Где? Что? Когда? Бетон доклад


Цемент и бетон доклад. Арматура для фундамента. Свойства веществ.

В английском языке словом «cement» может быть назван любой клей, но большинство людей при упоминании этого слова всё же представляют себе материал, использующийся в производстве бетона и строительного раствора. Это серый порошок, который делают из известняка и глины. Сначала их обжигают в печи а затем размельчают. При смешивании этого порошка с водой начинается образование кристаллов. Молекулы воды оказываются внутри кристаллической структуры, поэтому вода «исчезает» и смесь затвердевает.

Может показаться странным, что при добавлении воды некоторые вещества становятся твёрдыми. Так, медный купорос в воде принимает форму больших голубых кристаллов. Стоит их нагреть, как они превращаются в белый порошок. Вес этого порошка меньше, чем вес кристаллов, поскольку из него была удалена вся вода. Добавление воды возвращает веществу голубой цвет, и кристаллы начинают расти снова.

Такой затвердевший цементный раствор, как бетон, может выдерживать большие нагрузки. Но если зажать один конец бетонной балки, а на другой его конец повесить груз, балка вскоре сломается – совсем как ириска. Бетон хорошо выдерживает сжатие, но не переносит растяжения. А стальные прутья, наоборот, очень хорошо выдерживают растяжение. Если совместить одно с другим, получится железобетон – бетон со стальной арматурой внутри. Такой материал сочетает прочность бетона при сжатии с растяжимостью стали.

Прут в цементе

                                              Стальная арматура

Когда балку сгибают, одна из её сторон подвергается сжатию, а другая растяжению. Бетон выдерживает сжатие, но не выдерживает растяжения. Если растягиваемую сторону балки укрепить металличесикм прутом (арматурой), балка выдержит нагрузку.

При строительстве каркасных домов, в фундаменте как раз используют железобетонные изделия. Каркасные дома на сегодняшний день очень популярны — тут так как они собираются в кратчайшие сроки и имеют невысокую стоимость.

Ферменты за работой

Мыло и некоторые моющие средства имеют один недостаток – они прекрасно справляются с жиром, но ничего не могут поделать со свернувшимися белками, то есть с пятнами от яиц или от засохшей крови. Известные вам «био-порошки» были изобретены специально для решения этой проблемы. В их состав входят химически активные вещества — ферменты, которые «переваривают» белки.

Когда мы едим, пищеварительные ферменты в нашем организме разлагают пищу на более простые вещества, способные растворятся в воде. Ферменты в стиральных порошках действуют примерно так же: они разлагают белки на вещества, которые затем растворяются в воде.

Похожее

yznaj-ka.ru

Доклад - Бетон и железобетон: технологии производства и экономии

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО «УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ-УПИ»

                                                                                                                           

Реферат

«Бетон и Железобетон: технологии производства иэкономии»

Преподаватель                  ДзюзерВ.Я.

Студентгруппы  СМ-15042          Счастный С.А.

Екатеринбург2006TOC o «1-4»

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ                                                                                                             PAGEREF _Toc431922998 h 3

СВОЙСТВА  БЕТОНА                                                                                          3

«ВООРУЖЕННЫЙ»  БЕТОН                                                                              4

ИЗ ЧЕГО ДЕЛАЮТ БЕТОН?                                                                               5

КАК ПРИГОТОВЛЯЮТ БЕТОННУЮСМЕСЬ?                                              7

УКЛАДКА БЕТОННОЙ СМЕСИ                                                                        PAGEREF_Toc431923003 h 8

РЕОЛОГИЯ ПОМОГАЕТ РАСКРЫТЬТАЙНУ                                               PAGEREF_Toc431923004 h 9

ЗАЧЕМ ПОНАДОБИЛОСЬ ВИБРИРОВАТЬБЕТОННУЮ СМЕСЬ?         PAGEREF_Toc431923006 h 11

СКОЛЬКО  ДОЛЖЕН ТВЕРДЕТЬ БЕТОН?                                                    PAGEREF _Toc431923007 h 12

БОИТСЯ ЛИ БЕТОНМОРОЗА?                                                                       PAGEREF _Toc431923008 h 13

ВОЗМОЖНО ЛИ ЗИМНЕЕБЕТОНИРОВАНИЕ?                                          PAGEREF_Toc431923009 h 14

БЕТОН – САМОГРЕВ                                                                                         PAGEREF_Toc431923011 h 15

РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СБОРНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА   PAGEREF_Toc431923013 h 16

ТЕХНОЛОГИИЭКОНОМИИ ЦЕМЕНТА                                                       PAGEREF_Toc431923015 h 18

ЗАРУБЕЖНЫЙОПЫТ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ       PAGEREF_Toc431923016 h 20

заключение                                                                                                    21

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК                                                               PAGEREF_Toc431923018 h 21

ВВЕДЕНИЕ

В настоящеевремя, бетон и железобетон являются основными строительными материалами. В нашей  стране производят десятки миллионов тоннжелезобетона и бетона, ни один дом построенный в последние 60 лет не обходитсябез железобетонных изделий. Поэтому тема производства бетона и железобетонаявляется на сегодняшний день очень важной. Важно не только знать технологиюпроизводства, но уметь уменьшить затраты.

В своейработе я попытался   кратко описать технологический процесспроизводства и некоторые технологии по экономии, ведь стоимость жилья напрямуюзависит от стоимости строительных материалов. Кроме этого я попытался раскрытьсуть ресурсосберегающих технологий, предложил некоторые свои идеи и произвелкраткий обзор зарубежных ресурсосберегающих технологий.

