Юрины заметки про Бетон

На строительной площадке обычно стремятся перемешивать бетон как можно скорее, и, следовательно, очень важно знать, каково минимальное время перемешивания для получения бетона, однородного по структуре и удовлетворительного по прочности.

Это время меняется в зависимости от типа бетономешалки, и, строго говоря, критерием адекватного перемешивания является не время перемешивания, а число оборотов бетономешалки. Обычно бывает достаточно около 20 оборотов. Однако, поскольку имеется оптимальная скорость вращения, рекомендуемая предприятием, производящим бетономешалки, то число оборотов и время перемешивания являются взаимозависимыми.

Для данного типа бетономешалки существует связь между временем перемешивания и однородностью смеси. Данные, основаны на исследованиях Шалон, где однородность характеризуется пределами прочности образцов бетона, приготовленных из данной смеси после определенного времени перемешивания. Результаты тех же испытаний, вычисленные как изменение коэффициента вариаций прочности в зависимости от времени перемешивания. Очевидно, что перемешивание в течение менее 1 —1,2 мин дает заметно более неоднородный бетон; увеличение времени перемешивания сверх этого срока влияет незначительно.

Время перемешивания считается с момента, когда все твердые материалы были заложены в бетономешалку, и обычно указывается, что все количество необходимой воды должно быть добавлено не позже чем через XU времени перемешивания. Приведенные цифры относятся к обычным бетономешалкам. Недавно были введены в практику скоростные бетономешалки, в которых время перемешивания может быть сокращено до 35 сек. С другой стороны, если применяют легкий заполнитель, то время перемешивания должно быть не менее 5 мин\ иногда 2 мин идут на перемешивание заполнителя с водой, 3 мин — на перемешивание с добавленным цементом.
Прочитать подробнее »

Если вместо дозировки и перемешивания на строительной площадке бетон доставляется готовым для укладки с завода, то его называют готовой бетонной смесью, или товарным бетоном. Этот вид бетона применяется широко во многих странах, так как он имеет много преимуществ по сравнению с классическим методом его приготовления.

Товарный бетон применим на тесных площадках или при дорожном строительстве, где мало места для бетономешалок и для больших складов заполнителя, но, по-видимому, самым большим преимуществом товарного бетона является то, что он может быть приготовлен в условиях лучшего контроля, чем тот, который возможен на любой, даже большой строительной площадке. Контроль должен быть усиленным, но, поскольку бетонный завод работает в условиях, близких к фабричным, на нем возможен действительно строгий контроль всех операций. Достаточная осторожность при транспортировании бетона обеспечивается также при менением автобетономешалок, но укладка и уплотнение остаются на ответственности персонала площадки. Товарный бетон можно считать по природе более близким к фабричному продукту, почти сравнивать его со сталью, так как неоднородность свойств, связанная с приготовлением бетона на месте, здесь устраняется.

Применение товарного бетона также весьма выгодно в случаях, когда нужны лишь небольшие количества бетона или когда бетон укладывают только через определенные интервалы. Обычно цена товарного бетона несколько выше, чем бетона, приготовленного на строительной площадке, но это может перекрываться экономией на цементе, а также экономией на организации площадки и штатах технического надзора.

Следует отметить, что домешивание отличается от перемешивания только скоростью вращения бетономешалки: скорость домешивания — в пределах 2—6 об/мин, скорость перемешивания — 4—16 об/мищ таким образом, оба этих процесса частично перекрываются.

Описание деталей оборудования бетонного завода не входит в содержание данной книги; достаточно лишь сказать, что они обычно в значительной степени автоматизированы. В бетономешалке большой емкости может замешиваться до 8 ингредиентов, при этом их количество точно распределяется и автоматически регистрируется для контроля. Для всего этого процесса нужен только один оператор.
Прочитать подробнее »

Первоначальная идея об использовании заполнителя в бетоне в качестве инертного материала может быть распространена на включение крупных камней в обычный бетон. Таким образом, фактический выход бетона по объему при заданном расходе цемента возрастает.

Камни используют в массивных бетонных конструкциях, размер их может достигать в поперечнике до 30 см. Объем камней не должен превышать 30% общего объема бетона, при этом камни должны быть равномерно распределены во всей массе бетона.

На практике это достигается путем укладки слоя обычного бетона с последующим распределением по нему камней, после чего укладывают следующий слой бетона и т. д. Каждый слой обычного бетона должен быть не меньше чем двойная толщина камней.
Прочитать подробнее »

Существует четыре метода испытаний по ASTM (С 290—57Т, С 291—57Т, С 292—57Т и С 310—57Т). В этих испытаниях приняты две скорости замораживания, каждая для оттаивания на воздухе и в воде, а также возможно оттаивание в рассоле. Результаты, получаемые при испытаниях, различны: при замораживании в воде насыщенного водой бетона создаются значительно более тяжелые условия испытаний, чем на воздухе. Быстрое замораживание вызывает более быстрое разрушение. Степень насыщения образцов к началу испытаний увеличивает скорость разрушения.

