Специальные бетоны

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Введение

Бетонами называют искусственные каменные материалы, получаемые в результате затвердевания тщательно перемешанной и уплотненной смеси из минерального или органического вяжущего вещества с водой, мел кого или крупного заполнителей, взятых в определенных пропорциях. До затвердевания эту смесь называют бетонной смесью.

В строительстве широко используют бетоны, приготовленные на цементах или других неорганических вяжущих веществах. Эти бетоны обычно затворяют водой. Цемент и вода являются активными составляющими бетона; в результате реакции между ними образуется цементный камень, скрепляющий зерна заполнителей в единый монолит.

Между цементом и заполнителем обычно не происходит химического взаимодействия (за исключением силикатных бетонов, получаемых автоклавной обработкой), поэтому заполнители часто называют инертными материалами. Однако они существенно влияют на структуру и свойства бето

на, изменяя его пористость, сроки затвердевания, поведение при воздействии нагрузки и внешней среды. Заполнители значительно уменьшают деформации бетона при твердении и тем самым обеспечивают получение

большеразмерных изделий и конструкций. В качестве заполнителей используют преимущественно местные горные породы и отходы производства(шлаки и др.). Применение этих дешевых заполнителей снижает стоимость бетона, так как заполнители и вода составляют 85...90%, а цемент 10... 15%от массы бетона. Для снижения плотности бетона и улучшения его теплотехнических свойств используют искусственные и природные пористые заполнители.

Для регулирования свойств бетона и бетонной смеси в их состав вводят различные химические добавки и активные минеральные компоненты,

которые ускоряют или замедляют схватывание бетонной смеси, делают ее более пластичной и удобоукладываемой, ускоряют твердение бетона,повышают его прочность и морозостойкость, регулируют собственные деформации бетона, возникающие при его твердении, а также при необходимости изменяют и другие.

Бетоны на минеральных вяжущих веществах являются капиллярно-

пористыми телами, на структуру и свойства которых заметное влияние оказывают как внутренние процессы взаимодействия составляющих бетона,

так и воздействие окружающей среды.



Общие сведения

Тяжелый бетон - самая распространенная разновидность бетонов в современном строительстве. Его можно получить, в частности, используя в качестве крупного заполнителя гранитный щебень, а в качестве мелкого заполнителя - кварцевый песок

Расчет состава тяжелого бетона методом объемов производится для получения необходимых свойств бетона в конструкциях, установленных государственными стандартами, техническими условиями и проектной документацией на эти конструкции при минимальном расходе цемента. От правильного назначения состава бетона зависят его свойства, долговечность и экономическая эффективность. Для правильного назначения количества компонентов бетона на единицу его объёма (обычно на 1 м3) четко должны представлять факторы, влияющие на качество и свойства бетона, понимать основные принципы метода расчета методом абсолютных объемов .

Правила подбора состава предназначены для расчета и выдачи в производство составов тяжелых и мелкозернистых бетонов с заданными свойствами при экономном расходовании цемента на предприятиях строительной индустрии, и в строительных организациях при изготовлении сборных бетонных и железобетонных изделий и конструкций и приготовлении бетонной смеси для монолитных конструкций и сооружений, а также для разработки производственно-технических норм расхода материалов.

Подбор состава

Вариант 8

Класс (марка) бетона по прочности на сжатие-В25 (М250)

Марка по подвижности - П2

Вид цемента - среднебелитовый ШПЦ

Активность цемента, Rц=44,6МПа

Коэффициентнормальнойгустоты, Кнг=29%

Средняя плотность цемента,ц=2850кг/м3

Насыпная плотность цемента, цн=1270кг/м3

Вид материала -щебень из осадочных горных пород

Наибольшая крупность, Dmax=20мм

Средняя плотность зерен заполнителя, щ(г)=2610кг/м3

Насыпная плотность заполнителя, щн=1420кг/м3

Влажность , W=0,5%

Вид материала - кварцевый песок

Модуль крупности, Мкр=1,9

Средняя плотность заполнителя, п=2650 кг/м3

Насыпная плотность заполнителя, пн=1600кг/м3

Влажность, W=5,5%

Обьембетоносмесителя 750л

1) Определение водо/цементного соотношения

В/Ц=

где, А-коэффициент зависимый от качества материала табл3.1[1]

-средняяпрочность бетона при сжатии в возрасте 28 суток

k1-коэффициент учитываемый минеральный состав цемента табл.3.2[1]

k2-коэффициентучитываемый производственные условия табл.3.2[1]

В/Ц==0,49 .

