1 Сущность железобетона.

1 Сущность железобетона.

Железобетон – это комплексный строительный материал, в котором бетон и арматура, соединенные взаимным сцеплением, работают под нагрузкой как единое монолитное тело. Бетон предназначается для восприятия преимущественно сжимающих усилий, а арматура – растягивающих.

Прочность бетона на растяжение в 15-20 раз ниже, чем прочность на сжатие. Предельная растяжимость бетона (0,15 мм на 1 м), а предельная сжимаемость (2 мм на 1 м). Низкая прочность на растяжение не позволяет использовать неармированный бетон в конструкциях, испытывающих растяжение. Поэтому из бетона выполняют конструкции, воспринимающие сжимающие усилия: стены, фундаменты, колонны, подпорные стенки и др.

Разрушение бетонных балок происходит от разрыва нижних наиболее растянутых волокон (рис. 1, а ). При этом несущая способность сжатой зоны балки используется не более чем на 5…7%. Поэтому растянутую зону балки усиливают путем введения упрочняющих элементов, чаще всего, в виде стальной арматуры. Относительное удлинение стальной арматуры при растяжении в тысячу раз превышает относительное удлинение бетона.

Схема разрушения железобетонной балки.

а – бетонной; б – железобетонной; 1 – нулевая (нейтральная линия), 2 – сжатая зона балки; 3 – растянутая зона балки; 4 – нормальные трещины; 5 – наклонные трещины; 6 – стальная арматура; 7 – разрушение бетона сжатой.

Железобетонные элементы, работающие на сжатие, например колонны, также армируют стальными стержнями. Поскольку сталь имеет высокое сопротивление растяжению и сжатию, включение ее в бетон в виде арматуры заметно повышает несущую способность сжатого элемента. Совместная работа бетона и стальной арматуры обусловливается выгодным сочетанием физико-механических свойств этих материалов: 1) при твердении бетона между ним и стальной арматурой создают значительные силы сцепления, вследствие чего в железобетонных элементах под нагрузкой оба материала деформируются; 2) плотный бетон (с достаточным содержанием цемента) защищает заключенную в нем стальную арматуру от коррозии, а также предохраняет арматуру от непосредственного действия огня; 3) сталь и бетон обладают близкими по значению температурными коэффициентами линейного расширения, поэтому при измененных температуры в пределах 100 °С в обоих материалах возникают несущественные начальные напряжения; скольжения арматуры в 6етоне не наблюдается. Железобетон получил широкое распространение в строительстве благодаря его положительным свойствам: долговечности, огнестойкости, высокой сопротивляемости нагрузкам, малым эксплуатационным расходам на содержание зданий и сооружений и др. Вследствие почти повсеместного наличия крупных и мелких заполнителей, в больших количествах идущих на приготовление бетона, железобетон доступен к применению практически на всей территории страны.

По сравнению с другими строительными материалами железобетон более долговечен. При правильной эксплуатации железобетонные конструкции могут служить неопределенно длительное время без снижения несущей способности, поскольку прочность бетона с течением времени в отличие от прочности других материалов возрастает, а сталь в бетоне защищена от коррозии. Огнестойкость железобетона характеризуется тем, что при пожарах средней интенсивности продолжительностью до нескольких часов железобетонные конструкции, в которых арматура установлена с необходимым защитным слоем бетона, начинают повреждаться с поверхности и снижение несущей способности происходит постепенно.

2.Область применения ж/б конструкций.

Железобетонные конструкции являются базой современного индустриального строительства. Железобетон применяют.

В промышленном строительстве, в том числе АЭС,ГЭС,ТЭС.

В жилищном строительстве.

В строительных сооружениях.

В сооружениях: платин, шлюзы, набережные, ГЭС.

Взлетно-посадочные полосы.

Подземное строительство.

Плавучие острова объемом 300…500 т.м 3.

В судостроении.

В машиностроении.

Наряду с железобетонными применяют также бетонные конструкции, в которых арматура либо совсем отсутствует, либо устраивается в очень небольших количествах и не учитывается расчетом.

Обзор развития ж/б конструкций.

