(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: 14 из 19

7.11. Основные виды добавок для бетонов

·               Пластифицирующие (водоредуцирующие) – снижение водопотребности бетонных смесей;

·               Стабилизирующие – снижение расслаиваемости бетонных смесей;

·               Регулирующие сохраняемость подвижности – увеличение или снижение времени сохраняемости первоначальной подвижности;

·               Воздухововлекающие, газо- и пенообразующие;

·               Ускорители и замедлители твердения;

·               Противоморозные добавки;

·               Гидрофобизаторы;

·               Повышающие защитные свойства по отношению к стальной арматуре (ингибиторы коррозии);

·               Повышающие коррозионную стойкость;

·               Расширяющие добавки.
7.12. Легкие бетоны на пористых заполнителях

Легкие бетоны получают путем введения в бетон пористых заполнителей.

Классификация легких бетонов на пористых заполнителях:

1. По основному назначению:

·               Конструкционные;

·               Специальные;

2. По виду заполнителя:

·               Керамзитобетон (бетон на керамзитовом гравии). Насыпная плотность керамзита 250…800 кг/м³;

·               Шунгизитобетон (бетон на шунгизитовом гравии);

·               Аглопоритобетон (бетон на аглопоритовом щебне или гравии);

·               Шлакопемзобетон (бетон на шлакопемзовом щебне или гравии);

·               Перлитобетон (бетон на вспученном перлитовом щебне);

·               Бетон на щебне из пористых горных пород;

·               Термолитобетон (бетон на термолитовом щебне или гравии);

·               Вермикулитобетон (бетон на вспученном вермикулите);

·               Шлакобетон (бетон на золошлаковых смесях тепловых электростанций – ТЭС или на топливном шлаке, гранулированном доменном или электротермофосфорном шлаке);

·               Полистиролбетон (в качестве заполнителя используют вспученные гранулы полистирола).

3. По структуре:

·               Плотные;

·               Поризованные – растворную часть вспучивают при помощи пено- и газообразующих добавок;

·               Крупнопористые – не содержат песка, сохраняются межзерновые пустоты.

4. По средней плотности:

·               Теплоизоляционные , с прочностью до 1,5 МПа;

·               Конструкционно-теплоизоляционные с прочностью 2…10 МПа;

·               Конструкционные, с прочностью 10…30 МПа.

Основные показатели качества легких бетонов на пористых заполнителях:

1. Прочность на сжатие:

·               теплоизоляционные – В0,35; В0,5; В0,75; В1; В1,5; В2;

·               конструкционно-теплоизоляционные – В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10;

·               конструкционные бетоны – В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40.

2. Средняя плотность – D200, D300, D400, D500, D600, D700, D800, D900, D1000, D1100, D1200, D1300, D1400, D1500,D1600, D1700, D1800, D1900, D2000;

3. Морозостойкость – F25, F35, F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500 (нормируется, начиная с D700);

4. Водонепроницаемость – W2, W4, W6, W8, W10, W12;

5. Теплопроводность.

Основные факторы прочности легкого бетона:

1.            Водоцементное отношение;

2.            Прочность пористого заполнителя. Пористые заполнители имеют невысокую прочность, обычно ниже прочности цементного раствора. Введение такого заполнителя приводит к снижению прочности бетона, при том тем в большей степени, чем больше содержание заполнителя. Концентрация заполнителя. Влияние концентрации заполнителя зависит от соотношения его прочности к прочности раствора.

Особенности легкого бетона:

·               Введение пористого заполнителя изменяет деформативные свойства бетона. Уменьшается модуль упругости.

·               Увеличение содержания пористого заполнителя приводит к снижению плотности и снижению коэффициента теплопроводности.

·               Пористые заполнители обладают значительным водопоглощением, отсасывают из цементного раствора часть воды. Т.е. легкий бетон характеризуется повышенным расходом воды.

