Специальные виды бетонов

Министерство  образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего  и профессионального образования

Иркутский Государственный Технический Университет 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ

на тему: «Специальные виды бетонов» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил:  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Иркутск 2009 

    Содержание.

1.Введение…………………………………………………………………………3

2.Высокопрочные  бетоны………………………………………………………...3

3.Гидротехнические  бетоны……………………………………………………...7

4.Мелкозернистые  бетоны………………………………………………………..8

5.Жаростойкие  бетоны……………………………………………………………8

6.Жароупорные  бетоны………………………………………………………….10

7.Кислотостойкие бетоны……………………………………………………….13

8.Бетоны для  дорожного и аэродромного покрытия…………………………..14

9.Полимерные  бетоны…………………………………………………………...15

10.Железобетон…………………………………………………………………..17

      10.1.Понятие о железобетоне………………………………………………….17

      10.2.Преимущества и недостатки  железобетона………………………………19

      10.3.Виды железобетонных конструкций……………………………………...21

11.Список литературы…………………………………………………………...25 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    1.Введение.

    Бетонами называют искусственные каменные материалы, получаемые при затвердевании тщательно перемешанной и уплотнённой бетонной смеси из вяжущего вещества, мелкого и крупного заполнителей, затворителя (воды), взятых в определённых количествах. В строительстве широко используются бетоны, приготовленные на цементах и других минеральных вяжущих веществах.

    Специальные виды бетонов отличаются от обычных составом вяжущих и заполнителей, а также введением добавок. 

    2.Высокопрочные бетоны.

    Благодаря своим превосходным свойствам —  отличному соотношению прочности  к объемной плотности, высокой плотности  и долговечности — высокопрочный  бетон все чаще используется для  решения различных практических задач строительства. С точки  зрения современной технологии, производство высокопрочного бетона сегодня не представляет принципиальных трудностей. Тем не менее непременное достижение проектных качеств свежего и затвердевшего бетона, а также выбор технологически и экономически оптимального состава бетона требуют серьезной научной и практической подготовки.

    Под высокопрочным бетоном мы понимаем плотные бетоны класса прочности  выше C55 (данная цифра обозначает характерную  прочность на сжатие выдержанного в  воде бетонного цилиндра высотой 300 мм и диаметром 150 мм в возрасте 28 дней). Для производства высокопрочного бетона водоцементное отношение (отношение В/Ц) должно быть значительно ниже 0,4, за счет чего уменьшается пористость и повышается прочность матрицы цементного камня. При минимальном отношении В/Ц и, следовательно, низком содержании воды в смеси удобоукладываемость бетона в реальных условиях достигается лишь за счет увеличения содержания вяжущего и особенно за счет добавления пластификатора. Зерна заполнителя должны обладать высокой прочностью и по возможности высоким модулем упругости. Также необходимо очень хорошее сцепление между зернами заполнителя и матрицей цементного камня. В данном случае превосходный результат достигается за счет добавления пуццолановых вяжущих.

    В качестве вяжущих могут употребляться в принципе все стандартные типы цементов. При выборе цемента следует обратить внимание на следующие позиции:

совместимость цемента и пластификатора;

водопотребление или тонкость помола;

характер нарастания прочности и желаемое значение конечной прочности;

характер выделения  тепла в процессе гидратации с  учетом размеров строительной конструкции.

    Чтобы получить высокую начальную прочность, необходимо использовать портландцемент. Как показывает опыт, в случае производства крупногабаритных элементов или при повышенной температуре окружающей среды целесообразно скомбинировать портландцемент и шлакоцемент, заменив также одну часть портландцемента на золу-унос каменного угля. Заполнители должны отвечать требованиям соответствующих норм. Важную роль играют прочность, водопоглощение (форма зерна, гранулометрический состав) и химическая активность (предотвращение щелочных реакций). Чтобы уверенно выйти на прочность выше100 Н/куб. мм, рекомендуется применять мелкий базальтовый, габбровый или гранитный щебень.

