Строительные материалы и детали. Основные свойства строительных материалов Физические свойства
 Скачать 237 Kb.
|
|
ГЛАВА 8. БЕТОНЫ § 1. Общие сведения о бетонах и их классификация Бетоном называют искусственный каменный материал, получаемый в результате твердения рационально подобранной, тщательно перемешанной и уплотненной смеси минерального вяжущего вещества, воды, заполнителей и в необходимых случаях специальных добавок. Смесь указанных компонентов до начала ее затвердевания называют бетонной смесью. Вяжущее вещество и вода — активные составляющие бетона. В результате химического взаимодействия между ними образуется новое соединение в виде клейкого теста, которое обволакивает тонким слоем зерна мелкого и крупного заполнителя, а затем со временем затвердевает и связывает их, превращая бетонную смесь в прочный монолитный камень - бетон. Заполнители (песок, щебень или гравий) занимают до 80-85 % объема бетона и образуют его жесткий скелет, препятствующий усадке. Применяя заполнители с различными свойствами, можно получать бетоны с разнообразными физико-механическими показателями, например легкие, жароупорные и пр. В настоящее время бетон является весьма распространенным строительным материалом. Из бетона изготовляют самые разнообразные по форме и размерам бетонные и железобетонные строительные изделия и конструкции. По виду применяемого вяжущего вещества бетоны разделяют на цементные (приготовляемые на клинкерных цементах - портландцементе, шлакопортландцементе, пуццолановом портландцементе и др.); силикатные автоклавного твердения (на известково-песчаном, известково-шлаковом и других вяжущих); гипсовые (на гипсовых и гипсоцементно-пуццолановых вяжущих); асфальтобетоны (на битумном вяжущем); полимерцементные бетоны и полимербетоны (на синтетических смолах). По назначению бетоны подразделяют на конструкционные -- для бетонных и железобетонных несущих конструкций зданий и сооружений (фундаментные блоки, колонны, балки, плиты и др.); гидротехнический — для возведения плотин, шлюзов, облицовки каналов и др.; бетон для стен зданий и легких перекрытий; дорожный -для устройства дорожных и аэродромных покрытий; специальные — химически стойкие; жаростойкие, декоративные, особо тяжелый для биологической защиты, бетоно-полимеры, полимербетоны и др. Для обычных железобетонных конструкций широко применяют бетон марок М 200 и М 250, а для предварительно напряженных железобетонных конструкций — бетон более высоких марок — М 300—М 600. Бетон марок М 100 и М 150 используют для оснований, фундаментов и других массивных монолитных конструкций. Для защиты бетона от коррозии поверхности конструкций, соприкасающихся с агрессивными средами, облицовывают плотными керамическими плитками, обрабатывают специальными веществами (жидким стеклом с кремнефтористым натрием), покрывают гидроизоляционными битуминозными и пленкообразующими полимерными материалами. Огнестойкость. Бетон является огнестойким материалом. При кратковременном воздействии огня в условиях пожара в связи с малой теплопроводностью он хорошо сохраняется. Однако продолжительное воздействие температур в интервале 160—200°С снижает прочность бетона на 25—30 %. § 2. Легкие бетоны на пористых заполнителях Легкие бетоны, отличающиеся высокой пористостью и сравнительно небольшой средней плотностью широко используют для изготовления несущих и ограждающих сборных бетонных и железобетонных конструкций. Применение их взамен кирпича и тяжелого бетона дает возможность повысить теплозащитные качества ограждений, что, в свою очередь, позволяет уменьшить толщину и массу стен зданий, сократить транспортные расходы. Легкие бетоны на пористых заполнителях имеют разновидности, которые отличаются видом применяемого крупного заполнителя, структурой самого бетона и его назначением. В зависимости от вида применяемого крупного пористого заполнителя легкие бетоны разделяют на керамзитобетон, аглопоритобетон, шлакобетон, пемзобетон и т.