Бетонные работы. Виды бетонов, применяемые материалы для приготовления бетонных смесей. Основные свойства. Транспортирование и укладка бетонной смеси. Выдерживание и уход за бетоном.

Бето́н (от фр. béton) — строительный материал, искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердевания рационально подобранной и уплотненной смеси вяжущего вещества (цемент или др.), заполнителей, воды. В настоящее время в строительстве используют различные виды бетона. Разобраться в их многообразии помогает классификация бетонов. Бетоны классифицируют:по средней плотности,по виду вяжущего вещества,по назначению. Многие свойства бетона зависят от его плотности, на величину которой влияют плотность цементного камня, вид заполнителя и структура бетонов. По плотности бетоны делят на:особо тяжелые с плотностью (более 2500 кг/куб. м).; тяжёлые (1800-2500кг/куб. м); лёгкие (500-1800 кг/куб. м); особо лёгкие (менее 500 кг/куб. м)Особо тяжелые бетоны приготовляют на тяжелых заполнителях-стальных опилках или стружках (сталебетон), железной руде (лимонитовый и магнетитовый бетоны) или барите (баритовый бетон). Тяжёлые бетоны с плотностью 2100-2500 кг/ куб. м. получают на плотных заполнителях из горных пород (гранит, известняк, диабаз). Облегченный бетон с плотностью 1800...2000 кг/ куб.м. получают на щебне из горных пород с плотностью 1600-1900 кг/куб. м. Легкие бетоны изготовляют на пористых заполнителях (керамзит, аглопорит, вспученный шлак, пемза,туф).К особо легким бетонам относятся ячеистые бетоны (газобетон, пенобетон), которые получают вспучиванием вяжущего, тонкомолотой добавки и воды с помощью специальных способов, и крупнопористый бетон на легких заполнителях. Главной составляющей бетона, во многом определяющей его свойства, является вяжущее вещество, по виду которого различают бетоны: цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные, полимерцементные, специальные Цементные бетоны приготовляют на различных цементах и наиболее широко применяют в строительстве. Среди них основное место занимают бетоны на цементе (портландцемент) и его разновидностях (около 65% от общего объема производства), успешно используют бетоны на шлакопортландцементе (20-25%) и пуццолановом цементе. К разновидностям цементных бетонов относятся: декоративные бетоны, (на белом и цветных цементах), бетоны для самонапряженных конструкций (на напрягающем цементе), бетоны для специальных целей (на глиноземистом и безусадочном цементах). Силикатные бетоны готовят на основе извести. Для производства изделий в этом случае применяют автоклавный способ твердения. Гипсовые бетоны готовят на основе гипса. Гипсовые бетоны применяют для внутренних перегородок, подвесных потолков и элементов отделки зданий. Разновидностью этих бетонов являются гипсоцементные-пуццолановые бетоны, обладающие повышенной водостойкостью. Применение -объемные блоки санузлов, конструкции малоэтажных домов. Шлакощелочные бетоны делают на молотых шлаках, затворенных щелочными растворами. Эти бетоны еще только начинают применяться в строительстве. Полимербетоны изготовляют на различных видах полимерного связующего, основу которого составляют смолы (полиэфирные, эпоксидные, карбамидные) или мономеры (фурфуролацетоновый), отверждаемые в бетоне с помощью специальных добавок. Эти бетоны более пригодны для службы в агрессивных средах и особых условиях воздействия (истирание, кавитация). Полимерцементные бетоны получают на смешанном связующем, состоящем из цемента и полимерного вещества (водорастворимые смолы и латексы). Специальные бетоны готовят с применением особых вяжущих веществ. Для кислотоупорных и жаростойких бетонов применяют жидкое стекло с кремнефтористым натрием, фосфатное связующее. В качестве специальных вяжущих используют шлаковые, нефелиновые и стеклощелочные, полученные из отходов промышленности. Бетоны применяют для различных видов конструкций, как изготовляемых на заводах сборного железобетона, так возводимых непосредственно на месте эксплуатации (в гидротехническом, дорожном строительстве). В зависимости от области применения различают:обычный бетон для железобетонных конструкций (фундаментов, колон, балок перекрытий и мостовых конструкций); гидротехнический бетон для плотин, шлюзов, облицовки