Бетон і бетонна суміш
Бетоном називається штучний кам'яний матеріал, що отримується з правильно підібраною суміші в'яжучого матеріалу, води, наповнювачів і в необхідних випадках спеціальних добавок після її формування і тверднення. До формування зазначена суміш називається бетонною сумішшю.
Твердіння бетону є результатом складних фізико-хімічних процесів, що відбуваються між в'язким матеріалом (цементом, вапном, гіпсом) і водою. Заповнювачі в цих процесах участі не беруть. Матеріали в'язкі після змішування з водою утворюють пластично-в'язку масу (тісто), яка, затвердевая, пов'язує між собою зерна заповнювачів і утворює штучний кам'яний матеріал.
По виду застосовуваних в'яжучих матеріалів бетони діляться на цементні, силікатні (на вапняному в'яжучому), на гіпсовому в'яжучому, на змішаних в'яжучих (вапняно-цементних, вапняно-шлакових, цементно-вапняно-шлакових) і на спеціальних в'яжучих.
За структурою розрізняють бетони щільної структури, великопористі (малопіщані і беспесчание), порізованниє і пористі.
По виду застосовуваних -заполнітелей бетони бувають на щільних, пористих або на спеціальних заповнювачах.
За зерновим складом наповнювачів бетони підрозділяють на грубозернисті (з великим і дрібним заповнювачем) і дрібнозернисті (тільки з дрібним заповнювачем).
За умовами твердіння розрізняють бетони природного твердіння; бетони, піддані тепловій обробці при атмосферному тиску, і бетони, що пройшли автоклавную обробку.
За щільністю (об'ємній масі) бетони підрозділяються на особливо важкі - щільністю більше 2500 кг / м3; тяжелие- більш .2200 і до 2500 кг / м3 включно; полегшені - понад 1800 і до 2200 кг / м3 включно; легкі - більше 500 і до 1800 кг / м3 включно і особливо легкі - до 500 кг / м3 включно.
Залежно від межі міцності при стисненні, кгс / см2 *, в 28-денному віці будівельними нормами і правилами передбачені наступні марки бетонів: важких - 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500 , 600, 700 і 800; на пористих заповнювачах -25, 35, 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350 і 400; ячеістих- 15, 25, 35, 50, 75, 100 і 150; поризованих - 35, 50, 75 і 100; крупнопорістих- 15, 25, 35, 50, 75 і 100. Межа міцності при стисненні бетону визначають на зразках-кубах або циліндрах. Зразки виготовляють з свіжоприготованою бетонної суміші. Склад бетонної суміші підбирають виходячи з необхідних властивостей бетону з-урахуванням прийнятих способів її транспортування і укладання (формувань).
За Міжнародній системі одиниць сила виражається в ньютонах - Н (1 кгс = 0,981 дан 1 даН).
Бетонна суміш повинна зберігати при транспортуванні, перевантаженнях і укладанні її в опалубку або в форму однорідність, т. Е. Нерозшаровуватися, і мати необхідну легкоукладальність (або удобоформуемость)-здатність заповнювати форму при даному способі ущільнення.
Легкоукладальність бетонної суміші оцінюється її рухливістю або жорсткістю.
Мал. 1. Визначення рухливості бетонної суміші:
а -конус, б -вимір величини опади; 1 - ручка, 2 - корпус, 3 - упор, 4 - зварений шов, 5 - лінійка, 6 - масштабна лінійка, 7 - бетонна суміш, 8 - металеві »ний лист
Бетонна суміш, здатна розтікатися без розшарування і запов * нять форму під впливом власної маси або невеликого ме> ханических впливу, називається рухомий. Бетонна суміш, требуйщая інтенсивного вібрування для заповнення нею форми і для ущільнення, називається жорсткою. Рухливість бетонної суміші характеризується вимірюваної в сантиметрах величиною осадки конуса (ОК), відформованого з суміші, що підлягає випробуванню. Рухливість бетонної суміші визначають за допомогою виготовлений * них з листової сталі приладів - конусів № 1 або 2.
Конус № 1 застосовують для визначення рухливості бетонної суміші з максимальною крупністю зерен заповнювача до 40 мм включно, конус № 2 -для сумішей з максимальною крупністю зерен заповнювача 70 і 100 мод. Конус № 1 відрізняється від конуса № 2 розмірами. Конус № 1 (рис. 1, а) має внутрішній діаметр нижньої основи 200 мм, верхнего- 100 мм і висоту - 300 мм * Конус № 2 - відповідно 300, 150 і 450 мм.
