(ПГС02 2016) Строительные материалы. Нормативная база Материаловедение

• Название: Нормативная база Материаловедение
• Анкор: (ПГС02 2016) Строительные материалы
• Дата: 24.02.2023
• Размер: 1.71 Mb.
• Имя файла: (ПГС02 2016) Строительные материалы.docx
• Тип: Закон; #953171
• страница: 12 из 19

6.8.3. Применение

Глиноземистый цемент применяют: для получения высокопрочных быстротвердеющих бетонов, в особенности, твердеющих при пониженных температурах (при аварийных и ремонтных работах, зимнем бетонировании); в конструкциях, подвергающихся систематическому замораживанию-оттаиванию, увлажнению и высушиванию, особенно, в агрессивных средах; для получения жароупорных бетонов и растворов; для получения расширяющихся и безусадочных цементов.
6.9. Смешанные вяжущие

Получить вяжущие вещества со специальными свойствами можно смешиванием различных вяжущих и других компонентов. К числу смешанных вяжущих относятся расширяющиеся, безусадочные, напрягающие цементы, гипсоцементно-пуццолановые вяжущие (ГЦПВ) и др.

Расширяющиеся цементы предназначены для изготовления расширяющихся, безусадочных, водонепроницаемых бетонов и растворов, применяемых при замоноличивании стыков конструкций и заделке раковин в бетоне, для гидроизоляции стыков сборной обделки тоннелей, для бесшовных тонкослойных стяжек или лицевых покрытий полов большой площади, получаемых из сухих смесей. Состав, характерные свойства и особенности применения таких цементов приведены в таблице 6.16.

Таблица 6.16

Расширяющиеся и безусадочные цементы

Вид цемента	Особенности состава	Характерные свойства и особенности применения
Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент	Высокоглиноземистый клинкер – 70%, двуводный гипс – 30%.	Марки 400, 500. Расширяется в воде; на воздухе является безусадочным; линейное расширение через 3 сут – 0,1…0,7%; прочность при сжатии через 3 сут ≥ 28 МПа; высокая морозостойкость и сульфатостойкость; начало схватывания – не ранее 10 мин, конец – не позднее 4 ч; водонепроницаемость – не менее 10 атм. Применяется для зачеканки стыковых соединений труб с рабочим давлением до 10 атм., при строительстве перемычек в емкостях для хранения топлива. Не годится для конструкций, работающих при температурах свыше 80°С.
Расширяющийся портландцемент(РПЦ)	Портландцементный клинкер – 60…65%, высокоглиноземистый клинкер – 5…7%, двуводный гипс 7…10%, АМД – 20…25%	Марки 400, 500. Линейное расширение через 28 сут – 0,3…1,0%; начало схватывания – не ранее 30 мин, конец – не позднее 12 ч. Отличается быстрым твердением в условиях кратковременного пропаривания, высокой плотностью и водонепроницаемостью цементного камня (11 атм. и более).
Напрягающий цемент (НЦ)	Портландцемент – 65…75%, глиноземистый цемент – 13…20%, двуводный гипс – 6…10%.	Марки НЦ–10, НЦ–20, НЦ–40 с энергией расширения 1, 2 и 4 МПа соответственно. Прочность при сжатии через 1 сутки – не менее 15 МПа, через 28 суток – не менее 50 МПа, при изгибе – не менее 6 МПа; начало схватывания не ранее 30 мин, конец – не позднее 4 ч; линейное расширение через 28 суток – не более 2…2,5%. Применяют в конструкциях подземных, подводных и различных напорных (напорные трубы, резервуары) сооружений, в самонапряженных железобетонных конструкциях.

 

Свойства данных цементов регулируются, в основном, содержанием глиноземистого цемента, а эффект расширения основан на образовании эттрингита, связывающего большое количество воды, и за счет этого увеличивающего объем всей твердеющей массы.

Гипсоцементно-пуццолановое вяжущее (ГЦПВ) получают, смешивая полуводный гипс (50…75%), портландцемент (15…25%) и активную минеральную добавку (10…25%). Гипс характеризуется низкой водостойкостью. Портландцемент повышает водостойкость вяжущего вследствие образования водонерастворимых гидросиликатов кальция, защищающих двуводный гипс от растворяющего действия воды. Коэффициент размягчения таких бетонов 0,6…0,8. Прочность через 2–3 часа после изготовления достигает 40% марочной. Морозостойкость бетонов на ГЦПВ составляет 20…50 циклов. По сульфатостойкости эти вяжущие равноценны сульфатостойким портландцементам.

ГЦПВ применяют в заводском производстве санитарно-технических кабин, стеновых панелей, вентиляционных блоков и других изделий.
7.1. Общие сведения

Бетон (на неорганических вяжущих веществах) – это искусственный  каменный материал, получаемый в результате формования и отвердевания рационально подобранной, тщательно перемешанной и уплотненной бетонной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды, заполнителей и различных добавок.

