Бетон высшего качества от производителя

Производство бетона

Бетонные смеси. Бетон.

Бетон - это искусственный материал, получаемый в результате затвердевания тщательно перемешанной и уплотненной смеси из минерального или органического вяжущего вещества с водой, мелкого и крупного заполнителей, взятых в определенных пропорциях. До затвердевания эту смесь называют «бетонной смесью».

В строительстве широко используют бетон, приготовленный на цементе или других неорганических вяжущих веществах. Бетон обычно затворяют водой. Цемент и вода являются активными составляющими бетона. Между цементом и заполнителем обычно не происходит химического взаимодействия (за исключением силикатного бетона, получаемого автоклавной обработкой), поэтому заполнители часто называют «инертными материалами».

Заполнители влияют на структуру и свойства бетона:

  • изменяют его пористость,
  • сроки затвердевания,
  • поведения при воздействии нагрузки и внешней среды,
  • уменьшают деформации бетона при твердении.

В качестве заполнителей используют преимущественно местные горные породы и отходы производства (шлаки и др.). Применение этих дешевых заполнителей снижает стоимость бетона, так как заполнители и вода составляют 85... 90%, а цемент - 10...15% от массы бетона.

Бетон на минеральных вяжущих веществах является капиллярно - пористым телом, на которое влияют как внутренние процессы взаимодействия составляющих бетона, так и воздействие окружающей среды.

С увеличением возраста бетона повышается его прочность, плотность, стойкость к воздействию окружающей среды. Свойство бетона определяется не только его составом и качеством исходных материалов, но и технологией приготовления и укладки бетонной смеси в конструкцию, условиями твердения бетона. Все эти факторы учитывают при проектировании бетона и производстве конструкций на его основе.

Многообразие вяжущих веществ, заполнителей, добавок и технологических приемов позволяет получать бетон с самыми разнообразными свойствами.

Бетон является хрупким материалом: его прочность при сжатии в несколько раз выше прочности при растяжении. Для восприятия растягивающих напряжений бетон армируют стальными стержнями, получая железобетон. В железобетоне арматуру располагают так, чтобы она воспринимала растягивающие напряжения, а сжимающие напряжения передавались на бетон. Совместная работа арматуры и бетона обусловливается хорошим сцеплением между ними и приблизительно одинаковыми температурными коэффициентами линейного расширения. Бетон предохраняет арматуру от коррозии.

Классификация бетона.

В настоящее время в строительстве используют различные виды бетона. Бетон классифицируют по средней плотности, виду вяжущего вещества и назначению.

По плотности бетон делят на:

  • особо тяжелый с плотностью более 2500 кг/ куб. м. (заполнители: стальные опилки или стружка (сталебетон), железная руда (лимонитовый и магнетитовый бетон) или барит (баритовый бетон);
  • тяжелый - 1800...2500 кг/ куб. м. (заполнители гранит, известняк, диабаз);
  • легкий -500... 1800 кг/ куб. м. (заполнители керамзит, аглопорит, вспученный шлак, пемза, туф);
  • особо легкий - менее 500 кг/куб. м. (ячеистый бетон: газобетон, пенобетон).

Марка и классы бетона.

При проектировании бетонных и железобетонных конструкций назначают требуемые характеристики бетона:

  • класс (марку) прочности,
  • марки морозостойкости и водонепроницаемости.

Класс бетона – это числовая характеристика какого-либо его свойства, принимаемая с гарантированной обеспеченностью 0,95. Это значит, что установленное классом свойство обеспечивается не менее чем в 95 случаях из 100 и лишь в 5-ти случаях можно ожидать его не выполненным.

Твердение бетона

Прочность бетона нарастает в результате физико-химических процессов взаимодействия цемента с водой, которые нормально проходят в теплых и влажных условиях. Взаимодействие цемента с водой прекращается, если бетон высыхает или замерзает. Раннее высыхание и замерзание бетона непоправимо ухудшает его строение и свойства.

Бетон нуждается в уходе, создающем нормальные условия твердения, в особенности в начальный период после укладки (до 15-28 суток). В теплое время года влагу в бетоне сохраняют путем поливки и укрытия. На поверхность свежеуложенного бетона наносят битумную эмульсию или его укрывают полиэтиленовыми и другими пленками.

