Бетоном называют искусственный каменный материал, получаемый в результате расширения рационально подобранной, тщательно перемешанной и уплотненной смеси минерального вяжущего вещества, воды, заполнителей и в необходимых случаях специальных добавок. Смесь указанных компонентов до начала ее затвердевания называют бетонной смесью.
Вяжущее вещество и вода — активные составляющие бетона, которые в смеси обволакивают тонким слоем зерна заполнителя. Со временем вяжущее вещество затвердевает и связывает их, превращая бетонную смесь в прочный монолитный камень — бетон.
1. Общие сведения о бетоне
Готовая бетонная смесь, она же товарный бетон — подвижный состав из четырёх основных компонентов, замешиваемых в определенной пропорции: цемент, щебень, песок, вода. Аналогичная смесь, но без использования щебня, называется цементным раствором, правда в нем применяется песок более крупной фракции (модуль крупности).
Весовое соотношение компонентов для приготовления бетонной смеси примерно таково: Цемент -1 часть, Щебень 4 части, Песок — 2 части, Вода — 1/2 части. Например: цемент — 330 кг, щебень — 1250 кг, песок — 600 кг, вода — 180 литров. Естественно, эти цифры весьма приблизительны и на деле зависят от многих факторов таких как: требуемая марка бетона, марка цемента, характеристики щебня и песка, использования пластификаторов других добавок, и т.д. и т.п. Например: при использовании цемента м-400, бетон с таким составом покажет марку м-250. При цементе м-500, марка бетона будет уже м-350. Цифры условны! При производстве бетона на бетонном заводе, учитывается не один десяток параметров и характеристик.
Цемент и вода — главные компоненты бетона. Собственно на них возложена основная функция — связать все компоненты в единую монолитную структуру. Соблюдение правильной пропорции этих двух компонентов (водоцементное отношение) — главнейшая задача в производстве бетона. Важно учесть все нюансы: влажность щебня и песка, их влагопоглощение и т.д. и т.п. Цемент, взаимодействуя с водой (гидратация цемента), способен схватываться и твердеть, образуя так называемый цементный камень. Цементный камень при затвердевании деформируется. Объемная усадка достигает 2 мм/м. Вроде и не много, но из-за неравномерности этих усадочных процессов, возникают внутренние напряжения, появляются микротрещины. Эти микротрещины практически не видны, но прочность и долговечность цементного камня снижается. Для того, чтобы уменьшить эти деформации, в состав вводят заполнители: щебень и песок.
Легкие бетоны и изделия на их основе
... позволяет снизить плотность и улучшить тепловые свойства легкого бетона на основе пористых заполнителей. это полезно, когда нет пористого песка или свойства заполнителей не позволяют получить легкие бетоны заданной плотности. В строительстве находит преимущественное применение ...
Цемент — гидравлическое вяжущее вещество при перемешивании с водой и твердении в течение определенного срока на воздухе или под водой превращается в нерастворимый в воде материал. Для тяжелого бетона применяют портландцемент и его разновидности, а также глиноземистый цемент и другие вяжущие, отвечающие требованиям соответствующих ГОСТов.
Марку цемента назначают в зависимости от проектной марки бетона по прочности при сжатии:
|
Марка бетона |
М150 |
М200 |
М250 |
М300 |
М350 |
М400 |
М450 |
М500 |
М600 и выше |
|
|
Марка цемента |
М300 |
М300 М400 |
М400 |
М400 М500 |
М400 М500 |
М500 М600 |
М550 М600 |
М600 |
М600 |
|
Если марка цемента выше той, которая рекомендуется для данного бетона, то надо разбавить высокоактивный цемент тонкомолотой активной добавкой, чтобы избежать перерасхода высокомарочного цемента.
Преимуществами бетона и железобетона являются: низкий уровень затрат на изготовление конструкций в связи с применением местного сырья, возможность применения в сборных и монолитных конструкциях различного вида и назначения, механизация и автоматизация приготовления бетона и производства конструкций. Бетон при надлежащей обработке позволяет изготавливать конструкции оптимальной формы с точки зрения строительной механики и архитектуры. Бетон долговечен и огнестоек, его плотность, прочность и другие характеристики можно изменять в широких пределах и получать материал с заданными свойствами.
