Строительные растворы и бетоны. Классификация бетона

1. СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

[email protected]
Автор: Урханова Л.А.

2. ТЕМА 4. СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ И БЕТОНЫ

План:
1. Классификация бетона
2. Свойства бетонной смеси
3. Сырьевые материалы и требования к
ним.
4.Технология производства бетона
5. Основные свойства бетона
6. Железобетон

3. НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

1. ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для
строительных работ. Технические условия
2. ГОСТ 8269.1-97 Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов
промышленного производства для строительных работ. Методы
химического анализа
3. ГОСТ 8735-88 Песок для строительных работ. Методы испытаний
4. ГОСТ 8736-2014 Песок для строительных работ. Технические условия
5. ГОСТ 10060-2012 Бетоны. Методы определения морозостойкости
6. ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по
контрольным образцам
7. ГОСТ 12730.1-78 Бетоны. Методы определения плотности
8. ГОСТ 12730.5-84 Бетоны. Методы определения водонепроницаемости
9. ГОСТ 13087-81 Бетоны. Методы определения истираемости
10. ГОСТ 17624-2012 Бетоны. Ультразвуковой метод определения
прочности
11. ГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности

4. НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

12. ГОСТ 22690-2015 Бетоны. Определение прочности механическими методами
неразрушающего контроля
13. ГОСТ 22783-77 Бетоны. Метод ускоренного определения прочности на сжатие
14. ГОСТ 23732-2011 Вода для бетонов и строительных растворов. Технические
условия
15. ГОСТ 24211-2008 Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие
технические условия
16. ГОСТ 26633-2015 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические
условия .
17. ГОСТ 25192-2012 Бетоны. Классификация и общие технические требования
18. ГОСТ 27006-86 Бетоны. Правила подбора состава
19. ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам,
отобранным из конструкций
20. ГОСТ 31108-2020 Цементы общестроительные. Технические условия
21. ГОСТ 31914-2012 Бетоны высокопрочные тяжелые и мелкозернистые для
монолитных конструкций. Правила контроля и оценки качества
22. ГОСТ 32495-2013 Щебень, песок и песчано-щебеночные смеси из дробленого
бетона и железобетона. Технические условия

5.

Бетон
–
это
искусственный
камень,
полученный в результате
твердения перемешанной
смесь
–
и уплотненной бетонной Бетонная
рационально подобранная
смеси
смесь вяжущих веществ,
мелкого
и
крупного
заполнителей и воды при
определенном водовяжущем
отношении и консистенции,
обеспечивающая получение
бетона требуемой прочности
и долговечности.

6.

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Бетон - искусственный камневидный строительный материал,
получаемый в результате формования и твердения
рационально подобранной и уплотненной бетонной смеси.
Бетон тяжелый - бетон плотной структуры средней плотностью
более 2000 до 2500 кг/м3 включительно на цементном
вяжущем и плотных крупном и мелком заполнителях.
Бетон мелкозернистый - бетон плотной структуры средней
плотностью более 2000 до 2500 кг/м3 включительно на
цементном вяжущем и плотном мелком заполнителе.
Монолитные бетонные и железобетонные конструкции конструкции из бетона и железобетона, изготовляемые
непосредственно на строительной площадке при возведении
зданий и сооружений.

7.

КЛАССИФИКАЦИЯ БЕТОНОВ
по основному
назначению
по крупности
заполнителя
С3S
по условиям
уплотнения
бетонной смеси
общая
классификация
бетонов
по условиям
твердения
по средней
плотности
по структуре
по виду
заполнителей
по виду
вяжущего

8.

