Файл: Кропотов В.Н. Строительные материалы учеб. для [архитектур.] вузов.pdf

их спекают на решетках агломерационных машин с просасыванием воздуха.

Интенсивная термическая обработка шлака происходит за счет находящегося в нем несгоревшего угля. При содержании топлива в смеси порядка 8—10% развивается температура до 1600°. При этом смесь вспучивается, и из нее удаляются все вредные примеси.

Аглопорит имеет объемный вес от 800—1300 кг/м3 и отличается в значительной степени открытой пористостью. Аглопорит можно полу­ чать из рядовых глинистых пород, не пригодных для производства из них керамзита во вращающихся печах.

вспучивании эта порода сильно увеличивается в объеме в 6—12 раз, и ее насыпной вес в кусках размерами 5—20 мм равен 250—400 кг/м3. Используют перлит в легких бетонах как мелкий и как крупный запол­ нитель.

Крупнопористый беспесчаный бетон. Этот бетон является разно­ видностью легкого бетона. Особенность его заключается в том, что в нем нет мелкого заполнителя — им является гравий или щебень. Це­ ментное тесто в крупнопористом бетоне принимают в количестве, пот­ ребном для обволакивания зерен крупного заполнителя. При такой связи заполнителя пустоты между зернами остаются свободными, бла­ годаря чему уменьшается объемный вес бетона.

Для изготовления крупнопористого бетона применяют одноили двухфракционный заполнитель с наибольшей крупностью зерен 20 мм, предпочтительно окатанной формы. Прочность такого бетона будет зависеть от прочности заполнителя и цементного камня, а также от плотности укладки.

Объемный вес крупнопористого бетона на известняковом и гравий­ ном заполнителе составляет 1500—1800 кг/м3, а коэффициент тепло­ проводности 0,5—0,85 ккалім-ч-град. При пористых заполнителях этот бетон может иметь объемный вес 600—900 кг/м3.

Крупнопористые бетоны имеют значительную воздухопроницае­ мость, а поэтому стены, выполняемые из них, следует штукатурить с двух сторон.

Ячеистые бетоны. Ячеистые бетоны, являясь разновидностью лег­ ких, представляют собой бетон, в структуру которого включено зна­ чительное количество равномерно распределенных пор (до 85% от объема бетона).

П е н о б е т о н . Поры в пенобетонах образуются путем присадки специальной устойчивой технической пены к растворной смеси. Пено­ образователями могут служить смесь канифольного мыла с клеевым раствором, водный раствор сапонина (вытяжка из мыльного корня), алюмосульфатонафтены и гидролизованная кровь (ГК).

В результате взбивания пенообразующего экстракта в специальном барабане (рис. 70) получается стойкая пена, сохраняющая ячеистое

182

строение после смешивания с вяжущим веществом. Введение различ­ ных стабилизаторов и минерализаторов в водный раствор пенообразо­ вателя повышает стойкость и прочность пены.

После перемешивания вяжущего с пеной на поверхности пузырь­ ков воздуха пены адсорбируется цементное тесто, образующее замкну­ тые ячейки. Взбивание пены можно ускорить подачей в пеносбиватель сжатого воздуха. Пена смешивается с цементно-песчаным или извест-

тона, получаемого из смеси вяжущих (цемент, известь) с измельченным песком, шлаком или другим заполнителем, а также воды, алюминиево­ го порошка и химических добавок для регулирования газовыделения и процессов схватывания.

Эту смесь в пропорциях, зависящих от объемного веса газобетона, перемешивают и разливают в формы, где и происходит процесс газо­ выделения по реакции

2А1 + ЗСа(ОН)2 + 6Нг О = ЗСаО • АЦ03 • 6Нг О + ЗН2

Вспучивание и созревание газобетона в формах при температуре +25° происходит в течение 4—5 ч. После созревания газобетонные изделия поступают на автоклавное твердение в среде насыщенного пара при температуре 180° при давлении до 10 am. От объемного веса газобетона зависит его теплопроводность. При объемном весе 300 кг/м3 Х=0,07 ккал/м-ч-град, а при объемном весе 800 кг/м3 А,=0,16 ккал/мХ Хч-град.

Малый коэффициент теплопроводности газобетонов объясняется содержанием большого числа (до 90%) закрытых пор. Поры в газо­

183

бетоне более мелкие, чем в пенобетоне, вследствие чего газобетон при том же объемном весе обладает меньшей теплопроводностью. Газобе­ тоны с объемным весом 300—500 кг/м3 являются хорошим звукоизоля­ ционным материалом.

Газобетон морозостоек и огнестоек, легко обрабатывается, пи­ лится, сверлится, гвоздится. Из него изготовляют стеновые блоки, перегородочные плиты, тепло- и звукоизоляционные плиты. Газобе­ тонные изделия можно изготовлять с декоративными поверхностями из цветных растворов с любой фактурой.