Недостатком бетона , как любого каменного материала, является низкая прочность на растяжение, которая в 10-15 раз ниже прочности на сжатие. Этот недостаток устраняется в железобетоне, когда растягивающие напряжения воспринимает арматура.
Близость коэффициентов температурного расширения и прочное сцепление обеспечивают совместную работу бетона и стальной арматуры в железобетоне, как единого целого. В силу этих преимуществ бетоны различных видов и железобетонные конструкции из них являются основой современного строительства.
2. Классификация бетонов
По плотности бетоны подразделяют на:
1. особо тяжёлый (плотность свыше 2500 кг/м?) — баритовый, магнетитовый, лимонитовый;
2. тяжёлый (плотность 2200—2500 кг/м?);
3. облегченные (плотность 1800—2200 кг/м?);
4. легкий (плотность 500—1800 кг/м?) — керамзитобетон, пенобетон, газобетон, арболит, вермикулитовый, перлитовый;
5. особо лёгкий (плотность менее 500 кг/м?).
В зависимости от структуры бетоны разделяют на:
1. бетоны плотной структуры, у которых все пространство между зернами заполнителя занимают затвердевшее вяжущее и поры вовлеченного в него воздуха;
2. бетоны поризованной структуры, пространство между зернами заполнителя которых заполнено затвердевшим вяжущим и поризованным пено- или газообразователем;
3. ячеистые бетоны, состоящие из затвердевшего вяжущего и кремнеземистого компонента и пор равномерно распределенных и образованных газо- или пенообразователями;
4. бетоны крупнопористой структуры, у которых пространство между зернами крупного заполнителя не полностью заполнено мелкими заполнителями и затвердевшими вяжущими.
По назначению бетоны подразделяют на:
1. конструкционные — для бетонных и железобетонных несущих конструкций зданий и сооружений (фундаментные блоки, колонны, балки, плиты и др.);
2. гидротехнические — для возведения плотин, шлюзов, облицовки каналов и др.;
3. бетон для стен зданий и легких перекрытий;
4. дорожный — для устройства дорожных и аэродромных покрытий; специальные — химически стойкие, жаростойкие, декоративные, особотяжелые для биологической защиты, бетонополимеры, полимербетоны и др.
По виду вяжущего выделяют :
1. цементные (наиболее распространенные);
2. силикатные (известково-кремнеземистые);
3. гипсовые, смешанные (цементно-известковые, известково-шлаковые и т.п.);
4. специальные — применяемые при наличии особых требований (жаростойкости, химической стойкости и др.).
По виду заполнителя различают бетоны на: плотных, пористых, специальных заполнителях, удовлетворяющих специальным требованиям (защиты от излучений, жаростойкости, химической стойкости и т.п.).
В правильно подобранной бетонной смеси расход цемента составляет 8-15%, а заполнителей — 80-85% (по массе).
В виде заполнителей применяют местные каменные материалы: песок, гравий, щебень, а также побочные продукты промышленности (например, дробленные и гранулированные металлургические шлаки), характеризующиеся сравнительно невысоким уровнем издержек производства.
Добавки для бетонов:
1. Регулирующие свойства бетонных смесей: пластифицирующие; стабилизирующие; водоудерживающие; улучшающие перекачиваемость; регулирующие сохраняемость бетонных смесей; замедляющие схватывание ускоряющие схватывание; поризующие (для легких бетонов): воздухововлекающие, пенообразующие, газообразующие ;
2. Регулирующие твердение бетона: замедляющие твердение, ускоряющие твердение;
3. Повышающие прочность и (или) коррозионную стойкость, морозостойкость бетона и железобетона, снижающие проницаемость бетона: водоредуцирующие, кольматирующие, газообразующие, воздухововлекающие, повышающие защитные свойства бетона по отношению к стальной арматуре (ингибиторы коррозии стали);
4. Придающие бетону специальные свойства: противоморозные (обеспечивающие твердение при отрицательных температурах); гидрофобизирующие.
