О продукции
Бетоном называют искусственный камень, получаемый в результате твердения правильно подобранной смеси, состоящей из вяжущего вещества-цемента, воды и заполнителей/песка и щебня, после его формирования. До формирования смесь материалов называют бетонной смесью. Вяжущее вещество и вода являются главными составляющими бетона, в результате реакции между ними образуется цементный камень. Зерна песка и щебня составляют как бы каменный каркас в бетоне/инертные материалы. Цементное тесто образующее после затворения, обволакивают зерна песка и щебня, заполняют промежутки между ними и играет роль смазки, обеспечивающей однородность бетонной смеси. Цементное тесто затвердевая, связывает зерна заполнителей, в результате чего образуется цементный камень.
Бетонная смесь, отпускаемая на стройку, называется товарной бетонной смесью.
Материалы для приготовления бетона
В зависимости от назначения, т.е. условий в которых должен эксплуатироваться бетон в сооружении, к соответствующим его материалам предъявляют соответствующие требования.
Цемент - для приготовления тяжелых бетонов применяют:
Портландцемент, шлакопортландцемент, пластифицированный ПП, глиноземнистый цемент и т. д.
Портландцемент - гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, получаемого путем совместноготонкого измельчения клинкера и необходимого количества гипса. Клинкер получается в результате обжига до спекания сырьевой смеси надлежащего состава. Может выпускаться без добавок или с активными минеральными добавками в количестве до 15%. Портландцемент делится на марки: 300, 400, 500, 600,
Шлакопортландцемент - гидравлическое вяжущее, твердеющее в воде и на воздухе, получаемого путем совместного тонкого измельчения клинкера, необходимого количества гипса и доменного гранулированного шлака или тщательным смешением тех же материалов, измельченных отдельно. Количество шлака в шлакопортландцементе должно составлятьне менее30% и не более 60% от веса цемента. Шлакопортландцемент делится на марки: 200, 300, 400, 500.
Заполнители (инертные)
Мелкий заполнитель-песок с зернами крупностью до 5 мм.
Крупный заполнитель(гравий, щебень) от 5 до150 мм
Мелкий и крупный заполнитель по качеству должны соответствовать требованиям ГОСТов на эти материалы должны быть определенного гранулометрического состава, чистые не содержать большого количества пылевидных и илистых частиц, особенно органических примесей.
Они должны быть шероховатыми для лучшего сцепления. Вода применяемая для затворения бетонной смеси, не должна содержать вредных примесей, препятствующих нормальному схватыванию и твердению вяжущего.
Классификация бетонов
Бетоны по объемному весу подразделяют на следующие группы:
а) особо тяжелый бетон - объемным весом более 2500 кг/м3, изготовляемые на особо тяжелых заполнителях (из магнетита, барита, чугунного скрапа и др.); эти бетоны применяют для специальных защитных конструкций;
б) тяжелые бетоны 1800-2500 кг/м3 на песке, гравии или щебне из тяжелых горных пород; применяют во всех несущих конструкциях;
в) легкие - 500-1800 кг/м3; к ним относятся:
легкие бетоны на пористых природных и искусственных заполнителях;
ячеистые бетоны (газобетон и пенобетон) из смеси вяжущего, воды, тонкодисперсного кремнеземистого компонента и порообразователя;
крупнопористые (беспесчаные) бетоны на плотном или пористом крупном заполнителе без мелкого заполнителя;
г) особо легкие бетоны (ячеистые и на пористых заполнителях) - менее 500 кг/м, используемые в качестве теплоизоляции.
В зависимости от наименьшей крупности принимаемых заполнителей бетоны подразделяются на:
1) Мелкозернистые, с заполнителем до 10 мм.
2) Крупнозернистые, с наибольшей крупностью 10-150мм. В зависимости
от вида вяжущего: 1)цементные, 2)известковые, 3)гипсовые, 4)бетоны на ограниченных вяжущих.
По назначению:
1) Бетон обычный для бетонных и ж/бетонных несущих конструкций и сооружений (колонны, балки, фундаменты);
2) Бетон гидротехнический подводный, постоянно находящийся в воде;
расположенный в зоне переменного горизонта воды;
надводный, подвергающийся эпизодическому омыванию водо;
3) Бетон для санитарно-технических сооружений для изготовления труб. колодцев;
4) Бетон для стен зданий и легких перекрытий;
5) Бетон для полов, дорожных покрытий, и оснований;
6) Бетон специального назначения: кислотостойкий, жаростойкий.