СВОЙСТВА  БЕТОНА

Самым важнымсвойством бетона является его прочность,т. е. способность сопротивляться внешним силам не разрушаясь. Как и природныйкамень, бетон лучше всего сопротивляется сжатию, поэтому за критерий прочностибетона строители приняли предел прочности бетона при сжатии. Чтобы определитьпрочность бетона, из него изготовляют Эталонный кубик с ребром <st1:metricconverter ProductID=«200 мм» w:st=«on»>200 мм</st1:metricconverter>, если разрушился принагрузке 80 тонн, то предел прочности при сжатии будет равен 20 МПа.

В зависимости от прочности насжатие бетон делится на марки. Марку бетона строители определяют по пределупрочности эталонного кубика с ребром <st1:metricconverter ProductID=«200 мм» w:st=«on»>200 мм</st1:metricconverter>. Так, в России в строительстве применяютследующие марки бетона: «600», «500», «400», «300», «250», «150», «100» иниже. Выбор марки зависит от тех условий, в которых будет работать бетон.

Прочность бетона зависит отпрочности каменного заполнителя (щебня, гравия) и от качества растворенного вводе цемента: бетон будет тем прочнее, чем прочнее каменные заполнители и чемлучше они будут скреплены цементным клеем. Прочность природных камней неизменяется со временем, а вот прочность бетона со временем растет.

Другим важным свойством бетонаявляется плотность – отношение массыматериала к его объему. Плотность бетона всегда меньше 100%.

Плотность сильно влияет накачество бетона, в том числе и на его прочность: чем выше плотность бетона, темон прочнее. Поры в бетоне, как правило, появляются при его изготовлении: врезультате испарения излишней воды, не вступившей в химическую реакцию сцементом при его твердении, при недостатке цемента.

С плотностью связано и обратноесвойство бетона – пористость –отношение объема пор к общему объему материала. Пористость как бы дополняетплотность бетона до 100%. Как бы ни был плотен бетон, в нем всегда есть поры!

Водостойкость – свойство бетона противостоять действию воды неразрушаясь. Чтобы определить водостойкость бетона, изготовляют два образца:один в сухом виде раздавливают на прессе и определяют его нормальную прочность.Другой образец предварительно погружают в воду, а после насыщения водой такжеразрушают на прессе. Из-за ослабления связей между частицами прочность образцауменьшается. Отношение прочности насыщенного водой образца к прочности образцав сухом виде коэффициентом размягченияматериала. Для бетона он больше 0,8. Поэтому бетон является водостойким иможет применяться для сооружения конструкций, подвергающихся действию воды –плотин, пирсов, молов.

Теплопроводность характеризует способность бетона передавать черезсвою толщину тепловой поток, возникающий из-за разности температур наповерхностях бетона. Теплопроводность бетона почти в 50 раз меньше, чем устали, но зато выше, чем у строительного кирпича.

Сравнительно невысокаятеплопроводность обеспечивает бетону высокую огнестойкость – способностьматериала выдерживать действие высоких температур. Бетон может выдержать в течениедлительного времени температуру выше 1000° С. При этом он не разрушается ине трескается.

Все знают, что если в порыкамней проникает вода, то, замерзая, она расширяется и тем самым разрушает дажесамые крепкие горные породы. Бетон же при насыщении водой может выдерживатьмногократное замораживание и оттаивание. При этом он не разрушается и почти неснижает своей прочности. Это свойство называется морозостойкостью.

А вот еще одно свойство бетона– объемная масса. У бетона объемнаямасса может быть равной. Она зависит от заполнителей, которые используются вбетоне. По этому признаку бетоны делятся на три вида: тяжелый, легкий и особолегкий. Эта классификация зависит от массы заполнителя, применяемого приизготовлении бетона. Так, например, бетон на естественных заполнителях изгранита, известняка, доломита имеет объемную массу 2200 – 2400 кг/м³, апрочность его достигает 60 МПа (или 600 кгс/см²). Такой бетон называюттяжелым бетоном. А вот бетон на щебне из легких каменных пород (пемза или туф)имеет меньшую объемную массу – обычно 1600 – 1800 кг/м³ и называетсялегким бетоном. Если бетон изготовить на искусственных легких пористых заполнителяхиз обожженных до спекания глиняных материалов, как, например, керамзит,аглопорит, шлаковая пемза, зольный гравий и т. п., то можно получить целуюгамму легких бетонов разной объемной массы – до 1800 кг/м³. Их прочностьколеблется от 7,5 до 40 МПа (75 до 400 кгс/см²).

Применение в сооружениитяжелого или легкого бетона определяется типом конструкции и условиями ееэксплуатации.

По назначению бетоныподразделяются на бетон обычный – для изготовления колонн, балок, плит и т. п.конструкций; бетон гидротехнический – для плотин, шлюзов, облицовки каналов;бетон для подземных сооружений – для изготовления труб колодцев, резервуаров; бетон для дорожных покрытий;бетоны специального назначения на специальных видах цемента – кислотоупорный, жаростойкийи т. п.

«ВООРУЖЕННЫЙ»  БЕТОН

Говоря обетоне, мы не должны забывать и о железобетоне. Благодаря его исключительнымкачествам он широко применяется в современном строительстве. Железобетон – этобетон, в который вводятся стальные стержни – арматура. Слово «арматура» –итальянское слово и в переводе на русский означает «вооружение». Зачем жепонадобилось «вооружать», или, как говорят специалисты, «армировать» бетон?