·               Пористый заполнитель влияет на процесс структурообразования бетона, на первом этапе отсасывая влагу и способствуя получению плотного и прочного контактного слоя. На втором этапе пористые заполнители отдают воду, создавая благоприятные условия гидратации цемента и снижая усадку цементного камня.

·               Высокая шероховатость поверхности заполнителя обеспечивает хорошее сцепление между цементным камнем и заполнителем.

·               Пористый щебень и песок обладают увеличенным объемом межзерновых пустот, что требует в 1,5…2 раза больше цементного теста.
7.13. Ячеистый бетон

Ячеистый бетон – это особо легкий бетон с большим количеством (до 85% общего объема бетона) мелких и средних воздушных пор размером 1…1,5 мм.

Классификация ячеистых бетонов:

1. По назначению:

·               Конструкционные;

·               Конструкционно-теплоизоляционные;

·               Теплоизоляционные.

2. По условиям твердения:

·               Автоклавные – твердеющие в среде насыщенного пара при давлении выше атмосферного;

·               Неавтоклавные (гидратационного твердения) – твердеющие в естественных условиях, при электропрогреве или в среде насыщенного пара при атмосферном давлении.

3. По способу порообразования:

·               Газобетоны – пористость придается химическим путем. Вводятся газообразующие добавки, например, алюминиевая пудра;

·               Пенобетоны – пористость придается механическим путем, когда в сырьевую смесь вводят предварительно приготовленную пену или пенообразователь;

·               Газопенобетоны.

4. По виду основного вяжущего бетоны подразделяют:

·               На известковых вяжущих, состоящих из извести-кипелки более 50 % по массе, шлака и гипса или добавки цемента до 15 % по массе;

·               На цементных вяжущих, в которых содержание портландцемента 50 % и более по массе;

·               На смешанных вяжущих, состоящих из портландцемента от 15 до 50 % по массе, извести или шлака, или шлако-известковой смеси;

·               На шлаковых вяжущих, состоящих из шлака более 50 % по массе в сочетании с известью, гипсом или щелочью;

·               На зольных вяжущих, в которых содержание высокоосновных зол 50 % и более по массе.

Сырьевые материалы:

·               Для неавтоклавного бетона в качестве вяжущего используют портландцемент марок 400 и выше;

·               Для автоклавного бетона используют следующие смеси:

ü   Цемента с кварцевым песком, при этом часть песка обычно размалывают;

ü   Молотой негашеной извести с песком, частично измельченным. Такие материалы называют пеносиликат или газосиликат;

ü   Цемента, извести и песка в различных соотношениях.

Для автоклавного ячеистого бетона наиболее целесообразно применять портландцемент совместно с негашеной известью в отношении 1:1.

·               В качестве заполнителей используют тонкомолотые кварцевые пески, содержащие не менее 85% кремнезема, удельная поверхность 1200…2000 см²/г, золу-уноса.

·               Расход пенообразователя обычно составляет 4…12% от массы воды, расход газообразователя – алюминиевой пудры – 0,25…0,6 кг/м³.

Основные показатели качества ячеистых бетонов:

·               Прочность на сжатие. Классы по прочности – (В0,35) В0,5; В0,75; В1; В1,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12.5; В15, (В17,5; В20). Прочность автоклавного бетона обычно выше на 1…2 ступени.

·               Средняя плотность. Марки бетонов по средней плотности в сухом состоянии: (D200; D250); D300; D350; D400; D500; D600; D700; D800; D900; D1000; D1100; D1200.

·               Морозостойкость. Марки по морозостойкости: F15; F25; F35; F50; F75; F100 (устанавливаются для конструкций, подвергающихся попеременному замораживанию – оттаиванию). Нормируется, начиная с D500 для автоклавного и D600 для неавтоклавного бетона. За марку по морозостойкости ячеистых бетонов принимают число циклов переменного замораживания и оттаивания, после которых прочность на сжатие ячеистых бетонов снижается не более чем на 15 %, а потеря массы составляет не более 5 %.

·               Усадка при высыхании в пределах 0,5…3 мм/м.