3. Заполнители для бетона
Заполнители (песок, щебень или гравий) занимают до 80 — 85 % объема бетона и образуют его жесткий скелет препятствующий усадке. Применяя заполнители с различными свойствами, можно получать бетоны с разнообразными физико-механическими показателями, например, легкие, жароупорные и пр.
По происхождению заполнители подразделяют на три группы :
1) природные, в том числе из попутно добываемых пород и отходов обогащения; 2) из отходов промышленности; 3) искусственные (специально приготовленные).
Природные материалы и материалы из отходов промышленности, получаемые без изменения их химического состава и фазового состояния, характеризуются соответственно происхождением и петрографическим наименованием горных пород или видом отходов. Например, изверженные глубинные (интрузивные) породы — гранит, сиенит, диорит; доменные отвальные шлаки. Природные заполнители бетона должны быть долговечными, твердыми и без излишнего количества глины, суглинка, ила, слюды, сланца, черта (кремнистого сланца), щелочей и органических веществ. Заполнитель должен тщательно выбираться.
Искусственные заполнители характеризуются видом сырья (природное, из отходов или их смесь) и технологией производства (способ обработки).
Например, получаемые из природного сырья обжигом со вспучиванием— керамзит; получаемые поризацией расплава доменных шлаков — шлаковая пемза.
Для изготовления легких бетонов применяют пористые заполнители. Они бывают природные и искусственные. Природные заполнители получают путем дробления пористых горных пород — вулканического туфа, пемзы, известкового туфа, известняка-ракушечника и некоторых других. Они относятся к местным материалам и используются для строительства в районах, незначительно удаленных от месторождения. Более распространены искусственные пористые заполнители, которые подразделяют на специально изготовляемые и заполнители из отходов промышленности.
К специально изготовляемым пористым заполнителям относят керамзит , аглопорит, вспученный перлит, вспученный вермикулит, шлаковую пемзу, зольный гравий. Керамзит — продукт обжига вспучивающихся глин. Из отходов промышленности используют топливные шлаки и золы.
3.1 Мелкий заполнитель
Мелкий заполнитель — песок. Для приготовления тяжелых бетонов применяют природные пески, образовавшиеся в результате естественного разрушения горных пород, а также искусственные, полученные путем дробления твердых горных пород и из отсевов. Качество песка, применяемого для изготовления бетона, определяется минеральным составом, зерновым составом и содержанием вредных примесей. В качестве мелкого заполнителя для тяжелого бетона используют природный песок крупностью от 0,16 до 5мм и имеющий плотность более 1,8 г/см3.
Природные пески представляют рыхлую смесь зерен различных минералов, входивших в состав изверженных (реже осадочных) горных пород (кварца, полевого шпата, кальцита, слюды и др.).
Природные пески разделяются наречные, морские и горные (овражные).
Речные и морские пески имеют округлую форму зерен; горные содержат остроугольные зерна, что обеспечивает их лучшее сцепление с бетоном. Однако горные пески обычно больше загрязнены вредными примесями, чем речные и морские.
Искусственные пески получают дроблением твердых и плотных горных пород, а также отвальных металлургических шлаков. Дробленые пески имеют высокую стоимость, и поэтому, их применяют для обогащения мелкого природного песка в бетоне.
Заполнитель должен состоять из зерен разного размера (разных фракций), при этом количество крупных, средних и мелких зерен устанавливается на основе проверенных рекомендаций таким образом, чтобы зерна меньшего размера располагались в пустотах между крупными. Чем компактнее расположены зерна заполнителей, тем меньше объем пустот. Зерновой (гранулометрический) состав песка определяют просеиванием высушенной средней пробы (1000 г) через стандартный набор сит с размерами отверстий 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,16 мм. Мелкие частицы песка (пыль) имеют размер менее 0,16 мм. В песке зерен гравия от 5 до10 мм допускается не более 5%, зерен крупнее 10 мм — не должно быть.
Для оценки крупности песка применяют безразмерный показатель — модуль крупности, который вычисляют как отношение суммы полных остатков на ситах, ко всей пробе, принятой за 100.