В сооружениина строительные конструкции действуют сжатие и растяжение, под влиянием которыхконструкции деформируются. Очень наглядно можно представить обе силы, есливзять обыкновенную резинку, положить ее на две опоры и нажать на нее в серединеРезинка сожмется в верхней части, но зато растянется в нижней. В средней жечасти длина резинки не изменится. Та условная линия, которая разделяет резинкуна две части – сжатую и растянутую, называется нейтральной осью. При работебетонной конструкции на изгиб получается аналогичная картина ее деформации.

Так какпрочность бетона на растяжение невелика, то бетонные конструкции при изгиберазрушаются при очень малой нагрузке. Прочность же стального стержня нарастяжение в 100 – 200 раз выше, чем у бетона. Значит, если заставить обаматериала (бетон и сталь) работать как одно целое, т. е. добиться одинаковойпрочности в зоне сжатия и в зоне растяжения изгибаемой бетонной конструкции, томожно в несколько раз повысить прочность сооружения на изгиб. Для этого врастянутую часть вводят несколько стальных стержней (арматуру) определенногосечения. Теперь уже бетонная конструкция не ломается при изгибе и может выдерживатьво много раз большую разрушающую нагрузку.

Как же могутсовместно работать в одной конструкции два таких разнородных материала, какбетон и сталь?

Оказывается,этому помогают их свойства: большая прочность на сжатие; высокая прочностьарматурной стали на растяжение; большая сила сцепления бетона со сталью; почтиодинаковое изменение длины бетона и стали при изменении температуры.

Благодаря сцеплению бетона сарматурой, ее нельзя выдернуть из бетона. При твердении бетон уменьшается вобъеме и обжимает арматуру, а значит еще прочнее сцепляется с ней. Сила сцеплениябетона с арматурой будет возрастать со временем и тем больше, чем плотнее бетони чем больше шероховатость поверхности арматуры.

Сравнительномалая теплопроводность бетона оказались весьма полезной для железобетонныхконструкций: бетон защищает стальную арматуру от резких изменений температуры.

Железобетонкак строительный материал появился только в середине XIX века, но уже широко применялся вовсех областях строительства. Железобетонные сооружения объединяют в себевысокую прочность, легкость и изящество. Как пример можно взять очень красивыйдвухъярусный метромост в Лужниках (Москва).

РОЖДЕНИЕ БЕТОНА

ИЗ ЧЕГО ДЕЛАЮТ БЕТОН?

Проектируяновую машину, конструктор решает, какую форму нужно придать тем или иным еедеталям. Он устанавливает заранее, какой должна быть прочность этих деталей. Новедь прочность будет зависеть от материала! Значит нужно подобрать соответствующийматериал!

Точно так же обстоит дело и встроительстве! Строителю необходимо предварительно знать, какими свойствамидолжен обладать изготовленный им бетон, какова будет его прочность, как на негобудет действовать жара и мороз.

Но составбетона не может быть универсальным. Его нельзя назначить по одному рецепту,который пригоден для всех случаев.

Составбетона, как и состав сплава в металлургии, должен быть запроектирован заранее.Он зависит от того, в каком сооружении будет применяться бетон.

Чтобыполучать бетон, заданного состава, нужно разработать его «рецептуру».Российские ученые Н.М. Беляев, С.А. Миронов, Н.А. Попов и другие разработалитехнологию бетона, благодаря которой стало возможным изготовлять бетон сзаранее известными свойствами. Для этого нужно правильно подобратьнаивыгоднейшие пропорции (количество) исходных материалов, входящих в составбетона. Но прочность бетона зависит не только от того, в каких количествахвзяты его составные части, большое значение будет иметь также качество исходныхматериалов — крупного каменного заполнителя, песка, цемента и воды. Их берут вопределенных количествах, а затем перемешивают между собой. Какими качествамидолжны обладать эти исходные материалы?

Начнем с крупного заполнителя — гравия и щебня.

Гравий- это в различной степени обкатанные обломки самых прочных горных пород(гранита, диорита, базальта, темно — серого известняка) круглой или яйцевиднойформы с гладкой поверхностью. Размер этих зерен от 5 до <st1:metricconverter ProductID=«77 мм» w:st=«on»>77 мм</st1:metricconverter>. По своемупроисхождению различают гравий (овражный), речной и морской.

Вгорном гравии обычно содержатся вредные примеси глины, пыли, песка,органических веществ, сернистых и сернокислых соединений. В речном и морскомгравии примеси почти отсутствуют.

Щебень- это материал, который получают при дроблении горных пород или искусственныхкамней на куски размером также от 5 до 77мм. Зерна щебня имеют неправильнуюформу, поверхность их шероховатая. Поэтому щебень прочнее сцепляется сцементным камнем, чем гравий. Прочность крупного заполнителя особенно важна,так как именно он образует скелет бетона. Поэтому крупный заполнитель долженбыть, как правило, в два- три раза прочнее самого бетона.

Чтобыобеспечить высокое качество бетона, крупный заполнитель должен быть чистым и несодержать вредных примесей. В нем должно быть не более 15% (по массе) зерен,имеющих форму игл и пластинок. Крупный заполнитель не должен вступать вхимические реакции с веществами, содержащимися в цементе. Чтобы  уменьшить влияние вредных примесей,заполнители перед использованием промывают.

К крупнымзаполнителям относятся и пористые заполнители — пемза, туф, вулканическиешлаки. Эти заполнители благодаря своей структуре поглощают много воды.Отсасывая из бетона лишнюю воду, они способствуют его упрочнению. Недостаткомпористых заполнителей является то, что для бетона с применением  таких заполнителей требуется больше цемента,чем для бетона на плотных заполнителях.

К мелкимзаполнителям относятся различные пески. Песком называются рыхлые горные породы,которые состоят из зерен различных материалов (чаще всего кварца) размером от0,1 до <st1:metricconverter ProductID=«5 мм» w:st=«on»>5 мм</st1:metricconverter>.