2)Расходводы на 1 м3 бетона табл.3.3[1]

Вт=202 л

0,5-4

0,6-х

Х=4,8л

Расход воды увеличиваем на 4,8 л.

?В=4+4,8+8=16,8

В=Вт+?В=202+16,8=218,8

3)Расход цемента

Ц===446,5 кг

4) Корректировка воды и цемента

100-10

46,5-х

Х=4,65

В=218,8+4,65=223,45

Ц=223,45/0,49=456,02

5)Расход щебня

где, -пустотность гравия в стандартном рыхлом состоянии.

-коэффициент раздвижки зерен крупного заполнителя для твердых бетонных смесей 1,05 ... 1,1.табл.3.4[1]

=1-/щ.с=1-1420/2610 =0,46

Щ==1129,13 кг

6) Расход песка

П===503,5 кг

7) Абсолютный объём материла

Vб===1,03

8) Количество воды содержащейся в щебне и песке и расчет производственного состава бетона с учетом влажности компонента.

Вп=ПWп/100=503,55,5/100=27,7 л

Вщ=ЩWг/100=1129,130,5/100=5,64 л

Впр=В-Вп-Вщ=223,45-27,7-5,6=190,15 л

Щпр=Щ+Вщ=1129,13+5,6=1134,73 кг

Ппр=П+Впр=503,5+27,7=531,2 кг

9) Теоретическая пластичность бетонной смеси

б.с=Ц+Впр+Щпр+Ппр=456,02+190,15+1134,73+531,2=2312,1 кг/м3

Подбор состава с химической добавкой

Суперпластификатор С-3 - добавка на основе натриевых солей продукта конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида.Жидкость тёмно-кориченвого цвета, плотность 1,15-1,20г/см3или не слеживающийся темно коричневый порошок легко растворимый в вод. При выпадении осадка перед применением добавки рекомендуется растворить его подогревом или разбавление горячей водой, после чего тщательно перемешать раствор.

Главная особенность добавки заключается в увеличении подвижности бетонной смеси, прочностных характеристик и долговечности конструкций, при этом экономия цемента может достигать 25%, что делает применение пластификатора С 3 экономически целесообразным.

Применение:

Применяется суперпластификатор с-3 для производства сборных конструкций на основе высокопрочного бетона, при бетонировании густоармированных конструкций, плит, панелей. Пластификатор С 3 незаменим при возведении монолитных сооружений со сложной конфигурацией, а также при изготовлении напорных железобетонных труб.

Техническая эффективность:

Обеспечивает следующие характеристики бетона:

Повышение подвижности бетонной смеси до марки П-5

Увеличение водонепроницаемости до W 12

Прочностные качества возрастают на 35-40% соответствующие бетонной смеси класса В45

Повышение морозостойкости.

Особенности:

Отличная совместимость пластификатора С 3 с другими видами бетонных добавок позволяет его использовать с рядом противоморозных, ускоряющих, замедляющих и воздухововлекающих добавок .

Дозировка суперпластификатора в пересчёте на сухое вещество должна составлять от 0.3 до 0.8% от веса цемента, используемого в растворе. При этом добавка вводится в смесь в виде водного раствора, а оптимальная концентрация подбирается и рассчитывается любым существующим методом, при оптимальных показателях подвижности и прочности бетона.

Являясь разжижителями и высокоэффективными пластификаторами бетонных и растворных смесей, они позволяют при прочих равных условиях в несколько раз повысить подвижность таковых против исходной, не вызывая при этом снижения прочности бетона или раствора при сжатии.

Пластифицирующий эффект определяется также изменением воды сольватных оболочек частиц новообразований цемента. При адсорбции ПАВ на поверхности твердой фазы количество воды сольватных оболочек уменьшается, а количество свободной воды возрастает.

Это ведет к улучшению реологических характеристик смеси, но несколько замедляет процессы структурообразования и твердения цемента.