Железобетон представляет собой конструктивное соединение бетона и расположенной в нем стальной арматуры, рационально объединенных для совместной работы в конструкциях, изделиях и элементах при действии нагрузки, как единое целое. Бетон, будучи искусственным камнем, как и естественные камни, хорошо сопротивляется сжатию и намного хуже растяжению, что ограничивает область его применения, и он в основном используется в сжатых элементах. В 1802 г. при строительстве Царскосельского дворца российские зодчие использовали металлические стержни для армирования перекрытия, выполненного из известкового бетона. В 1829 г. английский инженер Фокс реализовал армированное металлом бетонное перекрытие. В 1849 г. во Франции Ламбо построил лодку из армоцемента. В 1854 г. Уилкинсон в Англии получил патент на огнестойкое железобетонное перекрытие. В 1861 г. во Франции Куанье опубликовал книгу о 10-летнем опыте применения железобетона. Он же в 1864 г. построил церковь из железобетона. В 1865 г. Уилкинсон построил дом из железобетона. И только в 1867 г. Монье, которого часто считают "автором" железобетона, получил патент на кадки из армоцемента. В 1868 г. Монье построил железобетонный бассейн, а с 1873 по 1885 гг. получил патенты на железобетонный мост, железобетонные шпалы, железобетонные перекрытия, балки, своды и железобетонные трубы. история развития ж/б около 150 лет. Лолейт впервые построил в Риме ж/б здания в 1908 году.В 1930 году француз Фрейшне впервые сделал предварительно напряженный бетон. Власов, Пастернак, Гвоздев – основоположники ж/б в Украине. В 1898 году Рудковский в Одессе разработал нормы по бетону.В 1890 году вышел приказ все мосты сооружать из ж/б. В 1904 был построен маяк в море.

3.Физико-механические свойства бетона.

Важнейшие физико-механические свойства бетона: прочность, плотность, пластичность, водонепроницаемость и огнестойкость. Прочность. Наиболее важным показателем механических свойств бетона является способность его сопротивляться разрушению от действия нагрузок, увеличение которых разрешается до известного предела. Для оценки прочности бетона на сжатие принимается его марка. Под маркой бетона понимают предел прочности при сжатии образцов. Плотность. Бетон нельзя назвать совершенно плотным материалом, так как в нем всегда имеются воздушные поры, образовавшиеся в результате испарения воды или проникновения в бетонную смесь воздуха. Поэтому под плотностью следует понимать степень заполнения объема бетона твердым веществом. Пластичность. Характеризуется подвижностью бетонной смеси, которая при укладке должна хорошо заполнить все изгибы конструкций без раковин и пустот. Бетон бывает жесткий, пластичный и литой. Качество пластичных бетонных смесей оценивают при помощи прибора, называемого стандартным конусом. Прибор представляет собой металлическую форму без дна в виде усеченного конуса высотой 30 смс диаметром верхнего основания 10 сми нижнего 20 см. Водопроницаемость. Степень водопроницаемости характеризуется величиной наибольшего давления воды, при котором последняя просачивается через бетонный образец. Водопроницаемость бетона за­висит от его плотности и структуры, величины напора воды, возраста бетона и условий твердения. Огнестойкость. Огнестойкостью бетона называют способность его сопротивляться разрушению от воздействия высокой температуры. Сооружения из бетона выдерживают нормальную эксплуатацию при температуре до 250° С. Усадка бетона. При твердении на воздухе бетон уменьшается в объеме, т. е. дает усадку. Снаружи усадка происходит быстрее, чем внутри, в результате чего появляются трещины. Величина усадки обычно не превышает 0,15 ммна 1 м.Правильно подобрав состав бетона, можно значительно уменьшить величины усадок или совсем не допустить их.

Кубиковая прочность, призменная прочность.