Пескиразличаются по минералогическому составу и в зависимости от условий образованияи места залегания. По минералогическому составу пески бывают кварцевые,полевошпатные, известняковые и доломитовые.

По условиямобразования пески подразделяются на горные, овражные, речные, морские,гравийные, валунные, дюнные и барханные.

Ониотличаются друг от друга только пол структуре и форме. Зерна морского и речногопесков округлой формы с гладкой поверхностью, зерна же горного песка, которыйчаще всего образуется при разрушении гранита и диорита, имеют угловатую форму ишероховатую поверхность. Зерна овражного песка также имеют угловатую форму, нопо сравнению с зернами горного песка несколько сглаженную. Все пески содержатвредные для бетона примеси: уголь, пыль, глину, гипс, слюду, серный колчедан иразличные органические примеси, которые оказывают влияние на цементный клей,понижая его прочность и, в конечном счете, вызывая разрушение бетона. Вреднойпримесью являются сульфаты, а также частицы гипса. Они образуют с частицамицемента особые соединения в виде тонких игл. Их часто образно называли«цементной бациллой».

Поддействием воды «цементная бацилла» превращается в дальнейшем в жидкую белую слизь,вытекающую из бетона. Такой «больной» бетон не пригоден для эксплуатации.

Морскойпесок иногда содержит ракушки, состоящие, в основном, из известняка. Это ослабляетсцепление песка с другими составляющими бетона. Кроме того, в морском пескесодержатся соли, выделяющиеся на поверхности бетона.

Наиболеечистый песок — это речной. Но он не всегда удовлетворяет строителей, так какчасто бывает очень мелким. А это при изготовлении бетона требует большогоколичества цемента.

Так же как икрупный заполнитель, песок перед употреблением должен быть обязательно промытводой в машинах — пескомойках.

Чтобыполучить высокую прочность бетона, надо правильно подобрать зерновой составзаполнителя. А это значит, что надо так составить  из них смесь, чтобы между зернами было, какможно меньше пустот, которые приходится заполнять цементным тестом. Песок однойкрупности имеет в своем объеме около 40% пустот. Песок же, составленный иззерен разной крупности гораздо плотнее.

Можно ли добитьсянаименьшей пустотности? Да, можно.

Дляэтого вначале рассеивают крупный и мелкий заполнитель по размерам или, какговорят строители, на несколько фракций. Затем из них по определенному правилусоставляют так называемую оптимальную зерновую смесь (в этой смеси все частицытак тесно примыкают друг к другу, что для цементного теста остаются тольконезначительные промежутки). Бетон, приготовленный на такой оптимальной смесизаполнителей уже имеет высокую плотность и прочность.  Расход вяжущего в этом случае оченьнебольшой.

Еслиже бетон изготовлять на случайном составе заполнителей, взятых из природныхкарьеров или полученных путем дробления камня, то большую плотность получитьнельзя. В этом случае требуется огромный перерасход цемента. Кроме того, натакой случайной смеси невозможно получить бетон высокой прочности.

Воданеобходима для создания высокопрочного бетона должна быть чистой и некислой.  Но даже условно чистая водасодержит в себе различные примеси, вредно влияющие на процесс твердения бетона:органические кислоты, сульфаты, жиры и т.п.

Обычнона заводах железобетонных изделий и на строительных площадках для изготовлениябетона используют питьевую воду. В ряде случаев приходится пользоватьсягрунтовой, болотной, торфяной и речной водой. Но эти воды бывают насыщеныорганическими примесями. Иногда приходится применять сточные и промышленныеводы, которые могут содержать значительные примеси серной кислоты или ее солейгумусовой кислоты или гипса. Эти примеси вызывают разрушение бетона. Поэтомуперед тем, как использовать эти воды их исследуют в химической лаборатории.

Поверхностьбетона, приготовленного на морской воде или подверженного ее действию покрываетсяпятнами в виде солевых налетов – «выцветов», которые значительно портят видбетона. Кроме того, прочность такого бетона невысокая. Поэтому при возведениииз бетона жилых зданий морскую воду применять запрещается.

Цемент – это главная составная частьбетона. Бетон будет тем прочнее, чем выше клеящаяся способность цемента и чемсильнее он сцепляется с поверхностью наполнителя.

Цементизготавливают из цементного клинкера, а его получают обжигом до спекания природногосырья или искусственной сырьевой смеси.

Такиесмеси должны содержать примерно три части известняка и одну часть глины. Иногдаэти смеси встречаются в природном виде — это горная порода, называемаяизвестняковым мергелем. Но, так как месторождения этих мергелей встречаютсяредко, то на большинстве цементных заводов пользуются искусственными смесямиизвестняка и глины. Вместо глины можно использовать диатомит, трепел и другиесиликатные породы, близкие к глине по своему химическому составу. После обжигатаких смесей образуется твердая спекшаяся масса – клинкер, состоящая из зерентемно-серого цвета размером с орех. Затем клинкер в шаровой мельнице измельчаютв мелкий порошок. Чтобы улучшить качество цемента, при помоле клинкера в неговводят гидравлические добавки – до 3% гипса и до 15% диатомита, трепела. Воттеперь цемент готов!

Чтоже такое цемент? Это серый очень мелкий порошок, напоминающий пудру. Чем дольшеон измельчен, тем выше его качество, тем больше склеивающей способностью онобладает. При сверхтонком помоле химические реакции ускоряются во много раз.Объясняется это тем, что цементный порошок всегда соединяется с водой по всейповерхности. Поверхность же зерен будет тем больше, чем выше тонкость помола.Так, например, удельная площадь поверхности зерен 1 грамма цемента составляет2000 – 3000 см², а в высокопрочных цементах – около 6000 см².