Гидрофобизатор ГКЖ-10(11)

В качестве пропиточной гидроизоляции применяют гидрофобизирующие кремнийорганические жидкости ГКЖ-10(11) в виде водно-спиртовых растворов 3...5%~й концентрации или ГКЖ-94 в виде растворов 0,5... 10%-й концентрации в ароматических растворителях. При применении в качестве добавки для бетонов и растворов снижает водопоглощение бетона и раствора в 4-5 раз и более; увеличивает подвижность бетонной и растворной смеси без снижения прочности; снижает расслаиваемость смеси, повышает марку по водонепроницаемости, снижает скорость тепловыделения смеси и увеличивает морозостойкость в 2 и более раза. Применение добавки ГКЖ - 11 позволяет практически исключить образование высолов на поверхности бетонов и растворов. ГКЖ -11 легко смешивается с другими добавками - ускорителями, замедлителями, противоморозными, пластифицирующими и т.д. Не вступает в химическую реакцию с ними, полностью сохраняя все свои свойства. Использовать ГКЖ - 11 можно как на стадии строительства объекта - в составе кладочных и штукатурных растворов и бетонов, так и для защиты уже готовых конструкций - путем поверхностной пропитки[7].

1)Корректируем В/Ц так как используется воздухововлекающая добавка

В соответствии с пунктом 3.2[3]

В/Ц=0,49-0,03=0,46

2)Определяем ориентировачную дозировку добавки С-3+ГКЖ-10по табл.2[3]

(0,5…0,7)+(0,1…0,2)

3)Определяем ориентировочную эффективность С-3+КТП

Рекомендуемое уменьшение расхода Ц и В -15…20 % выбираем 17%(kэ)

при этом достигается повышение морозостойкости на 1…1,5 марки и повышение водонепроницаемости на 0,5…1 марку.

4)Определяем новый расходЦди Вд

Вд=В-Вkэ=218,8-218,80.17=181,6л

Цд===394,8 кг

5)Определяем расход щебня с добавкой.

Щ= изменяем по табл.3.5[1]

Щ==1159,7 кг

6)Определяем расход песка с добавкой

Пд===== =624,2кг

7)Определяем расход рабочего раствора добавки.

AC-3= ; где, С-расход добавки от массы цемента,% пункт 2[3]

k-концентрация водного раствора

k=2D/П ;

где , D-дозировка добавки в расчёте на сухое вещество на замес с минимальным расходом цемента кг.

П-допускаемая по классу точность абсолютной погрешности дозатора.

kC-3=2394,80.006/0.25=19%

AC-3==11.5л

KГКЖ-10=2394,80,0015/0,25=4,7%

AГКЖ-10==12,2л

8)Определяем недостающие количество на затвердение

Н=ВД-АС-3С-3(1-0,01kС-3)-АГКЖ-10ГКЖ-10(1-0,01kГКЖ-10)=181,6-11,51,08 (1- -0,010,19) -12,21,03(1-0,010,47)=173,5л

9)Производим перерасчёт количества компонентов на заданный объём бетоносмесителя .

В===0,66

Ц= =394,8=195,43 кг

Щ= =1159,7=574,05 кг

П= =624,2=309кг

Н= =173,5=85,9 л

АС-3=С-3=11,5=5,7 л

АКТП=КТП=12,2=6,04л

10) Все данные заносим в таблицу 1.1

Таблица1.1

Компонент бетоннойсмеси	Лабораторный состав	Производственный состава	Состав с химической добавкой	На объём бетоносмесителя750л
Ц	446,5	446,5	394,8	195,43
Щ	1129,13	1134,73	1159,7	574,05
П	503,5	531,2	624,2	309
В	218,8	190,15	173,5	85,9
АС-3	-	-	11,5	5,7
АГКЖ-10	-	-	12,2	6,04

2.Подбор состава легкого бетона

Общие сведения

Для приготовления легких бетонов используют различные виды пористых заполнителей: искусственные - керамзит, аглопорит, перлит, шлаковую пемзу и др. и естественные - туф, пемзу и т. д. В последнее время для особо легких бетонов все шире используют вспученные гранулы полистирола.

Легкие бетоны на пористых заполнителях применяют в ограждающих конструкциях и для снижения собственной массы несущих конструкций. Поэтому для этих бетонов наряду с прочностью очень важное значение

Прочность легких бетонов, как и тяжелых, зависит от цементно-водного отношения, так как оно определяет свойства цементного камня, скрепляющего все составляющие бетона в единый монолит. Однако пористые заполнители вследствие особенностей своей структуры имеют невысокую прочность, обычно ниже прочности цементного раствора. Введение их в бетон приводит к снижению его прочности по сравнению с обычным тяжелым бетоном на прочных плотных заполнителях, причем тем в большей степени.

Применяются лёгкие бетоны как конструкционные или теплоизоляционные материалы, обладая небольшой массой и стоимостью относительно тяжёлых бетонов.

Отдельно выделяют высокопрочные легкие бетоны полифункционального назначения,удельная прочность которых превышает 25 МПа.

