Министерство  образования и науки Республики Казахстан

Евразийский Национальный Университет им.Л.Н.Гумилева 

Кафедра «Стандартизация, метрология и сертификация» 
 
 

     

     По  дисциплине «Сырье и материалы в  строительстве»

         Тема: «Проектирование состава легкого бетона марки М35» 
 
 
 
 
 

                                           Выполнила :Утинова Л.

                   гр.Сис-32            

                                             Проверил: Толеубай З.Т.      
 
 
 
 
 
 
 

Астана 2009 

1. Общие принципы проектирования

Бето́н (от фр. béton) — строительный материал, искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердевания рационально подобранной и уплотненной смеси вяжущего вещества (цемент или др.), заполнителей, воды. В ряде случаев может содержать специальные добавки.

Вяжущее вещество и вода - активные составляющие бетона, которые в смеси обволакивают тонким слоем зерна заполнителя. Со временем вяжущее вещество затвердевает и связывает их, превращая бетонную смесь в прочный монолитный камень - бетон.

Заполнители (песок, щебень или гравий) занимают до 80 - 85 % объема бетона и образуют его  жесткий скелет препятствующий усадке. Применяя заполнители с различными свойствами, можно получать бетоны с разнообразными физико-механическими показателями, например, легкие, жароупорные и пр.

Бетон - это главный строительный материал, столетиями применяемый в строительстве.

Бетон широко применяется  для строительства как гражданского жилья, так и самых различных зданий. В случае возведении строения из бетона, его виды и марки определяются на стадии создания проекта. Для различных элементов строительной конструкции применяются разные виды и марки бетонов. Необходимо определить, для какого конкретно элемента конструкции (фундамент, несущие стены, внутренние перегородки, полы) выбирается марка бетона.

Основной характеристикой  бетона является прочность при сжатии, которая определяет марку бетона.

Классификация бетона:

По  плотности бетоны подразделяют на:

1.      особо тяжелые - более 2500 кг/мЗ;4

2.      тяжелые - 1800 - 2500 кг/мЗ;

3.      легкие -500 - 1800 кг/мЗ;I

4.      особо легкие (теплоизоляционные) - менее 500 кг/мЗ.  

По  виду применяемого вяжущего вещества бетоны разделяют  на:

1.      цементные (приготовляемые на клинкерных цементах - портландцементе, шлакопортландцементе, пуццолановом портландцементе и др.);

2.      силикатные автоклавного твердения (на известково-песчаном, известково-шлаковом и других вяжущих);

3.      гипсовые (на гипсовых и гипсоцементно-пуццолановых вяжущих);

4.      асфальтобетоны(на битумном вяжущем);

5.      полимерцементные бетоны и полимербетоны (на синтетических смолах).  

В зависимости от структуры бетоны разделяют на:

1.      бетоны плотной структуры, у которых все пространство между зернами заполнителя занимают затвердевшее вяжущее и поры вовлеченного в него воздуха;

2.      бетоны поризованной структуры, пространство между зернами заполнителя которых заполнено затвердевшим вяжущим и поризованным пено- или газообразователем;

3.      ячеистые бетоны, состоящие из затвердевшего вяжущего и кремнеземистого компонента и пор равномерно распределенных и образованных газо- или пенообразователями;

4.      бетоны крупнопористой структуры, у которых пространство между зернами крупного заполнителя не полностью заполнено мелкими заполнителями и затвердевшими вяжущими.  

По  назначению бетоны подразделяют на:

1.      конструкционные - для бетонных и железобетонных несущих конструкций зданий и сооружений (фундаментные блоки, колонны, балки, плиты и др.);

2.      гидротехнические - для возведения плотин, шлюзов, облицовки каналов и др.;

3.      бетон для стен зданий и легких перекрытий,

4.      дорожный - для устройства дорожных и аэродромных покрытий;

5.      специальные - химически стойкие, жаростойкие, декоративные, особотяжелые для биологической защиты, бетонополимеры, полимербетоны и др.  

По  прочности на сжатие бетоны подразделяют на классы:

теплоизоляционные — В0,35, В0,5, В0,75, Bl, Bl,5, B2;

конструкционно-теплоизоляционные  — В2,5, В3,5, В5, В7,5, В10;

конструкционные бетоны — В12,5, В15, В20, В25, В30, В35, В40.

Допускается применение бетона промежуточных классов  В22,5 и В27,5.

Примечание  — Для изделий и конструкций, запроектированных без учета  требований обеспеченности 0,95, показатель прочности бетона на сжатие характеризуют  марками:

теплоизоляционные — М5, М10, М15, М25;

конструкционно-теплоизоляционные  — М35, М50, М75, М100, Ml50.

По  средней плотности  в сухом состоянии  бетоны подразделяют на следующие марки:

D200, D300, D400, D500, D600, D700, D800, D900, D1000, D1100, D1200, D1300, D1400, D1500, D1600, D1700, D1800, D1900, D2000.

По  морозостойкости  и водонепроницаемости  бетонов устанавливают следующие марки:

- морозостойкость  - F25, F35, F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500;

- водонепроницаемость  — W2, W4, W6, W8, W10, W12.

По  виду крупного пористого  заполнителя бетоны подразделяют на:

- керамзитобетон (бетон на керамзитовом гравии);

- шунгизитобетон (бетон на шунгизитовом гравии);

- аглопоритобетон  (бетон на аглопоритовом щебне  или гравии);

- шлакопемзобетон  (бетон на шлакопемзовом щебне  или гравии);

- перлитобетон (бетон на вспученном перлитовом  щебне);

- бетон на  щебне из пористых горных пород;

- термолитобетон (бетон на термолитовом щебне  или гравии);

- вермикулитобетон (бетон на вспученном вермикулите);

- шлакобетон (бетон  на золошлаковых смесях тепловых  электростанций — ТЭС или на  топливном шлаке, гранулированном  доменном или электротермофосфорном шлаке).