Дляприготовления бетонных, железобетонных изделий и конструкций применяют различныецементы. Выбор вида цемента зависит от типа сооружения, для которогоизготовляется бетон. В России выпускается свыше 30 видов цемента. Основные изних – портландцементы, шлакопортландцементы, пуццолановые портландцементы,глиноземистые цементы и другие. Производству и изучению цементов в нашей странеуделяется большое внимание. В науку о цементе большой вклад внесли российскиеученые А. А. Байков, В. А.Кинд, В. Н.Юнг, П. П.Будников.

КАК ПРИГОТОВЛЯЮТБЕТОННУЮ СМЕСЬ?

Изготовлениебетона – это долгий и трудный процесс. Сначала по рецепту лабораторииотмеривают в сухом виде требуемое количество цемента и заполнителей. Затемвзвешенные составные части высыпают в бетономешалку и одновременно подают в нееводу. Бетономешалку приводят в движение в помощью электродвигателя.

Цельперемешивания – это получение из зернистых материалов однородной смеси. Продолжительностьперемешивания устанавливают заранее. После перемешивания исходные материалыобразуют пластичную смесь, похожую на тяжелую жидкость. Поэтому свежеприготовленныйбетон называют не бетоном, а бетонной смесью. Лишь через некоторое время смесьзатвердевает и превращается в камень, а окончательную прочность приобретает ещепозже. Этот камень и является бетоном.

Однородностьбетонной смеси – одно из важнейших к ней требований: если смесь будет неоднородной,бетон буден неодинаково прочным в различных участках конструкции и легко можетразрушиться при нагрузке. Как же узнать, однородна полученная смесь или нет?Для этого из разных мест берут несколько проб объемом, превышающим размеры  самого крупного зерна заполнителя. Если все

пробыимеют один и тот же постоянный состав, т. е. одинаковое количество щебня илигравия, песка цемента и воды, то бетонную смесь можно признать однородной.

После перемешивания бетоннуюсмесь часто приходиться  транспортироватьот бетономешалки к месту укладки, при этом очень важно, чтобы смесь сохраниласвою однородность, так как при перевозке смеси угрожает расслаивание. Почему?Потому что зерна заполнителя в бетонной смеси стремятся опуститься. Установлено,что расслаивание будет тем больше, чем слабее сцепление между раствором и заполнителем. Расслаивания бетоннойсмеси при перевозке можно избежать, если продолжить перемешивание смеси вовремя движения в автобетономешалке.

УКЛАДКА БЕТОННОЙСМЕСИ

Итак,бетонная смесь готова. Теперь ее надо уложить в формы. Идеальным условием укладкибетонной смеси в формы является заполнение бетонной смесью всего пространстваформы. Если в форме находятся  арматурныестержни, то бетонная смесь должна обволакивать всю арматуру и равномерно беззазоров заполнять все свободное пространство между стенками формы и арматурой.При этом не должны образовываться каверны, или раковины. В ряде случаевпричиной образования каверн в бетоне может оказаться присутствие в бетоннойсмеси очень крупного заполнителя, который заклинивается между стенкой формы иарматурой. Поэтому очень важен постоянный контроль размера заполнителя.Арматура должна быть покрыта равномерным слоем бетона, который защищает ее отатмосферного влияния иначе она будет окисляться, и ржаветь, а иногда и разрушаться.Процесс ржавления называют коррозией арматуры.

При укладкебетонной смеси часто приходится сталкиваться с трудностями, которые связаны спластичностью бетонной смеси. Если бы бетонная смесь обладала свойствамижидкости, то она в точности  заполняла быформы, в которые ее укладывают. Значит, нужно сделать бетон жидким, для чего внего нужно добавить большое количество воды. Но излишек воды губительно влияетна прочность бетона: ведь вся вода, которая не вступила в химическое соединениес цементом, остается в свободном состоянии внутри бетона. Она вытекает иливысыхает, постепенно образуя в бетоне пустоты. Поэтому бетон получаетсяпористым и непрочным. Значит, воды надо вводить мало! Но и при недостатке водыбетон будет непрочным!

Как же быть?Возникает противоречивая задача: чтобы легко уложить бетонную смесь в формы,необходимо ввести в нее очень много воды. С другой стороны, излишек водыскажется на прочности бетона. Значит, воды нужно ввести настолько мало, чтобыполучить наибольшую прочность бетона! Получается, как в старой русскойпоговорке: «нос вытащил, хвост увяз»; «хвост вытащил – нос увяз».

Вот такперед строителями и возник вопрос о правильном подборе количества воды при изготовлениибетонной смеси.

Этот вопросостается и сейчас очень важным. Количество воды, вводимой в бетонную смесь,должно быть строго определенным. Современная строительная наука дала в рукистроителей обоснованные расчеты. Они позволяют получать бетонную смесь высокогокачества при  минимальном количествеводы.

Расход водыс учетом подвижности или жесткости бетонной смеси можно определять по графикупроф. С. А Миронова, в котором отражается зависимость водопотребности бетоннойсмеси от подвижности или жесткости.

Но что этоза два новых термина « подвижность» и « жесткость» бетонной смеси? «Подвижность»– это способность бетонной смеси растекаться под собственной тяжестью или поддействием вибрации, а «жесткость» – это сопротивление бетонной смеси своей подвижности.По степени подвижности бетонная смесь может быть жесткой, пластичной и литой.Для оценки качества бетонной смеси был предложен термин «удобоукладываемость».Он характеризует способность бетонной смеси легко укладываться в форму при обеспечении получения бетона  максимально возможной плотности. Амаксимальная плотность обеспечивает максимальную прочность и долговечностьсооружения.