д. Основными свойствами легких бетонов на пористых заполнителях являются плотность, теплопроводность, прочность и морозостойкость. § 3. Ячеистые бетоны Виды ячеистых бетонов. Ячеистый бетон — искусственный каменный материал, состоящий из затвердевшего вяжущего вещества с равномерно распределенными в нем замкнутыми порами в виде ячеек диаметром не более 1—2 мм, заполненных воздухом или газом. Ячеистые бетоны получают в результате твердения предварительно вспученной смеси минерального вяжущего, тонкодисперсного кремнеземистого компонента, порообразователя и воды. В объеме ячеистого бетона до 85 % пор, они равномерно распределены в его теле и разделены одна от другой тонкими и прочными перегородками из цементного камня или иного вяжущего вещества. Существует много разновидностей ячеистых бетонов. Их классифицируют по способу получения пор, видам вяжущих веществ, условиям твердения, а также по назначению. В зависимости от способа образования пористой структуры ячеистые бетоны делят на газо- и пенобетоны. По назначению ячеистый бетон разделяют на следующие виды: теплоизоляционные; конструкционно-теплоизоляционные; конструкционные (для изготовления несущих и одновременно теплоизоляционных строительных конструкций, панелей междуэтажных перекрытий и др.). ГЛАВА 9. СБОРНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ И БЕТОННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ ИЗДЕЛИЯ § 1. Общие сведения о железобетоне Сборные железобетонные и бетонные строительные изделия и конструкции широко применяют в жилищно-гражданском, промышленном, транспортном и других видах строительства. Железобетон представляет собой строительный материал, в котором соединены в единое целое затвердевшие бетон и стальная арматура, совместно работающие в конструкции. Как уже указывалось, бетон хорошо сопротивляется сжатию и плохо — растяжению; стальная же арматура хорошо работает на растяжение. Совместная работа арматуры и бетона обусловлена большими силами сцепления между ними при равных величинах температурных деформаций. При этом стальная арматура в плотном бетоне хорошо защищена от коррозии. Железобетонные конструкции по способу изготовления разделяют на монолитные и сборные. Монолитные железобетонные конструкции возводят непосредственно на строительных площадках. Обычно их применяют в зданиях и сооружениях, трудно поддающихся членению, при нестандартности и малой повторяемости элементов и при особенно больших нагрузках (фундаменты, каркасы и перекрытия многоэтажных промышленных зданий, гидротехнические, транспортные и другие сооружения), Однако при их возведении затрачивается большое количество ручного труда и материалов на изготовление опалубки, подмостей и т.д. Значительные трудности возникают при бетонировании монолитных конструкций в зимнее время. Сборные железобетонные конструкции значительно экономичнее монолитных, так как их выполняют на специализированных заводах и полигонах с рационально организованным высокомеханизированным технологическим процессом производства. Применение сборных железобетонных конструкций по сравнению с монолитными позволяет сократить расход стали и бетона, устранить перенести со строительной площадки на завод большую часть работ по возведению конструкций. При этом строительная площадка превращается в монтажную, значительно сокращается трудоемкость бетонных и железобетонных работ, повышается их качество, а также резко ускоряются темпы строительства и снижается его стоимость. Сборные железобетонные конструкции и изделия создают широкие возможности для индустриализации строительства, они особенно выгодны при минимальном количестве типоразмеров элементов, повторяющихся много раз (унифицированных). Железобетонные изделия и конструкции изготовляют как с обычной, так и с предварительно напряженной арматурой. Обычный способ армирования (укладка стальных стержней, сеток или каркасов в зону растяжения) не предохраняет изделие в процессе эксплуатации от появления в нем трещин. В эти трещины проникают влага и газы, которые вызывают коррозию арматуры. Кроме того, с появлением трещин увеличивается прогиб изделия. Однако, если до загружения конструкции расчетными нагрузками предварительно сжать бетон, то опасность появления трещин в растянутой зоне конструкции резко снижается. Предварительное сжатие бетона осуществляют путем натяжения арматуры. Применение железобетонных конструкций с предварительно напряженной арматурой позволяет снизить массу конструкций, повысить их трещиностойкость и долговечность, а также сократить расход стали. § 2. Виды бетонных и железобетонных изделий Бетонные и железобетонные изделия в настоящее время применяют во всех областях строительства. Эти изделия классифицируют по назначению, виду бетона, строению, способу армирования и другим признакам. По назначению сборные железобетонные изделия разделяют на четыре основные группы: для жилых и гражданских зданий, для промышленных зданий, для инженерных сооружений и различного назначения. Изделия для жилых и гражданских зданий. При возведении жилых и гражданских зданий