-
По основному назначению:
Конструкционные
специальные
По средней плотности:
Особо легкие (ρ менее 800 кг / куб.м)
Легкие бетоны (800 - 2000)
Тяжелые
(обычные
и
мелкозернистые)-(2000- 2500)
Особо тяжелые (более 2500)
По виду вяжущего:
цементные;
силикатные;
смешанные;
гипсовые;
специальные;
По виду заполнителей:
На плотных заполнителях;
На пористых заполнителях;
На специальных заполнителях.
-
По крупности заполнителей:
крупнозернистые;
Мелкозернистые;
По структуре:
Плотная структура;
Поризованная структура;
Ячеистая структура;
Крупнопористая структура;
По условиям твердения:
Твердеющие в естественных условиях;
Твердеющие при ТВО или при сухом
прогреве;
Твердеющие при автоклавной обработке.
По условиям уплотнения бетонной
смеси:
Укладываемые по литьевой технологии;
Уплотняемые вибрированием;
Уплотняемые прессованием;
Уплотняемые
комбинированными
способами

9.

10.

11. КЛАССИФИКАЦИЯ БЕТОНА

12.

13.

ТРЕБОВАНИЯ К БЕТОННОЙ СМЕСИ
Бетонную смесь удобно рассматривать как систему, состоящую из
двух компонентов — цементного теста и заполнителя.
Основным структурообразующим компонентом бетонной смеси
является цементное тесто, в состав которого входят цемент, вода, в
ряде случаев тонкомолотые минеральные добавки или золы.

14.

СВОЙСТВА БЕТОННОЙ СМЕСИ
Наиболее важным свойством бетонной смеси является
удобоукладываемость, или формуемость, т. е. способность
смеси растекаться и принимать заданную форму, сохраняя при
этом монолитность и однородность.
Удобоукладываемость
определяется
подвижностью
(текучестью) бетонной смеси в момент заполнения формы и
пластичностью, т. е. способностью деформироваться без
разрыва сплошности.
Особенность бетонной смеси состоит в постоянном изменении ее
свойств (в большей или меньшей степени) от начала приготовления до
затвердевания, что обусловливается сложными физико-химическими
процессами, протекающими в бетонной смеси и бетоне.
Решающее влияние на свойства бетонной смеси оказывает расход воды,
так как он определяет объем и строение жидкой фазы и развитие сил
сцепления, характеризующих связанность и подвижность всей системы.

15.

16.

17.

18.

При проведении испытания определяют показатель
удобоукладываемости
бетонной
смеси
путем
измерения ее расплыва на плоской плите,
подвергаемой встряхиванию ГОСТ Р 57812-2017

19.

20.

21.

22. Факторы, влияющие на подвижность бетонной смеси

Факторы, влияющие на реологию
бетонных смесей:
гранулометрия заполнителя;
расход заполнителя;
форма частиц заполнителя;
удельная поверхность тонкой
фракции;
фактор времени;
характер динамического
воздействия
факторы
внутренние
Текучесть
цементного
теста
внешние
Условия
перемешивания
Текучесть цементного теста
Тип
заполнителя
Отношение объема
цементного теста к
объему заполнителя
Температура
смеси
Время выдержки
до укладки
определяется :
В/Ц;
наличием минеральных
добавок;
Наличием
суперпластификатора;

23. ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БЕТОННОЙ СМЕСИ

Цемент:
-ГОСТ 26633-2015
ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БЕТОННОЙ СМЕСИ
-ГОСТ 31108
-ГОСТ 33174
-ГОСТ 22266
- ГОСТ Р 55224-2012
Крупный заполнитель:
-ГОСТ 26633-2015
-ГОСТ 8267-93
-ГОСТ 7473-94
-ГОСТ 31424
Мелкий заполнитель - песок: ГОСТ 8736, ГОСТ 31424,
-минеральный состав;
- зерновой состав.
- содержание пылевидных, илистых и глинистых примесей – не более 3%;
для бетона класса В60 и выше – не более 2%.
Вода:
-ГОСТ 23732 «Вода для бетонов и растворов»
Химические и органо-минеральные добавки-модификаторы
- ГОСТ 24211-2011
ТУ 5870-176-46854090-04
- ТУ 5743-083-46854090-98

