Быстротвердеющий портландцемент.

Эти цементы в обычных условиях через 1 – 2 дня дают высокую прочность (свыше 50% проектной 28-дневной прочности). Твердение портландцемента может быть ускорено различными способами: подбором клинкера, увеличением тонкости помола клинкера и введений химических добавок. Повышенное C₃S · C₃A

Гидрофобный портландцемент.

Гидрофобный портландцемент получают введением 0,15 – 0,25% мылонафта. Он обволакивает цементные зерна и препятствует проникновению влаги и воздуха к зерну.

В связи с этим прочность гидрофобного цемента не снижается при длительном хранении.

Пластифицированный портландцемент.

Получают введением в размыливаемый клинкер или непосредственно в бетон концентратов сульфатно-спиртовой барды. Образующиеся на цементных зернах тончайшие пленки этого вещества увеличивают подвижность бетонов.

Сульфатостойкий портландцемент.

Сульфатостойкий цемент оказывает повышенное сопротивление действию сульфатных вод. Обычно такие цементы содержат мало C₃A < 5%.

Белые и цветные портландцементы.

Имеют декоративное назначение. Получают путем добавки в цемент различных пигментов: охры, железного сурика и др.

Пуццолановый цемент.

Цементы с активными минеральными добавками. Это такие добавки, которые сами не обладают вяжущими свойствами, однако с некоторыми вяжущими веществами они приобретают вяжущие свойства.

Добавки (содержат SiO₂) –возникающие пеплы, туфы, трассы, трепели, шлаки, обожженные глины.

Глиноземный цемент.

Расширяющийся цемент.

Который при твердении увеличивается в объеме. Расширяющийся цемент – новый вид вяжущего вещества. Его применяют для зачеканки и гидроизоляции швов.

Транспортирование и хранение вяжущих веществ.

Транспортировать вяжущие можно навалом или в таре. При продолжительном хранении вяжущие свойства цементов ухудшаются.

Бетоны.

Бетоном называется искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердения рационально подобранной бетонной смеси: вяжущего вещества, воды и заполнителей.

Каждая из составляющих бетонной смеси выполняет определенную роль в бетоне.

Цемент – обладает клеющим свойством.

Он обволакивает зерна песка и щебня, а после затвердения связывает сыпучие материалы.

Заполнители в бетоне выполняют три функции:

а) образуют жесткий скелет, препятствующий усадке.

б) заменяют дорогой цемент.

в) позволяют получать бетон заданных свойств (жароупорный, легкий и т.д.).

Применяемые в строительстве бетоны разделяют по объемному весу прочности, морозостойкости, водонепроницаемости и назначению.

По объемному весу разделяют:

- легкие – с объемным весом от 600 до 1800 кг/м³;

- обыкновенные бетоны (тяжелые) – 1800 кг/м³ и более;

- особо тяжелые – более 2500 кг/м³.

По пределу прочности при сжатии бетоны разделяют на марки: 25, 35, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500 и 600; а для легких – 10, 15, 25, 35, 50, 75, 100, 150, 200, 300.

По морозостойкости – Mrs 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200.

По степени водонепроницаемости - В 2, 4, 8 кг/см³.

 

Свойства бетона.

1. Прочность бетона – принято характеризовать пределом прочности при сжатии кубов с размером ребра 20 х 20 х 20.

2. Зависимость прочности бетона от активности цемента, водоцементного отношения и вида заполнителя.

 

R₂₈ = a R_ц (),

где R – прочность бетона,

а – коэффициент учитывающий вид заполнителя.

3. Зависимость прочности бетона от срока и условий твердения.

Прочность бетона при нормальных условиях твердения нарастает довольно быстро – бетон за 7-10 дней набирает 60-70% своей 28-дневной прочности.

В настоящее время разработаны способы получения так называемого холодного бетона, который твердеет при температуре ниже «0».

Для этого в бетон добавляют хлористый кальций, хлористый натрий или другие соединения.

4. Плотность. Бетон является пористым материалом.

5. Бетон подвержен усадке и расширению.

Свойства бетонной смеси.

Подвижность. Способность бетонной смеси растелаться под собственным весом.

По величине осады конуса бетонные смеси подразделяют на следующие виды: жесткие – 0 - 1 см;

подвижные – до 18 см;

литые – более 18 см.

Удобоукладываемость. Свойство бетонной смеси растелаться и заполнять форму под действием вибрации называется удобоукладываемостью. Степень удобоукладываемости бетонной смеси устанавливается на специальном приборе – технический вискозиметр.

На подвижность и удобоукладываемость бетонной смеси влияют следующие факторы:

- количество воды в бетонной смеси;

- водопотребность цемента;

- крупность заполнителя;

- шероховатость поверхности заполнителя;

- выбор степени подвижности бетонной смеси.

В связи с тем, что прочность бетона зависит от водосодержания бетонной смеси и что жесткие смеси являются более экономичными, подвижность бетонной смеси должна выбираться возможно более низкой, но все же такой, которая обеспечивает удобную и качественную ее укладку при данном способе употребления.

Повысить подвижность и удобоукладываемость бетонной смеси можно применением пластифицирующих поверхностно-активных добавок (ССБ) 0,25% от веса цемента.

 

Материалы для приготовления тяжелого бетона.