Бетон при нормальных условиях твердения имеет низкую начальную прочность и только через 7-14 суток приобретает 60-80% марочной прочности. Прочность у 3-х месячных образцов примерно на 25%, а у 12-месячных – на 75% выше, чем у 28-и суточных. Методы ускорения твердения бетона

Несмотря на разработку и промышленный выпуск цементными заводами быстротвердеющих цементов (БТЦ) темпы твердения бетона на их основе не устраивали строителей, и практически уже более 100 лет разрабатываются различные способы ускорения твердения бетона, которые развиваются, и посей день.

В настоящее время известен ряд способов ускорения твердения, основными из которых являются:

  • применение химических добавок-ускорителей твердения (цемента, бетона);
  • тепловлажностная обработка (ТВО);
  • механическая активация цемента и бетонной смеси;
  • применение комбинированных способов, представляющих собой различные сочетания вышеперечисленных трех способов.

В комплексные методы ускорения твердения бетона, по сравнению с твердением в нормальных условиях, каждый из приемов ускорения вносит свои вклад:

  • тепловая обработка ускоряет процесс в 10-11 раз;
  • активация цементов (без тепловой обработки — ТВО) — в 1,4-1,5 раза;
  • химические добавки (без ТВО) — в 1,16-1,2 раза;
  • повышение жесткости смеси без ТВО — в 1,06-1,08 раза;
  • комплексные методы без ТВО — в 2,26-2,54 раза;
  • комплексные методы с ТВО — в 24-28 раз.

Усадка бетона

При твердении на воздухе происходит усадка бетона, т.е. бетон сжимается, и линейные размеры бетонных элементов сокращаются. Усадка слагается из влажностной, карбонизационной и контракционной составляющих. Влажностная усадка вызывается изменением распределения, перемещением и испарением влаги в образовавшемся скелете цементного камня. Эта составляющая играет ведущую роль в суммарной усадке бетона. Карбонизация содержащегося в цементном камне гидрата окиси кальция с переходом его в углекислый кальций также вызывает усадку, особенно заметную в ячеистых бетонах. Контракционная составляющая усадки, вызванная уменьшением абсолютного объема системы цемент-вода, невелика и составляет всего 10% от влажностной усадки.

Вследствие усадки бетона в железобетонных и бетонных конструкциях возникают усадочные напряжения, поэтому сооружения большой протяженности разрезают усадочными швами во избежание появления трещин. Ведь при усадке бетона 0,3 мм/м в сооружении длинной 30 м общая усадка составляет около 10 мм. Массивный бетон высыхает снаружи, а внутри он еще долго остается влажным. Неравномерная усадка вызывает растягивающие напряжения в наружных слоях конструкции и появление внутренних трещин на контакте с заполнителем и в самом цементном камне.

Для снижения усадочных напряжений и сохранения монолитности конструкций стремятся уменьшить усадку бетона. Наибольшую усадку имеет цементный камень. Введение заполнителя уменьшает количество вяжущего в единице объема материала. При этом образуется своеобразный каркас из зерен заполнителя, препятствующий усадке. Поэтому усадка цементного раствора и бетона меньше, чем цементного камня. Бетон наружных частей гидротехнических сооружений, цементно-бетонных дорог периодически увлажняется и высыхает. Колебания влажности бетона вызывают попеременные деформации усадки и набухания, которые могут вызвать появление микротрещин и разрушение бетона.

Морозостойкость бетона

Морозостойкость бетона определяют путем попеременного замораживания в холодильной камере при температуре от -17 до -20оС и оттаивания в воде при температуре 15-20оС бетонных образцов кубов с размерами ребра 10, 15 или 20 см (в зависимости от наибольшей крупности заполнителя). Образцы испытывают после 28 суток выдерживания в камере нормального твердения или через 7 суток после тепловой обработки. Контрольные образцы, предназначенные для испытания на сжатие в эквивалентном возрасте, хранятся в камере нормального твердения.

Морозостойкость зависит от качества примененных материалов и капиллярной пористости бетона. Объем капиллярных пор оказывает решающее влияние на водопроницаемость и морозостойкость бетона. Морозостойкость бетона значительно возрастает, когда капиллярная пористость менее 7%.

Водонепроницаемость бетона

С уменьшением объема капиллярных макропор снижается водонепроницаемость, и одновременно повышается морозостойкость бетона. Для уменьшения водонепроницаемости в бетон при его изготовлении вводят уплотняющие и гидрофобизирующие добавки.