Разрушения от действия мороза можно определить разными способами. Общепринят метод измерения изменений динамического модуля упругости образца. Уменьшение его после определенного количества циклов замораживания и оттаивания свидетельствует о разрушении «бетона.

Этот метод показывает разрушения от действия мороза раньше, чем их можно заметить визуально или определить другими методами, хотя такое объяснение уменьшения величины модуля после первых же циклов замораживания и оттаивания вызывает сомнение.

Действие мороза может быть установлено также по потере прочности при сжатии и изгибе или по изменению длины или веса образца. Последний способ предпочтительнее, когда разрушения от мороза происходят преимущественно на поверхности образца, но он не пригоден при внутренних повреждениях, где результаты зависят также от размеров образца.
Прочитать подробнее »

Высокая интенсивность нарастания прочности глиноземистого цемента является следствием его быстрой гидратации, которая в свою очередь вызывает интенсивное тепловыделение.

Оно может составить 9 кал/г на 1 ч твердения, в то время как у быстротвердеющего портландцемента тепловыделение за тот же период не превышает 3,5 кал/г. Однако общее тепловыделение находится в одних и тех же пределах у обоих типов цемента.

Высокая скорость тепловыделения бетона на глиноземистом цементе обусловливает необходимость укладки бетона лишь малыми объемами и не позволяет бетонировать на этом цементе массивные конструкции. Это требование является особенно важным, так как, во-первых, температурные деформации вызывают трещинообразование, что характерно также для бетонов на портландцементе, и, во-вторых, повышенная температура сама по себе отрицательно влияет на прочность глиноземистого цемента.

Влияние температуры очевидно, где приведены значения прочности бетонов, твердевших в течение первых 24 ч при температуре 21,1 и 37,8° С и твердевших в дальнейшем при температуре 21,1° С. Эти данные подтверждают значительное снижение прочности при повышенных температурах.
Прочитать подробнее »

Во влажной атмосфере S02, С02 и другие кислые газы действуют на бетон: растворяют и удаляют частицы затвердевшего цемента и превращают бетон в рыхлую пористую массу. Этот вид воздействия встречается в дымовых трубах и железнодорожных тоннелях, при паровозной тяге, а также в промышленных производствах. Действие различных кислот подробно исследовалось Ли. Следует лишь напомнить, что все виды портландцемента некислотостойки.

Бетоны разрушаются также при действии воды, содержащей свободную С02; например, болотной воды. Вода, образующаяся при таянии льда или конденсации и содержащая небольшое количество С02, растворяет Са(ОН)2, вызывая разрушение поверхности бетона.

На этот вид воздействия следует обращать особое внимание при строительстве труб и лотков в горных районах не только с точки зрения долговечности, но и потому, что выщелачивание цемента обнажает заполнитель и повышает шероховатость труб. Поэтому предпочтительнее
применение заполнителей из карбонатных пород.

Хотя бытовые сточные воды имеют щелочную реакцию и не действуют на бетон, разрушения канализации наблюдались во многих случаях, особенно при высоких температурах, когда сернистые соединения превращаются с помощью анаэробных бактерий в H2S. Это соединение само по себе не является разрушающим агентом, но, растворяясь в пленках влаги на поверхности бетона и окисляясь аэробными бактериями, оно переходит в серную кислоту. Разрушение происходит выше уровня сточных вод вследствие растворения цемента.

Проводятся различные физические и химические испытания кислотостойкости бетона, но стандартных методов испытаний до сих пор не существует. Предпочтительнее реальные условия испытаний, так как при испытаниях в концентрированной кислоте все цементы растворяются и нельзя установить относительного преимущества одного из них. Поэтому следует относиться с осторожностью к интерпретации результатов ускоренных испытаний.
Прочитать подробнее »

Метод представляет собой дальнейшее развитие испытаний на изменение формы, при котором внутреннее кольцо аппарата Пауэрса вынуто и уплотнение вместо встряхивания достигается вибрированием.

Название Вебе происходит от инициалов В. Бэрнера, разработавшего в Швеции этот метод. Предполагается, что изменение формы полное, если пригруз из стеклянной пластины полностью покрыт бетоном и все поры на поверхности бетона исчезли. Момент окончания испытаний определяется визуально, и это может быть источником ошибок. Чтобы избежать ошибок, можно применить автоматически регулируемое приспособление, регистрирующее движение пластины.