Основные свойства тяжелого бетона
Лучше всего бетон работает на сжатие. Предел прочности при сжатии является важнейшей характеристикой прочности бетона.
По прочности на сжатие в кг/см2 тяжелые бетоны бывают следующих марок: 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600.
Марка по прочности на сжатие- предел прочности при сжатии в (кг/см2) образцов кубов; изготовленных из рабочего состава и испытанных в возрасте 28 суток при условии нормального твердения.
Нормальным условием твердения считают условия с относительной влажностью воздуха 90-100% при температуре 18-200С.
Основными факторами, влияющими на прочность бетона, являются
а) активность цемента
б) водоцементное отношение В/Ц- отношение веса воды к весу цемента;
Для химического взаимодействия цемента с водой требуется 15-20% воды. Избыточная вода, не вступающая в химическое взаимодействие с цементом, испаряется из бетона, образуя в нем поры, что ведет к снижению плотности и соответственно прочности.
в) качество заполнителей: прочность, чистота, шероховатость зерен;
г) условия твердения;
Очень важно соотношение песка к щебню. Недостаточное количество песка приводит к плохой удобоукладываемости бетонной смеси, большое количество воздушных пор, уменьшает прочность, избыточное количество песка также ведет к уменьшению прочности бетона, т.к. увеличивается В/Ц (водоцементное отношение) и нарушается оптимальный (наилучший) скелет бетона
д) морозостойкость - способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное переменное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и без значительного понижения прочности перед началом циклов.
За марку бетона по морозостойкости принимают наибольшее число циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое при испытании выдерживают образцы установленных размеров без снижения прочности на сжатие более 5% по сравнению с прочностью образцов, испытанных в эквивалентном возрасте, а для дорожного бетона, кроме того, без потери массы более 5%.
По морозостойкости бетоны подразделяются на следующие марки - 50, 75, 100, 150, 200, 300.
е) Водонепроницаемость. По водонепроницаемости бетоны делятся на марки W2, W4, W6, W8 и W12, причем марка обозначает давление воды (кгс/см2), при котором образец-цилиндр высотой 15 см не пропускает воду в условиях стандартного испытания.
ж) Огнестойкость - способность материалов выдерживать без разрушения действия высоких температур и воды до 2000 С применяются обычные бетоны. При температуре свыше 2000 С специальные жаростойкие;
з) Долговечность - способность материалов сопротивляться всей сумме атмосферных воздействий в эксплуатационных условиях (изменение температуры, влажности, влияние кислорода, и др. газов). Конструкции из бетона, работающие в нормальной среде являются долговечными, а работающие в агрессивной среде требуют специальной защиты или приготовление специальных бетонов.
Мелкозернистый бетон:
Мелкозернистый (цементный) бетон применяют при изготовлении тонкостенных, в том числе армоцементных конструкций. Его целесообразно использовать и для обычных железобетонных конструкций, когда на месте нет крупного заполнителя, а возить заполнитель далеко и дорого. Мелкозернистый бетон отличается от обычного большим содержанием цементного камня, поэтому его усадка и ползучесть несколько выше. Главные недостатки тяжелого бетона - большая плотность и высокая теплопроводность.
Гидротехнический бетон:
Гидротехнический бетон - Бетон, применяемый для строительства сооружений или их отдельных частей, постоянно находящихся в воде или периодически контактирующих с водной средой; разновидность тяжёлого бетона. Гидротехнический бетон характеризуется стойкостью против агрессивного воздействия воды, водонепроницаемостью, морозостойкостью, прочностью на сжатие и растяжение, ограниченным выделением тепла при твердении. Требования, предъявляемые к гидротехническому бетону, зависят от расположения и условий работы гидротехнических сооружений и их конструктивных элементов. Для приготовления гидротехнического бетона применяют портландцемент и его разновидности: заполнителями служат песок, щебень, гравий или галька крупностью до 150 мм и более. Качество этого вида бетона повышают введением в него различных добавок (воздухововлекающих, пластифицирующих, уплотняющих и др.).
Жарострйкий бетон:
Жаростойкий бетон предназначается для промышленных агрегатов (облицовки котлов, футеровки печей и т.п.) и строительных конструкций, подверженных нагреванию (например, для дымовых труб). При действии высокой температуры на цементный камень происходит обезвоживание кристаллогидратов и разложение гидроксида кальция с образованием СаО. Оксид кальция при воздействии влаги гидратируется с увеличением объема и вызывает растрескивание бетона. Поэтому в жаростойкий бетон на портландцементе вводят тонко измельченные материалы, содержащие активный кремнезем.