Свойства бетона определяются качеством исходных материалов – вяжущего вещества, воды и заполнителей.

а) Вяжущие вещества.

Для приготовления тяжелых бетонов можно использовать все виды вяжущих веществ. Выбор цементов определяется условиями службы бетонной конструкции. Марку цемента выбирают в зависимости от требуемой прочности бетона с целью более рационального использования активности цемента.

Таблица 11.

Марки цементов для тяжелого бетона (монолитного)

Марки бетона				300 и выше
Марки цемента				600-700

 

Если при изготовлении конструкции бетонные смеси укладываются с применением мощного уплотнения, то в этих случаях допускается применять цементы марок, близких к маркам бетонов.

б) Воды для бетона.

В воде. Применяемой для затворения бетонных смесей, не должно содержаться много вредных примесей, как кислоты, сульфаты, жиры, растительные масла, сахар и другие органические вещества.

Наиболее пригодна для затворения водопроводная питьевая вода. Запрещается применять в этих целях воды болотные, торфяниковые и фабричные, загрязненные промышленными отходами.

в) Заполнители для тяжелого бетона.

Заполнителями для приготовления тяжелого бетона служат неорганические сыпучие материалы.

По крупности заполнители подразделяются: песок (мелкий заполнитель) – с крупностью зерен от 0,14 доб. и щебень или гравий (крупный заполнитель) с крупностью зерен от 3 до 70 мм.

По происхождению на природные и искусственные (шлаки).

Песок. Для приготовления тяжелого бетона в основном применяют природные пески (горные, речные, морские).

К вредным примесям в песках относят слюды, сульфаты, глинистые, пылевидные и органические, их может быть не больше 5%.

Зерновой состав песка имеет большое значение для качества бетона и расхода цемента. Выгоднее применять крупный песок. Для оценки песка по зерновому составу применяется ситовой анализ.

Для оценки зернового состава песка пользуются также модулем крупности (М_к).

М_к =

М_к (крупный песок) 3,5 – 2,4

средний 2,5 – 1,9

мелкий 2 – 1,5

очень мелкий 1,6 – 1,1

тонкий песок - меньше 1,2

Гравий бывает горный, речной и морской. Не должен содержать вредных примесей глины > 1%.

Зерновой состав. Гравий для бетона должен иметь зерна разной величины, чтобы пустотность его была возможно меньше.

Размер зерен гравия не должен превышать 1/3минимального размера конструкции.

Куски гравия от 70 до 150 мм применяются в бетоне, идущих на массивные конструкции.

Прочность зерен гравия должна быть на 20-50% выше прочности бетона.

Щебень получают дроблением горных пород или искусственных камней на куски размером от 5 до 70 мм. Щебень лучше гравия, т.к. он имеет шероховатую поверхность.

 

Расчет состава тяжелого бетона.

Состав бетона выражается весовыми или объемными соотношениями между цементом, количество которого принимается за единицу, и заполнителями: I: П: Щ

Содержание воды характеризуется водоцементным отношением - 1: 2: 4 (при В/Ц = 0,5).

Подбор состава бетона производится в такой последовательности:

1) Определяют расход цемента R₂₈ = a R_ц

Для монолитного бетона В/Ц 0,4 ÷ 0,8

Для сборного В/Ц 0,4 ÷ 0,6

Можно по графику определить расход воды приблизительно для монолитного 200 ÷ 250 л.

Ц =

Определение расхода мелкого и крупного заполнителя.

или задается объемным весом, для тяжелого бетона 2_к 300 кг/м³

Из таблицы берем соотношение П: Щ

Таблица

Приблизительный расход цемента в кг/м^3	Доля песка в смеси заполнителя – при наибольшей крупности
гравий	щебень
	0,36	0,34	0,4	0,37
	0,34	0,32	0,38	0,36
	0,32	0,3	0,36	0,34
	0,3	0,29	0,35	0,33
	0,29	0,28	0,34	0,32

 

Приготовление и транспортирование бетонной смеси.

Приготовление бетонной смеси, в зависимости от объемов и характера производства тоннельных работ, может осуществляться:

а) на специализированных заводах;

б) в бетоносмесительных установках, расположенных на стройплощадке;

в) в бетоносмесительных установках передвижного типа, расположенных внутри тоннеля.

1. Составы бетонной смеси при укладке ее бетононасосами должны отвечать следующим требованиям:

а) бетонная смесь должна изготовляться на пластифицированных цементах или с пластифицирующими добавками;

б) сроки схватывания цемента должны соответствовать времени подачи бетонной смеси насосами.

2. Дозирование материалов при приготовлении бетонной смеси допускается производить с точностью

а) 2% - для цемента и схватывающих добавок

5% - для заполнителей

2% - для воды

2% - для водного хлористого кальция

3. Загрузка материалов в загрузочный ковш бетономешалки производится в следующем порядке: вода, крупный заполнитель, цемент и песок.

4. Время перемешивания бетонной смеси должно быть следующее:

Емкость бетономешалки в л.	Продолжительность перемешивания, сек.
до 60 мл.	более 60 мл.

 

5. После окончания работ необходимо очистить барабан бетономешалки от остатков бетона.

6. Продолжительность нахождения бетонной смеси в пути (мин.)

Температура бетонной смеси	Продолжительность
30 – 20
20 – 10
10 – 5