книги / Строительные материалы

сы (МПа): В 0,35; В 0,75; В 0,85; В 1; В 1,5; В 2,5; В 3,5; В 7,5; В 10; В 12,5; В 15; В 77,5; В 20.

Для изделий из ячеистых бетонов, запроектирован­ ных без учета требований стандарта СЭВ 1406—78, по­ казатели прочности на сжатие характеризуются марка­ ми: М 5; М 10; М 15; М 25; М 35; М 50; М 75; М 100; М 150; М 200.

Марка ячеистого бетона по прочности обозначает пре­ дел прочности при сжатии базовых кубов с ребром 150 мм, имеющих среднюю влажность 10±2 % (по массе). Контрольные образцы испытывают не ранее чем через 12 ч после тепловлажностной обработки, а при естествен­ ном твердении — через 28 сут выдерживания в нормаль­ ных температурно-влажностных условиях (влажность 90±5 %, температура 20±3°С).

Водопоглощение и морозостойкость зависят от вели­ чины и характера пористости ячеистого бетона и плот­ ности перегородок между макропорами (ячейками). Для снижения водопоглощения и повышения морозостойкости стремятся к созданию ячеистой структуры с замкнутыми порами. Этому способствует вибрационная технология, так как при вибрации газобетонной смеси разрушаются крупные ячейки, снижающие морозостойкость и однород­ ность материала.

Установлены следующие марки ячеистого бетона по морозостойкости: F 15; F 25; F 35; F 50; F 100. Для па­ нелей наружных стен применяют бетон марок F 15; F 25

взависимости от влажности атмосферы в помещениях

иклиматических условий. Более высокая морозостой­ кость требуется от конструкционного ячеистого бетона, подвергающегося многократному замораживанию и от­ таиванию.

Теплопроводность ячеистого бетона зависит от его плотности и влажности. Теплоемкость ячеистого бетона составляет в среднем 0, 84 кДж/(кг-°С).

Усадка зависит от состава ячеистого бетона, плот­ ности и условий твердения. Ячеистый бетон плотностью 600—800 кг/м3 на воздухе с 70—80 %-ной относительной

влажностью и температурой 20 °С имеет усадку 0,4— 0,6 мм/м.

Зависимость свойств ячеистого бетона от его плотно­ сти с 300 до 1200 кг/м3 сопровождается закономерным увеличением его прочности и теплопроводности.

Применяют ячеистые бетоны для легких железобетон-

Рис. 6.17. Кривые, характеризующие изменение свойств ячеистого бетона в зависимости от плотности

/— марка по прочности; 2 — водопоглощение по объему; 3 — теплопроводность

пых конструкций и тепло­ изоляции. Широко рас­ пространены конструкци­ онно-теплоизоляционные и теплоизоляционные яче­ истые бетоны. Из них из­ готовляют панели наруж­ ных стен и покрытий зда­ ний, неармированные сте­ новые и теплоизоляцион­ ные блоки, камни для стен. Конструкции из яче­ истых бетонов долговеч­ ны в зданиях с сухим и нормальным режимами помещений при относи­ тельной влажности возду­ ха 60—70 %.

Для защиты от коррозии стальную арматуру покры­ вают цементно-битумной или цементно-полистирольной обмазкой.

5. Арболит

Арболит — легкий бетон на минеральном вяжущем и органических заполнителях, получаемых из отходов де­ ревообрабатывающего и сельскохозяйственного произ­ водств. В качестве вяжущего используют обычный и быстротвердеющий портландцемент, а также гипсовое вяжущее и гипсоцементно-пуццолановое.

Органическим заполнителем является дробленка, по­ лучаемая измельчением отходов заготовки и обработки хвойных и твердолиственных древесных пород. Древес­ ные отходы (сучки, стружку, горбыль и т. п.) сначала рубят на рубильной машине, затем измельчают в дро­ билке. Заполнителем могут быть отходы сельскохозяй­ ственного производства: дробленые стебли хлопчатника, костра конопли и льна, одубина — попутный продукт переработки дубового экстрактового сырья. Дробленка должна иметь определенный зерновой состав. При рас­ севе на ситах частный остаток частиц (в % по массе) должен быть не более: на сите с отверстиями 10 мм — 30; соответственно 5 мм — 60; 2 мм — 5; менее 2 мм — 5. Длина частиц не должна превышать 40 мм. Примесь

коры, хвои и листьев в дробленке допускается до 5 % (от массы сухой смеси заполнителей).

