Файл: Черкасов, Г. И. Введение в технологию бетона.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 66

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РСФСР

ИРКУТСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

МИНИСТЕРСТВО ПРОМЫШЛЕННОГО СТРОИТЕЛЬСТВА СССР

ГЛАВВОСТОКСИБСТРОП

Г. И. ЧЕРКАСОВ

ВТЕХНОЛОГИЮ

ИРКУТСК ВОСЯ,ОЧНО-СИБИРСКОЕ КНИЖНОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО

1974

4 ' /

J iW & b ''

4 / У / Ъ

В книге даны теоретические осно­ вы технологии различных видов бетонов.

Первая часть посвящена подробному рассмотрению свойств обычного (тяже­ лого) бетона, как наиболее распростра­ ненного и изученного в настоящее время материала. Во второй и третьей частях по той же методической схеме, но более сокращенно рассматриваются легкие, особолегкие и силикатные бетоны.

Материал изложен на достаточно высоком научном уровне, методически ясно и доступно.

Книга может быть использована в качестве учебного пособия для факуль­ тетов повышения квалификации и само­ образования инженерно-технических ра­ ботников строительных организаций и предприятий строительной индустрии.

Рецензент: кафедра строительных ма­ териалов Хабаровского политехничес­ кого института.

© Восточно-Сибирское книжное издательство. 1974

 

 

Настоящая монография пред­

 

 

ставляет собой изложение цик­

 

 

ла лекций по бетоноведению,

 

 

читаемого автором на факуль­

 

 

тетах

 

повышения

квалифика­

 

 

ции инженеров

строительных

 

 

специальностей,

 

значительно

 

 

расширенного

и

дополненного

 

 

в соответствии с пожеланиями,

 

 

полученными

от

 

инженерно-

 

 

технических работников строи­

 

 

тельной

индустрии

Восточной

 

 

Сибири и Дальнего Востока.

 

 

При изложении материала уч­

О Т

А В Т О Р А

тено, что изучающие бетонове-

дение.уже знакомы с основами

 

 

курса

строительных

материа­

 

 

лов,

поэтому

общие

сведения

 

 

о бетонах, а также

стандарт­

 

 

ные

характеристики

заполни­

 

 

телей и цементов приведены з

 

 

сокращенном объеме. Основ­

 

 

ное внимание обращено на рас­

 

 

крытие

физического

смысла

 

 

технологических

зависимостей,

 

 

установленных в теории бето­

 

 

на, и

дальнейших

перспектив

 

 

в их развитии.

 

 

 

 

 

 

Книга может быть исполь­

 

 

зована в качестве учебного по­

 

 

собия для слушателей факуль­

 

 

тетов

 

повышения

квалифика­

 

 

ции. и для самообразования

 

 

инженерно-технического соста­

 

 

ва заводов ЖБИ и строитель­

 

 

ных

организаций.

Она помо­

 

 

жет

 

сознательно

 

разбираться

 

 

в вопросах современной тех­

 

 

нологии, применять получен­

 

 

ные знания на практике и

 

 

углублять их

путем

проработ-

3


ки

специальной

технической литературы

.в интересую­

щих их

областях

теории

бетонов. Студенты

вузов

найдут

в

ней

материал

для

углубленной проработки

некото­

рых разделов курсов «Технология бетонных и железобетон­ ных изделий» и «Технология строительства».

Автор выражает глубокую признательность профессорам О. А. Гершбергу, А. В: Волженскому, С. А. Миронову и С. В. Шестоперову за просмотр рукописи и сделанные заме­ чания, а также рецензенту — преподавателям кафедры строи­ тельных материалов Хабаровского политехнического инсти­ тута. Понимая, что книга не свободна от недостатков, автор будет благодарен за все критические замечания, направлен­ ные на их устранение.

 

Бетон как строительный ма­

 

териал

известен

с

глубокой

 

древности. Однако бетоны .на

 

непрочных

и

недолговечных

 

вяжущих — гипсе

и извести —

 

не могли соперничать с естест­

 

венными

 

или

обожженными

 

камнями, и применение их бы­

 

ло ограниченно. Вяжущие ис­

 

пользовались

в основном для

 

изготовления растворов, скреп­

 

ляющих

штучные

искусствен­

 

ные или естественные камни.

 

Только

развитие

производ­

В В Е Д Е Н И Е

ства '

портландцемента

дало

возможность превращать

мел­

 

кие обломочные

горные поро­

 

ды — песок, гравий, щебень —

 

в прочные искусственные мате­

 

риалы и конструкции разнооб­

 

разной формы. Появление же­

 

лезобетона позволило разнооб­

 

разить виды конструкций, что

 

сделало

его

универсальным

 

строительным

материалом со­

 

временности.