При подборе состава легких бетонов исходят из условия получения экономичного бетона, обеспечивающего не только удобоукладываемость бетонной смеси и прочность бетона, но и заданную плотность при наименьшем расходе цемента.

Задача подбора состава легкого бетона усложняется по сравнению с подбором состава тяжелого бетона. Подбирая состав тяжелого бетона, обычно находят соотношение между щебнем и песком, требуемое В/Ц и расход цемента. В легком бетоне трудно установить расчетом В/Ц, а удобоукладываемость колеблется в больших пределах. Это связано с тем, что пористые заполнители обладают значительным водопоглощением, интенсивно отсасывая воду из цементного теста. Шероховатая поверхность пористых заполнителей затрудняет получение точных показателей удобоукладываемости смеси. Эти обстоятельства приводят к тому, что состав легкобетонной смеси подбирают опытным путем, определяя оптимальный расход воды для каждого состава бетона, устанавливая зависимость прочности бетона от расхода цемента при оптимальных расходах воды.

3.Декоративные бетоны

Декоративные (архитектурные) бетоны обладают по сравнению с обычнымиулучшеной архитектурной выразительностью, которая достигается изменением цвета и фактуры лицевой поверхности. Их применяют для архитектурного оформления зданий и сооружений, устройства полов, изготовления малых архитектурных форм, декоративных дорожных покрытий. Широкое распространение получили декоративные бетоны, имититирующие природный камень и древесину. Декоративные бетоны и растворы изготавливают как непосредственно на объекте, так и в заводских условиях. В последнем случае их используют для создания фактурного слоя различных элементов зданий и сооружений, а также на их основе изготавливают разнообразные изделия для отделочных работ.

Цветные бетоны

Цветные бетоны являются основной разновидностью декоративных бетонов. Для их получения применяют белые и цветные, обычные окрашенные портландцементы и другие виды вяжущих материалов - гипс, известь, магнезиальные вяжущие, жидкое стекло, синтетические полимеры, а также декоративные заполнители.

К числу традиционных пигментов для получения цветных цементов, обладающих достаточной красящей способностью, стойкостью в щелочной среде, к солнечному свету и атмосферным воздействиям можно отнести: охру, придающую цементу желтый цвет, сурик - красный, оксид хрома - зеленый, оксиды кобальта и ультрамарина - голубой, марганца - черный и коричневый, углеродистые пигменты - черный. Применяют также разнообразные органические пигменты, содержание которых допускается в количестве, как правило, не более 0,5% массы цемента.

Белый портландцемент изготовляют из маложелезистого клинкера, отличающегося от обычного повышенным содержанием SiO2 (23,5...25,5 %) и Аl2О3 (5,5...7%) и незначительным количеством Fe2О3 (0,25... 0,5%) и МnО (0,05...0,15 %. Минеральный состав клинкера для белого цемента %: C3S -- 35…50; С3А--14...17; C4AF -- 0,9...1,4. Количество MgO не должно превышать 4 %.

По составу различают белый портландцемент и белый портландцемент с минеральными добавками. Последние добавляют в количестве, не превышающем 20 % массы в т.ч. до 10% активных минеральных добавок осадочного происхождения и до 10% добавок - наполнителей. По согласованию с потребителем можно добавлять в белый цемент специальные добавки не более 2 % массы цемента, пластифицирующие -- не более чем 0,5 %. Белый цемент выпускают марок М 400 и М 500. Тонкость помола белого портландцемента должна быть такой, чтобы остаток на сите №008 был не более 12%, а удельная поверхность - не менее 250 м2/кг.[4]

Для повышения белизны цемента клинкер подвергают отбеливанию. При мокром способе производства и повышенном содержании оксида железа эффективен способ хлорирования, при котором железо удаляется в виде летучих хлоридов. Для хлорирования в сырьевую смесь добавляют хлористые соли NaCl, CaCl2 и др.

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Положительные результаты получаются при обжиге клинкера в слабовосстановительной среде с последующим водным отбеливанием. При газовом или быстром водном отбеливании маложелезистого клинкера повышение степени белизны является результатом снижения валентности оксидов железа, изменения координации красящих оксидов. Получение клинкера с определенным коэффициентом белизны зависит от скорости охлаждения и среды, в которой охлаждается клинкер (рис.3.1).

В восстановительной среде присутствующий в клинкере оксид железа Fe2O3 восстанавливается до Fe3O4. Это соединение имеет меньшую красящую способность и повышает белизну клинкера. При газовом способе клинкерохлаждают в слабовосстановительной среде генераторным газом от температуры 1100…1200°С до 200°С.