Возможно применение смеси органического заполни­ теля с пористым или плотным минеральным заполните­ лем. К органическому заполнителю добавляют древес­ ные опилки, а для приготовления дроблении можно ис­ пользовать стебли камыша.

При приготовлении бетонной смеси добавляют мине­ рализаторы— хлорид кальция или жидкое натриевое стекло, которые нейтрализуют действие вредных водо­ растворимых веществ древесины (сахаристые вещества, смоляные кислоты) и ускоряют процесс твердения арбо­ лита. Отделку наружных поверхностей ограждающих конструкций из арболита производят слоем из декора­ тивного бетона или раствора на минеральных заполни­ телях.

Рабочая стальная арматура в конструкциях из арболита должна находиться в слое бетона или цементного раствора на минеральных плотных заполнителях. Тол­

щина защитного			слоя бетона			(раствора) до рабочей
арматуры — не менее 15 мм.
Примерный расход материалов на 1 м3
готовых арболитовых					изделий,	кг
Портландцемент марки 400							320—380
Органический		заполнитель					160—250
Вода	. .						330—500
Хлорид	кальция . .						5 - 9
Стальная арматура				(для	стеновых		па­
нелей размером			6 x 1 ,2 X 0 ,6 м)				11 -16
Основные свойства арболита:
плотность (в		высушенном состоянии),
кг/м3							400-800
марка по прочности при сжатии, кг/см2
для теплоизоляционных изделий и ма­								10
териалов							5 и
для	конструкционно-теплоизоляцион­							и 35
ных изделий							15, 25
модуль	упругости,			МПа			75— 1200
теплопроводность				(в высушенном			со­
стоянии), Вт(м-°С)							0,07—0,16
Морозостойкость,			цикл				25—35
Водопоглощение,			%	по массе			50—60
Усадка,	мм/м						2—4

Арболнт применяют для изготовления теплоизоля­ ционных материалов и конструкцнонно-теплоизоляцион-

ных изделий: стеновых блоков и панелей, плит перекры­ тий и покрытий, для возведения монолитных, армиро­ ванных и неармированных конструкций сельскохозяйст­ венных зданий различного назначения. Выпуск изделий и конструкций из арболита марок 25—50 в двенадцатой пятилетке будет значительно увеличен.

Арболит менее энергоемок по сравнению с керамзитобетоном, он имеет обширную сырьевую базу в виде древесных отходов, в связи с чем не требуется создание карьеров и предприятий по производству искусственных пористых заполнителей. Все эти преимущества арболита особенно важны для строительства на селе.

6. Технико-экономическая эффективность применения легких бетонов

Снижение массы крупноразмерных железобетонных

изделий	и монолитных конструкций — основной путь
уменьшения материалоемкости строительства.
Толщина наружных стен снижается с 52—66 см (кир­
пичные	стены) до 25—40 см (легкобетонные стены),

поэтому масса 1 м2 стены с 1080—1250 кг уменьшается до 175—560 кг, т. е. примерно в 2—6 раз.

При возведении стен из легкого бетона трудовые затраты снижаются в 12 раз, стоимость ниже примерно на 32 %, суммарный расход топлива меньше на 48 % по сравнению с аналогичными стенами из кирпича. В силу высокой технико-экономической эффективности лег­ кобетонных конструкций производство легких бетонов в перспективе возрастет.

Сравнительная оценка экономической эффективности материалов и конструкций дается на основе сопостав­ ления приведенных затрат, определяемых с учетом ка­ питальных вложений на производство продукции, себе­ стоимости материала в деле (включая затраты на тран­ спорт и монтаж) и эксплуатационных расходов за весь период службы конструкции (табл. 6.13).

