Проектирование составов тяжелого бетона исаев

Проектирование составов тяжелого бетона исаев.

Бетон - один из древнейших строительных материалов. На территории бывшей Югославии найдены остатки зданий с полами из бетона на извести, которые датируются г. В третьем тысячелетии до н. Широкое применение получил бетон в Древнем Риме во втором тысячелетии до н. Бетон - это искусственный камень, получаемый в результате затвердевания рационально подобранной, хорошо перемешанной уплотненной смеси вяжущего вещества, воды, песка, щебня или гравия или без них.

Сегодня бетон - это весьма широкое понятие, включающее в себя большое количество материалов, соответсвующих приведенному определению, но отличающихся по свойствам, применяемым сырьевым материалам, технологиям приготовления, формования и твердения.

Бетон для железобетонных конструкций должен обладать вполне определенными, наперед заданными физико-механическими свойствами: Кроме того, в зависимости от назначения железобетонной конструкции и условий ее эксплуатации, могут быть предъявлены еще и специальные требования: Чтобы получить бетон, обладающий заданной прочностью и удовлетворяющий перечисленным выше специальным требованиям, подбирают по количественному соотношению необходимые составляющие материалы: В качестве плотных заполнителей для тяжелых бетонов применяют щебень из дробленых горных пород песчаника, гранита, диабаза и др.

Пористые заполнители могут быть естественными перлит, пемза, ракушечник и др или искусственными Керамзит, шлак и т. В зависимости от вида пористых заполнителей различают керамзитобетон, шлакобетон, перлитобетон и т. Структура бетона оказывает большое влияние на прочность и деформативность бетона.

Чтобы уяснить этот вопрос, рассмотрим схему физико-химическою процесса образования бетона. При затворении водой смеси из заполнителей и цемента начинается химическая реакция соединения минералов цемента с водой, в результате которой образуется гель - студнеобразная пористая масса со взвешенными в воде, еще не вступившими в химическую реакцию, частицами цемента и незначительными соединениями в виде кристаллов.

В процессе перемешивания бетонной смеси гель обволакивает отдельные зерна заполнителей, постепенно твердеет, а кристаллы с течением времени соединяются в кристаллические сростки. Твердеющий гель превращается в цементный камень, скрепляющий зерна крупных и мелких заполнителей в монолитный твердый бетон. Избыточная, химически несвязанная вода частью вступает впоследствии в химическое соединение с менее активными частицами цемента, а частью заполняет многочисленные поры и капилляры в цементном камне и полостях между зернами крупного заполнителя, а затем, постепенно испаряясь, освобождает их.

По данным исследований поры занимают около трети объема цементного камня; с уменьшением водоцементного отношения пористость цементного камня уменьшается и прочность бетона увеличивается.

Таким образом, структура бетона оказывается весьма неоднородной: Физически бетон представляет собой капиллярно-пористый материал, в котором нарушена сплошность массы и присутствуют все три фазы - твердая, жидкая и газообразная. Цементный камень также обладает неоднородной структурой и состоит из упругого кристаллического сростка и наполняющей его вязкой массы - геля. Длительные процессы, происходящие в бетоне, - изменение водного баланса, уменьшение объема твердеющего геля, рост упругих кристаллических сростков - наделяют бетон упругопластическими свойствами.

Эти свойства проявляются в характере деформирования бетона под нагрузкой, во взаимодействии с температурновлажностным режимом окружающей среды. Исследования показали, что имеющиеся известные теории прочности к бетону неприменимы.

Зависимость между составом, структурой бетона, его прочностью и деформативностыо представляет собой задачу, которую исследователи решают применительно к каждому виду бетона в зависимости от его признаков см. Суждения о прочности и деформативности бетона основаны на большом числе экспериментов, выполненных в лабораторных условиях. Бетон обладает свойством уменьшаться в объеме при твердении в обычной воздушной среде усадка бетона и увеличиваться в объеме при твердении в воде набухание бетона.

Как показывают опыты, усадка бетона зависит от ряда причин. Чем выше способность заполнителей сопротивляться деформированию, т. При разной крупности зерен заполнителей и меньшем объеме пустот меньше и усадка;. Обычно усадка бетона происходит наиболее интенсивно в начальный период твердения и в течение первого года, в дальнейшем она постепенно затухает.

Чем меньше влажность окружающей среды, тем больше усадочные деформации и выше скорость их роста. Усадка бетона под нагрузкой при длительном сжатии ускоряется, а при длительном растяжении, наоборот, замедляется. Усадка бетона связана с физико-химическими процессами твердения и уменьшением объема цементного геля, потерей избыточной воды в результате испарения во внешнюю среду и гидратации с еще непрореагированными частицами цемента.

По мере твердения цементного геля, уменьшения его объема и образования кристаллических сростков усадка бетона затухает. Капиллярные явления в цементном камне, вызванные избыточной водой, также влияют на усадку бетона - поверхностные натяжения менисков вызывают давление на стенки капилляров, из-за чего происходят объемные деформации. Усадке бетона в период твердения препятствуют заполнители, которые становятся внутренними связями, вызывающими в цементном камне начальные растягивающие напряжения.

По мере твердения геля образующиеся в нем кристаллические сростки становятся такого же рода связями. Неравномерное высыхание бетона приводит к неравномерной его усадке, что, в свою очередь, ведет к возникновению начальных усадочных напряжений. Открытые, быстрее высыхающие поверхностные слои бетона, испытывают растяжение, в то время как внутренние, более влажные зоны, препятствующие усадке поверхностных слоев, оказываются сжатыми. В бетоне появляются усадочные трещины.