При осевом сжатии кубы разрушаются вследствие разрыва бетона в поперечном направлении Наклон трещин разрыва обусловлен сила­ми трения, которые развиваются на контактных поверх­ностях — между подушками пресса и гранями куба. Си­лы трения, направленные внутрь, препятствуют свобод­ным поперечным деформациям куба и создают эффект обоймы. Удерживающее влияние сил трения по мере уда­ления от торцевых граней куба уменьшается, поэтому после разрушения куб приобретает форму четырех усе­ченных пирамид, сомкнутых малыми основаниями. Если при осевом сжатии куба устранить влияние сил трения смазкой контактных поверхностей, поперечные деформа­ции проявляются свободно, трещины разрыва становятся вертикальными, параллельными действию сжимающей силы, а временное сопротивление уменьшается примерно вдвое (рис. 1.3,б). Согласно стандарту кубы испытыва­ют без смазки контактных поверхностей.

Под призменной прочностью понимают временное сопротивление осевому сжатию призмы с отношением высоты призмы к размеру стороны квадрата, равном 4. Образцы призматической формы, для которых влияние сил трения меньше, чем для кубов, при одинаковом поперечном сечении показывают меньшую прочность на сжатие. В реальных конструкциях напряженное состояние бетона приближается к напряженному состоянию призм. Поэтому для расчета конструкций на осевое сжатие принята призменная прочность бетона, ее величина имеет максимальное значение при мгновенном загружении. При таком соотношении Н/b влияние опорных плит пресса в средней части призмы (участок разрушения), а также гибкости бетонного образца практически не сказывается. При этом имеется в виду, что эталонные призмы набирали прочность в нормальных условиях в течение 28 дней и что условия загружения соответствуют требованиям ГОСТа.

Прочность бетона при растяжении зависит от прочности цементного камня при растяжении и сцепления его с зернами заполнителей. Согласно опытным данным.

прочность бетона при растяжении в 10…20 раз меньше, чем при сжатии, причем относительная прочность при растяжении уменьшается с увеличением класса бетона.

Повышение прочности бетона при растяжении может быть достигнуто увеличением.

расхода цемента, уменьшением W/C, применением щебня с шероховатой поверхностью.

Временное сопротивление бетона осевому растяжению (МПа) можно определить по эмпирической формуле.

Вследствие неоднородности структуры бетона эта формула не всегда дает правильные значения R bt . Значение R bt определяют испытаниями на разрыв образцов в виде восьмерки, на раскалывание образцов в виде цилиндров, на изгиб — бетонных балок.

Прочность бетона при срезе и скалывании. В чистом виде явление среза состоит в разделении элемента на две части по сечению, к которому приложены перерезывающие силы. При этом существенное сопротивление срезу оказывают зерна крупных заполнителей, работающих как шпонки в плоскости среза. При срезе распределение напряжений по площади сечения считается равномерным. Временное сопротивление бетона при срезе можно определять по эмпирической зависимости R sh =2R bt . В железобетонных конструкциях чистый срез встречается редко; обычно он сопровождается действием продольных сил.

Сопротивление бетона скалыванию возникает при изгибе железобетонных балок до появления в них наклонных трещин. Скалывающие напряжения по высоте сечения изменяются по квадратной параболе. Временное сопротивление скалыванию при изгибе, согласно опытным данным, в 1,5…2 раза больше R bt.

6. Локальная (местная) прочность бетона.

Прочность бетона при многократно повторных нагруз­ках.

При действии многократно повторных нагрузок с повторяемостью в несколько миллионов циклов времен­ное сопротивление бетона сжатию под влиянием разви­тия структурных микротрещин уменьшается. Предел прочности бетона при многократно повторных нагрузках или предел выносливости бетона Rr . согласно опытным данным, зависит от числа циклов нагрузки и разгрузки и отношения попеременно возникающих минимальных и максимальных напряжений или асимметрии цикла р =   . На кривой выносливости (рис. 1.8, а) по оси абсцисс отложено число циклов п . а по оси ординат — значение изменяющегося периодически предела вынос­ливости бетона Rr . С увеличением числа циклов п сни­жается R r ; напряжение на горизонтальном участке кри­вой при п>? называют абсолютным пределом выносли­вости. Практический предел выносливости Rr (на ограниченной базе n = 2•10 6 ) зависит от характеристики цикла р почти линейно, его наименьшее значение Rr = =0,5 R b (рис. 1.8, б.

