Легкие бетоны, виды, свойства и применение

Легкому бетону и железобетону принадлежит важная роль в решении технической зада­чи по дальнейшему снижению массы возводимых зданий и уменьшению материалоемкости строительства. Вместе с тем, наружные стены и покрытия из малотеплопровод­ных легких бетонов сберегают тепло в помещениях и тем самым позволяют меньше тратить топлива и энергии на отопление зданий. Из лёгкого железобетона изготовляют укрупненные конструкции и объемные элементы, приме­нение которых в полносборном строительстве ускоряет монтажные работы и сводит к минимуму потребность в ручном труде.

Есть еще одно очень важное достоинство у легкого бетона, а именно —возможность его использования в разнообразных строительных конструкциях, что позволя­ет рассматривать легкий бетон как универсальный мате­риал. В этом убеждает разнообразие видов легкого бето­на, применяемых в строительстве: конструкционный плотностью 1401—1800 кг/м³ с проч­ностью на сжатие 15—50 МПа, чаще всего используемый для легких несущих железобетонных конструкций (про­летных строений мостов, ферм, гидротехнических соору­жений, элементов перекрытий и покрытий зданий и др.);

конструкционно-теплоизоляционный плотностью 501— 1400 кг/м³ с прочностью 2,5—10 МПа, являющийся ос­новным материалом ограждающих конструкций зданий;

теплоизоляционный и акустический плотностью до 500 кг/м³, широко применяемый в слоистых конструкци­ях как утеплитель и звукопоглощающий материал. Для изготовления легкого бетона используют быстротвердеющий и обычный портландцементы, а также шлакопортландцемент. При­меняют в основном неорганические пористые заполнители. Для теплоизоляционных и некоторых видов конструкци­онно-теплоизоляционных легких бетонов используют и органические заполнители из древесины, стеблей хлоп­чатника, костры, гранулы пенополистирола и др.

Основным показателем прочности легкого бетона является класс бетона по прочности при сжатии; установ­лены следующие классы, МПа- В 2; В 2,5; В 3,5; В 5; _;В7,5; В 10; В 12,5; В 15; В 17,5; В 20; В 22,5; В 25; В 30; В 40; для теплоизоляционных бетонов предусмотрены, кроме того классы: В 0,35; В 0,75; В 1. Теплопроводность легких бетонов зависит в основном от плотности и влажности (рис. 6.15). Увеличение объ­емной влажности легкого бетона на 1 % повышает его теплопроводность на 0,016—0,035 Вт/(м°С). В зависи­мости от теплопроводности легкого бетона толщина на­ружной стены может изменяться от 20 до 40 см. Наруж­ные ограждающие конструкции из легких бетонов под­вергаются воздействию попеременного замораживания и оттаивания, увлажнения и высыхания, поэтому легкие бетоны, применяемые для наружных стен, покрытий зда­ний, а также для конструкций мостов, гидротехнических сооружений, должны обладать определенной морозо­стойкостью.

По морозостойкости легкие бетоны делят на марки: Р 25; Р 35; Р 50; Р 75; Р 100; Р 150; Р 200; Р 300; Р 400; Р 500. Для наружных стен обычно применяют бетоны морозостойкостью не менее 25 циклов попеременного за­мораживания и оттаивания, Возможность получения легких бетонов высокой морозостойкостью и малой во­допроницаемостью значительно расширяет области их применения. Бетоны на пористых заполнителях уже. успешно используют в мостостроении, гидротехническом строительстве и даже в судостроении.

Водонепроницаемость плотных конструкционных легких бетонов может быть высокой. Керамзитобетон с рас­ходом цемента 300—350 кг/м³ не пропускает воду даже при давлении 2 МПа. Малая водопроницаемость плот­ных легких бетонов подтверждается эксплуатацией воз­веденных из них гидротехнических сооружений, а также испытанием напор­ных железобетонных труб. Характерно, что со временем водонепроницаемость легких бетонов повышается. Установлены следующие марки бетона на пористом заполнителе по водонепроницаемости: W 0,2; W 0,4; W 0,6; w 0,8; W 1; W 1,2 (в МПа гидростатического давления).

