Тяжелый бетон . Свойства и его назначения

  

 

                                       ГБОУ СПО РО «КТСиА»  

  

 

 

 

 

 

 

 

 

                                          РЕФЕРАТ

 

по  ОП 04. Материаловедение

 

             ТЕМА: Тяжелый бетон . Свойства и его назначения.

 

 

                                                                  

                                                             Обучающийся гр. №13 Цуканов М.

                                                     Руководитель: Дюкарева Л.М. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                 Г.Каменск-Шахтинский

                                                 2013г

  

 СОДЕРЖАНИЕ                                                                        стр.

 

  1.Введение                                                                                                1                                                                                                                                                                                                                             

 

  2.Изготовление тяжелого бетона                                                            1

 

  3.Свойства                                                                                    3

 

  4.Заключение                                                                                            5

 

  5. Список литературы                                                                              5

                              

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•                          

  1.Введение    

 

    Тяжелый бетон применяется  практически  во всех секторах строительства, что обусловлено его превосходными  эксплуатационными качествами. В  первую очередь высокой прочностью , долговечностью . а также прогнозируемостью по времени твердения . вязкости и усадке. Наиболее востребован тяжелый бетон для  создания сборных , монолитных или сборно-монолитных железобетонных конструкций . Практически нет альтернативы тяжелому бетону при производстве конструкций для гидротехнических сооружений и взлетных полос. Бетоны исключительно тяжелого типа используются для возведения зданий и сооружений специального назначения или помещений , которым требуются бетон повышенной прочности.

                                                                                                                                                                                                                          2.    Изготовление тяжелого бетона

Для приготовления тяжелых  бетонов применяют обычный портландцемент и его разновидности: быстротвердеющий, пластифицированный и пуццолановый и др.

 Для затвирдения бетонной  смеси и поливки бетона используют, как правило, питьевую или природную  воду, не содержащую вредных примесей, которые препятствуют нормальному  твердению бетонов (сульфаты, кислоты, жиры, , растительные масла и др.).

           В  качестве мелкого заполнителя  используют природный песок крупностью  от 0,14 до 5 мм или искусственные  пески, получаемые при дроблении  шлака, керамзита, аглопорита. Качество  песка характеризуется его зерновым (гранулометрическим) составом и наличием вредных примесей (глинистых, пылевидных частиц и органических примесей). Природные пески по гранулометрическому составу подразделяются на крупный, средний, мелкий и очень мелкий, Для приготовления тяжелого бетона главным образом используют крупные и средние пески с содержанием пылевидных и глинистых частиц не более 3% по массе.

             Крупным заполнителем служит  гравий или щебень из горных  пород, реже — шлаковый или  кирпичный щебень. Гравий — это  смесь каменных зерен округлой формы, образовавшихся в результате естественного разрушения твердых горных пород. Щебень — рыхлая смесь искусственно дробленых горных пород, кирпича или шлака крупностью зерен от 5 до 70 мм. В отличие от гравия для                                                                             ст. 1  

 

 

щебня характерна остроугольная форма  и шероховатая поверхность зерен, и поэтому сцепление его с  цементно-песчаным раствором значительно  лучше, чем у гравия. Качество щебня  и гравия характеризуется зерновым составом, содержанием вредных примесей, прочностью и морозостойкостью. По размеру зерен щебень делится на те же фракции, что и гравий. Выбор соответствующей фракции крупного заполнителя зависит от назначения бетона и вида конструкции, в которую его укладывают. Содержание вредных примесей в крупных заполнителях не должно превышать 1% по массе.

       

           Подвижность бетонной смеси оценивают величиной осадки конуса, см, отформованного из данной смеси, под действием собственной массы. Величину осадки измеряют обычной линейкой.

По осадке конуса бетонные смеси  делят на

-жесткие и особо жесткие,  не дающие осадки,

-малоподвижное с осадкой 1—3  см,

-подвижные с осадкой 4—15 см,

литые с осадкой более 15 см.

Необходимо отметить, что жесткие смеси являются более экономичными по расходу цемента. Подвижность бетонной смеси зависит не только от количества цемента, но и от его вида, а также от количества воды, крупности и формы зерен заполнителей и от наличия в смеси пластифицирующих добавок. Применение органической пластифицирующей добавки — сульфитно-дрожжевой бражки в количестве 0,15—0,25% массы цемента — обеспечивает при заданной подвижности бетонной смеси снижение водопотребности смеси на 8—12% и снижение расхода цемента на 7—10%. Свойства бетонной смеси обеспечиваются правильным подбором состава бетона.

               Подбор состава бетона заключается  в определении весового соотношения  составляющих материалов (цемента,  воды, песка, щебня или гравия) для получения бетона заданной  прочности и бетонной смеси необходимой удобоукладываемости и связности при наименьшем расходе цемента. Состав бетона заданных характеристик подбирают в лабораториях путем расчета и уточняют по результатам пробных замесов и испытаний контрольных образцов размером 20 X 20 X 20 см на сжатие через 28 сут нормального твердения. Состав выражают соотношениями между цементом и заполнителями по массе.

                 Количество цемента принимают  за единицу. Эти соотношения  записывают в виде Ц : П : Г (цемент : песок: гравий). Содержание воды указывается в виде водоцементного отношения В/Ц. Например, состав бетона может быть записан 1:2:4 при В/Ц = 0,5 и расходе цемента 300 кг/м3 бетона.

  

   3.Свойства                                                                                                                                          

Помимо прочности к  основным свойствам принять относить  морозостойкость и теплофизические  свойства, которые во многом зависят  от пористости и способности бетона поглощать воду в период эксплуатации.