Преимущества бетонакак строительного материала:

·               Возможность механизации и автоматизации производства;

·               Возможность изготовления конструкций любой формы;

·               Высокая долговечность и огнестойкость бетона;

·               Возможность вариации свойств бетона в широких пределах.

Основные недостатки бетона:

·               Прочность на растяжение в 10…15 раз ниже прочности на сжатие;

·               Неоднородность свойств бетона, прежде всего, прочности.
7.2. Классификация бетонов

(ГОСТ 25192–2012.Бетоны. Классификация и общие технические требования)

1) По основному назначению:

·               Конструкционные;

·               Специальные (жаростойкие, химически стойкие, радиационно-защитные, декоративные, теплоизоляционные).

2) По стойкости к видам коррозии:

·               А – бетоны, эксплуатируемые в среде без риска коррозионного воздействия (XO);

·               Б – бетоны, эксплуатируемые в среде, вызывающей коррозию под действием карбонизации (XC);

·               В – бетоны, эксплуатируемые в среде, вызывающей коррозию под действием хлоридов (XD и XS);

·               Г – бетоны, эксплуатируемые в среде, вызывающей коррозию под действием попеременного замораживания–оттаивания (XF);

·               Д – бетоны, эксплуатируемые в среде, вызывающей химическую коррозию (XA).

3) По виду вяжущего вещества:

·               Цементные;

·               Известковые;

·               Шлаковые;

·               Гипсовые;

·               Специальные (например, полимербетоны).

4) По виду заполнителя:

·               На плотных заполнителях;

·               На пористых заполнителях;

·               На специальных заполнителях.

5) По структуре:

·               Плотной структуры;

·               Поризованной структуры;

·               Ячеистой структуры;

·               Крупнопористой структуры.

6) По условиям твердения:

·               Твердеющие в естественных условиях;

·               Твердеющие в условиях тепловлажностной обработки при атмосферном давлении (пропаривание);

·               Твердеющие в условиях тепловлажностной обработки при давлении выше атмосферного (автоклавного твердения).

7) По прочности бетоны подразделяют на бетоны:

·               Средней прочности (класс прочности при сжатии B50 и менее);

·               Высокопрочные (класс прочности при сжатии B55 и выше).

8) По скорости набора прочности в естественных условиях бетоны подразделяют на:

·               Быстротвердеющие –  ;

·               Медленнотвердеющие –  ;

9) По средней плотности:

·               Особо лёгкие (марки по средней плотности менее D800);

·               Легкие (марки по средней плотности D800…D2000);

·               Тяжелые (марки по средней плотности D2000…D2500);

·               Особо тяжелые (марки по средней плотности более D2500).

10) По морозостойкости бетоны подразделяют на бетоны:

·               Низкой морозостойкости (F50 и ниже);

·               Средней морозостойкости (свыше F50 до F300);

·               Высокой морозостойкости (свыше F300).

11) По водонепроницаемости бетоны подразделяют на бетоны:

·               Низкой водонепроницаемости (ниже W4)

·               Средней водонепроницаемости (W4…W12);

·               Высокой водонепроницаемости (свыше W12).

12) По истираемости бетоны подразделяют на бетоны:

·               Низкой истираемости (марка по истираемости G1) – истираемость <0,7 г/см²;

·               Средней истираемости (марка по истираемости G2) – истираемость <0,8 г/см²;

·               Высокой истираемости (марка по истираемости G3) – истираемость <0,9 г/см².

В дальнейшем в лекционном материале вся информация будет посвящена цементному тяжелому бетону плотной структуры на плотных заполнителях, являющемуся основным конструкционным материалом.
7.3. Материалы для тяжелого бетона

7.3.1. Цемент

Вид цемента устанавливается в зависимости от условий эксплуатации конструкций с учетом возможного коррозионного воздействия среды.

Марка (класса) цемента устанавливается в зависимости от требуемой прочности бетона по таблицам. ОбычноR_Ц ≈ (1,5…2)R₂₈.

Расход цемента назначается по расчету, но не менее минимального значения, определяемого из следующих соображений:

·               Обеспечение объема цементного теста, достаточного для получения бетона плотной структуры – 150…300 кг на 1 м³ бетона в зависимости от вида цемента, вида армирования (ненапрягаемая или напрягаемая арматура), степени агрессивности среды (ГОСТ 26633–2012. Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия).

·               Обеспечение стойкости бетона в агрессивных средах – 260…360 кг на 1 м³ бетона в зависимости от агрессивности среды (СП 28.13330.2017. Защита строительных конструкций от коррозии. Актуализированная редакция СНиП 2.03.11–85).

Оптимальный расход цемента в среднем составляет 8…15% по массе.
7.3.2. Заполнители

Заполнители составляют до 80% объема бетона. Стоимость заполнителей 30…50%.