Легкий бетон на пористых заполнителях эффектив­ нее тяжелого бетона по показателю приведенных затрат: в наружных стенах на 12—25 %, во внутренних несущих стенах на 8—14 %. Использование легкого бетона позво­ лило снизить массу конструкции в среднем на 35%, расход стали на 10 %, трудозатраты на 20 % по сравне­ нию с использованием тяжелого бетона.

Т А Б Л И Ц А 6.13. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СНИЖЕНИЯ МАТЕРИАЛОЕМКОСТИ НАРУЖНЫХ СТЕН ЗДАНИЙ1

Применяемый мате­ риал н панельных конструкцияхстен

Плот­ ность, кг/м8

та2 я о Толщнстены

* * Массастены

Стоимость		Приведен­
стены	материа­	ные эатра*
		ты руб/
руб/м*	лов, руб/	Ум* стены

Керамзитобетон		1100	30	360	10,1	7,8	12,2
Аглопоритобетон		900	26	260	9,6	7,3	11,5
Шлакопемзобетон		1300	35	480	10,1	7,8	12,6
Ячеистый бетон		700	25	200	10	7,7	11,9
Газосиликат	кир­	700	25	200	8,45	7,1	11,3
Керамический		1700	66	1150	20	10,4	23
пич		1300	53	720	16,3	8,6	18,7
Керамические	пу­

стотелые камни

По данным А. С. Болдырев и др. Технический прогресс в про­ мышленности строительных материалов. М., 1980, с. 37.

Конструкционные легкие бетоны плотностью 1700— 1800 кг/м3 марок по прочности М200—М400 применяют в армированных конструкциях — легкобетонных фер­ мах, пролетных строениях мостов и др. Масса легкого железобетона при одинаковой прочности на 25—35 % меньше массы тяжелого.

Высокие экономические показатели имеют силикат­ ные ячеистые бетоны автоклавного твердения, в осо­ бенности при использовании для их изготовления про­ мышленных отходов (шлаков и зол). Экономия приве­ денных затрат доходит до 11,7 руб/м2 стены.

Конструкции из ячеистых бетонов отличаются высо­ кими технико-экономическими показателями. Стены из ячеистого бетона в 1,8 раза легче стен из керамзитобе­ тонных панелей, стоимость их также меньше. Удельные капитальные вложения в строительство заводов по про­ изводству ячеистого бетона на 30—40 % меньше, чем в строительство предприятий, выпускающих аналогичные конструкции из тяжелого и легкого бетона с пористым заполнителем, поэтому применение ячеистого бетона расширяется. Эффективность легких бетонов возрастает при снижении плотности бетона и выпуске изделий пол­ ной заводской готовности.

ГЛАВА 7. ТЕХНОЛОГИЯ БЕТОНА

В отличие от других материалов, которые промыш­ ленность поставляет в готовом виде, бетон изготовляют непосредственно на стройке. При бетонировании моно­ литных конструкций бетонную смесь приготавливают на бетонном заводе и транспортируют на строительную площадку, где и производят их бетонирование. При про­ изводстве сборных железобетонных изделий бетонную смесь приготавливают на бетоносмесительном узле за­ вода, затем транспортируют в формовочные цеха, где укладывают в специальные формы для изготовления сборных изделий. Для ускорения твердения бетона в изделиях и конструкциях используют различные виды прогрева бетона.

Основными операциями в технологии бетона явля­ ются: приготовление бетонной смеси, ее транспортиро­ вание и укладка в изделие или конструкцию, ускоре­ ние твердения бетона (на заводах и при производстве бетонных работ в особых условиях, например, в зимнее время).