24. Химические добавки для бетонов

Регуляторы твердения:
-Замедлители
-Ускорители
Регуляторы свойств:
-Суперпластификаторы(I)
-Сильнопластифицирующие(II)
-Среднепластифицирующие(III)
-Слабопластифицирующие(IV)
-Стабилизаторы
-Водоудерживающие
-Улучшающие перекачиваемость
-Регулирующие сохраняемость
-Замедляющие схватывание
-Ускоряющие схватывание
-Воздухововлекающие
-Пенообразующие
-Газообразующие
-Поризующие
Придающие специальные свойства
-Противоморозные
-Гидрофобизирующие I,II,III групп
Повышающие прочность и коррозионную стойкость
-ВодоредуцирующаяI,II,III,IV групп
-Воздухововлекающая
-Газообразующая
-Кольматирующие
-Ингибиторы
Химические
добавки
Регуляторы твердения
Регуляторы свойств
Придающие спецсвойства
Повышающие прочность
и стойкость
24

25. Этапы проектирования составов товарных бетонов

Выбор материалов и получение данных об
их свойствах
Определение
бетона
предварительного
состава
Пробные замесы
Анализ результатов испытаний
Корректировка
производства
состава
в
процессе
25

26. Производство товарного бетона

Этапы производственного
процесса
Приемка материалов
Дозирование
Перемешивание –
получение бетонной
смеси
Транспортировка к
месту укладки
Укладка в
конструкцию
Уход за бетоном
Приемка
конструкции

27. приготовление бетонной смеси

• Точность дозирования воды – до 1%
• Точность дозирования цемента – до 1%
• Точность дозирования заполнителей – до
2%.
• В зависимости от конструкции различают
гравитационные
бетоносмесители
со
свободным падением бетонной смеси и
бетоносмесители
принудительного
действия

28. ПЕРЕМЕШИВАНИЕ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ БЕТОННОЙ СМЕСИ

При
бетонировании
монолитных
сооружений
бетонную смесь доставляют в
автобетоносмесителях,
перекачивание
поршневыми
или другими насосами по

29.

УКЛАДКА БЕТОННОЙ СМЕСИ
На строительных площадках и на
заводах
применяется
механизированная
укладка
и
уплотнение
бетонной
смеси
вибраторами и на виброплощадке.
Укладка и уплотнение смеси:
- прессование;
- вибрация;
- вибропрессование;
- вакуумирование с вибрацией;
- литье;
- центрофугирование.

30.

31.

32. прочность и класс бетона

• Прочность
бетона
принято
оценивать
по
среднему
арифметическому значению результатов испытания образцов
данного бетона через 28 суток нормального твердения. Для этого
используют
образцы-кубы
размером
150×150×150
мм,
изготовленные из рабочей бетонной смеси и твердевшие при
температуре 20±2 0С на воздухе при относительной влажности 95
%.
• Класс бетона – это численная характеристика его прочности,
принимаемая с гарантированной обеспеченностью не менее 0,95.
Это значит, что установленное классом значение прочности,
достигается не менее чем в 95 случаях из 100.
• ГОСТ 26633-15 устанавливает следующие классы тяжелого
бетона по прочности на сжатие (МПа): В3,5; В5; В7,5; В10;
В12,5; В15; В20; В22,5; В25; В27,5; В30; В35; В40; В45; В50;
В55; В60; В70; В80; В90; В100; В110; В120

33. прочность и класс бетона

- на классы по прочности на осевое растяжение Вt0,8; Вt1,2; Вt1,6 ;
Вt2,0 ; Вt2,4 ; Вt2,8; Вt3,2; Вt3,6; Вt4,0; Вt4,4 ; Вt4,8;
- по прочности на растяжение при изгибе: Btb 1,2; 1,6; 2,0; 2,4; 2,8
….10,0.
- В = Rср (1+tv)= Rср (1+1,64v)
- Соотношение между классами и прочностью при сжатии бетона в
МПа при нормативном коэффициенте вариации 13,5%
составляет:
В / Rбср = 0,7786.
- Прочность бетона со временем увеличивается по
логарифмическому закону:
Rn = R28∙ lg n / lg 28.

