Файл: Ямпольский, Е. М. Бетонщик.pdf

Удобоукладываемость — это способность бетонной смеси хорошо заполнять форму. Удо­ боукладываемость пластичных бетонных сме­ сей определяется их подвижностью, а смесей, содержащих малое количество воды,— жест­ костью.

Подвижностью называют способность бе­ тонной смеси растекаться под действием соб­ ственного веса, не расслаиваясь, при хорошем заполнении формы.

Если к бетонной смеси добавить одновре­ менно цемент и воду, то подвижность бетон­ ной массы увеличится. При этом прочность за­ твердевшего бетона не изменится лишь при ус­ ловии, если останется без изменений водоце­ ментное отношение (т. е. отношение веса во­ ды к весу цемента). По мере увеличения во­ доцементного отношения прочность бетона па­ дает.

Состав бетонной смеси выражают в видеотношения (по весу или объему) между це­ ментом, количество которого принимают за единицу, и крупным и мелким заполнителями с обязательным указанием водоцементного от­ ношения: например, состав бетонной смеси

щебня, а отношение веса воды к весу цемента составляет 0,5. В зависимости от способа ук­ ладки смеси в форму или опалубку и ее уплот­ нения водоцементное отношение для тяжелых бетонов назначают, как правило, в пределах 0,4—0,75, т. е. на каждые 100 кг цемента бе­ рут 40—75 л воды.

Подвижная бетонная смесь сразу же дает осадку. Степень подвижности бетонной смеси

20

(консистенцию) определяют с помощью стан­ дартного металлического усеченного конуса с гладкой внутренней поверхностью (рис. 2).

Конус смачивают водой, ставят на гори­ зонтальную подставку и заполняют испыты­ ваемой бетонной смесью. Его заполняют не сразу на всю высоту, а тремя равными по вы­ соте слоями с уплотнением каждого слоя ме­ таллической штыковкой.

Рис. 2. Определение осадки бетонной смеси при помощи конуса

После штыкования верхнего слоя избыток бетонной смеси срезают ножом наравне с верх­ ним краем конуса. Затем конус снимают • и устанавливают рядом с оседающей бетонной смесью. Осадку измеряют линейкой.

Осадку проверяют несколько раз, и сред­ нее измерение принимают за окончательный результат. Чем больше осадка конуса, тем больше степень подвижности бетонной массы, и, соответственно, чем меньше осадка, тем меньше подвижность бетонной смеси. Величи­ на осадки конуса является мерой подвижно­ сти. Бетонную смесь с небольшим количест­ вом воды, дающую осадку в пределах 1—2 см или не дающую совсем, называют жесткой

смесью; смесь, дающая осадку более 2 см, называют пластичной.

В табл. 1 приведены рекомендуемые зна­ чения подвижности бетонных смесей (осадки конусов) при бетонировании различных кон­ струкций.

Т а б л и ц а 1

Жесткая бетонная смесь почти не обладает подвижностью и по своим свойствам близка к сыпучим материалам. При выгрузке, на ме­ сте укладки, она ложится рыхло, не расте­ каясь, и при заполнении формы ее нужно виб­ рировать или трамбовать.

4. Свойства бетона

Свойства бетона характеризуются прочно­ стью, плотностью, водонепроницаемостью, морозостойкостью, усадкой, стойкостью против коррозии и многими другими показателями. Бетону, предназначенному для возведения ка­

22

Наиболее распространенные в строитель­ стве тяжелые (обычные) бетоны по прочности на сжатие подразделяют, согласно последним нормам, на семь марок: 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500.

Одним из важнейших свойств бетона явля­ ется его плотность, т. е. степень заполнения всего объема бетона цементным тестом и за­ полнителями. Для тяжелых (обычных) бето­ нов плотность колеблется в пределах 85—95%; 5—15% объема занимают воздушные поры.

Поры образуются в результате испарения воды, которая находится в бетоцной смеси. Они могут служить причиной развития в бето­ не усадочных явлений, появления трещин. Плотность во многом зависит от подбора зер­ нового состава заполнителей, количества це­ ментного теста, качества уплотнения. От плот­ ности бетона непосредственно зависят проч­ ность, долговечность, морозостойкость и водо­ непроницаемость бетонных конструкций. При строительстве плотин, мостов, тоннелей, дорож­ ных покрытий, резервуаров особенно важно иметь плотный бетон.

Между плотностью бетона и его объемным весом имеется прямая связь. Чем выше объем­ ный вес бетона данного состава, тем выше его плотность, и соответственно бетон с низким объемным весом имеет низкую плотность, а следовательно, высокую пористость.

Водонепроницаемость бетона зависит от плотности, возраста бетона, вида цемента, ус­ ловий твердения бетонной смеси и др. Степень водонепроницаемости определяется величиной того наименьшего давления воды, при котором она начинает просачиваться через бетонный образец.

24

По водонепроницаемости бетоны делят на четыре марки: В-2, В-4, В-6, В-8, при которых бетон выдерживает давление воды соответст­ венно не менее 2, 4, 6 и 8 кгс/см2 без просачи­ вания воды через образец. Для повышения во­ донепроницаемости бетонов применяют специ­ альные покрытия поверхности конструкций (обмазки, пропитки).