§1. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ БЕТОНА

1.Приготовление бетонной смеси

Бетонную смесь перемешивают только механизирован­ ным путем в бетоносмесителях. Каждый бетоносмеситель снабжен автоматическим или полуавтоматическим бач­ ком, отмеривающим воду с точностью до 1 %. Точность дозировки цемента также до 1 %, заполнителей до 2 %. Бетоносмесители могут иметь разную вместимость: ма­ лую (100—250 л), среднюю (375—500 л), большую (1200—2400—4500 л). Вместимость бетоносмесителей ча­ сто определяется не выходом готовой бетонной смеси, а суммой объемов загружаемых материалов. Поступающие в бетоносмеситель материалы до перемешивания занима­ ют объем, почти равный сумме их объемов в отдельности. При перемешивании пустоты заполняются и объем го­ товой бетонной смеси будет меньше суммы объемов за­ гружаемых материалов. Коэффициент выхода бетона в среднем г = 2/3=0,66,1 но в действительности выход ко­ леблется от 0,55 до 0,75 в зависимости от состава бетона

и объема пустот в заполнителях. В среднем бетоносме­

ситель, например, вместимостью										1200 л дает около 800 л
бетонной смеси за один за­
мес. Бетоносмесители							чаще
всего бывают				порционными
(периодического действия),
но могут быть и непрерыв­
ного действия.					от		конст­
В зависимости
рукции		различают				бетоно­
смесители: гравитационные,
со свободным				падением				бе­
тонной		смеси		и		принуди­
тельного действия.
В смесителях первого ти­
па	вращается			барабан,				к
стенкам		которого				внутри
приделаны			лопасти				(рис.
7.1).	Здесь		перемешивание
производится				по	принципу
свободного			падения				мате­
риала. Эти			смесители				при­
годны только				для		подвиж­
ных бетонных смесей. В ма­
шинах			принудительного
действия		внутри			барабана
вращается вал с лопастями,										/ — корпус; 2 —лопасти; з—
перемешивающими					7	бетон-			на;
Hvin	гмргк /пир					0 \	Пп		стрелки показывающие перемеще-
ную	смесь (рис.				f Z ) .		НО-		ние бетонной смеси

Рис. 7.2. Схема циркуляции смесив противоточыом смесителе принудительно­ го действия

следние бетоносмесители особенно необходимы для пере­ мешивания жестких бетонных смесей.

Порционные бетоносмесители со свободным падени­ ем материала бывают различных типов, например: с гру­ шевидным барабаном вместимостью 100—330 л, опроки­ дывающимся для выгрузки (загружается такой бетоно­ смеситель с помощью бадьи); с барабаном вместимостью 800—2400 л, состоящим из двух усеченных конусов, сло­ женных основаниями (бетон выгружают через отверстие наклоняемого барабана).

На автоматизированных бетонных заводах применя­ ются бетоносмесители непрерывного действия, в которых бетонная смесь принудительно перемешивается вращаю­ щимся в цилиндре или в специальном лотке шнеком, ко­ торый одновременно перемещает ее от загрузочного от­ верстия к концу смесителя, где происходит выгрузка.

Продолжительность перемешивания сильно влияет на однородность и прочность бетона. С увеличением продол­ жительности перемешивания до 2—3 мин прочность бе­ тона повышается, при дальнейшем перемешивании она увеличивается незначительно. Увеличение продолжитель­ ности перемешивания больше влияет на прочность бето­ нов из жестких и тощих смесей и гораздо меньше влияет на прочность бетонов из подвижных и жирных смесей. Продолжительность перемешивания бетонной смеси в малых и средних бетоносмесителях должна быть не ме­ нее: при жирной и подвижной смесях — 1 мин; при жест­ ких тощих и легких бетонных смесях — 2 мин.

В бетоносмесителях вместимостью более 500 л про­ должительность перемешивания составляет 2—5 мин; она увеличивается с уменьшением скорости перемешива­ ния и увеличением вместимости барабана.

2. Транспортирование и укладка бетонной смеси

При бетонировании монолитных сооружений бетонную смесь к месту укладки доставляют в автобетоносмесите­ лях, бадьями, перевозимыми специализированным тран­ спортом, автосамосвалами, транспортерами.

Более совершенными видами транспортирования бе­ тонной смеси являются: перекачивание поршневыми или другими насосами по трубам; доставка с центральных бетонных заводов в автомобилях-бетоносмесителях, в ко­

торых перемешивается бетонная смесь (непосредственно перед прибытием на место).

Централизованное заводское изготовление бетонных смесей и доставка готовых смесей на стройки имеют большие технические и экономические преимущества. Повышается качество бетона, снижается его стоимость, отпадает необходимость организации сложного бетонно­ го хозяйства на стройках. Центральные автоматизиро­ ванные бетонные заводы имеются на крупных стройках страны и в городах.