·               Теплопроводность. Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии находится в переделах (0,06) 0,1…0,4 Вт/(м∙°С). D400 – 0,1; D500 – 0,12; D600 – 0,14; D700 – 0,18.

·               Паропроницаемость. Коэффициент паропроницания 0,08…0,26 мг/(м∙ч∙Па).

·               Сорбционная влажность 8…22 % в зависимости от влажности воздуха.

·               Ячеистые бетоны относят к негорючим материалам – НГ

Основной вид изделия из ячеистых бетонов – стеновые блоки. Максимальные размеры блоков – 600×500×500 мм.

В зависимости от отклонений от размеров и наличия дефектов внешнего вида, установлены 2 категории блоков: I – рекомендуется для кладки на клею, II – для кладки на растворе.

Преимущества ячеистых бетонов:

·               Хорошая тепло- и звукоизолирующая способность;

·               Экологичность;

·               Снижение материалоемкости строительства;

·               Технологичность (легко обрабатывается, пилится, гвоздится);

·               Пожаробезопасен.

Недостатки ячеистых бетонов:

·               Низкая прочность;

·               Низкая морозостойкость.
7.14. Мелкозернистый бетон

Мелкозернистым называют бетон, в котором отсутствует крупный заполнитель (песчаный бетон).

Применение в качестве заполнителя только песка приводит к увеличению удельной поверхности заполнителя и его пустотности, расход цемента и воды увеличиваются на 15…25%, повышается усадка и пористость. Применение модификаторов позволяет получать безусадочные МЗБ.

Достоинства МЗБ:

·               Однородность структуры;

·               Повышенная эффективность модификации материала добавками;

·               Высокая тиксотропия бетонной смеси;

·               Высокая технологичность – возможность формования изделий методами литья, экструзии, прессования, штампования и др.;

·               Легкая транспортируемость, в т.ч. по трубопроводам;

·               Возможность широкого применения ССС;

·               Возможность изготовления тонкостенных и слоистых конструкций;

·               Возможность широкого применения местных материалов.

Для МЗБ существует оптимальное соотношение Ц:П, при котором достигается максимальная плотность бетонной смеси. Исходя из опыта проектирования составов МЗБ, наиболее экономичны составы 1:2…1:3, обладающие и наибольшей плотностью. Т.е. МЗБ характеризуется повышенным расходом цемента.

Мелкозернистая бетонная смесь характеризуется повышенным воздухововлечением – 3…6%.

Для МЗБ желательно использовать крупные чистые пески, поскольку замена крупного песка мелким может привести к снижению прочности до 2…3 раз.

МЗБ отличается повышенной прочностью при изгибе, водонепроницаемостью и морозостойкостью.
8. Строительные растворы

8.1. Общие сведения о строительных растворах

Строительный раствор – это рационально составленная и однородно перемешанная смесь неорганического вяжущего, воды, мелкого заполнителя (песка) и, в необходимых случаях, добавок, затвердевающая со временем в камневидное состояние.

Растворные смеси наносят тонким слоем без интенсивного механического уплотнения на пористое основание (кирпич, бетон, в том числеячеистый), способное активно впитывать воду. При значительной потере воды смесь становится неудобообрабатываемой, а у затвердевшего раствора снижается прочность и ухудшается сцепление с основанием.

Поэтому:

- в растворе отсутствует крупный заполнитель с зернами более 5 мм;

- для того чтобы получить слой растворной смеси как можно тоньше, а лицевую поверхность более гладкой, песок для раствора применяют мельче, чем для бетона, и часто вместе с наполнителем;

- в растворную смесь для смягчения отрицательного влияния отсоса воды вводят пластифицирующие и водоудерживающие добавки.

В соответствии с ГОСТ 28013 строительные растворы классифицируют: - по назначению строительные растворы подразделяют на кладочные, облицовочные, штукатурные и специальные: гидро- и теплоизоляционные, огнезащитные, акустические и др.

