Подбор состава бетонной смеси

Контрольная работа по материаловедению.

Барнаул – 2008

Содержание:

1. Подбор состава бетонной смеси.

2. Основные свойства бетонной смеси.

3. Специальные бетоны, требования к ним и свойства:

Ø Гидротехнические бетоны.

Ø Дорожный бетон и бетонные покрытия полов промышленных зданий.

Ø Бетон для защиты от радиоактивных излучений.

Ø Жаростойкий бетон.

Ø Кислотоупорный бетон.

Ø Бетонополимер.

Ø Бетон, упрочненный волокнами

Подбор состава бетонной смеси.

Бетон на неорганических вяжущих веществах представляет собой искусственный каменный материал, получаемый в результате формования и твердения правильно подобранной бетонной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды, заполнителей и специальных добавок.

Бетонной смесью называют рационально составленную и тщательно перемешанную смесь компонентов бетона до начала процессов схватывания и твердения. Состав бетонной смеси определяют, исходя из требований к самой смеси и к бетону.

Вяжущее вещество и вода являются активными составляющими бетона, так как вследствие происходящего между ними химического взаимодействия вяжущее тесто превращается в камневидное тело и цементирует при этом зерна крупного и мелкого заполнителей. Мелкий и крупный заполнители в бетоне называются инертными заполнителями, или инертными составляющими бетона. Их добавляют к вяжущему тесту для создания прочного скелета, препятствующего сильной усадке бетона, а также для сокращения расхода вяжущего.

В качестве вяжущего вещества для приготовления бетонов чаще всего применяют портландцемент и другие цементы (пуццолановый портландцемент, шлакопортландцемент, быстротвердеющий цемент, известковозольный цемент) как в чистом виде, так и с добавкой других вяжущих, обладающих достаточно высокой активностью; применяют также известь (в виде известкового теста, молотой кипелки или пушонки) и строительный гипс.

Известь – слабое и медленно твердеющее вяжущее, поэтому для повышения прочности бетона к ней прибавляют цемент. Целесообразно использовать для приготовления бетона молотую известь-кипелку в смеси с известковым тестом. Присутствие извести-кипелки ускоряет процесс твердения бетона.

Портландцемент – гидравлическое вяжущее, представляющее собой продукт тонкого помола цементного клинкера.

Пуццолановый портландцемент – гидравлическое вяжущее, получаемое в результате совместного тонкого помола портландцементного клинкера и какой-либо кислой гидравлической добавки (трепела, диатомита, пемзы и др.)

Шлакопортландцемент получают совместным тонким помолом портландцементного клинкера и гранулированного доменного шлака, образующегося в доменных печах при выплавке чугуна из железной руды.

Широкое распространение получило известково-кремнеземистое вяжущее, получаемое сверхтонким помолом на вибромельнице негашеной извести и кварцевого песка или кварцевой опоки.

В качестве крупного заполнителя применяют природный гравий и щебень из плотных каменных пород: гранитов, известняков, песчаников, доломитов. В силу условий своего образования частицы гравия бывают в той или иной мере окатаны, не имеют острых углов и ребер. Частицы щебня, полученные дроблением крупных камней, имеют острые углы, поэтому обладают лучшим сцеплением в бетоне.

Наибольший размер крупного заполнителя подбирается в зависимости от наименьших размеров бетонируемой конструкции или расстояния между стержнями арматуры, а также в зависимости от типа и вместимости бетоносмесителей.

В качестве мелкого заполнителя применяют пески – природные (речные, морские, горные или овражные) и искусственные (в виде отхода, получаемого при дроблении твердых горных пород на камнедробилках). Пески засоленные, содержащие различные минеральные соли, для производства бетонной смеси не пригодны.

Значительное влияние на качество бетона оказывает вода. Для затворения бетонной смеси применяют чистую пресную воду. Нельзя употреблять для этой цели воды сточные, из торфяных болот, содержащие в растворе гуминовые кислоты, а также воду, содержащую отходы химических производств. Если в составе бетонной смеси будет слишком много воды, кромки сформированных бетонных деталей будут оплывать. Недостаточное количество воды в бетонной смеси приводит к рассыпанию деталей, вынутых из формы. На практике количество воды, потребной для затворения вяжущего, устанавливают испытанием на прочность образцов изделий или кубиков с различным содержанием воды при одном и том же содержании вяжущего.

Состав бетонной смеси обозначают в виде расхода материалов на 1 м³ уплотненной смеси, например: цемента (Ц) – 300 кг; воды (В) – 180 кг; мелкого заполнителя (песка) (П) – 600 кг; крупного заполнителя (К) (щебня или гравия) – 1200 кг; смеси – 2280 кг/м³.

При изготовлении бетонной смеси материалы дозируют по массе автоматическими дозаторами. Можно обозначить состав бетонной смеси в виде соотношения по массе (реже по объему, что менее точно) между количествами цемента, мелкого и крупного заполнителя с обязательным указанием водоцементного отношения.

По своему строению бетонная смесь представляет единое физическое тело, в котором частицы вяжущего, вода и зерна заполнителя связаны внутренними силами взаимодействия. Основной структурообразующей составляющей в бетонной смеси является цементное тесто. По мере развития процесса гидратации цемента возрастает дисперсность частиц твердой фазы и увеличивается клеющая и связующая способность цементного теста.

Независимо от вида бетона бетонная смесь должна удовлетворять двум главным требованиям: 1) обладать хорошей удобоукладываемостью, соответствующей применяемому способу уплотнения и 2) сохранять при транспортированию и укладке однородность, достигнутую при приготовлении.

При действии возрастающего усилия бетонная смесь вначале претерпевает упругие деформации, когда же преодолена структурная прочность, она течет подобно вязкой жидкости. Поэтому бетонную смесь называют упруго-пластично-вязким телом, обладающим свойствами твердого тела и истинной жидкости.

Процесс приготовления бетонной смеси распадается на следующие операции: подача со склада заполнителей и цемента к смесительным установкам, дозирование отдельных компонентов, механическое перемешивание их и выдача готовой бетонной смеси на транспортные средства для подачи к местам укладки.

Бетонную смесь, как правило, приготовляют централизованно на бетонных заводах. В зависимости от заданной проектом марки бетона и предъявляемых к нему особых требований, марки цемента и имеющихся заполнителей в лаборатории подбирают состав бетона. Приготовляют бетонную смесь в бетоносмесителях.

Состав бетонной смеси должен обеспечить бетону к определенному сроку заданные свойства: прочность, морозостойкость, водонепроницаемость и др.