруг города Порт-ланд. В России подобное цементному клинкеру вещество было получено и применено Е.Г. Челиевым приблизительно в это же время. Первое упоминание о цементе Аспдина в России относится к 1847 году.

Вяжущие вещества на основе минеральных компонентов использовались с глубокой древности. Применение их на заре цивилизации (хижина с бетонным полом из Лепенски Вира) носило, видимо, случайный характер. Сознательно использовать бетон стали древние египтяне (пирамида в Гизе), за ними античные греки и римляне. Свидетельством тому римские Колизей и Пантеон, сооружения в Помпеях, следы присутствия римлян в Кельне (армированный бетонный колодец) и Норфхептоне (бетонные площадки). Пантеон в Риме уже вторую тысячу лет поражает современников своей грандиозностью. Сферический купол его сооружен из бетонных элементов (кругов), в которых применены различные по весу заполнители. Толщина кругов уменьшается с 6 м у основания до 1,2 м у светового отверстия. Витрувии в своих «Аналах по архитектуре» описывает применение смеси извести и льняного масла для заделки трещин и швов в кирпичной кладке. Плиний Второй в «Натуральной Истории» сообщает об использовании известковых растворов затворенных вином, свиным салом и фигами. С повсеместным развитием каменного (кирпичного) строительства смеси на основе минеральных вяжущих веществ начинают широко применяться в строительной практики.

Через двенадцать лет после патента Аспдина появился первый, официально зарегистрированный артефакт из железобетона - лодка Жана Луи Ламбо, адвоката по профессии, с огромным успехом продемонстрированная на Парижской выставке 1855 года. Так начался век железобетона. В этом материале соединены в единое целое стальная арматура и бетон, который частично защищает металл арматуры от коррозии и воспринимает в этом композите сжимающие напряжения, а арматура -растягивающие усилия. Идеи Ламбо, и не только его, были развиты и реализованы в патенты Жозефом Мо-нье. В России им был получен патент на железобетон в 1880 году, а сам способ строительства из железобетона долгие годы назывался «Системой Монье».

 

 

В 1929 году публикуется работа Эжена Фрейси-не, в которой излагаются основы теории и практики преднапряженного железобетона, а в 1933 году выходит монография профессора Закавказского института сооружений В.В. Михайлова «Напряженно-армированный бетон». Среди апологетов железобетона, проникнувшихся духом его эстетических и функциональных свойств, можно назвать архитекторов Огюста Пере, Ле Корбюзье, Оскара Нимейера, Пьет-ро Луиджи Нерви. Пиком популярности железобетона и монолитного бетона можно считать 30-90 годы прошлого века.

Прогресс и возрастающие требования к функциональным свойствам строительных материалов сказались и на требованиях к самому бетону. В начале шестидесятых годов технологически получаемая наибольшая прочность бетона составляет 40 МПа, в семидесятых - 50 МПа, в восьмидесятых - 70 МПа, в девяностых - 100-150 МПа. Все больший интерес проявляется к «высокофункциональным бетонам» НРС (High Performance Concrete), к бетонам, ориентированным на предельно высокие собственные характеристики: прочность на сжатие при срезе и изгибе; устойчивость при воздействии химически агрессивных веществ и газов; водонепроницаемость. Венцом стало получение бетона RPC (Reactive Powder Concrete), изготавливаемого из специально подобранных по составу и дисперсности компонентов, прочность которого достигает 800 МПа.

Имеющийся опыт и требования строительства позволяют выделить группу перспективных направлений модификации бетонных смесей и бетонов. Направление регулирования свойств бетонных смесей и бетонов введением в их состав модификаторов в виде совмещенных водорастворимых или водоразбавляе-мых продуктов полифункционального многоцелевого назначения на основе поверхностно-активных веществ и электролитов различной природы и механизма действия. Разработка регуляторов процессов схватывания и твердения на основе солей органических кислот и соединений олигомерно-полимерного состава, в том числе ускорителей твердения, не вызывающих коррозии арматуры. Расширения сырьевой базы создания и производства эффективных пластификаторов и суперпластификаторов, в том числе и многофункциональных добавок.

Использование добавок-модификаторов позволяет получать высокопрочные и высококачественные бетоны. Под высокопрочными Международная организация по строительству подразумевает бетоны, имеющие прочность на сжатие в циллиндрах 60-130 МПа, а под высококачественными - бетоны с высокими эксплуатационными свойствами при водовяжущем отношении менее 0,4. Подобные бетоны находят все более широкое применение в строительстве Японии, Норвегии, США, Франции. К непременным достоинствам таких бетонов относят улучшенную удобоукла-дываемость, перекачивае-мость и прочность. Основные области их применения: высотное строительство, электростанции, морские гидротехнические сооружения, большепролетные мосты и инженерные сооружения, дорожные покрытия.