используют следующие виды сборных железобетонных изделий: для фундаментов и подземных частей зданий, для каркасов зданий, для перекрытий и покрытий, для сборных лестниц, стеновые блоки и панели и др. Для возведения фундаментов и подземных частей зданий служат фундаментные блоки, блоки стен подвала, сваи и другие изделия. . Каркасы жилых и гражданских зданий возводят из железобетонных колонн, ригелей и прогонов и других элементов из тяжелого бетона марок М 200-М 500. Длину колонн обычно принимают равной высоте 2-х этажей здания. Колонны соединяют между собой с ригелями и прогонами сваркой закладных деталей. Стеновые блоки изготовляют из легкого бетона марок М 50 и М 100. Блоки наружных и внутренних стен делают сплошными и пустотелыми. Стеновые панели по назначению разделяют на панели наружных и внутренних стен. Панели наружных стен отапливаемых зданий изготовляют преимущественно однослойными из легкого бетона марок М 50-М 100, , а также из ячеистого бетона марок М35 - М50. Длина панелей наружных стен жилых зданий 3600 и 7200 (на одну или две комнаты), высота 2900 и толщина 400 мм. Лицевую поверхность наружных стеновых панелей отделывают декоративным слоем из раствора на цветном цементе или слоем дробленого камня, стекла и др., облицовывают керамической плиткой, а также окрашивают атмосферостойкими красочными составами. Панели внутренних стен изготовляют из тяжелых бетонов марок М 150, МЗОО. Толщина их в зависимости от конструктивных особенностей, действующих нагрузок и марки бетона, колеблется от 120 до 160 мм. К изделиям для междуэтажных перекрытий относят настилы и панели перекрытий, которые должны обладать необходимой несущей способностью и достаточной звукоизоляцией. Изделия шириной на всю комнату обычно называют панелями, а более узкие — плитами. Длина изделий междуэтажных перекрытий соответствует длине перекрываемого пролета, т. е. расстоянию между несущими стенами, и колеблется от 3 до 6,5 м. Плиты перекрытий выпускают с круглыми и овальными пустотами. Пустоты снижают массу настилов, повышают звукоизоляцию перекрытий и уменьшают расход бетона. Длина настилов рассчитана на пролет в свету до 6 м, толщина настилов 220 мм, ширина их обычно 1,6-2,4 м. Плиты изготовляют из тяжелого бетона марок М 200 и М 300 с обыкновенным или предварительно напряженным армированием. Панели перекрытий по конструкции могут быть плоские сплошные и пустотелые с круглыми и овальными пустотами, а также ребристые. Их выполняют из тяжелого и легкого бетона марок М 200 и М 300 с обыкновенным или предварительно напряженным армированием. При возведении крупнопанельных жилых зданий в настоящее время широко используют плоские панели перекрытий размером на комнату толщиной 160 мм В современном жилищном и гражданском строительстве наиболее распространены два типа крыш: чердачные и бесчердачные (совмещенные). Чердачные крыши монтируют из железобетонных стропильных балок, панелей и плит покрытий. Стропильные балки покрытий изготовляют обычно односкатными длиной 6 м из тяжелого бетона. Панели и плиты покрытий выполняют ребристыми и плоскими из тяжелого бетона. Длина панелей и плит 6, ширина 1,5-3 м. Панель совмещенной крыши комплектуют на заводе-изготовителе из двух ребристых железобетонных панелей-скорлуп, уложенных ребрами внутрь. Нижняя скорлупа служит потолком верхнего этажа дома, а верхняя- основанием гидроизоляционного слоя кровли. Между скорлупами укладывают утеплитель (полужесткие минераловатные плиты). Верхняя скорлупа по отношению к нижней имеет заданный уклон. К изделиям различного назначения относят железобетонные трубы, сборные колодцы и коллекторы, стойки под светильники, сборные ограды и пр. Железобетонные трубы разделяют на безнапорные и напорные. Безнапорные трубы применяют для устройства канализационных наружных сетей и ненапорных водоводов. Диаметр труб 300-2500 мм. Их изготовляют из бетона марки не ниже М 300 с особыми требованиями по водонепроницаемости и коррозионной стойкости. ГЛАВА 10. СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ § 1. Виды строительных растворов Строительным раствором называют искусственный каменный материал, полученный в результате затвердевания правильно подобранной смеси вяжущего вещества, воды, мелкого заполнителя (песка) и в необходимых случаях различных добавок (минеральных, поверхностно-активных, химических и др.). Смесь этих материалов до затвердевания называют растворной смесью. По своему составу строительный раствор является мелкозернистым бетоном, и для него