72. Ребристые монолитные перекрытия с балочными плитами. Конструктивные особенности. Перекрытие предста-т собой сплошную плиту, монолитно связанную с балочной клеткой, состоящей из главных балок, опирающихся на колонны, и второстепенных балок, опирающихся на гл.балки. Концы балок крайних пролётов могут опираться на наружные несущие стены. Гла.балки располагают в продольном или поперечном направлении так, чтобы их оси совпадали с осями колонн. Второстепенные балки размещают с шагом 1,7-2,7 м, при этом следует стремиться к тому, чтобы колонны подпирали балочную клеть в местах пересечения балок. Пролёт главных балок составляет 6-8 м, а второстепенных-5-7 м, высота балок составляет соотв-но (1/8-1/15) l г.б. и (1/12-1/20) lв.б.. Мин.толщина плиты для междуэтажных перекрытий составляет 5-6 см. Учитывая, что осн. объём бетона в таких перекрытиях приходится на сплошную плиту, при компоновке ребристого перекрытия следует стремиться к умень-ю пролёта плиты, а, следовательно, толщины плиты. Несмотря на то, что при этом возрастает количество второстепенных балок, общий расход бетона на перекрытие умень-ся. В том случае, когда отношение длинной стороны плиты к короткой l /l 3, плита называется балочной. Их расчёт производится в направлении короткой стороны. Если же l /l < 3, то плита относится к опёртым по контуру и рассчитывается в обоих направлениях.

112. Основные требуемые параметры для выбора монтажных кранов. Параметры кранов хар-ют констр-ию и технол-ие возм-ти машины. Выбор монт-х кранов проводят в два этапа:1.Устанют техническую возможность примя крана, взятого для сравнения, а на втором — определяют эконом-ую целесообразность его применения. К техн.параметрам кр. относятся: треб.грузоподъемность ; наиболь.выс. подъема крюка ; наиболь. вылет крюка . Опред-е треб.техн.парам-ов для баше.кр.: , где h₀ – превышение монтаж-го горизонта над уровнем стоянки кр.,h_З–запас по выс. для обеспеч-ия безопасности монтажа, не менее 1м; h_Э–выс. или толщина эле-та; h_ст–высо.строповки.

, где а – шир.подкранового пути, 4м; b–расст-е от оси подкранового пути до ближ.выступающей части зд., 2 м; с–расс-е от центра тяж.эл-та до выступающей части здания со стороны крана. Q_к ≥ Q_э +Q_пр +Q_гр=т*м;

Опред-е треб.техн.парам-ов для стрел.кр.: Самоходные стрел.кр. во время работы меняют вылет грузового крюка, высоту подъема и грузоподъемность. Поэтому при выборе такого кр. вначале опред-ют путь движ-я кр. и места его стоянок. ≥ Q_э +Q_пр +Q_гр = т*м; =h_о+ h_з+ h_э+ h_ст =м

Оптимальный угол наклона стрелы кр. к горизонту: ,

где α–угол наклона оси стрелы кр. к горизонту;h_п–длина грузового полиспаста кр.(1-4 м);b₁–длина или ширина сборного элемента;S–расст-е от края монтир-го эл-та до оси стрелы(1,5 м).

Длина стрелы: где h_ш–расст-е от оси крепления стрелы до ур-я стоянки крана(1,5м).

Вылет крюка: ,где d–расст-е от оси вращения кр. до оси крепления стрелы (1,5 м).

При подборе механизмов должны быть выполнены следующие условия: Н^техн._кр.≥Н_к. L^техн._кр.≥L_к. Q^техн._кр.≥Q_к.,

 

Билет 33

33. Свойства портландцемента, способы их определения.

Тонкость помола цемента оценивается по стандарту путем просеивания предварительно высушенной пробы цемента через сито с сеткой № 008 (размер ячейки в све­ту 0,08 мм); тонкость помола должна быть такой, чтобы через указанное сито проходило не менее 85 % массы просеиваемой пробы.

Истинная плотность портландцемента (без минераль­ных добавок) составляет 3,05—3,15. Его насыпная плот­ность зависит от уплотнения и составляет: для рыхлого цемента 1100 кг/м³, сильно уплотненного до 1600 кг/м³, в среднем 1300 кг/м³.

Водопотребность цемента определяется количеством воды (% массы цемента), которое необходимо для полу­чения цементного теста нормальной густоты. Нормаль­ной густотой цементного теста считают такую его под­вижность, при которой цилиндр — пестик прибора Вика, погруженный в кольцо, заполненное тестом, не доходит на 5—7 мм до пластинки, на которой установлено коль­цо. Водопотребность портландцемента 24—28%, при введении активных минеральных добавок осадочного происхождения (диатомита, трепела, опоки) водопотреб­ность цемента повышается до 32—37 %.

Сроки схватывания и равномерность изменения объе­ма цемента определяют в тесте нормальной густоты.

