Контрольная работа по дисциплине "Строительство"

                                                                          Задание №2

4 вопрос: Классификация бетонов по техническим свойствам.

4 ответ: В результате затвердевания тщательно перемешанной и уложенной в конструкцию бетонной смеси получается искусственный камневидный строительный материал — бетон. В строительстве применяют бетоны разнообразного назначения, характеризующиеся различными свойствами. Бетоны классифицируют по ряду признаков: средней плотности, целевому назначению, виду вяжущего, виду заполнителей, структуре.

В зависимости от средней  плотности различают особо тяжелые, тяжелые, легкие и особо легкие бетоны.

Особо тяжелые бетоны со средней  плотностью более 2500 кг/м3 изготовляют  на особо тяжелых заполнителях (магнетите, лимоните, барите, чугунной дроби, обрезках стали). Эти бетоны применяют для  изготовления специальных конструкций, например при сооружении зданий атомных  электростанций для защиты от радиоактивного излучения.

Тяжелые бетоны со средней  плотностью 2000...2500... кг/м3 изготовляют  на плотном песке и крупном  заполнителе из плотных горных пород и используют во всех несущих конструкциях.

Легкие  бетоны  со средней  плотностью 500...2000кг/м3 изготовляют  на пористом крупном заполнителе  и пористом или плотном мелком заполнителе. Их используют в основном для производства ограждающих конструкций (при рт < 1600 кг/м3) либо для несущих конструкций (прирт = 1200...2000кг/м3).

Классификация бетонов по средней плотности — это, в  сущности, разделение по структурному признаку в зависимости от общей  пористости. Основная доля в объеме бетона приходится на заполнители, поэтому  плотность бетона регулируют, применяя плотные или пористые заполнители. Кроме того, используют и другие пути, например поризацию вяжущего воздухововлекающими добавками.

По назначению (области  применения) бетоны подразделяют на конструкционные и специальные.

Конструкционные бетоны используют для изготовления несущих и ограждающих  конструкций. Они должны обеспечивать главным образом механические характеристики конструкций — прочность, упругость, деформационные и другие свойства. Из числа конструкционных чаще всего применяют тяжелый бетон, легкий и ячеистый.

Специальные бетоны предназначены  для конструкций, эксплуатируемых  в особых условиях, и включают в  себя теплоизоляционные, жаростойкие, химически стойкие, радиационно-защитные, декоративные бетоны.

Область применения бетона различных  видов определяется, с одной стороны, характером их строения, а с другой — способностью противостоять физико-химическим воздействиям окружающей среды. Стойкость  к воздействиям окружающей среды  в значительной степени зависит  от вида вяжущего вещества, использованного  для изготовления бетонной конструкции.

По виду вяжущего бетоны подразделяют следующим образом. Бетоны на цементных вяжущих изготовляют преимущественно на портландцементе, шлакопортландцементе, пуццолановом портландцементе и их разновидностях. Такие бетоны универсальны для изготовления несущих и ограждающих конструкций в промышленном, гражданском и жилищном строительстве, за исключением тех случаев, когда предъявляют особые требования, например по жаростойкости, химической стойкости.

Бетоны на известковых  вяжущих применяют только для  изготовления сборных бетонных и  железобетонных элементов на заводах.

Бетоны на гипсовых вяжущих  используют из-за низкой водостойкости  вяжущих только для производства внутренних конструкций зданий.

Бетоны на шлаковых вяжущих, изготовляемые на основе молотых  шлаков и зол с активизаторами твердения, используют при производстве бетонных (а не железобетонных) изделий и конструкций. Применение местных шлаковых вяжущих позволяет экономить цемент и удешевлять конструкции.

 Бетоны на специальных вяжущих (органических и неорганических), к каждому из которых предъявляют определенное требование, включают в себя бетоны на полимерных, фосфатных, магнезиальных связующих, бетоны на жидком стекле.

По виду заполнителей различают  бетоны на плотных, пористых и специальных заполнителях.

Бетоны на плотных заполнителях изготовляют на заполнителях из плотных горных пород или шлаков.

Бетоны на пористых заполнителях изготовляют с использованием искусственных  пористых заполнителей или заполнителей из пористых горных пород.

Бетоны на специальных  заполнителях изготовляют с применением  заполнителей, придающих им особые свойства. В число специальных  заполнителей входят, например, рудосодержащие породы, чугунный скрап, шамот.

В зависимости от характера  структуры выделяют следующие виды бетонов.

Бетоны плотной (слитной) структуры, в которых пространство между зернами заполнителей полностью  занято затвердевшим вяжущим веществом. Допускаемый объем межзерновых пустот в уплотненной бетонной смеси не превышает 6 %.