научных

основ

 

Разработка

 

технологии

бетона

началась в

 

последние годы XIX столетия,

 

создателями их

были

ученые

 

Р. Фере (Франция), И. Г. Ма-

 

люга (Россия), Тетмайер (Гер­

 

мания) .

И. Г. Малюга

реко­

 

Проф.

 

мендовал

составы

и

способы

 

изготовления растворов и бе­

 

тонов и первый (1894 г.) ука­

 

зал на

зависимость

прочности

 

бетона

от

пропорций

в

нем

 

воды и цемента. Отцом русско­

 

го цементного

производства и

 

автором

первых

исследований

 

коррозионной

стойкости

бето-

О


на является А’. Р. Шуляченко. Н. А. Белёлюбский в 1904 г. опубликовал правила расчета железобетонных конструкций.

Широкое и. всестороннее развитие теории и технологии бе­ тона в нашей стране началось со времени появления первен­ цев гидротехнического строительства: Волховстроя (1924 г.), Днепростроя и Свирьстроя (1927—1934 гг.).

Советским ученым принадлежит приоритет многих откры­ тий в технологии бетона. Профессора Н. М. Беляев и И. П. Александрин первыми начали развивать и внедрять научные методы подбора состава и технологии приготовления и уклад­ ки бетона. Эти работы были продолжены К. С. Завриевым, Б. Г. Скрамтаевым и их учениками. Наша страна является родиной зимних бетонных работ, сборного железобетона, про­ изводства некоторых бесцементных бетонов.

Разработка и .внедрение в практику зимнего бетонирова­ ния, начатые в 30-е годы, позволили во время Великой Оте­ чественной войны быстро восстановить работу эвакуирован­ ных с Запада заводов на Урале и в Сибири. В настоящее вре­ мя по развитию зимних бетонных работ Советский Союз занимает первое место в мире. Большая заслуга в этом при­

надлежит нашим

ученым И. А. Кириенко, С. А. Миронову,

B. С. Лукьянову,

В. Н. Сизову, И. Г. Совалову и др.

Послевоенный период потребовал огромного размаха ра­ бот по восстановлению разрушенных и строительству новых промышленных и гражданских зданий. Для снижения расхо­ да металла и дерева, а также сокращения сроков и трудо­ емкости строительства в 1954 г. партией и правительством был взят курс на производство и широкое применение сбор­ ного железобетона. По всей стране началось строительство заводов железобетонных изделий, оснащенных современной техникой. В результате выпуск сборного железобетона в 1960 г. составил 32 млн. м3, а в 1970 г. 83 млн. м3, в tq время как в 1953 г. производилось только 2,2 млн. м3. Сборного же­ лезобетона у нас выпускается ежегодно больше, чем в бША, Англии, Франции, ФРГ, Италии и Швеции вместе взятых. В развитии и совершенствовании заводской технологии 'сбор­ ного железобетона большое значение имеют работы Б. Г. Скрамтаева, А. Е. Десова, Н. А. Попова, В. И. Сорокера,

C.А. Миронова, О. А. Гершберга, А. В. Саталкина и др.

ВСССР впервые в мире создано производство автоклав­ ных деталей и конструкций для сборного строительства, из­ готовляемых на базе дешевых местных материалов и отходоз промышленности без применения цемента. Освоению этого

6


производства способствовали исследования А. В. Волженсшго, П. И. Баженова и др.

Одновременно с развитием сборного строительства осу­ ществлялось строительство крупнейших в мире гидротехни­ ческих сооружений, промышленных и транспортных объектов из монолитного бетона, что требовало дальнейшего совершен­

ствования теории

и практики производства бетонных работ,

в первую

очередь

для обеспечения долговечности и

корро­

зионной

стойкости

сооружений. Труды В. В. Кинда,

В. М.

Москвина, Н. А. Мощанского, В. В. Стольникова, С. В. Шестоперова в этой 'области получили мировую известность и признание.

Развитие технологии бетонных работ было бы невозмож­ но без развития теории твердения вяжущих, создания новых видов цементов, выяснения физико-химической сущности формирования структуры цементного камня и бетона. В этой области должны быть отмечены труды А. А. Байкова, П. П. Будникова, Ю. М. Бутта, А. В. Волженского, В. В. Михай­ лова, Н. В. Михайлова, П. А. Ребиндера, М. И. Хигеровича, А. Е. Шейнина и др. Сейчас по производству цементов СССР

занимает первое место в мире.

"Осуществление Программы Коммунистической партии Со­ ветского Союза, принятой историческим XXII съездом КПСС, подняло строительство в нашей стране на невиданную высоту, и во всех его областях важнейшее значение имеет бетон — ведущий строительный материал нашего века.