каналов, водопроводно-канализационных сооружений; бетон для ограждающих конструкций (легкий); бетон для полов, тротуаров, дорожных и аэродромных покрытий; бетоны специального назначения (жароупорный, кислотостойкий, для радиационной защиты). Прочность при сжатии является основным показателем механических свойств бетона. Она определяется пределом прочности при сжатии стандартных образцов-кубов, изготовленных из данной бетонной смеси и выдержанных до испытания в течение 28 суток в нормальных условиях (при 1=15-20оС и относительной влажности воздуха не менее 90%). По пределу прочности при сжатии для тяжелых бетонов установлены следующие марки: М200, М250, МЗОО, М350, М400, М450, М500, М600, М700, М800. При бетонировании ряда конструкций, например, бетонных дорожных покрытий, важно знать прочность бетона при изгибе. Для этого испытывают образцы-балки. Для обычных железобетонных конструкций широко применяют бетон марок М200 и М250, а для предварительно-напряженных железобетонных конструкций - МЗОО-М5ОО. Бетон марок М100 и М150 используют для оснований, фундаментов и других массивных монолитных конструкции. Основные факторы, влияющие на прочность бетона - активность цемента и соотношение массы воды и цемента в составе бетонной смеси (водоцементное отношение В/Ц или обратное ему цементоводное отношение - Ц/В). Зависимость прочности обычного бетона от Ц/В и марки цемента в общем виде выражают формулой: Rб = А Rц (Ц/В - 0,5), где Rб - прочность бетона в возрасте 28 сут. при твердении в нормальных условиях, МПа; Rц - активность цемента, МПа; А - коэффициент, учитывающий качество заполнителей и вяжущего (для высококачественных - 0,43, для рядовых - 0,4, для пониженного качества - 0,37). На прочность бетона определенное влияние оказывает зерновой состав заполнителей, правильность перемешивания его составляющих в бетоносмесителе, когда все зерна заполнителя полностью покрыты слоем цементного теста. Значительное влияние на прочность бетона Большое влияние на скорость нарастания прочности бетона оказывает температура окружающей среды. При 70 - 85оС в атмосфере насыщенного пара бетоны через 10 -12 ч набирают прочность 60 - 70% марочной. При низких положительных температурах (5 - 7оС) окружающего воздуха скорость нарастания прочности бетона замедляется, а при температуре ниже 0оС твердение бетона прекращается и возобновляется вновь при установлении в окружающей среде устойчивой положительной температуры. Плотность. Обычный тяжелый бетон не является плотным материалом. Имеющиеся в бетоне поры образовались вследствие испарения излишней воды, а также неполного удаления воздушных пузырьков при уплотнении бетонной смеси. Плотность бетона повышается при тщательном подборе зернового состава заполнителей, уменьшении водоцементного отношения и применении, пластификаторов, снижающих водопотребность смеси при той же подвижности, а также за счет тщательного уплотнения бетонной смеси. С возрастанием плотности бетона повышаются его свойства - прочность, водонепроницаемость, морозо- и коррозиестойкость и др. Водонепроницаемость. Плотный бетон при толщине железобетонных конструкций более 200 мм, как правило, оказывается водонепроницаемым. Это свойство бетона характеризуется степенью водопроницаемости, т. е. величиной наименьшего давления воды, при котором она еще не просачивается через бетонный образец. По этому показателю бетоны разделяют на 12 марок: В2, В4, В6, В8, В10, В12, В14, В16, В18, В20, В25 и ВЗО, т. е. на бетоны, которые выдерживают давление соответственно не менее 0,2, 0,4, 0,6, 0,8 и т. д. до 3 МПа. Для повышения водонепроницаемости бетона применяют специальные покрытия, например, пленки из пластмасс или уплотняющие добавки. Значительно возрастает водонепроницаемость бетона при применении расширяющихся цементов. Морозостойкость. Тяжелые бетоны по степени морозостойкости делят на марки от Мрз 50 до Мрз 700. Морозостойкость бетона для жилых и промышленных зданий обычно характеризуется маркой Мрз 50. Высокой морозостойкостью обладают бетоны с плотной структурой на низкоалюминатном портландцементе и высококачественном гранитном щебне. Усадка и расширение. При твердении на воздухе бетон (если он не на безусадочном или расширяющемся цементах) дает усадку, а при твердении во