В зависимости от зернового состава песок разделяют на крупный, средний, мелкий
Мелкие частицы (пыль, ил, глина) увеличивают водопотребность бетонных смесей и расход цемента в бетоне. Поэтому содержание в песке зерен, проходящих через сито 0,16 мм, должно быть не более 10% по массе, при этом количество пылевидных, илистых и глинистых частиц, определяемых отмучиванием, не должно превышать 3%. Глина набухает при увлажнении и увеличивается в объеме при замерзании, снижая морозостойкость.
Классификация песков по крупности
|
Группа песков |
Полный остаток на сите с сеткой 0,63 мм, % |
Модуль крупности |
|
|
Крупный |
50-75 |
3,5-2,5 |
|
|
Средний |
35-50 |
2,5-2 |
|
|
Мелкий |
20-35 |
2-1,5 |
|
В природном песке и в гравии могут содержаться органические примеси (например, продукты разложения остатков растений), в частности, органические гумусовые кислоты, которые понижают прочность бетона и даже разрушают цемент. Наличие органических примесей определяют колориметрическим (цветовым) методом.
Глинистые и пылевидные частицы, органические примеси, сернистые и сернокислые соединения являются вредными примесями в песке. Глинистые примеси, обволакивая тонким слоем зерна песка, ухудшают сцепление их с цементным камнем и снижают прочность бетона. Органические примеси (остатки растений, перегной и т. п.) снижают прочность цементного камня и могут явиться источником его разрушения. Сернистые и сернокислые соединения (гипс, серный колчедан и др.) спос обствуют коррозии бетона.
3.2 Крупный заполнитель
Крупный заполнитель: для тяжелого бетона это гравий или щебень
Гравий — рыхлая смесь зерен округлой формы размером 5-70 мм, образовавшихся в результате естественного разрушения (выветривания) твердых , горных пород. Гравий может быть горным (овражным), речным и морским. Горный гравий имеет шероховатую поверхность и содержит обычно примеси песка, глины, пыли и органических веществ. Речной и морской гравий чище горного, но зато с гладкой поверхностью, что ухудшает сцепление с цементно-песчаным раствором. Для улучшения сцепления его можно дробить на щебень.
Щебень — рыхлая смесь, получаемая дроблением больших кусков различных твердых горных пород, а также кирпичного боя, шлаков и др. Полученную смесь зерен различных размеров (5 — 70 мм) подвергают рассеву на отдельные фракции. В зависимости от размера зерен гравий и щебень подразделяют на фракции 5-10, 10 — 20, 20 — 40 и 40 -70мм. В каждой фракции гравия или щебня должны быть зерна всех размеров — от наибольшего до наименьшего для данной фракции.
Для приготовления бетона более экономичен предельно крупный гравий или щебень, так как при этом снижается расход цемента. Но наибольший размер зерен крупного заполнителя должен быть не более 1/3 наименьшего размера бетонируемой конструкции или не более 3/4 наименьшего расстояния между стержнями арматуры. При бетонировании плит допускается применение до 50 % зерен крупного заполнителя наибольшей крупности, равной половине толщины плиты. Содержание зерен крупнее установленного наибольшего размера допускается не более 5% по массе гравия или щебня.
Содержание в гравии или щебне лещадных или игловидных зерен не должно превышать 15 % по массе.
Для тяжелых бетонов следует применять щебень, получаемый из горных пород, имеющих прочность в 1,5 — 2 раза выше заданной марки бетона. Содержание в щебне зерен слабых, выветрившихся пород не должно превышать 10%по массе. Проверяется также морозостойкость гравия и щебня. Окончательно пригодность гравия или щебня для бетона требуемой марки устанавливают по результатам испытания бетона на данном заполнителе.
Прочность заполнителей влияет на прочность бетона. Требования по прочности устанавливают только для крупного заполнителя, поскольку обычно применяемые в качестве мелкого заполнителя кварцевые пески заведомо прочнее бетона: предел прочности при сжатии кварца свыше 1000 МПа, а максимальная прочность бетона по ГОСТ 26633—85 составляет 80 МПа.