Назначение заполнителей:

·               Сокращение расхода цемента;

·               Улучшение свойств бетона за счет создания «жесткого каркаса»;

·               Повышение прочности и модуля упругости бетона;

·               Снижение усадки (усадка цементного камня 1…2 мм/м) и ползучести бетона, повышение долговечности;

·               Придание бетону специальных свойств.

В бетоне используются 2 вида заполнителей:

·               Мелкий заполнитель, имеющий зерна размером 0,16…5 мм – песок (речной, карьерный). Песок представляет собой обломочную рыхлую горную породу, состоящую преимущественно из кварца.

·               Крупный заполнитель, имеющий зерна размером 5…70 мм – щебень, гравий.

Гравий – неорганический зернистый материал с зернами окатанной формы и гладкой поверхностью крупностью св. 5 мм, получаемый рассевомприродных гравийно-песчаных смесей.

Щебень – неорганический зернистыйматериал с зернами угловатой формы и шероховатой поверхностью крупностью св. 5 мм, получаемыйдроблением годных пород, гравия и валунов, попутно добываемыхвскрышных и вмещающих пород или некондиционных отходовгорных предприятий по переработке руд. Для бетонов B40 и выше используют щебень.

а)	б)	в)

Рис. 7.1. Заполнители для тяжелого бетона: а) – песок; б) – щебень; в) – гравий

 

Основная характеристика заполнителей – зерновой состав, определяемый рассевом пробы на стандартных ситах.

При определении состава бетона заполнители необходимо подбирать таким образом, чтобы обеспечить минимальную межзерновую пустотность, снизив тем самым до минимума расход наиболее дорого компонента бетона – цемента. Существует оптимальный диапазон по зерновому составу заполнителей, обеспечивающий минимальный расход цемента. Этот диапазон представлен граничными линиями на графиках зернового состава заполнителей. График зернового состава применяемого заполнителя должен размещаться в обозначенной оптимальной зоне.

Требования к мелкому заполнителю:

·               Соответствие зернового состава требованиям стандарта.

·               Пустотность песка желательна менее 38%.

·               Зерен размером 5…10 мм должно быть не более 5%.

·               Зерен размером свыше 10 мм быть не должно.

·               Истинная плотность песка должна быть 2000…2800 кг/м³.

·               Содержание пылевидных и глинистых частиц в песке (проход через сито 0,16)должно быть не более 10%. Мелкие частицы увеличивают водопотребность бетонной смеси и расход цемента. Глинистые частицы снижают морозостойкость.

·               Органические примеси не допускаются.

Зерновой состав крупного заполнителя оценивается рассевом пробы на стандартных ситах размером 5; 10; 20; 40; 70 мм.

Требования к крупному заполнителю:

·               Соответствие зернового состава требованиям ГОСТ (  → min). Крупный заполнитель с пустотностью свыше 45% следует относить к заполнителям пониженного качества.

·               Наибольшая крупность заполнителя должна соответствовать размерам сечения конструкции и характеру армирования конструкции. Наибольшая крупность заполнителя D должна быть не более 3/4 наименьшего расстояния в свету между стержнями арматуры и не более 1/3 минимального размера поперечного сечения конструкции.

·               Крупный заполнитель не должен содержать зерен лещадной формы более 35 % по массе. К зернам лещадной формы относят зерна, имеющие длину, в 3 и более раза превышающую их наименьший поперечный размер. При наличии в заполнителе зерен удлиненной формы существенно увеличивается пустотность.

·               Средняя плотность крупного заполнителя (плотность в куске) должна быть 2000….3000 кг/м³.

·               Морозостойкость крупного заполнителя должна быть не ниже морозостойкости бетона. Установлены следующие марки щебня и гравия по морозостойкости: F15; F25; F50; F100; F150; F200; F300; F400.

·               Прочность щебня и гравия характеризуют маркой по дробимости при сжатии (раздавливании) в цилиндре. Установлены следующие марки по дробимости: 200, 300, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1400.

·               Содержание глинистых частиц по массе должно быть не более 1 % в щебне из плотных пород и не более 3 % в щебне из осадочных пород. Содержание глины в комках – не более 0,25% по массе. Наличие органических примесей недопустимо.

7.3.3. Вода

Используют водопроводную и природную воду (естественные водоемы). Нельзя использовать  болотные, сточные бытовые и промышленные воды. Требования к воде приведена в таблице 7.1.

Таблица 7.1

Требования к воде для бетонов (ГОСТ 23732–2011). Вода для бетонов и строительных растворов).

Показатель	Бетон с ненапрягаемой арматурой	Бетон с напрягаемой арматурой
Содержание растворимых солей, мг/л, не более	5000	2000
SO42–, мг/л, не более	2700	600
Cl–, мг/л, не более	1200	500
Na+ + Ka+,мг/л, не более	1,5
pH	4…12,5