Кислотоупорный бетон:
Вяжущим для кислотоупорного бетона является жидкое стекло с полимерной добавкой. Для повышения плотности бетона вводят наполнители: кислотостойкие минеральные порошки, получаемые измельчением чистого кварцевого песка, андезита, базальта, диабаза и т.п. В качестве отвердителя используют кремнефтористый натрий, в качестве заполнителя - кварцевый песок, щебень из гранита, кварцита, андезита и других стойких пород. После укладки с вибрированием бетон выдерживает не менее 10 сут на воздухе (без поливки) при 15-20°С. После отвердения рекомендуется поверхность бетона «окислить», т.е. смочить раствором серной или соляной кислот. Кислотоупорный бетон хорошо выдерживает действие концентрированных кислот; вода разрушает его за 5-10 лет, щелочные растворы разрушают быстрее. Кислотоупорный бетон применяют в качестве защитных слоев (футеровок) по железобетону и металлу.
Легкие бетоны:
Бетоны на пористых заполнителях.
Для легкого бетона используют быстротвердеющий и обычный портландцементы, а также шлакопортландцемент. Применяют в основном неорганические пористые заполнители.
Свойства легкого бетона:
Качество легкого бетона оценивают двумя важнейшими показателями: классом по прочности и маркой по средней плотности. Легкий бетон плотной структуры по прочности на сжатие (МПа) имеет классы: В2,5...В40, по прочности на осевое растяжение (МПа) -В0,8...В3,2. Для теплоизоляционных бетонов предусматриваются классы: В0.35, В0,75, В1.
Для изготовления высокопрочных легких бетонов (имеющих плотность 1600-1800 кг/м3) применяют более прочный пористый заполнитель (с насыпной плотностью 600-800 кг/м3), а пористый песок частично или полностью заменяют плотным.
Наиболее важной наряду с прочностью характеристикой легкого бетона является плотность. В зависимости от назначения легкие бетоны делят на следующие группы: теплоизоляционные с плотностью до 500 кг/м3; конструкционно-теплоизоляционные (для ограждающих конструкций - наружных стен, покрытий зданий) с плотностью 500-1400 кг/м3; конструкционные с плотностью 1400-1800 кг/м3.
По морозостойкости легкие бетоны делят на марки: F25... F500; по водонепроницаемости W0,2...W1,2.
Строительные растворы
Строительный раствор - это искусственный каменный материал, полученный в результате затвердевания растворной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды, мелкого заполнителя и добавок, улучшающих свойства смеси и растворов. Крупный заполнитель отсутствует, так как раствор применяют в виде тонких слоев (шов каменной кладки, штукатурка и т.п.). Для изготовления строительных растворов чаще используют неорганические вяжущие вещества (цементы, воздушную известь и строительный гипс). Строительные растворы разделяют в зависимости от вида вяжущего вещества, величины плотности и назначения.
По виду вяжущего различают растворы цементные, известковые, гипсовые и смешанные (цементно-известковые, цементно-глиняные, известково-гипсовые и др.). По плотности различают: тяжелые растворы плотностью более 1500 кг/м3, изготовляемые обычно на кварцевом песке; легкие растворы плотностью менее 1500 кг/м3, изготовляемые на пористом мелком заполнителе и с породообразующими добавками.
По назначению различают строительные растворы:
кладочные - для каменной кладки стен, фундаментов, столбов, сводов и др., штукатурные - для оштукатуривания внутренних стен, потолков, фасадов зданий;
монтажные - для заполнения швов между крупными элементами (панелями, блоками и т.п.) при монтаже зданий и сооружений из готовых сборных конструкций и деталей;
специальные растворы (декоративные, гидроизоляционные, тампонажные и др.).
Материалы для изготовления растворных смесей:
Вяжущие вещества. Применяют портландцемент и шлакопортландцемент, принимают марку цемента в 3-4 раза выше марки раствора. Воздушную известь в виде известкового теста вводят в смеситель при изготовлении растворной смеси; реже используют молотую негашеную известь. Строительный гипс входит в состав гипсовых и известково-гипсовые растворов.
Пески применяют природные - кварцевые, полевошпатовые, также искусственные - дробленые из плотных горных пород и пористых пород; из искусственных материалов (пемзовые, керамзитовые, перлитовые и т.п.). Пористые пески служат для приготовления легких растворов. Если песок содержит крупные включения (комья глины и др.), то его просеивают. Для кирпичной кладки применяют растворы на песках с зернами не более 2 мм. Для растворов марки M100 и выше пески должны удовлетворять тем же требованиям в отношении содержания вредных примесей, что и пески для изготовления бетона. Для растворов марки М50 и ниже допускается но соглашению сторон содержание пылевидных частиц до 20% по массе.
