Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Общие сведения
|
|
МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Кафедра " Строительные материалы и технологии"
БЕТОНЫ
Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу " Строительные материалы и технологии"
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Бетон представляет собой искусственный каменный композиционный материал, получаемый при затвердевании рационально подобранной смеси из вяжущего вещества, воды, заполнителей и в ряде случаев специальных добавок. До затвердевания эта смесь называется бетонной. Заполнители и вода составляют 85-90% массы бетона, вяжущее-10-15%.
Бетоны можно классифицировать по ряду признаков.
По средней плотности различают бетоны особо тяжелые - со средней плотностью более 2500 кг/м3, изготовляемые с применением тяжелых заполнителей (магнетита, барита, чугунного скрапа и др.). Такие бетоны применяются для изготовления специальных защитных конструкций; тяжелые - со средней плотностью 2200-2500 кг/м3 на песке, щебне или гравии из тяжелых горных пород. Их используют во всех несущих конструкциях; облегченные - со средней плотностью 1800- 2200 кг/м3, применяемые преимущественно в несущих конструкциях^ легкие - со средней плотностью 500-1800 кг/м3. К ним относятся легкие бетоны на пористых природных и искусственных заполнителях, ячеистые бетоны (газобетон, пенобетон), крупнопористые (беспесчаные) бетоны на плотном или пористом заполнителе; особо легкие (ячеистые и на пористых заполнителях) - с плотностью менее 500 кг/м3, используемые для теплоизоляции.
По виду вяжущего различают бетоны цементные (наиболее распространенные), шлаковые, известковые, с мешанные силикатные (цементно-известковые, известково-шлаковые и др.), силикатные, гипсовые, шлакощелочные, асфальтобетонные, полимербетонные и др.
По виду заполнителей различают бетоны на плотных, пористых, специальных заполнителях, удовлетворяющих особым требованиям (защиты от излучений, жаростойкости, химической стойкости и др.).
По назначению бетоны подразделяют на конструкционные и специальные. Конструкционные применяют для изготовления несущих и ограждающих строительных конструкций. Основным показателем качества этих бетонов является прочность. В зависимости от конкретных условий эксплуатации к ним могут также предъявлять дополнительные требования по водонепроницаемости, морозостойкости, коррозионной стойкости и т.д.
Специальные бетоны предназначены для работы в особых условиях. Так, жаростойкие бетоны применяют для защиты конструкций при температуре выше 800 °С; химически стойкие - в условиях действия агрессивных сред; радиационно стойкие - для защиты от воздействия радиационных излучений; теплоизоляционные - для тепловой изоляции помещений, оборудования и т.п.
Важнейшими требованиями, предъявляемыми к обычному бетону, применяемому для изготовления железобетонных и бетонных несущих конструкций, являются прочность бетона и удобоукладываемость бетонной смеси.
Если сооружение работает в условиях действия воды (плотины, каналы, доки, опоры мостов, набережные, канализационные и водопроводные сооружения), от бетона требуется повышенная- плотность, водонепроницаемость, а часто и химическая стойкость. В массивных сооружениях необходимо иметь бетон, обладающий малой усадкой и пониженным тепловыделением. Для бетонных и железобетонных сборных конструкций и изделий, изготовляемых на заводах и. полигонах, требуется быстротвердеющий бетон. Бетон, применяемый в качестве стенового или теплоизоляционного материала, должен обладать малой теплопроводностью, а следовательно, малой средней плотностью, пористостью.
Бетон, таким образом, является одним из основных строительных материалов, который применяют во всех областях строительства.
Технико-экономические преимущества бетона и железобетона - низкий уровень затрат на изготовление конструкций в связи с применением местного сырья, возможность использования бетона в сборных и монолитных конструкциях различного назначения, механизация и автоматизация приготовления бетона и производства конструкций. Бетонная смесь при надлежащей укладке и уплотнении позволяет изготовить конструкции оптимальной формы с точки зрения строительной механики и архитектуры. Бетон является долговечным и огнестойким материалом, его плотность, прочность и другие характеристики можно изменять в широких пределах и получать материалы с необходимыми свойствами. Одним из существенных недостатков бетона является низкая прочность на растяжение, которая в 10-15 раз ниже прочности на сжатие. Этот недостаток устраняется в железобетоне, когда растягивающие напряжения воспринимает арматура.