 

К содержанию книги: Бетоны

 

Смотрите также:

 

 Как приготовить бетон и строительные растворы  

Исходные материалы  1.1. Минеральные вяжущие вещества  1.2. Заполнители  1.3. Вода  1.4. Определение потребного количества материалов  Строительные растворы  2.1. Свойства строительных растворов  2.2. Виды строительных растворов  2.3. Приготовление строительных растворов  2.4. Составы  Бетоны  3.1. Виды бетона  3.2. Свойства бетона  3.3. Приготовление бетонного раствора  3.4. Составы  3.5. Шлакобетон  3.6. Опилкобетон

 

Строительные машины

Машины и оборудование для приготовления, транспортирования бетонов и бетонных смесей

7.1. Типы, основные параметры и конструктивные схемы бетоносмесителей циклического и непрерывного действия

7.2. Машины для транспортирования бетонных смесей и растворов

7.3. Комплекты машин для укладки и распределения бетона и отделки его поверхности

7.4. Оборудование для уплотнения бетонной смеси

 

Оборудование для производства железобетонных изделий

Оборудование складов цемента

Оборудование бетоносмесительных цехов

Оборудование для изготовления арматуры

Оборудование формовочных цехов

 

Свойства бетона

ГЛАВА 1. Портландцемент

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

Производство портландцемента

Химико-минералогический состав портландцемента

Гидратация цемента

Гидросиликаты кальция

Трехкальциевый гидроалюминат и действие гипса

Схватывание

Ложное схватывание

Тонкость помола цемента

Структура гидратированного цемента

Объем продуктов гидратации

Капиллярные поры

Поры геля

Механическая прочность цементного геля

Вода в цементном камне

Теплота гидратации цемента

 

ГЛАВА 2. Специальные цементы

Виды портландцементов

Обычный портландцемент

Быстротвердеющий портландцемент

Особобыстротвердеющий портландцемент

Портландцемент с умеренной экзотермией

Сульфатостойкий портландцемент

Шлакопортландцемент

Сульфато-шлаковый цемент

Пуццолановые портландцементы

Белый цемент

Прочие портландцементы

Ускорители и замедлители твердения

Пластифицирующие добавки

 

ГЛАВА 3. Свойства заполнителей

Общая классификация заполнителей

Природные заполнители для бетона

Отбор проб

Форма и текстура зёрен

Сцепление заполнителя с цементным камнем

Прочность заполнителя

Прочие механические свойства заполнителя

Удельный вес заполнителя

Насыпной объемный вес

Пористость и водопоглощение заполнителя

Влажность заполнителя

Набухание песка

Вредные примеси в заполнителе

Органические примеси

Глинистые, илистые и пылевидные частицы в заполнителе

Растворимые соли

Слабые и выветрелые зерна заполнителя

Равномерность изменения объема заполнителя

Реакция щелочей цемента с заполнителями бетона

Термические свойства заполнителя

Ситовой анализ

Модуль крупности

Требования к зерновому составу заполнителя

Рациональные зерновые составы заполнителей

Зерновой состав мелкого и крупного заполнителей

Особо крупные и особо мелкие зерна заполнителя

«Прерывистый» зерновой состав заполнителя

Наибольшая крупность заполнителя

Использование крупных камней

 

ГЛАВА 4. Бетонная смесь

Определение удобоукладываемости бетона

Факторы, влияющие на удобоукладываемость

Измерение удобоукладываемости

Метод осадки конуса

Определение коэффициента уплотнения

Определение пластичности

Испытание на изменение формы

Испытание по методу Вебе

Метод пенетрации шара

Сравнение методов испытаний

Влияние времени и температуры на удобоукладываемость

Расслаивание бетона

Водоотделение

Перемешивание бетонной смеси

Равномерность перемешивания

Время перемешивания бетона

Вибрирование бетона

Глубинные вибраторы

Наружные вибраторы

Вибростолы

Повторное вибрирование

Бетонирование в жаркую погоду

Товарный бетон

Бетонная смесь для подачи бетононасосом

Раздельная укладка бетонной смеси методом «Прелакт»

 