Но этоттермин оказался очень условным, так как он не объясняет физического смыслаэтого свойства.

Дляэкспериментального определения «удобоукладываемость» бетонной смеси было предложеномножество способов. Наиболее распространены способ осадки конуса и способвибростола. Первый способ заключается в следующем. Из бетонной смеси формуютобразец в виде усеченного конуса определенных размеров. Строители используютдля этого металлическую форму, которую заполняют бетонной смесью. За тем формуснимают, и остается т. н. «кулич». Освобожденная от формы бетонная смесьдостаточно пластична, поэтому она оседает и несколько расплывается. Осадка«кулича» после снятия с него формы и служит оценкой подвижности (или удобоукладываемости)бетонной смеси. Например, конус из жесткой смеси практически не оседает, подвижныепластические смеси дают осадку в 8 – <st1:metricconverter ProductID=«12 см» w:st=«on»>12 см</st1:metricconverter>, литые – больше <st1:metricconverter ProductID=«12 см» w:st=«on»>12 см</st1:metricconverter>. Осадка конуса зависитот сцепления материалов в смеси и внутреннего ее трения. Опять новые физическиепонятия? Что же они означают? Каков их смысл? Вспомним механику.

Всякийпредмет, лежащий на земле, в зависимости от своей массы создает определенноедавление на землю. Чтобы его передвинуть, нужно приложить силу и тем большую,чем тяжелее предмет. Отношение между силой, приложенной горизонтально илипараллельно плоскости перемещения предметов и массой предмета, называетсякоэффициентом трения. Такие же силы трения существуют между частицами бетоннойсмеси и между смесью и подставкой. Кроме того, бетонная смесь обладаетнекоторым сцеплением, т. е. внутренним сопротивлением деформацией смеси. Онопозволяет свежеприготовленному бетону удерживаться в вертикальном положениипосле снятия формы.

Другим способом оценки«удобоукладываемости» является испытание бетонной смеси на встряхивающемся столе.

Для этого усеченный конусбетонной смеси освобождают от формы, измеряют диаметр конуса и сообщают конусуопределенное число встряхиваний. После этого измеряют увеличение диаметрарасплывшегося конуса по отношению к начальному.

Хотя оба описанных способа иимеют недостатки, они все же дают возможность оценить удобоукладываемостьбетона. Они позволяют также установить относительное количество энергии, необходимоедля того, чтобы бетонная смесь деформировалась и уплотнялась. Поэтому этиметоды широко применяются в строительной практике. И все же они не окончательновыявляют поведение бетонной смеси при ее укладке в формы. Ведь бетонная смесьведет себя в экспериментальном конусе и форме по-разному!

РЕОЛОГИЯ ПОМОГАЕТ РАСКРЫТЬ ТАЙНУ

Что же происходит при укладке бетоннойсмеси в форму? Отчего зависит расплыв конуса? От пластической деформации илиразъединения частиц в поперечном направлении? Эти явления наблюдаются в одной итой же бетонной смеси при различном количестве воды… Неясны причины большейили меньшей хрупкости бетонной смеси. Бетонная смесь упорно хранит тайны своегоповедения при укладке в формы.

Попыткиразгадать эту тайну с помощью старых методов исследования кончались неудачами.Нужен был новый подход, новый критерий. И на помощь пришла физика, а точнееодин из ее разделов – реология. Только она смогла четко определить физическуюсущность удобоукладываемости.

Итак,реология! Чем же она занимается? Это совершенно новое направление в механике.Оно связано с развитием теории упругости. Она изучает поведение под нагрузкойвлажных материалов, которые нельзя отнести ни к твердому телу, ни к жидкости. Ктаким материалам относится и  бетоннаясмесь, представляющая собой так называемую упруго-вязкую среду. Чтобы установить,как деформируется материал под нагрузкой, механики используют структурныемеханические модели. Они позволяют имитировать внутреннюю структуру материала.

Как работаетструктурная модель? Допустим, к твердому телу приложена нагрузка. Под еевоздействием в теле возникает деформация. Это значит, что тело будетдеформироваться пропорционально приложенной нагрузке (или законупропорциональности напряжений и деформаций Гука). Как только нагрузка будетснята, тело восстановит свою первоначальную форму.

А как будет,если мы имеем дело с материалами, которые имеют сложные свойства и, кромеупругих характеристик, имеют еще и неупругие? Здесь структурные механические моделиуже непригодны. Она не позволяют точно имитировать внутреннюю структуру такихматериалов.

Для этойцели потребуются другие механические модели, которые носят название реологических.Они отличаются тем, что состоят из комбинаций двух элементов, которые имитируютдва основных свойства твердого тела: упругость и вязкость. Самое простое тело –упругое. Зависимость деформации и напряжений для него выражается одной кривойдля процессов нагружения и разгрузки. Достаточно снять нагрузку и возникающие деформацииполностью исчезают. Ну, а в идеально вязком теле? Ведь наличие вязкостиматериала приводит к остаточным деформациям, которые безгранично возрастают приуменьшении скорости нагружения. Для идеально вязкого элемента применим закондеформации вязкой жидкости.

Для созданияреологической модели пружину и «амортизатор» (модель упруго-вязкой деформации)можно комбинировать между собой последовательно или параллельно. Такие комбинациипозволяют наилучшим образом имитировать механические свойства любых реальных материалов.

Реологическиемодели позволяют получить необходимую информацию об изменениях внутреннейструктуры реального тела под нагрузкой. К этой информации относятся характеристикивнутреннего трения, вязкости и адгезии (сцепления).