По  структуре бетоны подразделяют на:

- плотные;

- поризованные;

- крупнопористые.

По  условиям твердения  бетоны подразделяют на:

• автоклавные (синтезного твердения) – твердеющие в среде насыщенного пара при давлении выше атмосферного;
• неавтоклавные (гидратационного твердения) — твердеющие в естественных условиях, при электропрогреве или в среде насыщенного пара при атмосферном давлении.

По  способу порообразования  бетоны подразделяют:

• на газобетоны;
• на пенобетоны;
• на газопенобетоны.

По  виду вяжущих и  кремнеземистых компонентов  бетоны подразделяют:

по виду основного вяжущего:

• на известковых вяжущих, состоящих из извести-кипелки более 50% по массе, шлака и гипса или добавки цемента до 15 % по массе;
• на цементных вяжущих, в которых содержание портландцемента 50% и более по массе;
• на смешанных вяжущих, состоящих из портландцемента от 15 до 50% по массе, извести или шлака, или шлако-известковой смеси;
• на шлаковых вяжущих, состоящих из шлака более 50% по массе в сочетании с известью, гипсом или щелочью;
• на зольных вяжущих, в которых содержание высокоосновных зол 50% и более по массе;

по виду кремнеземистого компонента:

• на природных материалах — тонкомолотом кварцевом и других песках;

на вторичных  продуктах промышленности — золе-унос ТЭС, золе гидроудаления, вторичных  продуктах обогащения различных руд, отходах ферросплавов и других.

Состав  бетона

Готовая бетонная смесь, она же товарный бетон - подвижный состав из четырёх основных компонентов, замешиваемых в определенной пропорции: цемент, щебень, песок, вода. Аналогичная смесь, но без использования щебня, называется цементным раствором либо пескобетоном, правда в пескобетоне применяется песок более крупной фракции (модуль крупности). Весовое соотношение компонентов для приготовления бетонной смеси примерно таково: Цемент -1 часть, Щебень 4 части, Песок - 2 части, Вода - 1/2 части. Например: цемент - 330 кг., щебень - 1250 кг., песок - 600 кг., вода - 180 литров. Эти цифры весьма приблизительны и на деле зависят от многих факторов таких как: требуемая марка бетона, марка цемента, характеристики щебня и песка, использования пластификаторов других добавок, и т.д. и т.п. 
Например: при использовании цемента м-400, бетон с таким составом покажет марку м-250; при цементе м-500, марка бетона будет уже м-350 (цифры условны). При производстве бетона на бетонном заводе, учитывается не один десяток параметров и характеристик.

Цемент и вода - главные компоненты бетона. Собственно на них возложена основная функция - связать все компоненты в единую монолитную структуру. Соблюдение правильной пропорции этих двух компонентов (водоцементное отношение) - главнейшая задача в производстве бетона. Речь ведь не только о количестве воды и цемента, введённых в бетон. С этим, как раз, всё просто. Важно учесть все нюансы: влажность щебня и песка, их влагопоглощение и т.д. и т.п. Цемент, взаимодействуя с водой (гидратация цемента), способен схватываться и твердеть, образуя так называемый цементный камень. Цементный камень при затвердевании деформируется. Объемная усадка достигает 2 мм/м. Вроде и не много, но из-за неравномерности этих усадочных процессов, возникают внутренние напряжения, появляются микротрещины. Эти микротрещины практически не видны, но прочность и долговечность цементного камня снижается. Для того, чтобы уменьшить эти деформации, в состав вводят заполнители:

• Крупные заполнители: щебень
• Мелкие заполнители: песок

Роль  этих заполнителей - создать структурный  каркас, который воспринимает усадочные  напряжения, и в результате - готовый  бетон даёт меньшую усадку. Также  увеличивается прочность и модуль упругости бетона (снижение деформаций конструкции под нагрузкой), уменьшает ползучесть (когда бетон необратимо деформируется при длительных нагрузках). Заполнители существенно удешевляют бетон. Ведь цемент стоит значительно дороже чем щебень и песок.

Прочность (марка) щебня должна быть примерно в 2 раза больше, нежели расчётная марка бетона. Делается это из-за того, что проектная (28 суточная) марка бетона - всегда значительно ниже, чем его реальная прочность, которую он наберёт через полгода или год. Прочность же щебня - не растёт со временем. Вот их и нивелируют. В любом случае, всё это делается в виде не нормируемого проектными требованиями запаса прочности.

Кратко  об основных видах  щебня:

• Известняк. Средняя прочность (марка) 500-600. Отдельные виды известняковых наполнителей (до 800) вполне пригодны чтобы изготовить бетон вплоть до марки М-350, но в виду более низкой морозостойкости, известняк как правило используют для производства бетонов марок м-100 - м-300.
• Гравий. Прочность основных видов гравия (800-1000) достаточна для изготовления марки бетона вплоть до М-450. (обычно, не выше м-400) Самый распространённый вид наполнителя. Обладает всеми хорошими качествами, необходимыми для получения большинства бетонных смесей. Для индивидуального строительства я выбрал бы его. Бетон на гравии - дешевле. Для тех марок бетона, которые используют в частном строительстве - прочность более чем достаточна. Да и радиационный фон меньше чем у гранита.
• Гранит. Наиболее прочный из перечисленных наполнителей. Из дополнительных преимуществ перед предыдущими имеет более высокие показатели (м до 1400), низкое водопоглощение и в следствие этого - повышенную морозостойкость. Например, при строительстве дорог, современными ГОСТ-ами разрешено использовать только гранитный щебень.