Визначають осадку конуса таким чином. Конус, встанови ленний на металевий лист, заповнюють бетонною сумішшю через воронку в три шари однакової висоти. Кожен шар ущільнюють штикуванням металевим стрижнем діаметром 16 мм: в конусі № 1 - по 25 разів, в конусі № 2-по 56 разів. Після заповнення конуса бетонною сумішшю надлишок її зрізують кельмою, потім конус плавно знімають і ставлять поруч з отформованной бетонної сумішшю, Осідання конуса бетонної суміші визначають, укладаючи металеву лінійку 5 ребром на верхнє підставу конуса і вимірюючи відстань від нижнього ребра лінійки 5 до верху бетонної суміші по масштабної лінійці 6 з інтервалом до 0,5 см (рис. 1, б).
Результат вимірювання осадки конуса бетонної суміші в конусі № 2 приводять до величини осадки конуса № 1 множенням його на коефіцієнт 0,67.
Загальний час з початку заповнення конуса до вимірювання опади бетонної суміші не повинно перевищувати 2,5 хв, час, витрачений на підйом конуса, становить 3-7 с. Осадку конуса обчислюють з точністю до 1 см як середнє арифметичне двох вимірювань, причому результати обох вимірювань можуть відрізнятися не більше ніж на 2-3 см. При більшій розбіжності результатів випробування повторюють. Якщо обчислена осаду бетонної суміші дорівнює нулю, то суміш визнають не володіє рухливістю і її технологічні властивості повинні характеризуватися жорсткістю.
Жорсткість бетонної суміші визначається за часом вібрацій в секундах, необхідному для вирівнювання і ущільнення попередньо відформованого конуса бетонної суміші в приладі для визначення її жорсткості. Жорсткість бетонної суміші з максимальною крупністю зерен заповнювача до 40 мм включно визначають в приладі, встановленому на лабораторному вібромайданчику типу 435, яка разом з приладом без бетонної суміші забезпечує вертикально спрямовані коливання з частотою 2800-3000 в хвилину і амплітудою 0,5 мм.
Лабораторна майданчик повинна бути обладнана пристроєм для жорсткого і щільного кріплення на ній приладу, за допомогою ко * торого визначають жорсткість бетонної суміші.
Прилад (рис.2) для визначення жорсткості бетонної суміші складається з кільця 1, конуса 3, воронки 4, виготовлених з листової сталі з гладкою поверхнею. На вертикальній стінці кільця закріплена втулка, яка фіксує 10, в якій обертається штатив 9 з диском 8, прикріпленим через шайбу 7 до штанги 5. На диску 8 зроблено 6 отворів діаметром 10 мм.
Жорсткість бетонної суміші визначають в такій послідовності. Встановлюють кільце 1 на віброплощадку і закріплюють його. В кільце вставляють конус, закріплюють його натискним .кольцом 2 з ручками, що заходять в спеціальні пази, і встановлюють воронку 4. Конус 8 заповнюють бетонною сумішшю, крупність заповнювача якої становить не більше 40 мм, в такому ж порядку, як і при визначенні рухливості, т. е. в три прийоми, ущільнюючи штикуванням кожен шар. Після зняття конуса обертають навколо вертикальної осі штатив і на відформовану бетонну суміш опускають диск 8 разом зі штангою 5, маса яких повинна становить 2,750 ± 50 м Штатив 9 в необхідному положенні закріплюють затискним гвинтом в фіксує втулці 10.
Потім одночасно включають віброплощадку і секундомір і спостерігають за тим, як вирівнюється і ущільнюється бетонна суміш. Вібрація продовжують до тих пір, поки не почнеться виділення цементного тесту через два отвори диска 8. У цей момент вимикають секундомір і віброплощадку. Отримане час характеризує жорсткість бетонної суміші.
Мал. 2. Прилад для визначення жорсткості бетонної суміші:
1, 2 - кільця, 3 - конус, 4 - воронка, 5 -штанга, 6 - втулка, 7 - шайба, 8 - диск, 9 - штатив, 10 - втулка з затискним гвинтом
Жорсткі і малорухливі суміші в порівнянні з рухомими дозволяють економити цемент при отриманні однакової міцності бетону.
Рухливі бетонні суміші розшаровуються більшою мірою, ніж малорухливі. Це пояснюється тим, що під час транспортування і подачі до місця укладання великі складові рухливої суміші опускаються в нижні шари, а дрібні спливають. При укладанні явище розшаровування кілька згладжується за рахунок взаємного переміщення шарів суміші, але може проявитися в більшій мірі з утворенням щебеневих гнізд в одних місцях і скупченням розчинної частини в інших.
Рухливість, або жорсткість, бетонної суміші, яка застосовується при виробництві залізобетонних виробів, приймають по СН 386-74.
Рухливість бетонних сумішей, що перекачуються по трубопроводах, призначають з урахуванням технічної характеристики застосовуваних бетононасосів і пневмонагнітачів, але не менше 4 см.