влажных условиях он может незначительно разбухать. Величина усадки тяжелого бетона обычно около 0,15 мм на 1 м длины бетонного сооружения, что может повлечь за собой образование трещин в массивных и большеразмерных конструкциях. Для уменьшения усадки бетона следует избегать применения бетонов с большим расходом цемента, при этом необходимо использовать крупные заполнители хорошего зернового состава и обеспечивать влажный режим твердения бетона. При бетонировании массивных конструкций в первый период твердения бетона возможно его расширение от нагревания теплотой, выделяющейся при взаимодействии цемента с водой. С целью уменьшить тепловыделение бетона необходимо применять цементы с малой экзотермией, а также устраивать температурные швы. Коррозиестойкость. Коррозия бетона происходит в результате разрушения цементного камня и обычно сопровождается понижением прочности и водонепроницаемости, а также ухудшением его сцепления с арматурой. Огнестойкость. Бетон является огнестойким материалом. Однако продолжительное воздействие температур в интервале 160 - 200оС снижает прочность бетона на 25 - 30 %. При нагревании свыше 500оС бетон разрушается. Конструкции, подвергающиеся воздействию температур более 200оС, следует защищать теплоизоляционными материалами или выполнять их из жаростойкого бетона. Транспортирование бетонных смесей. Бетонные смеси к местам укладки транспортируют специально оборудованными автосамосваламн, автобетоновозами, автобетоносмесителями, бадьями, установленными на автомобили или железнодорожные платформы, ленточными конвейерами, а также с помощью бетононасосов.На заводах товарного бетона смесь перевозят на значительные растояния от завода автобетоновозами, автобетоносамосвалами, автобетоносмесителями. В бадьях, расположенные близко к заводу,— с помощью насосного транспорта, ленточных конвейеров, узкоколейной железной дороги. Для приема смеси на строительной площадке из транспортных средств существуют различного рода бадьи и перегрузочные устройства.Внутри строительной площадки для подачи смеси по горизонтали, а также при подъеме на высоту применяют бадьи, бункеры в сочетании с кранами, ленточные конвейеры, всевозможные бетоноукладчики, бетононасосы.На заводах железобетонных конструкций бетонная смесь транспортируется автосамосвалами, ленточными конвейерами, самоходными раздаточными бункерами, бадьями и по трубам с помощью сжатого воздуха. Зимой бетонную смесь транспортируют в утепленных бетоновозах, специальных контейнерах, автосамосвалах с подогревом кузова выхлопными газами. Кузов накрывают брезентом или утепленными щитами, бадьи и бункеры — деревянными утепленными крышками. Нежелательно бетон Выдерживание бетона и уход за ним производят в целях его твердения, т.е. набора им необходимой прочности. Для нормального твердения бетона нужна положительная температура 20±2°С с относительной влажностью воздуха не менее 90 %. При нормальных условиях твердения прочность бетона нарастает довольно быстро, и бетон (на портландцементе) через 7-14 дней набирает 60-70 % своей 28-дневной прочности. Затем нарастание прочности замедляется. Чтобы свежеуложенный бетон приобрел требуемую прочность в назначенный срок, необходимо: создание влажной среды при его твердении, предохранение от сотрясений, повреждений и ударов, резких изменений температуры. Особенно важен уход за бетоном в первые дни после его укладки, так как в этот период качество бетона может ухудшиться, после чего его улучшить практически невозможно. Необходимые для твердения бетона температурно-влажностные условия создают укрытием его различными покрытиями, а также систематической поливкой. Снимать опалубку разрешается только после приобретения бетоном прочности, установленной проектом или техническими условиями. Преждевременная распалубка может привести к повреждению забетонированных конструкций. Особенно тщательно уход за бетоном организуют таких конструкций, как стволы водонапорных башен или оболочки градирен, которые защищают от быстрого высыхания в течение не менее 14 сут. В теплое время года (не позднее чем через 5—6 ч после снятия опалубки) открытые поверхности бетона поливают водой через каждые 3 ч днем и не реже одного раза ночью в течение 7 сут., а затем не реже трех раз в сутки.