Задача подбора состава бетона решается путем проведения предварительных расчетов л последующих экспериментальных работ, позволяющих установить или проверить зависимости, связывающие между собой отдельные характеристики или свойства бетона. Требования к качеству бетонов устанавливают в стандартах" на разновидности бетонов, стандартах и технических условиях по сборке бетонных и железобетонных изделий, в рабочих чертежах монолитных бетонных и железобетонных конструкций.
По показателям прочности бетона устанавливают их гарантированные значения - классы. Для ранее за проектированных конструкций в качестве показателей прочности существуют марки бетона. Марками бетона пользуются и для характеристики других свойств бетона: средней плотности, морозостойкости, водонепроницаемости (см. приложение).
Класс бетона определяется величиной гарантированной прочности на сжатие с обеспеченностью 0, 95, С учетом требований СНиП 2.03.01.-84 бетоны подразделяют на классы: В1; В1, 5; В2, 5; В3, 5; В5; В7, 5; В10; В12, 5; В15; В20; В25; ВЗО; В40; В45; В50; В55; В60.
Соотношение между классом и средней прочностью бетона, МПа, контролируемой испытанием образцов бетона размером 15x15x15 см, с учетом коэффициента вариации прочности бетона устанавливают по зависимости:
где В -- класс бетона по прочности на сжатие, МПа;
R - средняя прочность бетона, МПа;
t - безразмерный коэффициент (для обеспеченности класса бетона 0, 95 t = 1, 64);
V - коэффициент вариации прочности, %. Коэффициент вариации прочности бетона вычисляют по формуле:
где S - среднее квадратичное отклонение частных результатов испытания от средней прочности R, определяемое по формуле:
где R — предел прочности отдельного образца, п - число испытанных образцов. От коэффициента вариации зависит требуемая марка бетона, а следовательно, расход цемента в бетоне и его экономическая эффективность.
Для повышения однородности бетона необходимо применение цемента и заполнителей гарантированного качества, повышение уровня технологической дисциплины, автоматизации производства.
За проектную марку бетона по прочности на сжатие принимают сопротивление осевому сжатию, кгс/см2, эталонных образцов-кубов размером 15x15x15 см.
За проектную марку бетона по прочности на осевое растяжение принимают сопротивление осевому растяжению, кгс/см2, контрольных образцов. Эта марка назначается тогда, когда она имеет главенствующее значение. По прочности на осевое растяжение тяжелые бетоны разделяют на семь марок - от Р10 до Р40. Цифра в обозначении марки показывает минимальный фактический предел прочности при осевом растяжении бетона на 180-й день твердений, определенный по ГОСТ 10180-90.
Марка бетона по средней плотности, кг/м3, определяется фактическим значением показателя массы в единице объема. Масса тяжелых плотных бетонов не регламентируется, она колеблется в зависимости от плотности заполнителей. Средняя плотность легких, ячеистых поризованных бетонов Д регламентируется ГОСТ 12730.1-78.
Проектную марку бетона по морозостойкости характеризуют числом циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают образцы в условиях стандартных испытаний. Ее назначают для бетонов, подвергающихся многократному воздействию отрицательных температур. По морозостойкости тяжелые бетоны разделяют на следующие марки: F50; F75; F100; F150; F200; F300; F400; F500. Марку по морозостойкости устанавливают по ГОСТ 10060-95.
Проектную марку бетона по водонепроницаемости характеризуют односторонним гидростатическим давлением, при котором образцы бетона не пропускают воду в условиях стандартного испытания. Ее назначают для бетона, к которому предъявляют требования по плотности и водонепроницаемости. По водонепроницаемости тяжелые бетоны подразделяют на марки W2; W4; W6; W10; W12 (ГОСТ 12730.5-84; ГОСТ 26633-85)