Бетоны. Бетоноведение

Технология бетона

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Проектирование бетона — это сложная инженерная задача, при решении которой необходимо учесть все условия его работы в конструкции, воздействие нагрузки, окружающей среды, изменение свойств бетона во времени. Для изготовления бетонных конструкций должны быть выбраны такие материалы, технология приготовления, укладки и твердения бетона, которые обеспечивали бы требуемую прочность и долговечность при наименьшей стоимости.

Рассмотренный в главе IV подбор состава бетона по прочности лишь частично решает эту задачу.

К сожалению, существующие требования устанавливают для бетона предельное состояние только по прочности, в то же время другие важнейшие свойства, например морозостойкость, водонепроницаемость, сульфатостойкость, назначаются не по предельным состояниям, а по очень грубо устанавливаемым маркам. В результате получаемые конструкции имеют не «необходимое, а излишне высокое или низкое качество. Максимальное приближение к необходимому качеству при проектировании бетонных конструкций позволит сэкономить огромные средства и обеспечить надежность работы конструкций.

При проектировании бетона вначале необходимо установить исходные данные: 1) требуемую, прочность бетона, достигаемую в заданные сроки: для большинства конструкций прочность бетона при сжатии, для дорожного и аэродромного бетона прочность при сжатии и изгибе, для бетона сборных железобетонных конструкций марку по прочности и отпускную прочность; 2) условия твердения бетона в конструкции: время года и средние температуры воздуха, сроки достижения требуемой прочности, способы ухода за бетоном; 3) марку бетона по морозостойкости и водонепроницаемости, а также стойкость к химическим коррозионным воздействиям, для чего необходимо знать условия работы конструкции (ниже постоянного горизонта воды, в зоне переменного уровня, ниже или выше глубины промерзания грунта, агрессивность вод и т. д.) и климатические условия района строительства; 4) конфигурацию, вид, массивность конструкции и степень армирования; 5) имеющиеся для бетона материалы, все их физико-механические характеристики; 6) способы и дальность транспортировки бетонной смеси; 7) имеющиеся механизмы для уплотнения бетонной смеси.

Зная указанные исходные данные, можно приступить к определению расчетных параметров для подбора состава бетона и назначению оптимальной технологии.

Очень важно определить расчетную марку бетона с учетом фактического времени загружения конструкции.

Как уже было сказано, следует возможно более точно установить марки бетона по долговечности для различных воздействий среды и сроки, в какие они должны обеспечиваться.

Необходимо правильно выбрать материалы из имеющихся их разновидностей.

При выборе вида цемента можно пользоваться рекомендациями, указанными в предыдущих разделах. Марка цемента должна соответствовать марке бетона или быть немного выше, так как это обеспечивает наиболее рациональное и экономичное расходование цемента. Высокопрочные бетоны из подвижных смесей следует применять только в благоприятных климатических условиях.

Если марка цемента значительно выше марки бетона, то в цемент необходимо вводить тонкомолотые добавки, так как при расчете прочности будет определено, что количество цемента очень невелико и не обеспечит водоудержания и смесь будет расслаиваться. В то же время добавки не должны увеличивать водопотребность цемента. Желательно знать фактическую активность применяемого цемента, кинетику его гидратации и набора прочности в заданных условиях твердения бетона.

При выборе заполнителей нужно учитывать их минералогический состав и упругие свойства, обеспечивающие улучшение сцепления с цементным камнем и повышение однородности бетона.

Крупный заполнитель .надо применять по возможности с предельно допустимой НК, так как это позволит уменьшить количество цементного теста-камня в бетоне. Если имеется возможность, следует использовать фракционированные и промытые заполнители, подбирая оптимальное соотношение фракций. Требуемая удобоукладываемость бетонной смеси зависит от конфигурации конструкции, степени ее армирования и способа укладки смеси. Назначив ориентировочно удобоукладываемость в зависимости от указанных факторов, можно подобрать состав бетонной смеси.

Следует экспериментально изучить возможность повторного и многократного вибрирования бетонной смеси на имеющемся оборудовании. Для ликвидации дефектов структуры последнее вибрирование желательно производить как можно позднее, но когда смесь еще способна хорошо уплотняться.

Если имеется возможность, следует применять различные усиленные воздействия для уплотнения бетонной смеси, а также попытаться снизить водоцементное отношение применением пластификаторов.

Для повышения удобоукладываемости смеси желательно проверить эффективность предварительного увлажнения заполнителей.

Полученные в результате экспериментов данные позволят уточнить составы бетона при принятых технологиях его приготовления и укладки и изготовить определенное количество образцов для экспериментальной проверки их свойств.

Если по исходным данным требуется повышенная морозостойкость и водонепроницаемость, то проводят соответствующие специальные мероприятия, например применяют возду-хововлекающие или уплотняющие добавки. Необходимо обеспечить твердение образцов в соответствии с условиями среды и режимами, установленными в исходных данных. Испытав все образцы на прочность, морозостойкость, а в необходимых случаях и на водонепроницаемость и устойчивость к химической агрессии в различные сроки их твердения, устанавливают окончательно состав и технологию, необходимые для получения бетона требуемых свойств.

Дальнейшее развитие теории бетона и методики моделирования действия нагрузок и среды на бетонные конструкции испытанием на образцах позволит повысить точность проектирования бетона. Широкое внедрение в технологию бетона вероятностно-статистических методов для уточнения зависимостей свойства — состав — технология позволит в дальнейшем производить все расчеты с необходимой достоверностью и добиваться оптимизации процессов    производства.