ЧТО ТАКОЕ БЕТОН И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ?

29.05.2010
Бетон - это камнеподобный материал, который состоит из заполнителей различных форм и размеров, скрепленных вяжущим веществом, распределенным тонким слоем по поверхности зерен заполнителя и в межзерновом пространстве. Структура бетона считается однородной, если все ее составляющие распре-делены равномерно. Образование структуры происходит в результате схватывания и затвердевания бетонной смеси. В процессе твердения формируется капиллярно-пористая структура бетонного камня. Улучшение свойств бетона достигается: упорядочением паровой структуры, улучшением прочностных контактов между частицами заполнителя; его оптимизацией по фракциям и повышением однородности бетона.

Что такое высокопрочные и высококачественные бетоны?

Использование добавок-модификаторов позволяет получать высокопрочные и высококачественные бетоны. Под высокопрочными бетонами Международная организация по строительству подразумевает бетоны, имеющие прочность на сжатие в цилиндрах 60-130 МПа. Под высококачественными бетонами - бетоны с высокими эксплуатационными свойствами при водовяжущем отношении менее 0,4. Подобные бетоны находят все более широкое применение в строительстве Японии, Норвегии, США, Франции. К непременным достоинствам таких бетонов относят улучшенную удобоукладываемость, перекачиваемость и прочность. Основные области их применения: высотное строительство, электростанции, морские гидротехнические сооружения, большепролетные мосты и инженерные сооружения, дорожные покрытия.

Какие существуют разновидности высокофункциональных бетонов?

Прогресс и возрастающие требования к функциональным свойствам строительных материалов сказались и на возрастании требований к бетону. В начале шестидесятых годов технологически получаемая наибольшая прочность бетона составляет 40 МПа, в семидесятых - 50 МПа, в восьмидесятых - 70 МПа, в девяностых - 100-150 МПа. Все больший интерес проявляется к высокофункциональным бетонам НРС (High Performance Concrete), к бетонам, ориентированным на предельно высокие собственные характеристики: прочности на сжатие при срезе и изгибе; устойчивости при воздействии химически агрессивных веществ и газов; водонепроницаемости. Последним достижением стало получение бетона RPC (Reactive Powder Concrete), который изготавливается из компонентов, специально подобранных по составу и дисперсности; прочность которого достигает 800 МПа.

Что такое железобетон?

Железооетон - это материал, в котором стальная арматура и бетон соединены в монолитное целое. Бетон частично защищает металл арматуры от коррозии и воспринимает сжимающие напряжения, а арматура - растягивающие усилия. Виды железобетона: предварительно напряженный (преднапряженный), самонапряженный. Первый, официально зарегистрированный, артефакт из железобетона - лодка Жана Луи Ламбо была продемонстрирована на Парижской выставке 1855 года. Идеи Ламбо были развиты и реализованы в патенты Жозефом Монье. В России им был получен патент на железобетон в 1880 году, а сам способ строительства из железобетона долгие годы назывался «Системой Монье». В 1929 году публикуется работа Эжена Фрейсине, в которой излагаются основы теории и практики преднапряженного железобетона; а в 1933 году выходит монография профессора Закавказского института сооружений В.В.Михайлова «Напряженно-армированный бетон». Среди апологетов железобетона, проникнувшихся духом его эстетических и функциональных свойств, можно назвать архитекторов Огюста Пере, Ле Корбюзье, Оскара Нимейера и Пьетро Луиджи Нерви. Пиком популярности железобетона и монолитного бетона можно считать 30-90-е годы прошлого века.

В чем эффективность и каковы способы предварительного напряжения арматуры?

В железобетонных конструкциях с обычной ненапряженной арматурой в процессе эксплуатации в растянутой зоне могут возникать трещины. Этого можно избежать путем создания в растянутой зоне сжимающих напряжений. Предварительное напряжение конструкций создают путем предварительного напряжения арматуры и последующей передачей усилий бетону для его обжатия при непосредственном сцеплении бетона с арматурой. Различают четыре способа натяжения арматуры: механический, электротермический, электротермомеханический, и с использованием энергии расширяющегося цемента. Механическое натяжение арматуры осуществляется в силовых формах с помощью гидравлических домкратов или специальных натяжных машин. 