Наименьшее значение предела выносливости, как по­казывают исследования, связано с границей образова­ния структурных микротрещин так, что Rr ? R 0 cr . Такая связь между Rr и R 0 cr позволяет находить предел вынос­ливости по первичному нагружению образца определе­нием границы образования структурных микротрещин ультразвуковой аппаратурой.

Значение R r необходимо для расчета на выносливость железобетонных конструкций, испытывающих динамиче­ские нагрузки, — подкрановых балок, перекрытий неко­торых промышленных зданий и т. п.

8.Марки бетона по морозостойкости.

За марку бетона по морозостойкости принимают наибольшее число циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое при испытании выдерживают образцы установленных размеров без снижения прочности на сжатие более 5% по сравнению с прочностью образцов, испытанных в эквивалентном возрасте, а для дорожного бетона, кроме того, без потери массы более 5%. Установлены марки по морозостойкости: F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500.

Не следует думать, что эти марки определяют способность бетона к твердению при отрицательных температурах. За эту способность отвечают противоморозные присадки, или добавки.

Морозостойкость, в основном определяется разностью линейных коэффициентов теплового расширения раствора и наполнителей (не используйте слишком крупный наполнитель) и размером внутренних пор (капилляров). Морозостойкость, это важный показатель качества бетона, определяется как составом бетонной смеси, так и качеством укладки.

9.Марки бетона по водонепроницаемости.

Марка бетона по водонепроницаемости отвечает гарантированному значению воды, выдерживаемому бетоном без ее просачивания, обозначается буквой W и числом, соответствующим давлению (в атм.) и устанавливаемому в соответствии с требованиями стандартов.Бетон делят на марки W2, W4, W6, W8 и W12, причем марка обозначает давление воды (кгс/см 2 ), при котором образец-цилиндр высотой 15 см не пропускает воду в условиях стандартного испытания. То есть: бетон W4 толщиной 15 см теоретически должен не пропускать воду, когда на него давит водяной столб 40 метров (4 бар). Но следует иметь в виду, что прочности конструкции на этот трюк может и не хватить (и - скорее всего - не хватит, в данном случае.

10.Марки бетона по самонапряжению.

Марка напрягающего бетона по самонапряжению представляет собой гарантированное значение предварительного напряжения сжатия в бетоне (самонапряжения, в Н/мм2), создаваемого в результате его расширения в условиях внешнего ограничения, эквивалентного армированию р1=1%, обозначается Sp и числом, выражающим значение самонапряжения, определенного в соответствии с требованиями стандартов.

11) Виды бетонов: мелкозернистый и силикатный бетон.

Бето?н - искусственный каменный материал, получаемый в результате формования и затвердевания рационально подобранной и уплотненной смеси состоящей из вяжущего вещества ( цемент или др.), крупных и мелких заполнителей, воды. В ряде случаев может содержать специальные добавки, а также отсутствовать вода (например в асфальтобетоне.

Он широко распространён как в индустриальном, так и в частном строительстве. Важнейшая характеристика бетона – прочность при сжатии . которая определяет его марку.

Силикатный бетон.