Сроки схватывания определяют с помощью прибора Вика путем погружения иглы этого прибора в тесто нор­мальной густоты. Началом схватывания считают время, прошедшее от начала затворення до того момента, ког­да игла не доходит до пластинки на 1—2 мм. Конец схватывания — время от начала затворения до того мо­мента, когда игла погружается в тесто не более чем на 1—2 мм. Начало схватывания цемента должно насту­пать не ранее чем через 45 мин, а конец схватывания — не позднее чем через 10 ч от начала затворения. Для по­лучения нормальных сроков схватывания при помоле клинкера вводят добавку двуводного гипса в количестве до 3,5 % { в пересчете на 5О₃). Замедление схватывания объясняется отложением на зернах цемента тонких пле­нок гидросульфоалгомината кальция, образовавшегося при взаимодействии введенного сульфата кальция с трехкальциевым алюминатом. Эти пленки замедляют диффузию воды к цементным зернам, и скорость их гид­ратации уменьшается.

Замедлителями схватывания портландцемента явля­ются также бура или борная кислота, фосфаты и нитра­ты калия, натрия и аммония. Нитраты образуют с Са(ОИ)а соединения, хорошо растворимые в воде. Диссоциация этих соединений увеличивает концентрацию ионов кальция, поэтому процесс гидролиза трехкальцие-вого силиката подавляется, а схватывание происходит медленнее. Замедлять схватывание могут органические вещества (например, СДБ), адсорбирующиеся на части­цах цемента и замедляющие их гидратацию.

Ускорителями схватывания портландцемента являют­ся карбонаты и сульфаты металлов. Они образуют при взаимодействии с Са(ОН)₂, выделяющимся при гидроли­зе трехкальциевого силиката, труднорастворимые соеди­нения. Так действует, например, поташ:

Са (ОН)₂ + К₂СО₃ «= СаСОд + 2КОН-

В результате химической реакции образуется мало-растворимый карбонат кальция,, гидроксид кальция вы­водится из сферы реакции и процесс гидролиза трехкаль­циевого силиката ускоряется.

Один из методов ускорения процессов схватывания и твердения заключается во введении добавок, являющих­ся центрами кристаллизации, например, в виде заранее приготовленного измельченного гидратированного цемен­та. Ускорителями, помимо широко применяемых неорга­нических солей, могут быть органические вещества, на­пример трнэтаноламин.

Равномерность изменения объема. Причиной нерав­номерного изменения объема цементного камня являют­ся местные деформации, вызываемые расширением сво­бодного СаО и периклаза М§-0 вследствие их гидрата­ции. По стандарту изготовленные из теста нормальной густоты образцы-лепешки через 24 ч предварительного твердения выдерживают в течение 3 ч в кипящей воде. Лепешки не должны деформироваться; на них не допус­каются радиальные трещины.

Активность и марку портландцемента определяют ис­пытанием стандартных образцов призмы размером ФХ4Х Х16 см, изготовленных из цементно-песчаной раствор­ной смеси состава 1: 3 {по массе) и ВЩ~ 0,4, при конси­стенции раствора по расплыву конуса 106—115 мм. Че­рез 28 сут твердения (первые сутки — в формах во влажном воздухе, затем после расформовки в течение 27 сут в ванне с питьевой водой, имеющей температуру 20±2°С) образцы-призмы сначала испытывают на из­гиб, затем получившиеся половинки призм — на сжатие.

Активностью портландцемента называют его предел прочности при осевом сжатии половинок балочек, испы­танных в возрасте 28 сут. В зависимости от активности портландцементов с учетом их предела прочности при изгибе они подразделяются на марки: 400, 500, 550, 600.

Выделение теплоты при твердении. Гидратация це­мента сопровождается выделением теплоты. В тонких бетонных конструкциях теплота гидратации быстро рас­сеивается и не вызывает существенного разогрева бетона. Однако тепловыделение внутренней части массивной конструкции может повысить его температуру на 40 °С и более по отношению к температуре бетонной смеси при укладке. Снаружи массив остывает быстрее, чем внутри; возникают температурные напряжения, которые нередко являются причиной появления трещин в бетоне. Чтобы избежать растрескивания, стремятся использовать низкотермичные цементы, снижают расход цемента в бетоне.

