(ПГС02 2016) Строительные материалы. Нормативная база Материаловедение
![]()
|
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. |