 

- от применяемого вяжущего растворы подразделяют на:

- простые – на вяжущем одного вида (цементные, известковые и др.);

- сложные – на смешанных вяжущих: на основе двух или более различных вяжущих при содержании каждого не менее 20 % (цементно-известковые, известково-гипсовые и др.). Первым указывается вяжущее, содержащееся в большем количестве.

Наряду с основным назначением вид используемого вяжущего указывают в наименовании раствора, например, при его заказе.

 

- по плотности в сухом состоянии (D, кг/м³) различают растворы:

- тяжелые с плотностью 1500 кг/м³ и более, получаемые с применением плотных песков, например природного кварцевого;

- легкие с плотностью менее 1500 кг/м³, в которых используют пористые заполнители (керамзитовый и вспученный перлитовые пески, дробленую пемзу и др.). Разновидностью легких являются поризованные растворы, получаемые за счет введения в смесь газообразующих добавок.

В зависимости от содержания вяжущего различают жирные и тощиерастворы. Жирными называют растворы с большим расходом вяжущего  (обычно составов 1:(1…3)), а тощими – с малым расходом (составов 1:(4…6) и более)).

Жирные растворы отличаются слитным строением и высокой пластичностью смеси, но при твердении и последующем высыхании они дают значительную усадку и могут растрескиваться при нанесении толстым слоем.

Они дают малую усадку и обладают высокой трещиностойкостью. Для улучшения структуры в тощие составы вводят тонкодисперсные наполнители или используют смешанные вяжущие (например, цементно-известковое).

По степени готовности к использованию различают растворные смеси:

- готовые к применению, которые либо доставляют в пластично-вязком состоянии с растворного узла или завода ("товарные смеси"), либо готовят в построечных условиях дозированием и перемешиванием вяжущего, песка и воды;

- сухие, изготовленные на специализированных предприятиях в сухом, рыхло-сыпучем виде и для приведения в рабочее состояние передприменениетребующие смешивания с водой или водными растворами добавок.
8.2. Исходные материалы: заполнители, наполнители, добавки

Заполнители и наполнители в строительных растворах – это природные или полученные искусственно сыпучие каменные материалы. Основное назначение этих компонентов – обеспечить получение плотного раствора требуемых свойств при минимальном содержании вяжущего.

Заполнитель и наполнитель могут занимать до 80 % общего объема раствора. Стоимость обычных заполнителей и большинства наполнителей ниже стоимости вяжущего. Кроме того, заполнитель и наполнитель снижают усадочные деформации и повышают трещиностойкость раствора. Также эти компоненты во многом определяют эксплуатационные свойства раствора.

Заполнители и наполнители для растворов должны отвечать следующим общим требованиям:

- иметь оптимальный зерновой состав (содержание зерен разного размера), чтобы объем пустот был минимальным, т. е. чтобы пустоты между крупными зернами были заняты более мелкими;

- форма зерен и характер поверхности должны обеспечивать хорошее сцепление ствердеющим вяжущим, т. е. желательны угловатые зерна с шероховатой поверхностью, на которой не должно быть мельчайших частиц глины и пыли;

- в их составе не должны содержаться вредные примеси, отрицательно влияющие на твердение вяжущего, а также на прочность и долговечность затвердевшего раствора.

В качестве заполнителей в растворах используют пески различного происхождения, состоящие из зерен размером от 0,16 до 5,0 мм. По происхождению пески бывают:

- природные, добываемые в карьерах и подвергаемые при необходимости рассеву, промывке и сушке. К этой  группе также относят пески, получаемые из отсевов дробления горных пород на щебень;

- искусственные, получаемые из промышленных отходов (металлургических шлаков, зол и шлаков теплоэлектростанций и т. п.) или специальной обработкой природного сырья (обжигом из глины получают керамзит, а из перлита – вспученный перлит).

Для улучшения зернового состава природный песок обогащают или фракционируют. Обогащение заключается в отсеивании с помощью специального обогатительного оборудования тех фракций, которые оказались в избытке.