Резкое охлаждение также позволяет в клинкере зафиксировать соединения двухвалентного железа. При водном отбеливании клинкер из печи при температуре около 1300°С выгружают в бассейн с водой, а затем высушивают в сушильном барабане.

Цветной портландцемент изготовляют методом тонкого совместного измельчения белого или цветного клинкера, активной минеральной добавки, пигмента и гипса. Цветные клинкеры получают, при введении в сырьевые смеси небольшого количества соединений кобальта, хрома, марганца и т.п.

Изменение интенсивности цвета цемента в зависимости от количества добавленного пигмента

Цветной портландцемент должен содержать (в % от массы цемента): клинкера -- не менее 80, активной минеральной добавки -- не более 6, минерального искусственного или природного пигмента -- не более 15, органического пигмента -- не более 0,5.

Рис. 3.2. Цветной цемент

Содержание гипса -- не более 3,5 % в расчете на SO3. Белизна активной минеральной добавки -- не менее 68 %.

Цветной цемент подразделяют по прочности на марки: М300, М400 и М 500.

Пигменты, для цветного цемента должны иметь достаточную красящую способность, высокую стойкость к щелочам, солнечному свету и атмосферному влиянию. Они не должны содержать вредных примесей и растворимых солей. Изменение интенсивности цвета цемента в зависимости от количества добавленного пигмента приведено в табл.3.1. Для расширения палитры цветной цемент подкрашивают органическими красителями.

ГОСТ 15825-80 предусматривает получение цветных портландцементов красного, желтого, зеленого, голубого, розового, коричневого и черного цвета. Для получения портландцемента желто-красной гаммы и коричневого цвета допускается применять клинкер и активные добавки белизной не менее 40%.

Белый и цветной цемент характеризуются повышенной усадкой при твердении, пониженной морозостойкостью (табл.3.1)

Таблица 3.1

Морозостойкость образцов (циклы) цементного камня в зависимости от вида и количества добавленных пигментов

Пигмент	Содержание пигмента %
	0	4	8	20	30
Охра	200	150	100	50	-
Сурик железный	200	200	200	150	150
Оксиды хрома	200	200	200	-	-
Пиролюзит	200	200	200	150	100
Ультрамарин	200	200	200	100	-
Редоксайд	200	200	200	150	100
Киноварь	200	150	100	150	-
Сажа	200	100	50	-	-

При формовании декоративных бетонных изделий следует избегать загрязнения поверхностей смазкой для форм путем использования полимерных пленок и форм, а также немедленной распалубки (при применении сверхжестких смесей и интенсивных методов уплотнения).

Современные технологии позволяют получать различные типы поверхности бетона от полированной до структуры с необходимым типом рельефа.

Для придания декоративной фактуры затвердевшему бетону обнажают поверхность заполнителя шлифовальными, колочными машинами, фрезами, бучардами, пневмомолотками, пескоструйными аппаратами.

Фактурная обработка поверхности свежеуложенного бетона осуществляется с использованием специальных опалубок с рельефной поверхностью, с креплением на щиты опалубки матриц (резиновых, стеклопластиковых, пластмассовых) с фактурной поверхностью, смывом поверхностного цементно-песчаного слоя с целью обнажения крупного заполнителя бетона. В последнем случае фактурная обработка применяется непосредственно после бетонирования конструкций или с применением специальных смазок и составов, замедляющих схватывание поверхностного слоя. Фактурная обработка свежеуложенного бетона может осуществляться накаткой рельефными валиками. Этот способ применяют при формовании изделий "лицом вверх". На конструктивный слой укладывается слой мелкозернистого отделочного бетона, который после выравнивания накатывают рельефным валиком для получения заданной фактуры.

Рис. 3.3. Цветной бетон[4]

Применяют также различные способы защитной пропитки бетона: флюатирование, гидрофобизацию, кольматирование. Такая обработка бетона обеспечивает сохранение декоративности его поверхности в течение длительного времени без специального ухода.

Для получения бетонов с высоким качеством поверхности эффективно введение в бетонные смеси добавок суперпластификаторов, применение вяжущих низкой водопотребности.

Прозрачные бетоны

Прозрачный бетон (литракон) -- новинка рынка строительных материалов

В течение многих веков в качестве строительного материала используетсябетон. Состав смеси, изобретенный в древности, по-прежнему находит применение при возведении многоэтажных конструкций и малых объектов. Обладая внешне не очень эстетичным видом, он, тем не менее, ценится за прочность и разнообразие способов применения.