    В качестве минеральных добавок при  производстве высокопрочных бетонов  используются: микрокремнезем, зола-унос каменного угля, метакаолин, нанокремнезем (кремневая кислота) и каменная мука (кварцевая и известняковая мука). Микрокремнезем имеет в данном контексте особое значение: сферические частицы микрокремнезема диаметром примерно 0,2 микрометра заполняют пустоты между частицами цемента и усиливают сцепление между зернами заполнителя и цементным камнем за счет разрушения низкопрочных кристаллов портландита (пуццолановая реакция).

    Обязательным  условием при изготовлении высокопрочных  бетонов является использование  пластификаторов в качестве химических добавок. В недавнем прошлом особой популярностью пользовались пластификаторы на основе сульфонатов нафталина и меламина (действие осуществляется за счет электростатического отталкивания одинаково заряженных ионов на поверхности частицы, а также за счет уменьшения поверхностного натяжения воды). В последние годы все большее применение находят эфиры поликарбоксилата, которые наряду с вышеназванными эффектами обладают дополнительным преимуществом: структуры макромолекул полимера, которые скапливаются на поверхности частицы, фактически берут на себя функцию распорок. В данном случае речь идет о пространственной (стерической) стабилизации. По сравнению с другими реагентами, даже минимальная доза продуктов на основе эфиров поликарбоксилата обеспечивает адекватное разжижающее действие и продлевает сроки удобоукладываемости бетонной смеси. При этом необходимо учитывать замедление гидратации цемента.

    Главной задачей при производстве высокопрочных  бетонных смесей является обеспечение  достаточной удобоукладываемости  бетонной смеси в течение предусмотренного периода.

    Удобоукладываемость бетона проверяется в ходе соответствующих испытаний в реальных условиях (смешивание, транспортировка, укладка, последующий уход за бетоном). Для высокопрочных бетонов в особенности рекомендуются высокоподвижные смеси (осадка конуса с применением шокового воздействия 50... 65 см), поскольку они легко поддаются перекачке бетононасосом.

    Уход  оказывает значительное влияние  на качество бетона. Предпочтение следует  отдавать влажностной обработке. В  условиях высоких требований к непроницаемости  и долговечности элементов конструкции  продолжительность ухода должна составлять не менее трех дней.

    Чтобы избежать ошибок при производстве, укладке и уходе за бетоном, необходимо составить план контроля качества.

    Благодаря относительно высокому содержанию цемента, использованию микрокремнезема  и низкому водоцементному отношению высокопрочные бетоны при затвердевании развивают следующие качества (в сравнении с традиционными бетонами):

более быстрое  нарастание температуры в строительной конструкции;

повышенная скорость потребления и связывания воды в процессе гидратации;

ускоренное нарастание прочности в первые дни.

    Недостатком подобных бетонов по сравнению с  традиционными бетонами является их более интенсивная аутогенная усадка. Понятием «аутогенная усадка» мы обозначаем изменение объема, которое  под влиянием изотермических условий происходит в бетонном образце, помещенном в герметичное пространство. Она является результатом химической усадки и, в общих чертах, ассоциируется с «внутренним высыханием» цементного камня (при отношении В/Ц ниже 0,4 содержание воды недостаточно для обеспечения полноценной гидратации цемента). Аутогенная усадка уже впервые дни после бетонирования может привести к возникновению сильного напряжения на растяжение и, следовательно, к трещинообразованию. В отличие от сухой усадки аутогенную усадку невозможно уменьшить путем внешнего ухода за бетоном.

    Высокопрочные бетоны значительно быстрее набирают прочность, чем традиционные бетоны. Причиной этому служит низкое водоцементное  отношение, а также более активное выделение тепла вследствие быстрой гидратации и высокого содержания цемента.

    Высокопрочные бетоны отличаются большей хрупкостью по сравнению с традиционными  бетонами. 
 
 
 
 

    3.Гидротехнические бетоны.