Силикатный бетон — камневидный искусственный строительный конгломерат, получающийся из уплотненной и отвердевшей в автоклаве увлажненной смеси молотой негашеной извести (6. 10%), молотого кварцевого песка (8. 15%) и обычного кварцевого песка (70. 80%) (или другого заполнителя). Силикатные бетоны могут быть тяжелыми —со средней плотностью (в1 них плотные заполнители — песок и щебень или гравий), легкими — со средней плотностью (в них заполнители — керамзит, аглопорит) и ячеистыми — со средней плотностью. Разделяют бетоны мелкозернистые с крупностью зерен заполнителя до 5 мм и крупнозернистые с зернами более 5 мм. Наибольшее применение получили тяжелые мелкозернистые бетоны с пределом прочности при сжатии 15, 20, 25, 30, 40 и 50 МПа. Можно изготовить высокопрочные силикатные бетоны с более высоким пределом прочности — 60, 70, 80 МПа и более. Морозостойкость таких бетонов, особенно бетонов высокой прочности, достигает 300 циклов попеременного замораживания и оттаивания без заметных следов разрушений структуры. Кроме того, они обладают достаточной водостойкостью и стойкостью к воздействию некоторых агрессивных сред. Прочность, морозостойкость и другие свойства силикатных бетонов в значительной степени зависят от тонкости помола песка и содержания его в смеси при определенном количестве активной СаО. Так, при содержании активной СаО 12,5% с увеличением удельной поверхности молотого песка прочность и морозостойкость силикатного бетона заметно возрастают. Силикатные бетоны можно армировать как обычной, так и предварительно напряженной арматурой. Однако при влажном режиме эксплуатации конструкций арматуру следует защищать антикоррозионными составами. При нормальном режиме эксплуатации арматура в плотном силикатном бетоне не коррозирует. В этой связи силикатные бетоны широко применяют в промышленном и гражданском строительстве наравне с обычными цементными бетонами. Из плотных силикатных бетонов изготовляют все несущие конструкции: панели стен и перекрытий, лестничные марши и площадки, балки, колонны, плиты и другие детали для сборного промышленного, гражданского и сельскохозяйственного строительства. Из прочных силикатных бетонов изготовляют также напряженно-армированные железнодорожные шпалы, тюбинги для шахтного строительства и метро, безасбестовый шифер и другие изделия. Силикатный бетон находит применение для строительства сборных покрытий и оснований дорог общего пользования.

Мелкозернистый бетон.

Мелкозернистый бетон образуется при введении в его состав мелкого и тонкого песка размером не более 1,5 мкр. Мелкозернистый бетон характеризуется повышенной пустотностью и удельной поверхностью, вследствие чего понижается прочность и подвижность бетонной смеси. Мелкозернистый бетон целесообразно применять при возведении тонкостенных конструкции, а также при работах со стыками в целях их герметизации. Мелкозернистый бетон применяю и при нанесении гидроизоляционных покрытий. Мелкозернистый бетон имеет специфические особенности укладки и уплотнения, в связи с чем, как правило, используют пневматическое оборудование для повышения рациональности расходования мелкозернистого бетона. При таком способе также улучшаются физико-механические свойства мелкозернистого бетона. Мелкозернистый бетон обладает рядом достоинств. Во-первых, мелкозернистый бетон позволяет создавать высококачественную однородную тонкодисперсную структуру. Повышенная тиксотрапия делает мелкозернистый бетон хорошо трансформируемым и транспортируемым. Мелкозернистый бетон технологичен и позволяет формировать конструкции методом литья, прессования, штампования, экструзии или методом набрызгивания. Мелкозернистый бетон позволяет получать тонкостенные и слоистые архитектурно-конструктивные решения, а также изделия варьируемой плотности. Мелкозернистый бетон в комплексе с различными добавками и технологическими приемами позволяет получать бетон с различными свойствами: теплоизоляционными, гидроизоляционными, декоративными. Мелкозернистый бетон имеет более низкую себестоимость по сравнению с другими видами бетона.

Вопрос 14. ЛЕГКИЕ БЕТОНЫ.

Легкие бетоны – бетоны объемным весом 500-1800 кг/м 3 отличающиеся высокой пористостью. По способу создания искусственной пористости различают следующие разновидности легких бетонов: -изготовляемые из вяжущего, воды и легких пористых заполнителей; - крупнопористые (беспесчаные), изготавливаемые с применением однофракционного плотного или пористого крупного заполнителя без песка.

- ячеистые . структура которых представлена искусственно созданными ячейками, заменяющими зерна заполнителей. В зависимости от назначения и технических свойств легкие бетоны разделяют на: конструкционные . применяемые для несущих конструкций (стены, перекрытия, и др.); теплоизоляционные . применяемые для ограждающих слоистых конструкций как утеплитель и разного рода теплоизоляции, звукопоглощения; конструкционно-теплоизоляционные.