Для приобретения достойного внешнего вида здания из бетона снаружи могут покрываться декоративной штукатуркой, навесным фасадом, обшиваться сайдингом из металла или пластика, окрашиваться цветными пропитками.

В ходе экспериментов Арон Лосконши (архитектор из Венгрии) изобрел уникальный состав бетона. Оказалось, что бетон может преображаться не только внешне, но и изнутри. Так появился прозрачный бетон, обладающий светопроводными свойствами и названный впоследствии литраконом.[5]

Рис.3.4. Прозачный бетон

Состав литракона

Прозрачный бетон пропускает свет не полностью, поэтому различаются только очертания предметов и общий цвет. Это свойство проявляется только тогда, когда здание освещается изнутри или снаружи при помощи искусственного или естественного источника света. В темное время суток поверхность напоминает традиционный бетон.

Это происходит из-за того, что новый материал состоит из мелкозернистого бетона и специального (фиброоптического) волокна, за счет которого появляется эффект свечения. Несмотря на то, что максимальный диаметр этих волокон всего 2 мм, а их доля занимает только двадцатую часть от всей массы, оптическое волокно не уменьшает уровня шумоизоляции и прочности, что приравнивает материал по характеристикам к обычному бетону.

Применяется литракона

Новейшее изобретение предоставило дизайнерам неограниченные возможности его применения. Теперь его используют в работе с интерьерами стиля модерн или хай-тек. Он подходит для возведения несущих стен, межкомнатных конструкций, обшивки стен, создания колонн. Из него также можно сооружать фонтаны, скамьи, светильники, столы, умывальники.

Основным препятствием для массовой популяризации материала является его высокая цена. Она обусловлена использованием дорогостоящего оптоволокна, поэтому в основном литраконом производят только зонирование и дизайнерскую отделку помещений. В частности, немецкие производители предлагают два вида материала - блоки и панели.

Панели могут прикрепляться к стенам или служить напольным покрытием. На стене панель удерживается при помощи рамной конструкции или анкерных болтов. Толщина панели не влияет на способность пропускать свет, поэтому искусственного или природного света вполне может быть достаточно.

Специфика монтажа конструкций из литракона

Обладая температурной устойчивостью, прозрачный бетон может быть задействован как для внутренней, так и для внешней отделки. Так блоки скрепляются растворами с известковой или цементной основой.

Другой вариант кладки - с помощью клеевой смеси, в состав которой включены эпоксидные смолы и мелкодисперсный наполнитель из кварца. Такие конструкции обладают всеми необходимыми свойствами, в том числе противопожарными[5].

Рис. 3.5. Прозрачный бетон в интерьере квартиры(дома)



Полимерцементные и полимерные бетоны

Положительными особенностями полимерцементных бетонов и растворов, способствующими их широкому применению для бесшовных покрытий полов являются высокая трещиностойкость, стойкость к ударным воздействиям и истиранию. Из полимерцементных составов применяемых для устройства полов в жилых, общественных и производственных зданиях, наибольшее применение находят поливинилацетатцементные и латексцементные составы.

Модифицирующими полимерными добавками в этих композиционных материалах являются дисперсии поливинилацетата и латексов. Устойчивость против коагуляции (слипания) взвешенных в водных дисперсиях частиц полимеров достигается введением добавок эмульгаторов - полимерных коллоидов или ПАВ, образующих на поверхности частиц экранирующие оболочки или придающие им одинаковые электрические заряды.

Поливинилацетатная дисперсия (ПВАД) относится к термопластам и содержит около 50 % твердых частиц. Дополнительно в нее вводят пластификатор - дибутилфталат (около 15 %). Защитным коллоидом служит поливиниловый эфир.[4]

Из латексов водных дисперсий синтетических каучуков (эластомеров) распространены латексы бутадиенстирольного, хлоропренового, дивинилстирольного каучуков. Для предотвращения коагуляции при смешивании латексов с цементом или другими вяжущими материалами в их состав вводят стабилизаторы (гидрофильные коллоиды, электролиты). Повышение устойчивости латексов против коагуляции обусловливается повышением дзета-потенциала на поверхности раздела латексная частица - вода.

Рис. 3.7. Полимер бетон

Дисперсии термопластов и эластопластов в цементно-полимерные системы вводятся обычно в количестве 5…20 % от массы цемента.