Крупнопористые бетоны (беспесчаные или малопесчаные) , в которых значительная часть объема межзерновых пустот остается не занятой мелким заполнителем и затвердевшим вяжущим.

Поризованные бетоны, в которых пространство между зернами заполнителей занято вяжущим веществом, поризованным пено-образующими или газообразующими добавками.

Ячеистые бетоны — бетоны с искусственно созданными ячейками-порами, состоящие из смеси вяжущего вещества, тонкодисперсного кремнеземистого  компонента и порообразующей добавки.

Бетоны слитной структуры  применяют для изготовления несущих  конструкций, к которым предъявляют  повышенные требования по морозостойкости  и водонепроницаемости. Крупнопористые, поризованные и ячеистые бетоны рекомендуется использовать преимущественно для изготовления ограждающих и теплоизоляционных конструкций.

Технические требования к  основным свойствам бетона — прочности, морозостойкости, водонепроницаемости, плотности — установлены в  государственных стандартах и СНиПах. Кроме того, в стандартах на специальные  бетоцы дополнительно нормируют специфические для данного бетона свойства, например тепловыделение гидротехнического бетона, истираемость дорожного бетона.

5 вопрос :Природные и искусственные заполнители для лёгких бетонов. Технологическая схема. Составить схему производства пенобетона и пояснить основные этапы технологии.

5 ответ: Заполнители — природные или искусственные материалы определенного зернового состава, которые в рационально составленной смеси в сочетании с вяжущим веществом образуют бетон или раствор. Они занимают в бетоне до 80—90 % общего объема, оказывая большое влияние на технологические свойства бетонной смеси и качество затвердевшего бетона. Стоимость заполнителей достигает 30— 50 % стоимости бетонных и железобетонных конструкций, а иногда и более.

Рациональное применение заполнителей позволяет уменьшить  расход вяжущего, снизить усадку цементных  бетонов, увеличить за счет применения высокопрочных заполнителей прочность  и модуль упругости бетона, снизить  плотность бетона и его теплопроводность, используя для этой цели легкие пористые заполнители, производить специальные  бетоны на особо тяжелых и гидратных  заполнителях для надежной защиты от проникающей радиации.

По характеру формы  зерен различают заполнители:

•          имеющие угловатую, с шероховатой  поверхностью форму зерен, получаемые путем дробления горных пород, гравия или искусственных материалов (щебень, песок из отсевов дробления, аглопорит и др.);

•          имеющие округлую форму зерен (гравий, природный песок и др.).

Форма зерен заполнителя  влияет прежде всего на удобоукладываемость бетонной и растворной смеси. Пластинчатые, удлиненные (лещадные) зерна заполнителя укладываются в строго ориентированном, горизонтальном положении. Это делает структуру бетона неоднородной, а его свойства — неодинаковыми (анизотропными) в разных направлениях. Поэтому содержание зерен лещадной формы ограничивается стандартами.

Зерновой состав заполнителей определяют по результатам просеивания  пробы через стандартный набор, включающий в себя 10 сит с отверстиями 80(70); 40; 20; 10; 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315 и 0,16 мм. Граница  раздела между крупным и мелким заполнителем проходит по зерну в 5 мм. При лабораторном рассеве пробы  заполнителя на ситах между двумя  соседними ситами, например, в 10 и 20 мм или 1,25 и 2,5 мм, задержатся зерна различной  крупности в указанных пределах, что составляет соответственно фракцию 10...20 мм или фракцию 1,25...2,5 мм. Нередко  зерновой состав заполнителя называют фракционным.

Фракционный состав является непрерывным, если содержатся все фракции, на которые рассеивается заполнитель  с помощью стандартного набора сит. Фракционный состав прерывистый, если в заполнителе отсутствуют одна или две фракции.

Заполнители подразделяются по крупности на мелкие (песок) с  размером зерна до 5 мм и крупные (гравий или щебень) с размером зерен 5—80(70) мм. При бетонировании массивных  конструкций применяют щебень или  гравий крупностью до 150 мм.

По происхождению заполнители  подразделяют на три основные группы:

•          природные;

•          искусственные;

•          из отходов промышленности.

Природные заполнители могут  быть неорганического и органического  происхождения.

Неорганические природные  заполнители представляют собой  материалы, получаемые без изменения  их химического и фазового состава, и характеризуемые происхождением и петрографическим наименованием  горных пород, из которых они образованы. К таким заполнителям относятся разновидности, получаемые путем дробления и рассева горных пород (гранита, диабаза, диорита, известняка, вулканического туфа, пемзы, кварцита, мрамора) или только рассева (гравий, кварцевый песок).