Электротермическое натяжение осуществляется нагревом арматуры с анкерами на концах электрическим током до требуемого удлинения и фиксации в жестких упорах форм или поддонов. Электротертмеханический способ заключается в том, что канатную или проволочную арматуру, нагретую электрическим током и одновременно находящуюся под натяжением, навивают на упоры форм или стендов с предварительным усилием натяжения.

Что такое ячеистый бетон?

Ячеистый бетон - это теплоизоляционный, теплоизоляционно-конструкционный или конструкционный материал на основе минерального вяжущего. Пористая структура ячеистого бетона формируется газообразованием, смешением с пеной, воздухововлечением и смешением с особолегкими заполнителями.

Основные виды ячеистого бетона:

• газобетон,
• пенобетон,
• газосиликат,
• поризованный бетон,
• пенополистиролбетон,
• поризованный пенополистиролбетон.

В качестве вяжущего применяют портландцемент, известково-силикатное вяжущее.

В качестве мелкого заполнителя: кварцевый песок, золу Уноса, молотые доменные шлаки.

Газообразователь - алюминиевая пудра.

Пенообразователь - поверхностно-активные вещества.

Воздухововлекающие добавки - супер-пластификаторы.

Армирование - каркасы, сетки. Легкий заполнитель - гранулы подвспененного полистирола.

Виды изделий из ячеистого бетона: блоки, плиты, панели (в т.ч. армированные), монолитный бетон.

Применение ячеистого бетона.

• Панели (армированные) плотностью от 1200 кг/м3 - самонесущие конструкции стен.
• Блоки и плиты плотностью до 600 кг/м3 - самонесущие конструкции стен с наружной облицовкой керамическим кирпичом (0,5-1,0 кирпича) с изолирующей прослойкой или без нее; в домах с монолитным каркасом колонн и перекрытий.
• Блоки плотностью 700-900 кг/м3 - несущие конструкции стен зданий и сооружений до двух этажей; с наружной облицовкой кирпичом или оштукатуриванием.
• Монолитный ячеистый бетон плотностью 400-600 кг/м3 - заливка теплоизоляционно-самонесущих самовыравнивающихся стяжек по полам (наливным полам) и перекрытиям; промежуточный слой в колодцевой кладке; в трехслойных панелях.
• Монолитный ячеистый бетон плотностью 700-900 кг/м3 - самонесущие конструкции стен задний до двух этажей (съемная опалубка); базовый пол под линолеум, ламинат, паркет.
• Монолитный ячеистый бетон плотностью 1000-1600 кг/м3 - армированные перекрытия в съемной опалубке или в частично-оставляемой опалубке; заливка колонн (несущих опор) одноэтажных зданий.

Что такое бетоны, модифицированные карбоксилатами, и каковы особенности их применения?

Бетоны, модифицированные карбоксилатами, используют при бетонировании монолитных и специальных сооружений; при изготовлении высокоармированного бетона; при транспортировке смесей на боль-шие расстояния. Бетоны изготавливают на портландцементе М500, песке с модулем крупности равным 2,1 и гранитном щебне фракции 5-20 мм. Добавки в виде водных растворов 27-30% концентрации вво-дят в предварительно перемешанную бетонную смесь. В составе бетона может быть использован один из следующих суперпластификаторов: Chupol HP-11 (Takemoto, Япония), Mighty ES-21 (Kao Soar Co, Япония), BV-10 (BASF, Германия), «Полиэл-2» (ЗАО ""Полимод», Россия). Дозировка пластификатора, в зависимости от его вида, 0,12-0,20% массы цемента в пересчете на сухое вещество. Расход цемента на 1 м3 350-354 кг. Бетонные смеси, модифицированные карбоксилатными полимерами, сохраняют пластичность длительное время (до 1,5-2,0 часов) при незначительном увеличении содержания воздуха в этой смеси. Прочность на сжатие бетона 44-48 МПа. Отсутствие заметного влияния карбоксилоксанов на кинетику твердения бетона в процессе тепловлаж-ностной обработки открывает перспективу его применения в индустрии сборного железобетона.