Основное направление применения полимерцементных растворов и бетонов -- устройство полов помещений с интенсивным движением людей (вестибюли зрелищных сооружений, магазины), транспорта на резиновых шинах (электрокары, погрузчики и т.п.) и повышенными требованиями к чистоте и запыленности (цеха точного машиностроения, приборостроения и т.п.). Вид полимерной добавки зависит от особенностей эксплуатации покрытий: при влиянии воды и водных растворов целесообразна добавка латекса, при действии масел и нефтепродуктов отдают преимущество добавке поливиниацетатной дисперсии (ПВАД). Рекомендуются такие составы полимерцементных бетонов для покрытия полов, масс.ч.: портландцемент

М 400 или М 500-- 100; ПВАД или стабилизированный латекс СКС-65 ГП -- 15...20; песок-- 140...200; каменная крошка или щебень -- 260...350; щелочестойкие пигменты-- 5...10; вода -- до обеспечения осадки конуса бетонной смеси 3...4 см.

Из бетонов, изготовленных из смесей приведенных составов, допускается изготовлять покрытия с истираемостью не более 0,8 г/см2, водопоглощением не более 2 %, коэффициентом размягчения 0,6...0,7 (для бетона на ПВАД) и 0,8...0,9 (для бетона на латексе СКС-65 ГП) при прочности на сжатие 25...30 МПа.[4]

При приготовлении полимерцементных бетонов сначала заливают полимерную дисперсию и воду, добавляют сухие пигменты, перемешивают 3...4 мин и вводят цемент. После дополнительного перемешивания продол3жительностью 2...3 мин в полимерцементное тесто вводят заполнитель, и смесь перемешивают снова до достижения необходимой однородности. Приготовленную смесь следует использовать на протяжении 2...3 ч.

Для грунтования оснований используют разбавленную полимерную дисперсию или низковязкую полимерцементную композицию.

Наряду с минеральными заполнителями в полимерцементных составах для покрытия полов применяют опилки. Составы полимерцементноопилочных смесей, масс.ч.: портландцемент-- 1; поливинилацетатная дисперсия -- 0,1...0,2; опилки --0,1...0,2; пигменты -- 0,02...0,05; вода-- 0,3...0,5. Консистенция смесей по погружению конуса -- 3...3,5 см. Твердение покрытий с добавкой

ПВАД на протяжении трех суток осуществляется во влажных, а потом в воздушно-сухих условиях.

Покрытия с добавкой латекса СКС-65 отвердевают в воздушно-сухих условиях с периодическим увлажнением поверхности.

Наряду с растворными и бетонными смесями для устройства тонкослойных (2...4 мм толщиной) покрытий полов применяют полимерцементные мастики (шпаклевки). До нанесения мастичного покрытия основание грунтуют и после высыхания грунтовки через 2...4 ч наносят шпаклевочный слой, который после затвердевания шлифуют.

Наиболее общую схему механизма модификации цементных систем полимерными дисперсиями предложил И.Охама, хотя имеется значительное число исследований, в которых сделаны попытки предложить другие механизмы взаимодействия цементных систем с полимерными добавками. В соответствии с этой схемой выделяются три фазы твердения полимерцементных смесей:

1. Диспергирование полимерных частиц в цементном тесте и оседание их на поверхности цементного геля и непрореагировавших частиц цемента;

2. Заполнение полимерными частицами капиллярных пор, их коагуляция с образованием уплотненного слоя;

3. Связывание частиц уплотненного полимера на продуктах гидратации цемента в непрерывные пленки или мембраны и образование с цементным гелем единой матричной фазы[4].

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Полимерцементные смеси приготавливают на обычном смесительном оборудовании. Укладывают их при температуре выше 5°С и ниже 30°С. При введении добавок полимерных латексов оптимальные свойства растворов и бетонов достигаются при сочетании влажного и сухого выдерживания. При таком комбинированном режиме учитывается необходимость повышенной влажности для оптимального твердения цемента и обеспечения определенной выдержки при сухих условиях для оптимального твердения полимерной фазы. Длительность твердения модифицированных растворов и бетонов может быть ускорена нагреванием, однако пропаривание не рекомендуется.

Удобоукладываемость полимерцементных смесей зависит от вида и количества полимерной добавки. Так, введение в растворы поливинилацетатной дисперсии до 8% оказывает пластифицирующее действие, при большем количестве вязкость смесей возрастает.