Пластифицирующие добавки. Чаще всего растворные смеси укладывают тонким слоем на пористое основание, способное отсасывать воду (кирпич, бетоны легкие, ячеистые и т.п.). Чтобы сохранить удобоукладываемость растворных смесей при укладке на пористое основание, в них вводят неорганические и органические пластифицирующие добавки, повышающие способность растворной смеси удерживать воду.
В растворы, применяемые для зимней кладки и штукатурки, добавляют ускорители твердения, понижающие температуру замерзания растворной смеси: хлористый кальций, поташ, хлористый натрий, хлорную известь и др.
Свойства растворных смесей:
Удобоукладываемость - это свойство растворной смеси легко укладываться плотным и тонким слоем на пористое основание и не расслаиваться при хранении, перевозке и перекачивании растворонасосами. Она зависит от подвижности и водоудерживающей способности смеси.
Подвижность растворных смесей характеризуется глубиной погружения металлического конуса (массой 300 г ). Подвижность назначают в зависимости от вида раствора и отсасывающей способности основания. Для кирпичной кладки подвижность растворов составляет 9-13 см, для заполнения швов между панелями и другими сборными элементами - 4-6 см, а для вибрирования бутовой кладки - 1-3 см.
Специальные растворы:
Кладочные, монтажные и штукатурные растворы:
Основными свойствами растворов являются: прочность (марка) к заданному сроку твердения, сцепление с основанием, морозостойкость и деформативные характеристики: усадка в процессе твердения, влияющая на трещиностойкость, модуль упругости, коэффициент Пуассона.
Для каменной кладки наружных стен зданий применяют главным образом цементные и смешанные растворы (цементно-известковые и цементно-глиняные) марок 10, 25 и 50 в зависимости от влажностных условий и требуемой долговечности здания. В кладке перемычек, простенков, карнизов, столбов марка может быть повышена до 100. Виброкирпичные панели изготовляют с применением растворов марки 75, 100, 150, приготовленных на портландцементе и шлакопортландцементе.
Монтажные растворы для заполнения горизонтальных швов при монтаже стен из легкобетонных панелей должны иметь марку не ниже 50, а для панелей из тяжелого бетона - не ниже 100.
Понижение температуры замедляет рост прочности растворов.
Поэтому в зимнее время широко применяют растворы с химическими добавками (поташа, нитрата натрия и др.), понижающими температуру замерзания раствора и ускоряющими набор его прочности. Зимой марку раствора для каменной кладки (без тепляков) и монтажа крупнопанельных стен обычно повышают на одну ступень против марки при летних работах (например, 75 вместо 50).
Морозостойкость раствора характеризуется числом циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают насыщенные водой стандартные образцы-кубики размером 7,07 х 7,07 х 7,07 см .
Декоративные растворы предназначены для отделочных слоев стеновых панелей и блоков, наружной и внутренней отделки зданий. Эти растворы изготовляют на белом, цветном и обычном портландцементах; для цветных штукатурок внутри зданий применяют также строительный гипс и известь. Заполнителем служит чистый кварцевый песок либо дробленые пески из белого известняка, мрамора и т.п. Для лицевого отделочного слоя панелей наружных стен (из легкого бетона) применяют раствор марки 50, для отделки железобетонных конструкций - 150 с морозостойкостью не ниже 35.
Гидроизоляционные растворы для гидроизоляционных слоев и штукатурок обычно изготовляют состава 1:2,5 или 1:3,5 (цемент: песок по массе), применяя портландцемент, расширяющиеся цементы, сульфатостойкий портландцемент.
Инъекционные цементные растворы применяют для заполнения каналов в предварительно напряженных конструкциях и уплотнения бетона. Марка раствора должна быть не ниже 300, поэтому используют портландцемент марки 400-500.
Тампонажные растворы предназначены для гидроизоляции скважин, шахтных стволов и туннелей путем закрытия водоносных грунтов, трещин и пустот в горных породах и заполнения закрепленного пространства. Вяжущим в этих растворах служит специальный тампонажный портландцемент, а в агрессивных водах сульфатостойкий портландцемент.
Рентгенозащитный раствор приготовляют на баритовом песке (предельной крупностью 1,25 мм), применяя портландцемент или щлакопортландцемент. В него вводят добавки, содержащие легкие элементы: литий, бор и др.
