Тяжелый бетон

Малощебеночный бетон используют главным образом тогда, когда для железобетонных конструкций приходится применять дорогостоящий привозной щебень. Оптимальная плотность малощебеночного бетона составляет - 2380 кг/куб, м.

Оптимальный состав бетона на один куб : В = 150л, Ц = 280кг, Щ = 700кг, П = 1175кг.

Литой бетон

Литой бетон  готовят при высоком расходе  воды, что требует уделять особое внимание Предупреждению расслаивания бетонной смеси. Для ее предотвращения осуществляют мероприятия, способствующие повышению водоудерживающей способности  смеси:

1. используют цементы, обладающие достаточной водоудерживающей способностью;
2. применяют суперпластификаторы, воздухововлекающие или водоудерживающие добавки;
3. ограничивают значения В/Ц, чтобы избежать расслоения цементного теста;
4. увеличивают содержание песка в бетонной смеси, повышая значения коэффициента раздвижки а.

Для приготовления  литых бетонов желательно использовать портландцемент и быстротвердеющий цемент. Такие цементы вследствие оптимального гранулометрического  состава зерен и высокой точности помола обладают хорошей водоудерживающей способностью при высоких В/Ц. Кроме того быстрое схватывание цементного теста уменьшает возможность его расслаивания, так как Последнее может происходить только до момента затвердевания бетона. В строительстве используют литые бетоны с прочностью R = 20...60 МПа.

Бетон с поверхностно-активными  добавками

В современном  строительстве широко применяют  поверхностно - активные добавки (ПАВ), вводимые в состав бетона для улучшения  его свойств и экономии цемента  ПАВ подразделяются на две группы: 
1 группа - пластифицирующие добавки пептизирующего действия, способствующие диспергированию коллоидной системы цементного теста и тем самым улучшающие его текучесть, к ним относятся концентраты сульфитно-спиртовой барды (ССБ) и их производные, 
2 группа - гидрофобизирующие добавки, вызывающие вовлечение в бетонную смесь мельчайших пузырьков воздуха, что также улучшает подвижность бетонной смеси и, кроме того, повышает морозостойкость бетона и улучшает некоторые другие его свойства, к ним относятся омыленный древесный пек, мылонафт, омыленная абиетиновая смола (абиетат натрия), препарат ГК (пенообразователь на основе гидролизованной крови), микропенообразователь БС, получаемый из растительного сырья. Оптимальное содержание добавки составляет: ССБ 0,15...0,25%, абиената Натрия 0,01...0,25% (от веса цемента).

Эффективность применение добавки зависит от многих факторов: состава бетона, качества цемента и заполнителя, пластичности бетонной смеси.  

     4. Сырьевые материалы

Изготовление  тяжёлого бетона.

Для изготовления 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 
Марка цемента М300 М300 М400 М400 М400 М500 М550 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.  
Мелкий заполнитель. 
В качестве мелкого заполнителя при изготовлении бетона применяют песок, состоящий из зерен размером 0,16-5 мм и имеющий плотность более 1,8 г/см3. 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.  
Природные пески представляют рыхлую смесь зерен различных минералов, входивших в состав изверженных (реже осадочных) горных пород (кварца, полевого шпата, кальцита, слюды и др.).  
Качество песка, применяемого для изготовления бетона, определяется минеральным составом, зерновым составом и содержанием вредных примесей.  
Заполнитель для изготовления бетона должен состоять из зерен разного размера (разных фракций), при этом количество крупных, средних и мелких зерен (т.е зерновой состав заполнителя) 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.

Крупный заполнитель.

В качестве крупного заполнителя для изготовления бетона применяют гравий, щебень с размером зерен 5-70 мм. При бетонировании массивных  конструкций можно применять  щебень крупностью до 150 мм.  
Зерна гравия имеют окатанную форму и гладкую поверхность. Обычно гравий содержит в том или ином количестве песок, а также вредные примеси - глину, пыль, слюду, гумусовые вещества (органические примеси).  
 

Щебень получают дроблением изверженных, метаморфических, плотных и водостойких осадочных  горных пород (плотных известняков, песчаников и др.). Зерна щебня  имеют угловатую форму; желательно, чтобы по форме они приближались к кубу. Более шероховатая, чем  у гравия, поверхность зерен способствует лучшему их сцеплению с цементным  камнем, поэтому для изготовления бетона высокой прочности (М500 и выше) обычно применяют щебень, а не гравий.  
 

Качество крупного заполнителя для изготовления бетона определяется минеральным составом и свойствами исходной породы (ее прочностью и морозостойкостью), зерновым составом заполнителя, формой зерен и содержанием  вредных примесей. Прочность исходной породы при сжатии в насыщенном водой  состоянии должна не менее чем  в 1,5-2 раза превышать марку бетона.  
 

Содержание пылевидных и илистых частиц при изготовлении бетона допускается в зависимости  от вида исходной горной породы и марки  щебня и гравия по прочности. Количество пылевидных, глинистых и илистых  частиц, определяемое отмучиванием, в гравий и щебне допускается не более 1%. 
 