В полимерцементных бетонах и растворах молекулы полимера обвалакивают частички цементного камня, притягиваясь к ним силами адгезии. При растяжении пленки полимера, между которыми действуют большие силы межмолекулярного сцепления, активно включаются в работу и в несколько раз повышают прочность на растяжение цементного раствора или бетона. В зависимости от типа полимера и полимерцементного отношения для модифицированных бетонов изменяются деформации растяжения, модуль упругости и коэффициент Пуассона (рис.3.7), (табл.5.6).

По сравнению с обычными бетоны этого вида характеризуются повышенной прочностью сцепления с различными основаниями. Почти десятикратное увеличение сцепления с обычным цементным раствором наблюдается у раствора, модифицированного латексом синтетического каучука, при полимерцементном отношении 0,2. Примерно во столько же раз возрастает и сопротивление удару. Сопротивление истиранию увеличивается в 20...50 раз по сравнению с немодифицированным раствором.

Рис. 3.8. Полимерцементный бетон

Большинство модифицированных бетонов теряет до 50% и больше прочности при температуре, превышающей 500С. Наиболее значительное снижение прочности имеет место при температуре изменения структуры полимеров (как правило, 80...1000С). При температуре 100...1500С прочность полимерцементных бетонов практически не отличается от прочности немодифицированных бетонов[4].

Рис. 3.9. Полимербетон с добавлением жидкого стекла

Штампваный бетон

Штампованный бетон - это обычный бетон, на поверхность которого специальными штампами нанесено декоративное теснение. Рельефный рисунок может имитировать любой материал: кирпич, брусчатку, доски, звериные шкуры, выветренный камень, покрытую трещинами землю. Можно подобрать штампы с узорами листьев, следами динозавров, фигурками животных[6].

Особенно популярен штампованный бетон при оформлении террас, патио, площадок возле бассейнов, садовых дорожек, тротуаров, беседок, полов в ресторанах и выставочных залах. Незаменимой эта технология становится при сложных реставрационных работах. Например, когда необходимо воссоздать разрушенную часть старинной мостовой. Найти точно такие же материалы, состаренные естественным образом, зачастую не представляется возможным. А с помощью технологии штампованного бетона легко создаются точные копии уже имеющегося старого кирпича или полустертого камня.

Рис.3.10. Область применения штампованого бетона

Первые штампы для печатного бетона были сделаны из литого алюминия и представляли собой массивные формы, оснащенные ручками. Такие матрицы хорошо подходят для имитации обычных кирпичных или каменных узоров. Но копировать сложные текстуры им не по силам. Совсем другое дело - современные полиуретановые штампы. Их отливают на реальных материалах, текстуру которых необходимо скопировать. В результате этого с помощью полиуретановых форм можно получить невероятно подлинные текстурные эффекты.[6]

Готовые штампы можно приобрести во многих строительных магазинах или центрах. При выборе стоит обратить внимание на степень жесткости формы. Чем плотнее штамп, тем проще с его помощью выполнить четко просматриваемый рисунок. Слишком мягкие и податливые формы сложнее в работе, к ним нужно прикладывать больше усилий в процессе

распечатки.

Рис. 3.11. Штампы для печатного бетона

Технология штампованного бетона - довольно проста, но браться за нее нужно только при некоторой доле уже имеющихся навыков в работе с бетоном. Иначе результат может оказаться совершенно не тем, на который вы рассчитывали. Проблемы могут возникнуть по следующим причинам:

бетон быстро твердеет, после чего применение штампов не дает четкого теснения на поверхности;

для выполнения теснения с помощью штампов нужно прилагать физическую силу;

ошибки в теснении бетонной поверхности трудно исправить;

технология штампованного бетона требует от работника умения обращаться со специальными инструментами для формирования и сглаживания поверхности.

Если вы уверены, что справитесь с потенциальными проблемами, можно приступать к созданию бетонной площадки и выполнению работ по штамповке[6].

После укладки бетонной смеси, более подробная технология штампованного бетона показана на рис. 3.12.

Рис. 3.12. Технология штампованого бетона[6]



Список литературы

1.О.В. Ушеров-Маршак, А.Г. Сінякін ,Н.І.Жданюк -Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дісциплини “Бетни і будівельні розчини” і “Технологія спеціальних бутонів” Харків:ХДТУБА, [2009] 58с

2.Пособие по применению химических добавок при производстве сборных железобетонных конструкций и изделий(к СНиП 3.09.0185).Москва[1989]36с

3.Ю.М.Баженов-Технология бетона. Москва [2003] 499с

4.Специальные бетоны: учебно-практическое пособие / Л.И.Дворкин, О.Л.Дворкин. бетон литракон конструкция добавка

Размещено на Allbest.ru

...