Уплотнение достигается с помощью вибростола с дебалансом, вращающимся со скоростью 3000 об/мин, и максимальным ускорением от 3 до 4 g. При этом принимается, что расход энергии, необходимой для уплотнения, является мерой удобоукладываемости и выражается условно в секундах Вебе, т. е. временем, необходимым для полного изменения формы.
Прочитать подробнее »

Затвердевший бетон на глиноземистом цементе, нагретый до высокой температуры, обладает удовлетворительной прочностью. Сопротивление глиноземистого цемента нагреванию в сухих условиях в действительности настолько велико, что этот цемент является одним из отличных жаростойких материалов.

Это в значительной степени обусловлено образованием керамического сцепления вместо цементного гидравлического. Во избежание перекристаллизации, вызываемой повышением температуры в раннем возрасте, необходимо, чтобы бетон твердел во влажных условиях при комнатной температуре в течение первых 24 ч после приготовления.

Бетон, приготовленный на глиноземистом цементе с огнеупорным заполнителем, таким как щебень из огнеупорного кирпича, является стойким к температурам до 1300° С. Для температур до 1600° С необходимо использовать специальные заполнители, например, плавленый глинозем или карборунд.

Температуру порядка 1800° С выдерживают бетоны, приготовленные из специального белого кальциево-глиноземистого цемента с плавленым глиноземистым заполнителем. Этот цемент содержит примерно 72% глинозема, 26% окиси кальция, по 1% окислов железа и кремния. Его минералогический состав приближается к С3А5. Для сравнения можно отметить, что бетон на портландцементе не может длительно выдерживать воздействие температуры свыше 500° С.

Жаростойкий бетон на глиноземистом цементе характеризуется хорошей стойкостью к кислотной агрессии, и нагревание до 900—1000° С заметно увеличивает кислотостойкость этого бетона. Прочитать подробнее »

Ложным схватыванием называют ненормальное преждевременное загустевание цемента в течение нескольких минут после его перемешивания с водой. Ложное схватывание отличается от мгновенного схватывания тем, что при нем выделяется незначительное количество тепла.

Повторное перемешивание цементного теста без добавки воды восстанавливает и поддерживает пластичность цементного теста до тех пор, пока оно не схватится обычным способом и без потери прочности.

Некоторые причины ложного схватывания следует искать в дегидратации гипса в случае его помола с недостаточно охлажденным клинкером; при этом образуются полугидрат (CaS04 —Н20) или ангидрит.

(CaS04), которые при перемешивании цемента с водой гидратируются с образованием гипса. Таким образом, схватывание гипса имитирует общее загустевание цементного теста.

Другая причина появления ложного схватывания может быть связана с наличием щелочей в цементе. При хранении цемента они образуют карбонаты, которые, в свою очередь, реагируют с Са(ОН)2 — продуктом гидролиза C3S — с образованием СаС03. Последний осаждается, вызывая загустевание теста. Прочитать подробнее »

Морская вода содержит сульфаты и механизм действия на бетон аналогичен рассмотренному выше. Кроме химического воздействия, кристаллизация солей в порах бетона может приводить к его разрушению вследствие давления кристаллов соли. Так как кристаллизация происходит там, где вода испаряется, этот вид воздействия наблюдается в надводной части бетона.

Хотя раствор соли перемещается в бетоне в результате капиллярного подсоса, он действует на бетон только, если вода может проникнуть в глубь бетона, следовательно, и в этом случае непроницаемость бетона— наиболее надежное средство его защиты.

Бетон в зоне переменного уровня воды, подвергающийся попеременному увлажнению и высушиванию, разрушается быстрее, чем постоянно увлажняемый бетон. Фактическое действие морской воды изменяется и замедляется вследствие осаждения в порах бетона гидрата окиси магния. В тропическом климате воздействие морской воды более интенсивно.

В ряде случаев воздействие морской воды на бетон сопровождается разрушающим действием мороза, ударов волн, истирания; все это усиливает разрушение бетона.

Хотя действие сульфатов в морской воде аналогично действию насыщенных сульфатами грунтовых вод, оно не сопровождается расширением бетона, определяемым лабораторными испытаниями, как в предыдущем случае. Отсутствие расширения объясняется присутствием в морской воде большого количества хлоридов, замедляющих расширение: гипс и сульфоалюминат кальция обладают большей растворимостью в растворах хлоридов, чем в воде, и поэтому вымываются морской водой, а в лабораторных испытаниях они остаются на месте и вызывают расширение. Это лишнее доказательство трудности распространения результатов лабораторных исследований на реальные условия эксплуатации. Прочитать подробнее »