10.СБОРНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ДЕТАЛИ

ИКОНСТРУКЦИИ

Основой железобетонных изделий являются бетон и сталь. Это сочетание оказалось возможным благодаря свойству бетона при затвердевании прочно сцепляться с поверхностью стальной арматуры. Кроме того, линейные удлинения бетона и стали при нагревании почти одинаковы, благодаря чему при колебаниях температуры не возни­ кают напряжения, могущие нарушить сцепления ста-ли с бетоном. Бетон также надежно защищает сталь от коррозии.

Долговечность и огнестойкость железобетона, способность воспри­ нимать как постоянные, так и вибрационные и ударные нагрузки определили высокую надежность железобетонных конструкций.

Идея сочетания бетона с металлом возникла на той основе, что бе­ тон, так же как и природные камни, хорошо работает на сжатие и зна­ чительно (в 10—15 раз) хуже на растяжение.

Если в бетонных конструкциях, в которых при изгибе возникнут растягивающие напряжения, поместить стальную арматуру, то сталь, хорошо сопротивляющаяся растяжению, позволит применить железо­ бетон в элементах, подверженных поперечному изгибу.

Прочно сцепленный с арматурой, бетон вместе с ней укорачивается при сжатии. Однако при растяжении удлинения стали и бетона весьма различны. Если сталь может вытягиваться до появления в ней разрыва на 1—10 мм (в зависимости от прочности) на каждый метр длины, то бетон разрывается при относительном удлинении 0,1—0,15 ммім.

При растяжении железобетонного элемента бетон сначала будет растягиваться со стальной арматурой, затем удлинение элемента может достигнуть величины, предельной для бетона, и в наиболее слабых его сечениях образуются трещины. При ширине таких трещин более 0,2—0,3 мм открывается доступ влаги и газов к арматуре и она под­ вергается коррозии.

Во избежание этих явлений возникла идея — путем предваритель­ ного натяжения арматуры создать условия для обжатия бетона в процессе его эксплуатации с помощью сил упругого последействия натянутой арматуры.

Применение предварительно напряженного железобетона позво­ ляет более эффективно использовать сталь и бетон высокой прочности в конструкциях и тем самым уменьшить их сечение и собственный вес, при этом создать трещиноустойчивые, более долговечные конструкции.

184

Предварительное обжатие бетона может быть достигнуто различ­ ными способами — как до бетонирования, так и после него. В первом случае арматуру натягивают в формах до установленного предела и затем закрепляют на специальных упорах. После бетонирования и достижения бетоном достаточной прочности (до 70% от принятой мар­ ки) арматура освобождается от натяжных приспособлений и, стремясь вернуться в первоначальное состояние, будет обжимать бетон.

Конструкции, в которых арматура натягивается до бетонирова­ ния, называют конструкциями с предварительным напряжением.

Для напряжения арматуры после твердения бетона при бетониро­

арматуру после твердения бетона. Арматуру подвергают натяжению и закрепляют анкерными устройствами. Затем каналы заполняют бето­ ном, который после затвердения сцепляется с арматурой.

Предварительное обжатие бетона производят обычно с напряже­ нием в 50—60 кГІсм2.

Кроме силовых методов напряжения арматуры, применяется также электротермический метод. Он заключается в том, что удлинение арма­ туры на заданную величину осуществляют электрическим нагревом ее до необходимой температуры. Нагретые стержни заанкеривают, что­ бы воспрепятствовать сжатию их при охлаждении. После бетонирова­ ния и отвердевания бетона усилия натяжения передаются с упоров непосредственно на бетон.

Арматура. Арматурную сталь различают по диаметру, характеру наружной поверхности (гладкая и периодического профиля) и проч­ ности. Прочность арматуры характеризуется пределами прочности и текучести. Для железобетона применяют высокопрочные низколеги­ рованные стали.

Горячекатаную арматуру периодического профиля или холодно-

Для армирования предварительно напряженных конструкций применяют высокопрочные стержневые стали и высокопрочную холод­ нотянутую проволоку из твердой углеродистой стали. Для армирова­ ния крупных элементов (мостовые фермы, балки больших пролетов) применяют проволоку диаметром 8 мм в виде пучков арматурных тро­ сов, содержащих от 10 до 60 нитей.

Арматуру для сборных железобетонных конструкций, не подвер­ гаемых предварительному напряжению, изготовляют в виде каркасов и сеток. Пространственные каркасы образуют из плоских элементов путем соединения их сваркой. Применение сварных сеток и каркасов в 1,5—2 раза сокращает трудовые затраты на изготовление арматуры.

Сварку сеток и плоских каркасов производят способом точечной контактной электросварки.

Технологические схемы производства железобетонных изделий.

При заводском изготовлении железобетонных изделий сложный тех­ нологический процесс производства складывается из ряда операций. К ним относятся заготовка арматуры, приготовление бетона, установка

185