Какова жереологическая модель бетонной смеси? Бетонная смесь является так называемымдвухфазным материалом. Это значит, что она содержит в себе элементы двух фаз –твердой и жидкой. А если так, то как лучше отразить внутреннюю структурубетонной смеси?

Проведемнекоторый анализ. Начнем с внутреннего трения. Это одна из важных характеристикупруго-вязкого тела. Внутреннее трение характеризует твердую фазу материала.Если же в материале внутреннее трение равно нулю, то его можно считатьидеальной жидкостью. Бетонная смесь обладает внутренним трением. Казалось бы,по этому признаку ее можно отнести к твердому телу. Однако присутствие в нейводы делает ее все же промежуточным материалом между жидкостью и твердым телом.А если это так, то в реологической модели бетонной смеси должны участвовать какупругие, так и неупругие элементы.

Значит,реологическая модель бетонной смеси будет пре

www.ronl.ru

Бетон - (реферат)

Уже сейчас на сайте вы можете воспользоваться более чем 20 000 рефератами, докладами, шпаргалками, курсовыми и дипломными работами.Присылайте нам свои новые работы и мы их обязательно опубликуем. Давайте продолжим создавать нашу коллекцию рефератов вместе!!!

Вы согласны передать свой реферат (диплом, курсовую работу и т.п.), а также дальнейшие права на хранение,  и распространение данного документа администрации сервера "mcvouo.ru"?

Дата добавления: март 2006г.

    РЕФЕРАТ    По химии    На тему “Бетон”    Ученика 9 “А” класса    Школы-гимназии №5    Г. Марьина Горка    Ходневича Тимофея

Архктура- важный показатель исторического развития человечества. В зависимости от того как развивались люди, развивалась и архитектура, а в следствие и строительные материалы.

Известняк, по-видимому, был первым строительным материалом, какой использовал человек. Из его плит сооружены египетские пирамиды и Великая китайская стена. Наша столица Москва прозвана белокаменной именно потому, что многие ее здания возведены из известняка. Прочность кладки древних сооружений обеспечивалась идеальной подгонкой камней. (Вяжущие материалы тогда не применяли вовсе. Их научились приготавливать много позже. )

Бетон был изобретён ещё в Древнем Риме. Они изобрели бетон, который, застывая, приобретал прочность и долговечность камня. Все это позволило римлянам создать величественное

Лишь несколько лет назад люди начали сооружать стены из многотонных блоков и панелей. Некоторые из них делаются ростом не в один, а в два этажа. Появились железобетонные плиты, способные сразу перекрыть комнату в 25 квадратных метров. Весят эти конструкции по 10-15 тонн. Если доведется укладывать их на место соседа на помощь не позовешь. Но не будем забегать вперед. Разговор об этом еще впереди.

Приходилось ли вам наблюдать, как разбирают старинные здания? Это очень нелегкое дело. Рабочие с превеликим трудом отламывают от стен кирпичи. Может быть, наши пращуры знали какой-нибудь секрет кладки? Нет. Оказывается, податливый, мягкий, как тесто, известковый раствор, которым скрепляли кирпичи, впитывает в себя углекислый газ из воздуха. Постепенно он становится тем же крепышом, каким был первоначально, - известняком. В современном строительстве известь почти не применяется. Во-первых, масса слишком долго твердеет; во-вторых, сохнет она недостаточно быстро; и в-третьих, прочность шва невелика.

Но известковый раствор не единственный 'вяжущий материал, который использовался в строительстве.

В настоящее время основной вяжущий материал в строительстве - цемент. Производство цемента - процесс весьма трудоемкий. Сначала в огромные печи загружают измельченную шихту- известняк и глину, а затем снизу подают топливо: природный газ, угольную пыль или распыленный мазут. При сгорании топлива печь разогревается до 1500 градусов. Известняк разлагается, а образующаяся окись кальция реагирует с составными частями глины, образуя силикаты и алюминаты кальция. Смесь выходит из печи в виде мелких зерен - цементного клинкера. Его перемалывают в серовато-зеленый порошок и отправляют потребителям. В настоящее время вместо искусственно приготовленной смеси известняка и глины применяют мергели - породы, которые по составу соответствуют цементной смеси. Химический состав цементов выражают обычно в процентах содержащихся в них оксидов. Весовое отношение оксида кальция к остальным оксидам называется гидромодулем цемента и характеризует его технические свойства, например, способность к затвердеванию. Для силикатных цементов гидромодуль близок к двум.