Прочность крупного заполнителя нормируют с учетом прочности бетона. Так, марка щебня из естественного камня должна превышать прочность бетона не менее чем в 1.5…2 раза. Во всех случаях щебень из изверженных горных пород должен быть марки не ниже 80 МПа, из метаморфических пород — не ниже 60, из осадочных пород — не ниже 30 МПа. Содержание в щебне и гравии зерен слабых и выветренных пород — не более 10 % по массе.
Морозостойкость щебня и гравия должна обеспечивать получение проектной марки бетона по морозостойкости. Определяют ее путем циклического замораживания и оттаивания пробы заполнителя в водонасыщенном состоянии. Для предварительной оценки морозостойкости разрешается ускорять испытание путем насыщения пробы в растворе сернокислого натрия и последующего высушивания ее. По морозостойкости крупные заполнители подразделяют на семь марок: 15, 25, 50, 100, 150, 200 и 300. Марка заполнителя по морозостойкости характеризует число циклов замораживания — оттаивания, при котором потеря массы пробы не превышает 5% (исключение составляют марки F15 и F25, для которых установлен предел 10 %).
4. Свойства заполнителей
Для того, чтобы точно и четко определить свойство каждого конкретного заполнителя, следует изучить его отдельное зерно. Заполнители оцениваются по плотности, форме зерен, величине зерен и прочности зерен. Эти свойства, а также требования, например по морозоустойчивости, по количеству вредных примесей и по количеству легких органических загрязнений определяют возможности их применения в том или ином строительстве или в той или иной сфере. бетон заполнитель
Плотность
Среди различных типов и видов заполнителей различают нормальные и тяжелые каменные заполнители, а также легкие каменные заполнители и каменные заполнители повторного использования.
Форма зерен
Форма зерна заполнителя — очень важный момент, поскольку форма зерна позволяет оставлять пустоты, большие или меньшие, и это напрямую зависит от формы зерен заполнителя. Заполнители из камня должны по возможности иметь круглую, шарообразную форму, или они должны быть с гранями, типа кубиков. Очень плоские или удлиненные формы зерен имеют большую поверхность, чем кубическая форма.
Величины зерен
Каменный заполнитель состоит из зерен различных размеров. Многие следующие друг за другом размеры зерен дают группу зерен, которая называется гранулометрическим составом поставки. Такое разделение на классы по размерам зерен необходимы, поскольку для проектирования физических параметров и свойств будущей строительной детали важно знать точно вес, плотность и пористость получаемого при помощи данного заполнителя материала. Для получения величин зерен одной группы, т.е. одного гранулометрического состава, дается величина двух граничных сит. Например, группа зерен гранулометрического состава 8/16 состоит из зерен диаметром 8 мм и зерен диаметром16 мм. Зерна 16 мм называются наибольшими зернами, а зерна диаметром чуть больше 8 мм — наименьшими зернами. С помощью дополнительного набора сит 1 можно составить группы зерен другого гранулометрического состава. К дополнительному набору сит 1 относятся граничные сита 5,6; 11,2; 22,4 и 45. Для массовых бетонных работ может быть образована смесь зерен из тонкого и грубого каменного заполнителя до максимальной величины 45 мм.
Прочность зерен
Прочность зерна в наполнителе играет важную роль в определении прочности будущей конструкции, выполненной с применением определенного заполнителя. Зерна каменного заполнителя должны быть так прочны, чтобы изготовленный с их применением раствор или бетон достигал требуемых свойств. Как природный, так и искусственно приготовленный заполнитель удовлетворяет в основном этим требованиям.Выветренные камни, глины и шифер не пригодны для использования в качестве заполнителя, поскольку их прочность отличается от прочности остального материала, поэтому они должны удаляться из заполнителя.
Морозоустойчивость
Как известно, вода, проникая внутрь строительной конструкции, остается там довольно продолжительное время, иногда долгие недели. При наступлении холодов вода замерзает, и, расширяясь в объеме, попросту разрывает материал, нанося, таким образом, колоссальный ущерб строительным конструкциям. Рано или поздно такое действие мороза и воды может привести к самым непредсказуемым последствиям. Единственный выход для обеспечения морозоустойчивости будущего бетона — сделать его закрытым для влаги, то есть влагостойким. Заполнитель из камня, который быстро всасывает воду и может быть разрушен действием мороза, категорически не подходит для внешних и несущих конструкций. В основном природные пески и гравий или полученные из них путем дробления заполнители подвержены разрушению действием мороза.