По плотности зерен пески подразделяют на плотные (тяжелые) с плотностью 2,0…2,8 г/см³ и пористые (легкие), имеющие пористую структуру и плотность менее 2,0 г/см³.

Пористые пески применяют для получения легких растворов, обладающих улучшенными тепло- и звукоизоляционными, а в отдельных случаях и огнезащитными характеристиками. Основным показателем качества пористых песков является марка, устанавливаемая в зависимости от насыпной плотности, выраженной в кг/м³, например, марка 500 означает, что насыпная плотность заполнителя составляет свыше 400 и до 500 кг/м³ включительно.

К природным пористым заполнителям относятся пески, получаемые дроблением и последующим рассевом пористых горных пород (пемзовый, карбонатный из ракушечника и др.). Искусственные пористые заполнители –керамзитовый, аглопоритовый, вспученные перлитовый и вермикулитовый пески, а также пески из пористых шлаков.

Наполнители представляют собой тонкодисперсные минеральные порошки, состоящие из частиц с преобладающим размером от 0,03 до 0,16 мм, т. е. соизмеримых с частицами вяжущего. Обычно как наполнители, так и заполнители не вступают в химическое взаимодействие с другими компонентами раствора.

В растворы общего назначения наполнители вводят для минимизации пустотности смеси заполнителя и наполнителя.Тонкодисперсные наполнители повышают водоудерживающую способность растворной смеси и ее устойчивость против расслоения, уплотняют структуру и уменьшают размер пор в затвердевшем растворе. Введение наполнителя приводит к удешевлению раствора за счет частичной замены дорогостоящего вяжущего более дешевым местным материалом.

Наполнители обычно вводят в количестве 5…20 % массы вяжущего.

Для регулирования технологических свойств растворной смеси, а также для уменьшения расхода вяжущего в состав раствора могут вводиться добавки различного назначения. Оптимальное количество добавок устанавливают опытным путем при лабораторном подборе состава раствора.

Добавки в соответствии с ГОСТ 24211 разделяют в зависимости от основного эффекта действия на следующие классы:

- добавки, регулирующие свойства смесей;

- добавки, регулирующие свойства растворов и бетонов;

- добавки, придающие растворам и бетонам специальные свойства;

- минеральные добавки.

Добавки, отнесенные к первым трем классам, вводятся в смеси в небольшом количестве (0,1…5,0 % массы цемента). Их принято называть химическими или модифицирующими, т. е. изменяющими в нужном направлении свойства растворной смеси и раствора.

Добавки, регулирующие свойства растворных смесей, делят на пластифицирующие и суперпластифицирующие, стабилизирующие, регулирующие сохраняемость подвижности и увеличивающие воздухо- или газосодержание.

К добавкам, регулирующим свойства растворов и бетонов, относят ускоряющие или замедляющие процесс твердения, повышающие прочность, морозостойкость, коррозионную стойкость и др.

К добавкам, придающим растворам и бетонам специальные свойства, относятся противоморозные и гидрофобизирующие добавки.

Химические добавки, улучшая одни характеристики растворной смеси и раствора, другие не изменяют или изменяют в нежелательном направлении. Например, пластификаторы, повышая подвижность и жизнеспособность смеси, могут вызвать недопустимое снижение ранней прочности раствора.

Для устранения нежелательных побочных эффектов монодобавок используют комплексные добавки, состоящие из двух и более самостоятельных компонентов. Комплексные добавки полифункциональны и способны регулировать в нужном направлении сразу несколько наиболее важных характеристик раствора.

Минеральные добавки представляют собой дисперсные неорганические вещества природного или техногенного происхождения. Их вводят в количестве 5…20 % и более для экономии клинкерной части цемента, получения плотного раствора при малых расходах вяжущего и повышения стойкости. В зависимости от характера взаимодействия с продуктами гидратации цемента добавки делят на активные минеральные, обладающие вяжущими свойствами и/или пуццолановой активностью, и инертные.