справедливы закономерности, присущие бетонам. Строительные растворы характеризуются большим разнообразием видов и могут быть классифицированы на группы в зависимости от плотности, вида вяжущего и назначения. Растворы, приготовленные на одном вяжущем, называются простыми, а на нескольких вяжущих - смешанными, или сложными. Вяжущее выбирают в зависимости от назначения раствора, предъявляемых к нему требований, температурно-влажностного режима твердения и условий эксплуатации зданий и сооружений. По назначению различают строительные растворы кладочные, применяемые для каменных кладок и монтажа стен из крупноразмерных элементов, отделочные, используемые для штукатурки, нанесения декоративных слоев на стеновые блоки и панели; специальные, обладающие особыми свойствами (гидроизоляционные, акустические, рентгенозащитные и т. д.). Вяжущим для простых растворов служат портландцемента, пуццолановые портландцемента, шлакопортландцементы и специальные низкомарочные цементы, например песчаный портландцемент марки 200, а также известь и гипс. Для экономии гидравлических вяжущих и улучшения технологических свойств строительных растворов широко применяют смешанные вяжущие. С целью улучшить удобоукладываемость растворных смесей в их состав вводят пластифицирующие добавки. В качестве минеральной пластифицирующей добавки в цементные и известковые растворы используют глину в виде глиняного молока или тонкомолотого порошка. Кроме того, в растворы для той же цели вводят тонкомолотые гидравлические добавки - трепел, вулканический пепел и др. В состав растворов, предназначенных для применения в зимних условиях, вводят ускорители твердения, а также добавки, снижающие температуру замерзания воды. Свойства строительных растворов. Основные свойства строительных растворов - прочность и морозостойкость. § 2. Отделочные растворы Отделочные растворы разделяют на два основных вида: растворы для обычных штукатурок и декоративные растворы. Штукатурные растворы в зависимости от области применения разделяют на растворы для наружных и растворы для внутренних штукатурок. Штукатурные растворы приготовляют на цементах, цементно-известковых, известковых, известково-гипсовых и гипсовых вяжущих. Составы штукатурных растворов устанавливают с учетом их назначения и условий эксплуатации зданий. Штукатурные растворы должны обладать необходимой степенью подвижности, иметь хорошее сцепление с основанием и не вызывать образования трещин штукатурки. Для штукатурки наружных стен зданий служат цементно-известковые растворы. Для наружной штукатурки цоколей, поясков, карнизов и других участков стен, подвергающихся систематическому увлажнению, применяют цементные и цементно-известковые растворы на портландцементах. Декоративные цветные растворы предназначены для заводской отделки лицевых поверхностей стеновых панелей и крупных блоков, а также для отделки фасадов зданий и внутренней отделки общественных зданий. В качестве вяжущего в декоративных растворах применяют белый, цветные и обычные портландцемента, а для цветных штукатурок внутри зданий — известь и гипс. Заполнителями в цветных декоративных растворах служат чистый кварцевый песок и песок, полученный дроблением гранита, мрамора, туфа, известняка и других белых и цветных горных пород. В состав раствора отделочного слоя вводят в небольшом количестве слюду, вермикулит или дробленое стекло. В качестве красителей употребляют щелочестойкие и светостойкие природные и искусственные пигменты (сурик железный, охра, мумия, ультрамарин, оксид хрома и др.). § 3. Специальные растворы К специальным растворам, применяемым в строительстве, относятся гидроизоляционные, инъекционные, акустические и рентгенозащитные. Гидроизоляционные растворы используют при отделке поверхностей различных емкостей для жидких продуктов, стен подвалов и др. Их готовят на портландцементе, сульфатостойком портландцементе и водонепроницаемом расширяющемся цементе. Инъекционные растворы служат для заполнения каналов в предварительно напряженных конструкциях с целью защитить арматуру от коррозии. Они могут быть в виде цементно-песчаного раствора, приготовленного на мелком песке, или в виде цементного теста. В качестве вяжущего используют портландцемент марки 400 и выше Акустические растворы применяют для получения звукопоглощающей штукатурки. Рентгенозащнтиыми растворами оштукатуривают стены и потолки рентгеновских кабинетов. Их приготовляют из портландцемента или шлакопортландцемента и баритового песка с зернами не более 1,25 мм. |