Трудно найти инженера или техника-строителя, которому не приходится иметь дело с бетоном. Улучшение качества строительства и его удешевление во многом зависит от усовер­ шенствования технологии бетона и правильного его использо­ вания. Эти вопросы могут быть успешно решены инженерами на стройках, заводах ЖБИ, в проектно-конструкторских орга­ низациях на базе бетоноведения — теоретических основ техно­ логии бетона.

Наука о бетоне очень молода, и, хотя она успешно разви­ вается, еще много проблем ждут исследований и открытий.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Обозначения

Re— прочность бетона при сжатии (ма­ рочная отпускная либо полученная при указанных в тексте условиях твердения)

Rnp— призменная прочность бетона

Rp и R„— прочность бетэна при растяжении

иизгибе

Ри N— действующие силы

с— относительное удлинение с— нормальные напряжения т— а) касательные напряжения

б) время (в главе «Зимнее бетонирование»)

Е, Q— модули упругости (деформаций) 7 —удельный вес материала1

7о—

объемный вес материала (цасып-

'

ной объемный вес сыпучих мате-

 

риалов)1

п— пористость

Va6c—

абсолютно плотный объем мате-

 

риала

Уест— естественный объем материала В— водосодержание (водопотребность)

бетоннэй смеси Ц, П, Щ(Г)_ содержание цемента, теша, щебня

(гравия) в 1 м3 сЬежеуложенного плотного бетона

г— доля песка в смеси заполнителей

а)

степень гидратации

цемента

б)

коэффициент

раздвижки зерен

я

в методах расчета состава тя-

желых бетонов

 

в)

коэффициент

использования

 

порообразователя в

ячеистых

 

бетонах

\

 

v— частота колебаний при вибрации

Г1— вязкость

 

 

t— а)

время

 

 

б)

температура

 

 

9 — количество теплоты

^— коэффициент

теплопроводности

1 Название в системе

СИ — удельная масса,

объемная масса.

 

Принятые

единицы

.измерения

кГ/см2

"

Соответст­ вующие зна­ чения еди­ ниц измере­ ния в систе­

ме СИ

Ю5 Н/м2

кГ

10 н

доли единицы (%)

кГ/см2

105 И/м2

 

-

мин

60 сек

кГ/см*

105 Н/м2

кг/м3

кг/м3

доли един ицы

я

(%)

м3

м3

лЮ мз

кг/м3

кг/м3

доли

единицы

доли единицы (%)

доли единицы

доли единицы (%)

гц

гц

пуаз (из)

0,1 кг/м ■сек

сек

 

°С

Т°К=Т°С+

ккал

+273,150

4,187 • 103 дж

ккал/м-час- 1,163 вт/м- град' град

объемная масса, насыпнал


 

 

Бетонами называются искус­

 

 

ственные каменные материалы,

 

 

полученные

а

 

результате за­

 

 

твердевания специально подоб­

 

 

ранных смесей из минеральных

 

 

вяжущих материалов, воды,

 

 

крупных

и

мелких

каменных

 

 

заполнителей.

 

Незатвердевшая

 

 

однородно перемешанная смесь

 

 

этих материалов носит назва­

 

 

ние бетонной

смеси1.

 

 

 

 

Для получения бетонов мо­

 

 

гут быть использованы

любые

 

 

минеральные вяжущие, но наи­

В И Д Ы

Б Е Т О Н О В

более распространены

бетоны

цементные

на

 

портландцемен-

 

 

тах и силикатные на известко­

 

 

во-кремнеземистом

 

вяжущем

 

 

автоклавного

твердения.

 

 

По виду применяемого за­

 

 

полнителя

 

бетоны

делятся на

 

 

крупнозернистые,

в

которых

 

 

используют

смесь

гравия или

 

 

щебня с

песком,

беспесчаные

 

 

(крупнопористые)— с

одним

 

 

крупным заполнителем, песча­

 

 

ные — без

 

крупного

заполни­

 

 

теля, ячеистые — без

крупных

 

 

заполнителей и - песка, полу­

 

 

ченные из

поризованной смеси

 

 

вяжущего и воды, как правило,

 

 

в сочетании с тонкомолотыми

 

 

минеральными

добавками.

 

 

В зависимости от назначе­

 

 

ния бетоны бывают: а) кон­

 

 

структивные,

применяемые для

 

 

восприятия нагрузок в различ­

 

 

ных конструкциях промышлен-

 

 

1 Название

«бетон» распространя­

 

 

ется и на

затвердевшие

смеси из за­

 

 

полнителей

и

органических

вяжущих

 

 

(асфальтобетоны)

или

полимеров

 

 

(пластобетоны).

 

 

 

 

 

9