При возведении сооружений, работающих в условиях увлажнения и замораживания, учи­ тывают такое свойство, как морозостойкость бетона. Нормами установлены специальные марки бетонов по морозостойкости. Их опреде­ ляют по количеству циклов замораживания и оттаивания, которые выдерживает бетон не разрушаясь. Для тяжелых (обычных) бетонов установлены марки Мрз 50, 100, 150, 200, 300; для легких и ячеистых — Мрз 10, 15, 25, 35, 50, 100, 200. Большей морозостойкостью обладают бетоны с более плотной структурой.

Марки бетонов по водонепроницаемости и морозостойкости определяют в лабораториях на специальных установленных стандартом об­ разцах.

При твердении бетон изменяет свой объем или, как говорят, дает усадку (исключение со­ ставляет бетон на расширяющемся цементе). При усадке возможно появление в теле бето­ на трещин, снижающих его прочность. Величи­ на усадки зависит от вида примененного це­ мента, условий твердения. При твердении во влажной среде усадка бывает минимальной. Если твердение бетона происходит в воде, то его объем почти не изменяется. Важными свой­ ствами бетона являются стойкость его против коррозии и тепловыделение.

25

С повышением степени водонепроницаемо­ сти бетона увеличивается антикоррозионная стойкость бетона.

В результате химического взаимодействия цемента и воды при твердении бетона выделя­ ется значительное количество тепла, вызываю­ щее расширение бетона. Такое расширение по величине гораздо больше усадки и особенно опасно в массивных конструкциях, где оно мо­ жет привести к появлению трещин. Чтобы пре­ дотвратить расширение бетона, следует при­ менять цементы с малым тепловыделением, не завышать количество цемента в 1 мг бетона и предусматривать температурные швы в бетон­ ных конструкциях.

5. Кратко о железобетоне

Основное назначение любой строительной конструкции — оказывать сопротивление внеш­ ним усилиям, нести всевозможную нагрузку. Плотина удерживает напор воды, стены пре­ дохраняют от температурных влияний внеш­

разному. В одних случаях под действием на­ грузки конструкции испытывают сжатие, в дру­ гих— растяжение или изгиб. Иногда одна и та же конструкция испытывает сразу несколь­ ко различных напряжений.

Под действием центрально приложенной вертикальной нагрузки колонна будет испыты­ вать сжатие.

Балка или плита, опертые на концы и не­ сущие нагрузку, будут работать на изгиб. При этом верхние слои балки испытывают сжатие,

26

а нижние — растяжение. В средней части (на границе сжатой и растянутой зоны) проходит нейтральная линия, не подвергаемая действию сил (рис. 3).

Бетон хорошо сопротивляется только усили­ ям сжатия, но оказывает в 10—12 раз мень­ шее сопротивление при растяжении. Данное

Рис. 3. Работа балки на изгиб

свойство бетона учитывают строители. В сло­ ях бетона, там, где возникают усилия растя­ жения, ставят стальные стержни — арматуру. Отсюда и название самого строительного ма­ териала — железобетон. Из железобетона из­ готовляют всевозможные плиты, колонны, ри­ гели, балки, формы, мосты и другие строи­ тельные конструкции.

Сталь работает одинаково хорошо на сжатие и на растяжение. В железобетон­ ной конструкции бетон и сталь являются проч­ ным, монолитным материалом. Бетон при твер­ дении схватывается с арматурой, которая как более прочный материал при нагрузке кон­ струкции воспринимает на единицу попереч­ ного сечения гораздо большие усилия, чем бе­ тон. В этом и заключается идея создания же­ лезобетонных конструкций. Основную долю растягивающих усилий в железобетоне прини­

27

мает на себя арматура, в то время как бетон воспринимает лишь сжимающие усилия. Даже небольшое сечение стали в бетоне приводит к значительному сокращению размеров кон­ струкции.

В железобетонной балке или плите, опер­ той обоими концами, арматуру нужно ста­ вить в нижних слоях там, где находится зона растяжения. Если у балки или плиты закре­ пить лишь один конец, а другой оставить сво­ бодным (так бывает в балках и плитах бал­ конов и карнизов), то под вертикальной наг­ рузкой, направленной сверху вниз, растяже­ ние возникнет в верхней, а сжатие — в нижней части конструкции. Арматуру в данном случае следует располагать вверху, в зоне растяже­ ния. При очень больших нагрузках арматуру в железобетонных конструкциях располагают и для усиления сжатой зоны бетона.

Сталь и бетон имеют одинаковые по величи­ не коэффициенты линейного расширения, по­ этому изменение температуры конструкции не приводит к нарушению сцепления арматуры с бетоном и не оказывает влияния на прочность конструкции. Бетон по сравнению со сталью обладает меньшей теплопроводностью и защи­ щает арматуру от резких колебаний темпера­ туры. Предусматриваемый в конструкциях за­ щитный слой бетона предохраняет арматуру от коррозии, надежно защищает ее от воздейст­ вия влаги и вредных газов.

В зависимости от того, какую работу пред­ стоит выполнять в железобетонной конструк­ ции, всю арматуру делят на рабочую, распре­ делительную, хомуты и монтажную. Арматур­ ные стержни могут быть прямыми или согну-

28