73. Ребристые монолитные перекрытия. Конструктивные особенности. Перекрытие предста-т собой сплошную плиту, монолитно связанную с балочной клеткой, состоящей из главных балок, опирающихся на колонны, и второстепенных балок, опирающихся на гл.балки. Концы балок крайних пролётов могут опираться на наружные несущие стены. Гла.балки располагают в продольном или поперечном направлении так, чтобы их оси совпадали с осями колонн. Второстепенные балки размещают с шагом 1,7-2,7 м, при этом следует стремиться к тому, чтобы колонны подпирали балочную клеть в местах пересечения балок. Пролёт главных балок составляет 6-8 м, а второстепенных-5-7 м, высота балок составляет соотв-но (1/8-1/15) l г.б. и (1/12-1/20) lв.б.. Мин.толщина плиты для междуэтажных перекрытий составляет 5-6 см. Учитывая, что осн. объём бетона в таких перекрытиях приходится на сплошную плиту, при компоновке ребристого перекрытия следует стремиться к умень-ю пролёта плиты, а, следовательно, толщины плиты. Несмотря на то, что при этом возрастает количество второстепенных балок, общий расход бетона на перекрытие умень-ся. В том случае, когда отношение длинной стороны плиты к короткой l /l 3, плита называется балочной. Их расчёт производится в направлении короткой стороны. Если же l /l < 3, то плита относится к опёртым по контуру и рассчитывается в обоих направлениях.

113. Проект производства работ (ППР). Исходные данные, расчет потребностей в материально-технических ресурсах. Содержание ППР (42)

Проект производства работ (ППР) разрабатывается подрядной организацией или по ее поручению организацией технологического проектирования— трестом «Оргтехстрой», имеющимся при строи­тельных главках, комбинатах и областных управлениях строитель­ства. Стоимость разработки ППР оплачивается за счет накладных расходов, кроме случаев строительства особо сложных объектов (объектов металлургии, ГЭС и т. п.), оплата которых производится за счет сметы на проектные работы.

Исходнымиматериаламидля составления ППР служат: ранее. утвержденный проект, в том числе ПОС; РД и сметы; данные о по-_ ставке технологического, энергетического и другого оборудования;] данные о поставке сборных конструкций, деталей, изделий и полуфабрикатов; данные строительных и монтажных организаций о наличии парка машин и механизмов, возможности его расширения и использо­вания: действующие нормативные документы (СНиПы, инструкции и указания по производству и приемке строительных, специальных и монтажных работ, в том числе по охране труда в строительстве).

ППР состоитиз трех основных видов технологических докумен­тов: графиков (календарных планов), стройгенпланов и технологиче­ских картЛВ зависимости от величины, назначения и сложности объекта проект может содержать неодинаковое сочетание этих доку­ментов с разной степенью детализации.

Объемы работ в ППР определяют по РД, спецификациям и сме, там, расчет всех видов ресурсов ведут по производственным нормам В состав ППР на возведение объекта или его части включаются:

а)—календариътй план — производства работ по объекту или ком­плексный сетевой график (КС Г, см. гл. 8);

б) строительный генеральный план;

в) графики поступления на объект строительных конструкций, изделий, материалов и оборудования;

г) графики движения рабочих кадров по объекту и основных строительных машин по объекту;

д) технологические карты (схемы);

е) решения по производству геодезических работ;

з) мероприятия по выполнению работ методом сквозного поточ­ного бригадного подряда;

и) решения по прокладке временных сетей водо-, тепло- и энер­госнабжения и освещения;

к) перечни технологического инвентаря и монтажной ос­настки, а также-схемы строповки грузов;.

Л) пояснительная записка с обоснованием принятых решений и методов работ, расчетов ресурсов и ТЭП.

ППР на подготовительные работы выполняют в той же номенкла­туре, что и для основных работ, но в меньшем объеме. Для технически несложных объектов ППР содержит только календарный план, стройгенплан и краткую пояснительную записку.

Для объектов, строящихся по типовым проектам, в состав РД входят Основные положения по производству СМР.

При строительстве комплекса зданий разрабатываются сводные поточные графики на весь объем строительства и. ряд документов, содержащих вопросы производства общеквартальных работ.

 

Билет 34

34. Строительные растворы. Свойства и способы их определения.

Строительный раствор — это искусственный каменный материал, полученный в результате затвердевания раст­ворной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды, мелкого заполнителя и добавок, улучшающих свойства смеси и растворов. Крупный заполнитель отсутствует, так как раствор применяют в виде тонких слоев (шов ка­менной кладки, штукатурка и т. п.).

Для изготовления строительных растворов использу­ют неорганические вяжущие вещества (цементы, воздуш­ную известь и гипсовые вяжущие). Строительные растворы разделяют в зависимости от вида вяжущего вещества, плотности и назначения.