ГЛАВА 5. Прочность бетона

Водоцементное отношение

Объемная концентрация геля

«Эффективная» вода в смеси

Прочность бетона при растяжении

Трещинообразование и разрушение при сжатии

Влияние крупного заполнителя на прочность бетона

Влияние жирности смеси на прочность бетона

Влияние возраста на прочность бетона

Самозалечивание трещин в бетоне

Прочность бетона при сжатии и прочность при растяжении

Сцепление между бетоном и арматурой

Твердение бетона

Методы ухода за бетоном

Влияние температуры на прочность бетона

Пропаривание при атмосферном давлении

Пропаривание при повышенном давлении

Качество воды затворения

 

ГЛАВА 6. Упругость, усадка и ползучесть бетона

Модуль упругости

Динамический модуль упругости

Начальные изменения объема

Набухание

Усадка при высыхании бетона

Факторы влияющие на усадку бетона

Влияние ухода и условия твердения бетона

Дифференциальная усадка бетона

Влажностные деформации бетона

Усадка за счет карбонизации бетона

Ползучесть бетона

Факторы влияющие на ползучесть бетона

Ползучесть во времени

Природа ползучести бетона

Действие ползучести

 

ГЛАВА 7. Долговечность бетона

Проницаемость бетона

Химические воздействия на бетон

Испытание бетона на сульфатостойкость

Действие морской воды на бетон

Действие мороза на свежеуложенный бетон

Зимнее бетонирование

Действие мороза на затвердевший бетон

Морозостойкий бетон

Испытания бетона на морозостойкость

Влияние солей на бетон

Бетон с воздухововлекающими добавками

Воздухововлечение

Содержание воздуха

Влияние воздухововлечения

Измерение содержания воздуха

Тепловые свойства бетона

Теплопроводность бетона

Коэффициент термического расширения бетона

Огнестойкость бетона


ГЛАВА 8. Испытание затвердевшего бетона

Испытания на сжатие

Испытание кубов

Испытание цилиндров

Испытание призм

Влияние условий испытаний образцов

Испытание образцов на сжатие

Разрушение образцов при сжатии

Влияние отношения высоты к диаметру на прочность бетона

Сравнение прочности бетонных кубов и цилиндров

Испытание бетона на изгиб

Размеры образца и размеры заполнителя

Керны для испытаний

Ускоренное испытание бетона

Испытания бетона молотком

Испытания бетона ультразвуком

Истираемость бетона

Содержание цемента в бетоне


ГЛАВА 9. Легкие и особотяжелые бетоны

Классификация легких бетонов

Заполнители бетона

Бетон на легких заполнителях

Ячеистый бетон

Беспесчаные бетоны

Бетон на древесных опилках

Особотяжелый бетон

 

Высокопрочный бетон

Глава I. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНЫХ БЕТОНОВ

1. МАТЕРИАЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОНА

2. ВЛИЯНИЕ КАЧЕСТВА И ДОЗИРОВКИ СОСТАВЛЯЮЩИХ НА СВОЙСТВА БЕТОНА И БЕТОННОЙ СМЕСИ

3. ПОДБОР СОСТАВА И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ВЫСОКОПРОЧНОГО БЕТОНА

4. ПОЛУЧЕНИЕ ВЫСОКОПРОЧНОГО БЕТОНА В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ

Глава 2. ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ СТРУКТУРЫ ЗАТВЕРДЕВШЕГО БЕТОНА НА ЕГО МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОД ДЕЙСТВИЕМ ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ

1. ПРОЧНОСТЬ И ДЕФОРМАЦИИ БЕТОНА

2. ДИАГРАММА СОСТОЯНИЙ БЕТОНА И ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ ТОЧКИ

3. ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ RT НА ЗАКОНОМЕРНОСТИ ДЕФОРМИРОВАНИЯ И ПРОЧНОСТЬ БЕТОНА

4. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ДЕФОРМИРОВАНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ СТРУКТУРЫ БЕТОНА ПРИ СЛОЖНЫХ НАПРЯЖЕННЫХ СОСТОЯНИЯХ

Г л а в a III. ПРОЧНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНА ПРИ КРАТКОВРЕМЕННОМ СТАТИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ

2. ПРОЧНОСТЬ ПРИ ОСЕВОМ РАСТЯЖЕНИИ

3. ПРОЧНОСТЬ НА РАСТЯЖЕНИЕ ПРИ ИЗГИБЕ И РАСКАЛЫВАНИИ

4. НОРМАТИВНЫЕ И РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНЫХ БЕТОНОВ

Глава IV. ПРОЧНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНА ПРИ МНОГОКРАТНОМ И ДЛИТЕЛЬНОМ НАГРУЖЕНИИ

2. ПРОЧНОСТЬ БЕТОНА ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ НАГРУЖЕНИИ