Минералогический состав заполнителей оценивают с помощью  петрографической характеристики, которая  включает наименование и происхождение  горной породы, оценку трещиностойкости и степени выравнивания, данные о наличии вредных примесей, радиационно-гигиеническую оценку и др.

Органические заполнители  представляют собой отходы заготовки  и переработки древесины (опилки, стружки, древесные волокна и  др.); отходы переработки сельскохозяйственной продукции (стебли камыша, хлопчатника, лузга семечек, волокна льняных  и конопляных культур и т.д.); отходы и продукты промышленности полимерных материалов (пластики, полимерные волокна, частицы резины и др.). На основе этих заполнителей выпускаются разнообразные  виды строительных материалов, цементный  фибролит (заполнитель — древесная  шерсть), полимербетон (заполнитель  — низкомолекулярный полиэтилен).

Искусственные заполнители  представляют большой класс материалов, получаемых из природного сырья и  отходов промышленности путем термической  или иной обработки. К ним относятся  керамзит (обжиг со вспучиванием глинистого сырья), шлаковая пемза (по-ризация расплавов шлаков), безобжиговый зольный гравий (гидра-тационное твердение гранул из подготовленной смеси золы и вяжущего), аглопорит (обжиг до спекания топливосодержащих песчано-глинистых смесей).

Заполнители, получаемые из отходов промышленности, производят без изменения их химического  состава. В эту группу входят как  плотный, так и пористый щебень и  песок из металлургических и топливных  шлаков, золыТЭС, золошлаковые смеси, кирпичный бой.

В последнее время в  подгруппу данной группы заполнителей выделяются так называемые «вторичные заполнители», которые представляют собой материалы, вьщеляемые из отслуживших свой срок эксплуатации бетонных, железобетонных и кладочных конструкций. Это направление является весьма актуальным с точки зрения ресурсосбережения природных запасов и утилизации промышленных отходов.

Одним из важных показателей  качества заполнителей является плотность  их зерен рз. По этому признаку они подразделяются на плотные заполнители, со средней плотностью зерен свыше 2000 кг/м3, предназначенные для тяжелых (обычных) бетонов, и на пористые (легкие), имеющие пористую структуру с плотностью зерен рз менее 2000 кг/м3 (обычно 1600...400 кг/м3) и предназначенные для использования в легких бетонах или в качестве теплоизоляционного материала.

Классификационной характеристикой  заполнителей может служить их насыпная плотность, которая для крупных  пористых заполнителей не должна превышать 1200 кг/м3, а для пористых песков — 1400 кг/м3.

По характеру обработки  заполнители подразделяются на сортовые, подвергавшиеся рассеиванию, и рядовые, не подвергавшиеся ему.

По назначению заполнители  делят на плотные — для тяжелых, в том числе гидротехнических и дорожных бетонов; пористые— для легких бетонов и специальные — для кислото- и щелочестойких бетонов, для особотяжелых, рентгенозащитных, для декоративных бетонов и др.

Физико-механические показатели пород, используемых для получения  заполнителей, характеризуют прочность, содержание зерен слабых пород (предел прочности при сжатии в насыщенном водой состоянии менее 20 МПа), морозостойкость, пористость, водопогло-щение и др.

Прочность заполнителей влияет на прочность бетона. Требования по прочности устанавливают только для крупного заполнителя. Прочность  щебня из горных пород характеризуется  маркой, соответствующей пределу  прочности на сжатие образцов —  цилиндров исходной горной породы в  водонасыщенном состоянии (20—140 МПа). Косвенным показателем прочности щебня может служить его марка по дробимости. Прочность гравия характеризуется его маркой по дро-бимости, определяемой путем испытания пробы зерен на сжатие в стальном цилиндре под определенным усилием. Стандарт предусматривает возможность оценки прочности породы по показателям дробимости.

Морозостойкость заполнителя  оценивают маркой, которая соответствует  числу циклов замораживания и  оттаивания, выдержанных пробой заполнителя. Марки заполнителя по морозостойкости (F15, F25, F50, F100, F150, F200, F300, F400) устанавливаются  для каждого вида заполнителя  соответствующими стандартами.

Вредными примесями в  заполнителях являются органические, пылеватые и глинистые включения. Особенно вредна глина, так как она  препятствует сцеплению заполнителя  с цементным камнем и снижает  морозостойкость. Вредны включения  реакционноспособных минералов  — сульфатов, сульфидов, аморфных разновидностей кремнезема (халцедон, опал, вулканическое  стекло), так как они могут в  процессе эксплуатации вызвать разрушение бетона. Количество вредных примесей регламентируется стандартами.