34. Изменение прочности бетона во времени в условиях нормального твердения

• R — марочная прочность бетона;
• n — время твердения, суток.

35.

Зависимость прочности бетона от
различных факторов
Свойства
компонентов
бетона
Состав бетона
Условия
приготовления
Твердение
бетона
Эксплуатация
бетона
Испытание
бетона

36. ВЛИЯНИЕ МЕТОДИКИ ИСПЫТАНИЙ НА ХАРАКТЕР РАЗРУШЕНИЙ БЕТОНА

37. Зависимость прочности бетона от Ц/В отношения

38. Зависимость прочности бетона от Ц/В отношения

39.

Значение масштабных коэффициентов
для образцов, испытанных на
Форма и размеры
образцов: ребро
куба или сторона
квадратной призмы,
мм
растяжение при
изгибе δ
Сжатие α
осевое
растяжение β
Все виды бетонов
Тяжелый бетон
Мелкозернистый бетон
Тяжелый бетон
70
0,85
0,78
0,87
0,86
0,80
100
0,95
0,88
0,92
0,92
0,92
150
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
200
1,05
1,10
1,05
1,15
1,08

40. морозостойкость

• на марки по первому базовому методу: F150; F175;
F1100; F1150; F1200; F1300; F1400; F1500; F1600;
F1800; F11000.
• на марки по второму базовому методу: F2100; F2150;
F2200; F2300; F2400; F2500.
• - по водонепроницаемости на марки: W2, W4, W6, W8,
W10, W12, W14, W16, W18, W20;
• - по истираемости при испытании на круге истирания
на марки: G1, G2, G3. Бетон марки G1 наиболее
устойчив к изнашиванию и может применяться в самых
суровых условиях – например, в качестве покрытия
скоростных дорог и автомагистралей.

41.

• Водонепроницаемость – способность материала не
пропускать воду при гидростатическом давлении.
• ГОСТ 12730.5-2018 «Бетоны. Методы определения
водонепроницаемости».
Марка по водонепроницаемости – давление, при
котором образец не пропускает воду

42. деформативные свойства бетона

• Модуль упругости (Еб, МПа) – коэффициент пропорциональности
между нормальным напряжением и соответствующей ему
относительной продольной упруго-мгновенной деформации при
осевом сжатии образца. Чем выше модуль упругости, тем менее
деформативен материал.
Еб = 100000/(1,7- (3600/R).
Средние значения модуля упругости некоторых видов
бетона (МПа×103)
Прочность бетона, МПа
Вид бетона
10
30
50
Обычный
19
34
41
тяжелый
Легкий
11
19
Мелкозернистый
13
23
30

43. деформативные свойства бетона

• Ползучесть – склонность
бетона к росту пластических
(остаточных)
деформаций
при длительном действии
статической нагрузки.
• Усадка
бетона
–
уменьшение размеров бетона
при
твердении
в
атмосферных условиях или
при
недостаточной
влажности среды. В среднем
усадка
тяжелого
бетона
составляет 0,3-0,4 мм/м.

44. физические свойства

• Теплопроводность тяжелого бетона даже в воздушно-сухом
состоянии велика – около 1,2-1,5 Вт/(м×К), т.е. в 1,5-2 раза выше,
чем у кирпича. Поэтому использовать тяжелый бетон в
ограждающих конструкциях можно только совместно с
эффективной теплоизоляцией.
• Легкие бетоны, в особенности ячеистые, имеют невысокую
теплопроводность 0,1-0,5 Вт/(м×К), и их применение в
ограждающих конструкциях предпочтительнее.
• Теплоемкость тяжелого бетона, как и других каменных
материалов, находится в пределах 0,75-0,92 Дж/(кг×К); в среднем
0,84 Дж/(кг×К).
• Температурные деформации. Температурный коэффициент
линейного расширения ТКЛР тяжелого бетона (10…12)×10-6 К-1.
Это значит, что при увеличении температуры бетона на 50 0С
(например, от -20 до +30 0С) расширение составит примерно 0,5
мм/м.