Вредные примеси
Химический состав некоторых компонентов бетонов и растворов таков, что может реагировать на некоторые примеси, которые называют вредными для этих смесей. Вредные примеси мешают схватыванию и твердению растворов и бетонов,снижают их прочность или плотность, ведут к отслаиванию или негативно влияют на защиту от коррозии арматуры. Такими материалами являются, например, суглинок, глина и гумус.
5. Требования к заполнителям
Регулярные требования к заполнителям
Для заполнителя имеются различные категории требований. Они должны быть для каждого приготовленного заполнителя заданы в соответствии с требованиями, которые предъявляются к будущей конструкции. Для безошибочного применения могут быть выбраны различные категории. Для упрощения все свойства, для которых должны выполняться многие требования, должны удовлетворять так называемым регулярным требованиям. Эти регулярные требования должны выполняться изготовителем каменного заполнителя, если для его применения не были заключены особые соглашения. Регулярные требования установлены для всего ряда свойств. Для плотности зерен, восприятия воды и плотности в навале имеются величины, а требований не имеется, поскольку эти свойства заполнителей никак не влияют на конечную продукцию.
Геометрические требования к заполнителям
Всякий гранулометрический состав описывается данными о величине зерен, выраженной соотношением d/D. Обозначения группы гранулометрического состава соответствуют величинам сит основного набора сит и дополнительного набора сит. Такие сита являются средством сортировки заполнителей для того, чтобы иметь возможность выбора определенного гранулометрического состава его для приготовления определенного раствора с заданными свойствами и параметрами.
Для тонкого каменного заполнителя (песок) изготовитель должен дать свою среднюю линию сит. Этот типичный для своего предприятия гранулометрический состав должен всегда иметь заданные граничные отклонения. Установленный таким образом мелкий заполнитель получает сортовой номер и может быть изменен только с присвоением нового сортового номера.
В грубом каменном заполнителе различают узко-ступенчатый и широко-ступенчатый гранулометрический состав.Узко-ступенчатый гранулометрический состав. Ему соответствуют, например, группы гранулометрического состава 2/8, 8/16и 16/32. Такая смесь получается боле однородной по своему составу, а следовательно и более плотной.
Широко-ступенчатый гранулометрический состав распространяется на ряд далеко отстоящих друг от друга сит. При этом должно быть обеспечено прохождение смеси через «среднее сито». Полученная благодаря такому составу смесь отличается боле разнородной консистенцией, а следовательно и наличием пустот и повышенной пористостью конструкции. Однако применение такого состава часто необходимо для обеспечения большей теплоизоляции за счет повышения пористости, а также для облегчения конструкции.
Испытание
Проверка качества заполнителей необходима для того, чтобы получить возможность убедиться в том, что заполнитель соответствует заданным свойствам. Заполнитель из камня поставляется, как правило, уже с требуемыми свойствами. Также необходимой была оценка по внешнему виду.
По внешнему виду на стройплощадке можно определить плотностьили пористость камня. С помощью легких ударов молотком можно оценить прочность зерен. Поверхность зерен может быть гладкой или шероховатой.
Она должна быть чистой и не загрязненной другими материалами. Форма зерен должна быть округлой или кубической. Количество плоских и удлиненных зерен не должно превышать половины (real-cottage.ru автор) количества заполнителя. При оценке чистоты необходимо следить за тем, чтобы в составе заполнителя не было включений древесины, листвы, гумуса, а также никаких глинистых или шиферных составляющих. Таким образом, проверка заполнителей перед смешиванием раствора дает гарантированную смесь, которая отвечает свойствам и требованиям, предъявляемым к будущей строительной детали или строительной конструкции.