При длительной перевозке готовой бетонной смеси она загустевает: понижается ее подвижность, что видно по уменьшению осадки стандартного конуса. Это объясня­ ется гидратацией цемента, поглощением воды заполни­ телями, испарением и прочими потерями воды. Время пе­ ревозки готовой бетонной смеси должно быть не более 1 ч, а в жаркую погоду — менее 30 мин, иначе цемент начинает схватываться.

Смесь сухих компонентов бетона (с влажностью не бо­ лее 2 %) можно перевозить в течение длительного срока, поэтому в последнее время развивается приготовление на центральном заводе и доставка на объект сухих сме­ сей, которые перемешиваются непосредственно у рабоче­ го места.

Завод на каждую партию бетонной смеси выдает па­ спорт с указанием состава бетона и его марки. В допол­ нение к паспорту сразу же после испытания прочности бетонных образцов в заводской лаборатории результаты отсылают на стройки. Стройки, получая готовые бетон­ ные смеси, обязаны немедленно использовать их, не до­ бавляя воды.

В настоящее время на всех стройках, где ведутся бе­ тонные работы, и на заводах сборного железобетона при­ меняется механизированная укладка и уплотнение бе­ тонной смеси вибраторами. Такая укладка не только по­ вышает производительность и облегчает труд, но и дает ряд преимуществ: увеличивает плотность, прочность, во­ донепроницаемость и долговечность бетона, уменьшает его усадку. Если, не требуется повышения прочности бе­ тона, то можно снижать расход цемента на 10—20 %, быстрее снимать опалубку, а также ускорять процесс его твердения.

Сущность вибрирования заключается в передаче бе­ тонной смеси вибраторами колебаний высокой частоты

(3000^6000 в мин) и малой амплитуды (0,2—0,5 мм), благодаря которым уменьшается вязкость смеси (снижа­ ется трение между ее составными частями); бетонная смесь приобретает свойства тяжелой жидкости и уклады­ вается наиболее плотно, хорошо заполняя опалубку. Ви­ браторы дают возможность укладывать малоподвижные и даже жесткие бетонные смеси, а это позволяет эконо­ мить цемент или повышает прочность бетона.

Д ля механизированного уплотнения бетонной смеси применяются вибраторы различных типов. По роДУ Дви­ гателя вибраторы разделяются на электромеханические (наиболее распространенные), электромагнитные, пнев­ матические и др.

Электромеханические вибраторы имеют специальный мотор, на валу ротора которого эксцентрично насажены грузы (дебалансы); вращением грузов создаются колеба­ ния, передаваемые рабочей части вибратора. Мотор вибраторов нового типа освобожден от дебалансов; они захменяются валом с эксцентричной осью вращения, поме­ щаемым в самостоятельной рабочей части вибратора, вра­ щение которой от мотора передается гибким валом.

Наиболее широкое применение получили следующие электромеханические вибраторы.

Поверхностный вибратор (рис. 7.3) имеет мотор с де­ балансами, закрепленный на металлической рабочей пло­ щадке размером 0,5X1 м. Мощность мотора 0,4 кВт. Глу­ бина распространения вибрации в бетонную смесь под рабочей площадкой 20—30 см. Продолжительность ви­ брирования на одном месте около 1 мин.

Эти вибраторы используются для уплотнения бетонной смеси на больших открытых поверхностях (плитах, до­ рожных покрытий, основаниях под фундаменты, полах и г. п.). Их не следует использовать для бетонирования массивных сооружений во избежание образования слои­ стости.

Глубинный вибратор (рис. 7.4) относится к группе внутренних вибраторов. Его вводят в бетонную смесь для вибрирования, а затем извлекают оттуда за рукоятку, не прекращая вибрирования. В герметически закрытом ко­ жухе вибратора помещен высокочастотный мотор с де­ балансами на валу, благодаря чему колебания переда­ ются почти непосредственно бетонной смеси. верх­ ней части вибратора присоединена трубчатая штанга, внутри которой проходят провода. Масса вибратора