45. Понятие о железобетоне

• Армированный стальными стержнями бетон называют
железобетоном.
Неармированная бетонная (а) и армированная железобетонная (б)
балка: 1 – трещины в бетоне в растянутой зоне; 2 – арматура.

46. Монолитный железобетон

• Монолитным называют железобетон, изготовляемый
непосредственно на строительной площадке. На месте
возведения конструкции устанавливают опалубку.
Назначение опалубки – придать бетонной смеси при ее
укладке форму будущей конструкции. Опалубку
выполняют из дерева, фанеры, стали или различных их
комбинаций.
Обычно
применяют
разборнопереставную опалубку из мелких или крупных щитов.

47.

48. Сборный железобетон

• Основные операции при производстве железобетонных изделий:
приготовление бетонной смеси, изготовление арматуры,
армирование и формование изделий и их ускоренное твердение.
• Поступающую на завод арматурную сталь (в бухтах или
прутках) на специальных станках очищают от ржавчины, правят
и режут на стержни заданной длины. Отдельные стержни и
проволоку соединяют в сетки и каркасы контактной сваркой и на
станках-автоматах. Готовые сетки и каркасы передают в
формовочный цех.
• Перед укладкой арматуры и бетона формы очищают и
покрывают
смазочным
материалом,
препятствующим
сцеплению бетона с металлом форм. Бетонная смесь из
бетоносмесительного цеха поступает в приемный бункер
бетоноукладчика, который подает ее в форму и разравнивает.

49.

50. СПОСОБЫ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

• Железобетонные изделия изготовляют
следующими
способами:
стендовым,
кассетным,
поточно-агрегатным,
конвейерным и вибропрокатным.

51. СТЕНДОВЫЙ СПОСОБ

• Изделия изготавливают в неподвижных формах
(на стенде). Механизмы (бетоноукладчики,
вибраторы и др.) поочередно подходят к стенду
для выполнения необходимых операций. Этим
способом
производят
крупногабаритные
изделия (фермы, колонны, балки) на полигонах.

52. КАССЕТНЫЙ СПОСОБ

• Вариант стендового способа. Основой является
формование
изделий
в
стационарно
установленных
кассетах,
состоящих
из
нескольких вертикальных металлических формотсеков. В форму закладывают арматурный
каркас и заполняют ее бетонной смесью.
Тепловую обработку производят контактным
обогревом через стенки форм. После тепловой
обработки стенки форм раздвигают и изделия
вынимают мостовым краном. Кассетным
способом изготовляют плоские изделия (панели
перекрытий, стеновые панели и т.п.).

53. поточно-агрегатный способ

• При поточно-агрегатном способе формы с
изделиями
перемещаются
от
одного
технологического агрегата к другому краном.

54. конвейерный способ

• При конвейерном формы с изделиями стоят
на вагонетках, движущихся по рельсовому
пути,
и
тепловлажностную
обработку
осуществляют непрерывным методом в
туннельных камерах. Конвейерный способ
высокопроизводительный, но на каждой
нитке конвейера можно выпускать изделие
только одного типоразмера.

55. Способы производства железобетонных изделий

• При вибропрокатном способе процессы
получения железобетонного изделия происходят
на одной установке непрерывного действия –
вибропрокатном стане.
• Вибропрокатным способом получают плиты
перекрытий, легкобетонные панели наружных
стен, перегородочные панели. Этот способ
самый производительный, но переход с выпуска
одного вида изделий на другой затруднен, так
как связан с переоснасткой стана.