Начальные напряжения, возникающие под влиянием усадки бетона, не фигурируют непосредственно в расчете прочности железобетонных конструкций; их учитывают расчетными коэффициентами, охватывающими совокупность характеристик прочности.

Уменьшить начальные усадочные напряжения в бетоне можно конструктивными мерами - армированием элементов и устройством усадочных швов в конструкциях, а также технологическими мерами - подбором состава, увлажнением среды при тепловой обработке твердеющего бетона, увлажнением поверхности бетона.

Так как бетон представляет собой неоднородный материал, внешняя нагрузка создает в нем сложное напряженное состояние. В бетонном образце, подвергнутом сжатию, напряжения концентрируются на более жестких частицах, обладающих большим модулем упругости, вследствие чего по плоскостям соединения этих частиц возникают усилия, стремящиеся нарушить их связь.

В то же время происходит концентрация напряжений в местах, ослабленных порами и пустотами. Из теории упругости известно, что вокруг отверстий в материале, подвергнутом сжатию, наблюдается концентрация самоуравновешенных растягивающих и сжимающих напряжений, действующих по площадкам, параллельным сжимающей силе. Поскольку в бетоне много пор и пустот, растягивающие напряжения у одного отверстия или поры накладываются на соседние.

В результате в бетонном образце, подвергнутом осевому сжатию, кроме продольных сжимающих напряжений возникают и поперечные растягивающие напряжения вторичное поле напряжений. Структура бетона, обусловленная неоднородностью состава и различием способов приготовления, приводит к тому, что при испытании образцов, изготовленных из одной и той же бетонной смеси, получают неодинаковые показатели прочности.

Прочность бетона зависит от ряда факторов, основными из которых являются. В зависимости от назначения железобетонных конструкций и условий эксплуатации устанавливают показатели качества бетона, основными из которых являются. Заданные класс и марку бетона получают соответствующим подбором состава бетонной смеси с последующим испытанием контрольных образцов. Классом бетона по прочности на осевое сжатие В МПа называется временное сопротивление сжатию бетонных кубов с размером ребра мм, испытанных в соответствии со стандартом через 28 сут.

Бетону свойственно нелинейное деформирование. Начиная с малых напряжений, в нем, помимо упругих деформаций, развиваются неупругие остаточные или пластические деформации.

Исаев А.В. Проектирование составов тяжёлого бетона 2007.

Поэтому силовые деформации в зависимости от характера приложения нагрузки и длительности ее действия подразделяют на три вида: Свойства бетона, характеризующиеся нарастанием неупругих деформаций с течением времени при постоянных напряжениях, называют ползучестью бетона. Свойство бетона, характеризующееся уменьшением с течением времени напряжений при постоянной начальной деформации называют релаксацией напряжений.

Ползучесть и релаксация имеют общую природу и оказывают существенное влияние на работу железобетонных конструкций под нагрузкой. Природа ползучести бетона объясняется его структурой, длительным процессом кристаллизации и уменьшением количества геля при твердении цементного камня. Под нагрузкой происходит перераспределение напряжений с испытывающей вязкое течение гелевой структурной составляющей на кристаллический сросток и зерна заполнителей.

Одновременно развитию деформаций ползучести способствуют капиллярные явления, связанные с перемещением в микропорах и капиллярах избыточной воды под нагрузкой. С течением времени процесс перераспределения напряжений затухает и деформирование прекращается. Ползучесть разделяют на линейную, при которой зависимость между напряжениями и деформациями приблизительно линейная, и нелинейную, которая начинается прн напряжениях, превышающих границу образования структурных микротрещин.

Это бесцементный бетон автоклавного твердения, получаемый на основе известкового вяжущего известково-песчаного, известковошлакового и т. Он относится к группе тяжелых бетонов, где заполнителями служат кварцевые пески; обладает хорошим сцеплением с арматурой и защищает ее от коррозии. Начальный модуль упругости в сравнении с равнопрочным цементным бетоном в 1, Применяется для изготовления сборных железобетонных элементов зданий.

В неблагоприятных условиях эксплуатации усиленное воздействие атмосферных осадков, большие динамические нагрузки и т. Это бетон, стойкий в условиях агрессивной среды водной, содержащей кислоты, и паровоздушной, содержащей пары кислот. В зависимости от степени концентрации кислот в качестве вяжущих применяют пуццолановый портландцемент, шлаковый портландцемент, жидкое стекло. Применяется для конструкций подземных сооружений, покрытий некоторых цехов химической промышленности, цветной металлургии и т.

В качестве вяжущего в полимербетоне применяют полимерные материалы различные эмульсии, смолы и т. Несущие конструкции на основе ар- мополимербетона получают применение в объектах химической, электрометаллургической, пищевой и других отраслях промышленности.

Бетон, приготовленный на цементном вяжущем, а затем в конструкциях, подвергнутый последующей пропитке полимерными материалами по специально разработанной технологии - бетонополимер, также приобретает существенно улучшенные физико-механические свойства, в том числе малую ползучесть. Он находит применение при изготовлении напорных труб, дорожных плит, колонн, ригелей и др. Главная Цены Заказать Статьи О проекте. Home Реферат Строительство Бетон.

Проектирование состава тяжелого бетона.

Общие сведения и особенности. Заказ работы Нужна авторская работа? Все для успешной учебы.