Содержание органических примесей в крупном заполнителе  проверяют, пользуясь той же методикой, которая применяется для песка, гравий и щебень при обработке  водным раствором едкого натра не должны придавать раствору окраску  темнее эталона.  
 

Радиационно-гигиеническая  оценка мелкого и крупного заполнителя  должна проверяться постоянно на содержание естественных радионуклеидов.  
 

Водопотребность является важной технологической характеристикой заполнителя применяемого для изготовления бетона. Зерна заполнителя поглощают воду и адсорбируют ее на своей поверхности, поэтому необходимо регулировать количество воды затворения с учетом "смачивания" заполнителя, чтобы получить нужную удобоукладываемость бетонной смеси.  
 

Вода, применяемая  для затворения бетонной смеси и поливки бетона, не должна содержать вредных примесей, препятствующих схватыванию и твердению вяжущего вещества. Для затворения бетонной смеси применяют водопроводную питьевую воду, а также природную воду (рек, естественных водоемов), имеющую водородный показатель рН не менее 4, содержащую не более 5000 мг/л минеральных солей, в том числе сульфатов не более 2700 мг/л (в пересчете на SO3). При изготовлении бетона ее допускается применять болотные, а также сточные бытовые и промышленные воды без их очистки. 

     5. Основные технологические процессы  и оборудование 

     Тяжёлые бетоны изготавливаются в соответствии с ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые».

     Для приготовления тяжелого бетона необходимы следующие материалы. В качестве вяжущих материалов следует применять  портландцементы и шлакопортландцементы по ГОСТ 10178. Вид и марку цемента следует выбирать в соответствии с назначением конструкций и условиями их эксплуатации, требуемого класса бетона по прочности, марок по морозостойкости и водонепроницаемости, величины отпускной или передаточной прочности бетона для сборных конструкций на основании требований стандартов, технических условий или проектной документации на эти конструкции с учетом требований ГОСТ 23464, а также воздействия вредных примесей в заполнителях на бетон.

     Портландцемент  обязан быть свежим, не слежавшимся. Если есть комки, цемент просеивают через  сито с размерами ячеек 5 мм. Если марка цемента выше той, которая  рекомендуется для данного бетона, то надо разбавить высокоактивный цемент тонкомолотой активной добавкой, чтобы  избежать перерасхода высокомарочного  цемента.

     В качестве мелких заполнителей для бетонов  используют природный песок и  песок из отсевов дробления и  их смеси, удовлетворяющие требованиям  ГОСТ 8736, а также золошлаковые смеси по ГОСТ 25592. Песок - чистый, без глины, пыли и растительных остатков. Лучше всего подойдет песок средней крупности с песчинками диаметром 1.. .5 мм. 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. Природные пески представляют рыхлую смесь зерен различных минералов, входивших в состав изверженных (реже осадочных) горных пород (кварца, полевого шпата, кальцита, слюды и др.).

     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 отмачиванием, не должно превышать 3%. Глина набухает при увлажнении и увеличивается в объеме при замерзании, снижая морозостойкость. Песок очищают от мелких частиц путем промывки.

     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.

     В качестве крупных заполнителей для  тяжелых бетонов используют щебень из природного камня по ГОСТ 8267, щебень из гравия по ГОСТ 10260, щебень из попутно  добываемых пород по ГОСТ 23254, гравий по ГОСТ 8268, а также щебень из шлаков ТЭЦ по ГОСТ 26644. В зависимости от крупности зерен щебень, гравий подразделяют на четыре фракции: 5-10 мм, 10-20 мм, 20-40 мм и 40-70 мм. Щебень, гравий могут поступать в виде смеси двух или большего числа фракций. По соглашению между поставщиком и потребителем может применяться щебень фракций 3-10 мм, 10-15 мм (или 5-15),15-20 мм. Зерновой состав каждой фракции или смеси фракций должен находиться в указанных ниже пределах.

     Кроме того, годятся битый кирпич, куски  старого бетона, битое стекло, старые гвозди, обрубки стального прутка. Нельзя применять лом цветных  металлов.

     Вода, применяемая для затворения бетонной смеси и поливки бетона, не должна содержать вредных примесей, препятствующих схватыванию и твердению вяжущего вещества. Для затворения бетонной смеси применяют водопроводную питьевую воду, а также природную воду (рек, естественных водоемов), имеющую водородный показатель рН не менее 4, содержащую не более 5600 мг/л минеральных солей, в том числе сульфатов не более 2700 мг/л . He допускается применять болотные, а также сточные бытовые и промышленные воды без их очистки.

     В зависимости от назначения (основного  эффекта действия) добавки для бетонов подразделяют на виды:

     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.

     Приготовление тяжелого бетона аналогично изготовлению опилкобетона или арболита. 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.Основной структурообразующей составляющей в бетонной смеси является цементное тесто.