Ползучесть — склонность бетона к росту пластических деформаций при длительном действии статической нагрузки. Ползучесть бетона также связана с пластическими свойствами цементного геля и микро-трещинообразованием. Она носит затухающий во времени характер. Абсолютные значения ползучести зависят от многих факторов. Особенно активно ползучесть развивается, если бетон нагружается в раннем возрасте. Ползучесть можно оценивать двояко: как положительный процесс, помогающий снижать напряжения, возникающие от термических и усадочных процессов, и как отрицательное явление, например, снижающее эффект от предварительного напряжения арматуры.

Усадка — процесс сокращения размеров бетонных элементов при их нахождении в воздушно-сухих условиях. Основная причина усадки — сжатие гелевой составляющей при потере воды. Усадка бетона тем выше, чем больше объем цементного теста в бетоне. В среднем усадка тяжелого бетона составляет 0,3...0,4 мм/м.

       Пористость.  Как это ни покажется странным, такой плотный материал, как бетон  имеет заметную пористость. Причина ее возникновения,  как, это уже не раз говорилось, кроиться в избыточном количестве воды затворения. Бетонная смесь после правильной укладки представляет собой плотное тело. При твердении часть воды химически связывается минералами цементного клинкера (для портландцемента около 0,2 от массы цемента), а оставшаяся часть постепенно испаряется, оставляя после себя поры.                                       ст. 3

            Водопоглощение и проницаемость. Благодаря капиллярно-пористому строению бетон может поглощать влагу как при контакте с ней, так и непосредственно из воздуха. Гигроскопическое влагопоглощение у тяжелого бетона незначительно, но у легких бетонов (а в особенности у ячеистых) может достигать соответственно 7...8 и 20...25 %.Большое водопоглощение отрицательно сказывается на морозостойкости бетона и его теплозащитных свойствах. Для уменьшения водопоглощения прибегают к гцдрофобизации бетона, а также к устройству паро- и гидроизоляции конструкций.            ст.3

Водопроницаемость бетона определяется в основном проницаемостью цементного камня и контактной зоны «цементный камень — заполнитель»; кроме того, путями фильтрации жидкости через бетон могут быть микротрещины в цементном камне и дефекты сцепления арматуры с бетоном. Высокая водопроницаемость бетона может привести его к быстрому разрушению из-за коррозии цементного камня.

Морозостойкость — главный показатель, определяющий долговечность бетонных конструкций в нашем климате. Морозостойкость бетона оценивается путем попеременного замораживания при минус (18 ± 2)° С и оттаивания в воде при (18 ± 2)° С предварительно насыщенных водой образцов испытуемого бетона. Продолжительность одного цикла - 5... 10 ч в зависимости от размера образцов.Для получения высокой морозостойкости необходимо добиваться минимальной капиллярной пористости (не выше 6,5...6 %). Это возможно путем снижения содержания воды в бетонной смеси, что, в свою очередь, возможно путем использования.

Теплофизические свойства. Из них важнейшими являются теплопроводность, теплоемкость и температурные деформации.

Теплопроводность тяжелого бетона даже в воздушно-сухом состоянии велика — около 1,2... 1,5 Вт/(м • К), т. е. в 1,5...2 раза выше, чем у кирпича. Поэтому использовать тяжелый бетон в ограждающих конструкциях можно только совместно с эффективной теплоизоляцией. Легкие бетоны, в особенности ячеистые, имеют невысокую теплопроводность 0,1...0,5 Вт/(м • К), и их применение в ограждающих конструкциях предпочтительнее.

Теплоемкость  тяжелого бетона,как и других каменных материалов, находится в пределах 0,75...0,92Дж/(кг • К); в среднем — 0,84 Дж/(кг • К).

Температурные деформации. Температурный коэффициент линейного расширения тяжелого бетона (10...12)•10^-6К^-1. Это значит, что при увеличении температуры бетона на 50°С расширение составит примерно 0,5 мм/м. Поэтому во избежание растрескивания сооружения большой протяженности разрезают температурными швами.

Большие колебания  температуры могут вызвать внутреннее растрескивание бетона из-за различного теплового расширения крупного заполнителя. 
           

     Заключение                                                                                 ст. 5

Тяжелый бетон применяют в промышленном, гражданском и сельскохозяйственном строительстве, оценивают пределом прочности при сжатии и пределом прочности на растяжение при изгибе, являющимися основными характеристиками его механических свойств. При подборе состава бетонов следует учитывать, что кроме прочности необходимо обеспечить и другие его основные свойства: плотность, водонепроницаемость, морозостойкость, огнестойкость, усадку и расширение, стойкость против коррозии и

Тяжелый бетон , общее  название бетонов с обьемной массой св. 1800 кг/куб. м., в которых обычно крупный заполнителем служит каменный щебень , а мелкие природные пески .В качестве вяжущего используют портландцемент а также расширяющийся , глиноземистый цемент др. . Наиболее распространенные тяжелые бетоны (до 2500 кг/куб. м) применяют при возведении стен ,фундаментов зданий ,плотин и т. д. Особо тяжелые бетоны (св. 2500 кг/куб. м) с тяжелыми природными или искусственными заполнителями (железная руда , барит чугунный скарп ) используют для биологической защиты от радиоактивных излучений при сооружении АЭС.

 

         Список литературы

 1. http://gardenweb.ru/tyazhelye-betony

2.  http://www.portal-student.ru/Lstmat1-128.php

3.http://slovorus.ru/index.php?ID=66206&pg=74&w=%D2%DF%C6%A8%CB%DB%C9+%C1%C5%D2%CE%CD&s=%D2&a=