Поверхностная влажность заполнителей
При определении количества воды затворения для изготовления раствора и бетона необходимо учитывать поверхностную влажность заполнителя. Такое определение необходимо в частности для того, чтобы точно определить количество воды, которое предстоит прибавить к раствору. Слишком малое или слишком большое количество воды, которое прибавлено к раствору, может привести к неправильному застыванию его и в результате к браку строительной детали или части конструкции. Под поверхностной влажностью понимают воду на поверхности камня и между зернами камня. Точная величина поверхностной влажности заполнителя определяется с помощью обжигового опыта. Для этого из заполнителя отбирается образец (определенное количество заполнителя), который взвешивается, высушивается в обжиговой (сушильной) печи и снова взвешивается. Разница в весе в процентах, отнесенная к весу сухого образца, дает нам поверхностную влажность. Поверхностная влажность зависит от величины зерен, способа складирования и погоды. Смесь зерен 0/32 имеет обычно поверхностную влажность около 3%. Это дает при количестве заполнителя 2000 кг на каждый куб. м готового бетона количество воды около 60 литров.
6. Роль заполнителей
Заполнители занимают в бетоне до 80 % объема и оказывают влияние на свойства бетона, его долговечность и стоимость. Введение в бетон заполнителей позволяет резко сократить расход цемента, являющегося наиболее дорогим и дефицитным компонентом. Кроме того, заполнители улучшают технические свойства бетона.
Жесткий скелет из высокопрочного заполнителя несколько увеличивает прочность и модуль деформации бетона, уменьшает деформации конструкций под нагрузкой, о также ползучесть бетона — необратимые деформации, возникающие при длительном действии нагрузки. Заполнитель уменьшает усадку бетона, способствуя получению более долговечного материала. Усадка цементного камня при его твердении достигает 1 … 2 мм/м. Из-за неравномерности усадочных деформаций возникают внутренние напряжения и даже микротрещины.
Заполнитель воспринимает усадочные напряжения и в несколько раз уменьшает усадку бетона по сравнению с усадкой цементного камня.
Пористые естественные и искусственные заполнители, обладая малой плотностью, уменьшают плотность легкого бетона, улучшают его теплотехнические свойства. В специальных бетонах (жаростойких, для защиты от радиации и др.) роль заполнителя очень высока, так как его свойства во многом определяют специальные свойства этих бетонов.
В силикатных бетонах заполнитель помимо своего обычного назначения играет особо важную роль, так как его зерна с поверхности вступают во взаимодействие с вяжущим веществом и от их минералогического состава и удельной поверхности во многом зависят свойства получаемого бетона.
Стоимость заполнителя составляет 30 …50% (а иногда и более) от стоимости бетонных и железобетонных конструкций, поэтому применение более доступных и дешевых местных заполнителей в ряде случаев позволяет снизить стоимость строительства, уменьшает объем транспортных перевозок, обеспечивает сокращение сроков строительства.
Правильный выбор заполнителей для бетона, их разумное использование — одна из важных задач технологии бетона.
Таким образом, роль заполнителей очень велика. Это, во-первых, -создать структурный каркас, который воспринимает усадочные напряжения, и в результате — готовый бетон даёт меньшую усадку. Во-вторых,- увеличить прочность и модуль упругости бетона (снижение деформаций конструкции под нагрузкой), уменьшает ползучесть (когда бетон необратимо деформируется при длительных нагрузках).
В-третьих,- заполнители существенно удешевляют бетон. Ведь цемент стоит значительно дороже чем щебень и песок.
Список литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/na-temu-zapolniteli-dlya-betonov/
1. Барташевич А.А. Материаловедение. — Ростов н/Д.: Феникс, 2008.
2. Вишневецкий Ю.Т. Материаловедение для технических колледжей: Учебник. — М.: Дашков и Ко, 2008.
3. Моряков О.С. Материаловедение: Учебник для СПО. — М.: Академия, 2008.
4. Ржевская С.В. Материаловедение: Учебник для ВУЗов. — М.: Университетская книга Логос, 2006.
5. Справочник по конструкционным материалам. / Под ред. Арзамасова Б.Н. — М.: МГТУ им. Баумана, 2009.