Строители предъявляют к цементу высокие требования. Он должен хорошо схватываться после смешивания с водой и песком, но через определенный промежуток времени (45- 60 минут), чтобы успеть доставить его к рабочему месту и уложить. По теории академика А. А. Байкова, схватывание цемента проходит в три стадии. Сначала происходит гидратация частичек смеси с образованием гидрооксида кальция, который, выделяясь в аморфном состоянии, склеивает цементные крупинки. Вторая стадия - собственно схватывание цемента. Затем начинается третья - кристаллизация, или отвердевание. Частички гидрооксида кальция укрупняются, превращаясь в игольчатые кристаллы, которые как бы прошивают аморфную массу силиката кальция, уплотняя ее. Следует отметить, что для затвердевания цемента необходима не слишком низкая температура. Поэтому зимой строители принимают меры для обогрева строящихся сооружений. Более высокими качествами, чем силикатный, обладает глиноземистый цемент, который получают при употреблении глин с малым содержанием кремнезема. Главной составной частью такого цемента являются алюминаты кальция. Он дороже силикатного, но имеет ряд преимуществ. Так, глиноземистый цемент лучше противостоит действию морской воды, быстрее схватывается, а кроме того, присоединение воды к алюминатам кальция - реакция экзотермическая. Это очень важно, так как можно вести работы в зимнее время, не тратя средства на обогрев конструкций. Уже через сутки затвердевший глиноземистый цемент имеет такую прочность, какую силикатный приобретает лишь через месяц. Не случайно этот цемент называют каменным клеем. С его помощью удается приготовить бетон, который не боится воды, не горит в огне, служит долго и надежно. Но при высокой температуре он плавится. И потом, если бы мы начали строить дома из стали, то стены зданий пришлось бы сделать в 40 раз толще бетонных: металлы легко отдают тепло. Когда люди взвесили все "за" и "против", то оказалось, что лучше бетона нет строительного материала. Получают его, смешивая цемент, щебень, песок и воду. При этом наполнитель обволакивается цементным раствором, укладывается в соответствующие формы, тщательно трамбуется. Затвердевшая масса образует прочнейший монолит. Бетоны классифицируются по прочности, объемному весу и применению. Наиболее важная характеристика получаемого материала объемный вес. Так, тяжелые бетоны - те, что применяются чаще всего, - имеют объемный вес порядка двух тонн на кубический метр. Легкие и сверхлегкие - от полутора тонн до трехсот килограммов на кубометр. Облегчают бетонные конструкции, вводя в качестве наполнителя шлаки, пемзу, туфовый щебень, керамзит (вспученную глину). Особо легкие марки бетонов получают, вспенивая массу различными способами. Так рождается пенобетон (воздушные пузырьки образуют замкнутые "полости") и поробетон, где пустоты сообщаются между собой. Всем хорош бетон, но и у него есть недостаок: камень был слаб на разрыв. Излечить бетон от этого недуга удалось безвестному французскому садовнику Ж. Монье. Он первым показал миру вещь, изготовленную из нового материала. Произошло это при таких обстоятельствах. Корни пальм, выращенных садовником, быстро разрывали деревянные бочки. Тогда Монье решил сделать их из бетона. Эти кадки служили дольше, но при перевозке на дальние расстояния они разваливались.... Монье все же нашел выход из затруднительного положения. Он взял две деревянные бочки, одну побольше, другую поменьше, и поставил их одну в другую, опустил вдоль стенок железные стержни, залил промежуток цементным раствором. Когда он затвердел, садовник сбил обручи, разбросал доски. Цветочная кадка получилась на редкость прочной. Она отлично выдержала напор корней пальм. Так впервые, сам того не сознавая, Монье сделал открытие, которому вскоре суждено было найти широкое распространение во всех странах мира. Несокрушимый союз бетона и железа открыл новую эпоху в строительной технике. На первых порах сооружения делались монолитными. Каждая постройка воздвигалась как бы дважды: один раз в дереве (в виде опалубки, точно воспроизводившей колонну или балку), а второй раз в бетоне, заполнявшем форму, внутри которой находилась железная арматура - стальные мышцы камня. Вскоре строители поняли, что этот способ нерационален. Ведь окружающая нас природа творит, затрачивая меньше средств и усилий. Она не создает сначала , русло реки, а потом реку. Разве так уж необходимо человеку воспроизводить свой замысел дважды? И выход был найден. Появился сборный железобетон. Используя его, строители втрое сократили трудовые затраты, резко ускорили темпы возведения зданий. Разумеется, железобетон не отменил ни кирпич, ни известковый камень, ни дерево. Им человек всегда найдет разумное применение. Но железобетону, конечно, принадлежит будущее. Его можно производить и применять всюду. Кроме него получают и некоторые другие бетоны специального назначения. Так, если вместо обычного песка взять кварцевый или мелкораздробленный гранит, получится бетон не боящийся разрушающего действия кислот. Добавка хлористого кальция делает материал морозостойким, небольших количеств сульфата бария рентгенонепроницаемым. Не очень давно специалисты изобрели бетон , который прекрасно сопротивляется истиранию. Получают его, смешивая бетон со стальными опилками.

Трудно даже перечислить все "специальности" этого материала. Из него делают станины для станков, панели, трубы, плиты для тротуаров и автомобильных дорог, шпалы, причалы и многое другое.

Применение сборных железобетонных конструкций имеет неоспоримые достоинства. Это ясно каждому. Но при колоссальном размахе современного промышленного и гражданского строительства в наших городах появляется множество с виду совершенно неотличимых друг от друга зданий. В новых районах трудно ориентироваться, и это создает известные неудобства. Отделка фасадов домов мозаикой слишком дорога, а окраска весьма недолговечна и под действием промышленных выбросов, сильных дождей быстро теряет свою привлекательность. Остроумно решил проблему ленинградский ученый Н. Г. Корсак. Онпредложил окрашивать железобетонные панели.... пламенем. Ученый рассуждал примерно так: бетон - это смесь минералов, где каждый компонент имеет свой специфический состав и цвет. Термическая обработка при температуре около 2000 градусов должна изменять цвет материала. Так оно и оказалось. Бетон покрывался тонкой стеклообразной цветной пленкой. Позже было выяснено, что бетонную поверхность можно окрашивать в самые различные цвета, изменяя лишь химический состав пламени: нейтральное окрашивает в светлые тона, а окислительное - в темные. Такое покрытие не боится резких колебаний температуры, дождя, снега, прямых солнечных лучей. Кроме того, "автолит" (так назвал изобретатель этот стекловидный слой) легко очищается от копоти и грязи даже после небольшого дождя. Новый метод очень перспективен и уже прошел испытание в некоторых городах страны.

Скачен 3161 раз.

mcvouo.ru


Смотрите также