    Бетон для гидротехнических сооружений должен обеспечивать длительную службу конструкций, постоянно или периодически омываемых водой. Поэтому в зависимости от условий службы к гидротехническому бетону помимо требований прочности предъявляют также требования по водонепроницаемости и морозостойкости. Выполнение этих дополнительных требований достигается правильным определением состава бетона. Эти требования дифференцированы в зависимости от характера конструкции и условий ее работы.

    Гидротехнический  бетон делят на следующие разновидности: подводный; постоянно находящийся  в воде; расположенный в зоне переменного горизонта воды; надводный, подвергающийся эпизодическому смыванию водой. Кроме того, различают массивный и немассивный бетон и бетон напорных и безнапорных конструкций. По прочности на сжатие в возрасте 180 суток гидротехнический бетон делят на классы В5, В7, В 10, В 15, В20, В25, ВЗО, В40.

    По  водонепроницаемости в 180-суточном возрасте на четыре марки: W2, W4, W6, W8. Бетон  марки W2 при стандартном испытании  не должен пропускать воду при давлении 0,2МПа, а бетон марок W4, W6 и W8 - при давлении соответственно 0,4; 0,6 и 0,8 МПа.

    В самых суровых условиях бетон, расположенный  в области переменного уровня воды, многократно замерзает и  оттаивает, находясь все время во влажном состоянии. Это же относится  к бетону водосливной грани плотин, морских сооружений (причалов, пирсов, молов и т.д.), градирен, служащих для охлаждения оборотной воды на тепловых электростанциях, предприятиях металлургической и химической промышленности.

    По  морозостойкости гидротехнический бетон делят на пять марок: F50, F100, F150, F200, F300. Максимальное допустимые значения В/Ц = 0,5...0,7. Допускается применение для Гидротехнического бетона портландцемента, пластифицированного и гидрофобного цементов, пуццоланового и шлакового, а в некоторых случаях сульфатостойкого цемента.

    Для повышения качества гидротехнического  бетона рекомендуется вводить в  него добавки, которые позволяют  уменьшить объёмное расширение, усадку, водопотребность. Песок для гидротехнического  бетона применяют крупный, средней  крупности и мелкий природный или искусственный, из твёрдых и плотных горных пород. В качестве крупного заполнителя для гидротехнического бетона применяют гравий, щебень из горных пород. 

    4.Мелкозернистые бетоны.

    Мелкозернистый  бетон отличается большим содержанием  цементного камня, поэтому его усадка и ползучесть несколько выше. Применяют его при изготовлении тонкостенных, в том числе армоцементных конструкций, а также в тех случаях, когда отсутствует крупный заполнитель. Свойства мелкозернистого бетона характеризуются такими же факторами, как и обычного бетона. Однако отсутствие крупного заполнителя влечет за собой увеличение водопотребности бетонной смеси, а для получения равнопрочного бетона и равноподвижной смеси возрастает расход цемента на 20...40% Для сокращения расхода цемента необходимо применять высококачественные пески, пластифицирующие добавки, суперпластификаторы, производить хорошее уплотнение смеси. Мелкозернистый бетон обладает повышенной прочностью на изгиб, хорошей водонепроницаемостью и морозостойкостью. 

    5.Жаростойкие бетоны.

    Жаростойкий бетон способен сохранять в заданных пределах свои физико-механические свойства при длительном воздействии высоких температур. В зависимости от применяемого вяжущего жаростойкие бетоны бывают следующих видов: бетоны на портландцементе, шлакопортландцемента, на глиноземистом цементе и жидком стекле. Для повышения стойкости бетона при нагревании в его состав вводят тонкомолотые добавки из хромитовой руды, шамотного боя, магнезитового кирпича, андезита, гранулированного доменного шлака и др. Тонкость помола добавки для бетона на портландцементе должна быть такой, чтобы через сито № 009 проходило не менее 70%, а для бетона на жидком стекле — не менее 50%. В качестве мелкого и крупного заполнителя применяют хромит, шамот, бой глиняного кирпича, базальт, диабаз, андезит и др. При правильно выбранных вяжущих и заполнителях бетон может длительное время выдерживать, не разрушаясь, действие температуры до 1200°С.