По виду вяжущего различают растворы цементные, известковые, гипсовые и смешанные (цементно-известко­вые, цементно-глиняные, известково-гипсовые и др.). По средней плотности различают: тяжелые растворы плотностью более 1500 кг/м³, изготовляемые обычно на кварцевом песке; легкие растворы плотностью менее 1500 кг/м³, изготовляемые на пористом мелком заполни­теле и с порообразующими добавками. По назначению различают кладочные растворы для каменной кладки стен, фундаментов и др.;

штукатурные растворы — для оштукатуривания внутренних стен, потолков, фасадов зданий; монтажные растворы — для заполнения швов между крупными эле­ментами (панелями, блоками и т. п.) при монтаже зда­ний и сооружений из готовых сборных конструкций и де­талей; специальные растворы (декоративные, гидроизо­ляционные, тампонажные и др.)

Удобоукладываемость — это свойство растворной сме­си. легко укладываться плотным и тонким слоем на пористое основание и не расслаиваться при хранении, пе­ревозке и перекачивании раствора насосами. Удобоукла­дываемость зависит от подвижности и водоудерживающей способности смеси.

Подвижность - растворных смесей характеризуется глубиной погружения металлического конуса стандарт­ного прибора (массой 300 г). Подвижность назначают в зависимости от вида раствора и отсасывающей способно­сти основания. Для кирпичной кладки подвижность растворов составляет 9—13 см, для заполнения швов между панелями и другими сборными элементами 4— 6 см, а для вибрированной бутовой кладки 1—3 см.

Водоудерживающая способность — это свойство раст­ворной смеси удерживать воду при укладке на пористое основание, что необходимо для сохранения подвижности раствора на пористом основании (кирпиче и т.п.). Водоудерживающую способность увеличивают путем введе­ния в растворную смесь неорганических дисперсных до­бавок и органических пластификаторов. Смесь с этими добавками отдает воду пористому основанию постепенно, при этом раствор становится плотнее, хорошо сцепля­ется с кирпичом, что повышает прочность. Прочность на сжатие определяют испытанием образ­цов-кубиков с длиной ребра 7,07 см в возрасте, установлен­ном стандартом или техническими условиями на данный вид раствора. Образцы из растворной смеси подвиж­ностью менее 5 см изготовляют в обычных формах с под­доном, а из смеси с подвижностью 5 см и более — в фор­мах без поддонов, установленных на отсасывающем ос­новании— кирпиче (покрытом смоченной водой газетной бумагой). На каждый срок испытания изготовляют три образца.

Прочность цементного раствора при отсутствии отсо­са воды определяется теми же факторами, что и проч­ность бетона. Зависимость предела прочности раствора при сжатии R₂₈ от активности цемента R_ц и цементно-водного отношения определяется формулой:

R₂₈ = 0,4 R_ц(Ц/В – 0,3)

Прочность раствора, уложенного на пористое основа­ние (кирпич), удобно выразить в зависимости от расхо­да вяжущего вещества, а не от Ц/В, поскольку после от­соса воды основанием в растворе остается примерно оди­наковое количество воды:

R₂₈ = К R_ц(Ц – 0,05)+4

Приведенная формула применима для цементно-известковых растворов: Ц — расход цемента, т/м³ песка; коэффициент К зависит от качества песка: для крупного песка К = 2,2; песка средней крупности К = 1,8; мелкого песка К = 1,4.

Прочность смешанных растворов зависит от количе­ства введенной в раствор извести или глины. Оптималь­ная добавка известкового или глиняного теста, позволя­ющая получить удобоукладываемые растворные смеси и плотные растворы, соответствует максимуму на кривых прочности для растворных смесей разного со­става — от «жирных» состава 1:3 до «тощих» состава 1:2:9; состав указан в объемных частях — цемент: тес­то (известковое, глиняное): песок. На основании опыт­ных данных, обобщенных в виде формул и графиков, со­ставлены таблицы для определения состава растворов различных марок, которыми широко пользуются на прак­тике.

Строительные растворы для кладки и штукатурки по прочности в 28-суточном возрасте на сжатие делят на следующие марки 4, 25, 10, 50, 75, 100, 150, 200. Раство­ры марок 4 и 10 изготовляют, на местных вяжущих (воз­душной и гидравлической извести и др.).

Морозостойкость раствора характеризуется числом циклов попеременного замораживания и оттаивания, ко­торое выдерживают насыщенные водой стандартные об­разцы-кубы размером 7,07X7,07x7,07 см (допускается снижение прочности образцов не более 25% и потеря массы не выше 5%)