Г л а в а V. ДЕФОРМАЦИИ БЕТОНА ПРИ КРАТКОВРЕМЕННОМ НАГРУЖЕНИИ. МОДУЛЬ УПРУГОСТИ БЕТОНА

1. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ БЕТОНА

3. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ СВЯЗИ МЕЖДУ МОДУЛЕМ УПРУГОСТИ И ПРОЧНОСТЬЮ ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА

4. ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОСВЯЗИ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ И ПРОЧНОСТИ  БЕТОНА

5. НЕКОТОРЫЕ ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО НОРМИРОВАНИЮ УПРУГИХ СВОЙСТВ ВЫСОКОПРОЧНОГО БЕТОНА

6. ПРЕДЕЛЬНАЯ ДЕФОРМАТИВНОСТЬ БЕТОНА ПРИ КРАТКОВРЕМЕННОМ НАГРУЖЕНИИ

Глава VI. ДЕФОРМАЦИИ БЕТОНА ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ НАГРУЖЕНИИ.  ПОЛЗУЧЕСТЬ БЕТОНА

1. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПОЛЗУЧЕСТЬ БЕТОНА

2. ХАРАКТЕР ВЗАИМОСВЯЗИ МЕЖДУ ПОЛЗУЧЕСТЬЮ И ПРОЧНОСТЬЮ БЕТОНА

3. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ СВЯЗЕЙ ПОЛЗУЧЕСТИ И ПРОЧНОСТИ ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА НА ОСНОВЕ ВЫРАЖЕНИЙ

4. О ВЛИЯНИИ ПОДВИЖНОСТИ БЕТОННОЙ СМЕСИ НА ПОЛЗУЧЕСТЬ  ВЫСОКОПРОЧНОГО БЕТОНА

5. ОЦЕНКА СВОЙСТВ ПОЛЗУЧЕСТИ ВЫСОКОПРОЧНЫХ БЕТОНОВ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ КОНСТРУКЦИЙ

6. ОСОБЕННОСТИ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО БЕТОНА В НЕЛИНЕЙНОЙ ОБЛАСТИ

Г л а в а VII. СОБСТВЕННЫЕ ДЕФОРМАЦИИ БЕТОНА. УСАДКА БЕТОНА

1. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ВЕЛИЧИНУ УСАДКИ БЕТОНА

2. О СВЯЗИ ДЕФОРМАЦИЙ УСАДКИ С ВЛАГОФИЗИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ В БЕТОНЕ

3. УСАДКА БЕТОНОВ РАЗНОЙ  ПРОЧНОСТИ

4. ПОДВИЖНОСТЬ БЕТОННОЙ СМЕСИ И УСАДКА ВЫСОКОПРОЧНОГО БЕТОНА

5. ПРАКТИЧЕСКИЙ МЕТОД ПРОГНОЗИРОВАНИЯ  ДЕФОРМАЦИЙ УСАДКИ ВЫСОКОПРОЧНЫХ БЕТОНОВ

Глава VIII. ИЗМЕНЕНИЕ ВО ВРЕМЕНИ ПРОЧНОСТНЫХ И ДЕФОРМАТИВНЫХ   СВОЙСТВ БЕТОНА

1. ОЦЕНКА РОСТА ВО ВРЕМЕНИ ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК БЕТОНА

2. ВЛИЯНИЕ СТАРЕНИЯ БЕТОНА НА ЕГО ДЕФОРМАТИВНЫЕ СВОЙСТВА

Г л а в а IX. ПРОБЛЕМЫ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ВЫСОКОПРОЧНОГО БЕТОНА

1. СТОЙКОСТЬ БЕТОНА В АГРЕССИВНЫХ СРЕДАХ

2. МОРОЗОСТОЙКОСТЬ БЕТОНА

Глава X. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВЫСОКОПРОЧНЫХ БЕТОНОВ

 

Растворы строительные

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОДВИЖНОСТИ РАСТВОРНОЙ СМЕСИ

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ РАСТВОРНОЙ СМЕСИ

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАССЛАИВАЕМОСТИ РАСТВОРНОЙ СМЕСИ

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОУДЕРЖИВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ РАСТВОРНОЙ СМЕСИ

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ РАСТВОРА НА СЖАТИЕ

7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ ПЛОТНОСТИ РАСТВОРА

8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ РАСТВОРА

9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОПОГЛОЩЕНИЯ РАСТВОРА

10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОРОЗОСТОЙКОСТИ РАСТВОРА

 

Смеси бетонные