 

45. Способы разработки земляных сооружений: механизированный, гидромеханизированный, взрывной. Механизмы для производства работ.

Механизированный – основной способ, 80-85% всех земляных работ. Для этого применяют: землеройные машины, землеройно-транспортные. К первым относят одно- и многоковшовые экскаваторы. Одноковшовые экскаваторы бывают механические или гидравлические со сменным оборудованием – прямая лопата, обратная лопата, драглайн, грейфер (разработка боковая и торцевая). Экскаваторы с гидравлическим приводом более эффективны и имеют объем ковша 0,25-2,5м³. Многоковшовые экскаваторы используются в основном для отрывки траншей или не широких котлованов. К землеройно-транспортным машинам относят бульдозеры, скреперы и грейдеры. Бульдозер – используется для разработки и транспортированию грунта на расстояние до 70-ти м. При больших дальностях используют скреперы, которые м.б. прицепными и самоходными. Объем ковша – 0,5-25м³. Применяются для разработки, транспортирования и отсыпки слоями в основном мягких и сыпучих грунтов. Грейдеры применяются для планировочных и профилировочных работ (при устройстве дорог). Гидромеханизированный – применяется в тех случаях, когда имеется большой объем земл. работ, имеется поблизости постоянный источник воды и электроэнергии. Способ разработки грунта заключается в разрыхлении, отделении и транспортировании частиц грунта при помощи направленного действия воды. Осуществляется при помощи: а) гидромониторов; б) земснарядов. Гидромониторы – это гидромеханическая пушка со сменным комплектом насадок, система трубопроводов для подачи воды к пушке и транспортированию пульпы в отстойник (зумпф), центробежный насос и водозаборник. Разработка может производится встречным (размыв снизу вверх, гидромонитор на подошве забоя) и попутным (сверху вниз, гидромонитор уст. в верхней части забоя) забоями. Земснаряды применяют для намыва грунта (эстакадным и низкоэстакадным способом) со дна водоема при устройстве насыпей. Земснаряд – плавучая баржа, на которой смонтировано устройство для разработки грунта со дна водоема и транспортирование его на берег. Взрывной способ используется для разработки мерзлых грунтов, скальных и полускальных и др. сложных для разработки обычными способами. Используется направленное действие взрывной волны, образ. при взрывании взр. веществ, расположенных на поверхности либо в шпурах или скважинах. Техника безопасности: Земляные работы разрешается выполнять только по утвержденному ППР. В зоне расположение действующих подземных коммуникаций земляные работы проводятся по письменному разрешению соотв. орг. и в присутствии их представителя. В непосредственной близости к электрокабелям, газопроводам, напорным водопроводам грунт разрабатывают только вручную. Для спуска рабочих в котлованы и широкие траншеи пользуются стремянками шириной не менее 0,75 м с перилами, а в узкие траншеи – приставными лестницами. В пределах призмы обрушения нельзя размещать материалы, устанавливать строительные машины и допускать их движение. Экскаваторы во время работы должны стоять на спланированной поверхности. Погрузка в машины производится со стороны заднего или бокового борта. Запрещается проносить ковш над кабиной. Образующиеся при разработке грунта «козырьки» сразу же срезаются.