Легкие бетоны на пористых заполнителях имеют, принципиальные отличия от обычных тяжелых бетонов. Это объясняется особенностями пористых заполнителей. Качества легкого заполнителя влияют как на свойства легкобетонных смесей, так и на свойства бетона. Одним из решающих факторов, от которых зависит прочность легкого бетона, является расход воды: при увеличении количества воды до оптимального прочность бетона растет. Оптимальному расходу воды для бетона данного состава соответствует наилучшая удобоукладываемость, при которой наиболее компактно располагаются составляющие бетона. Хорошее уплотнение достигается вибрацией с применением равномерно рас­пределенного пригруза на поверхности формуемой массы (вибропрес­сованием, виброштампованием). Оптимальное количество воды для приготовления легких бетонов зависит главным образом от водопотребности заполнителя и вяжущего, интенсивности уплотнения смеси и состава бетона. Объемный вес и прочность легкого бетона зависят главным обра­зом от объемного веса и зернового состава заполнителя, расхода вя­жущего и воды, а также от метода уплотнения легкобетонной смеси. По качеству пористого заполнителя можно ориентировочно судить, какая прочность легкого бетона может быть получена . Оптимальное содержание мелких фракций соответствует наи­меньшему объемному весу бетона и наименьшему расходу цемента. Для снижения объемного веса бе­тона без уменьшения его прочности выгодно применять высокоактивные вяжущие вещества. Особенностью легких бетонов является то, что их прочность зави­сит не только от качества цемента, но и от его количества. С увеличени­ем расхода цемента растет не только прочность, но и объемный вес бетона. Это связано с тем, что с повышением количества цементного теста легкобетонные смеси лучше уплотняются, а также возрастает со­держание в бетоне наиболее прочного и тяжелого компонента - цемент­ного камня. Теплоизоляционные свойства легких бетонов зависят от степени их пористости и характера пор. Легкие бетоны вследствие высокой пористости менее морозостойки, чем тяжелые. Тем не менее, их морозостойкость является достаточной для применения в стеновых и других конструкциях здании и сооруже­ний. Высокую морозостойкость легких бетонов обеспечивает применение искусственных пористых заполнителей, обладающих низким водопоглощением, например керамзита, а также путем поризации цементного кам­ня. Повышают морозостойкость также путем введения гидрофобизующих добавок. Легкие бетоны на пористых заполнителях ввиду универсальности своих свойств применимы в различных строительных элементах зданий и сооружений. Так, из них изготовляют панели для стен и перекрытий отапливаемых зданий, выполняют конструкции как с обычным арми­рованием, так и с предварительным напряжением (балки, прогоны, лест­ничные марши и площадки), а из напряженно-армированного бетона — пролетные строения мостов, ферм, плит для проезжей части мостов; из легких бетонов строят плавучие средства.

Вопрос 15. Кислотостойкий бетон. Во всех случаях, когда бетонные и железобетонные конструкции и изделия находятся в условиях воздействия агрессивных сред, независимо от дополнительной защиты различными противокоррозионными покрытиями (мастики, растворы, обмазки па основе минеральных и органических вяжущих или специальных полимерных и мономерных материалов, гидроизоляционные и лакокрасочные покрытия), они должны быть выполнены из бетонов повышенной стойкости или из специальных бетонов на кислотоупорном цементе или полимерных связующих. Кислотостойкий бетон - приготовляется из жидкого стекла (силикатов натрия или калия), отвердителя (кремнефтористого натрия), минерального порошка (молотый андезит, базальт, диабаз, кварц и т. п. кислотостойкие породы), заполнителя — кварцевый песок и гранитный щебень. Объемный вес бетона кислотоупорного 2,1—2,3 т/м 3. предел прочности при сжатии в возрасте 20-30 дней — 100-200 кг/см 2. Бетон кислотоупорный стойкий к действию концентрированных растворов кислот, малостоек к воде и быстро разрушается щелочами. При изготовлении бетона кислотоупорного сначала смешивается отвердитель с минеральным порошком, затем примешиваются заполнители и, наконец, жидкое стекло. Укладка, уплотнение и контроль осуществляются, как и для обычного цементного бетона. Бетон кислотоупорный можно армировать. Бетон кислотоупорный применяется вместо дорогих материалов — свинца, тесаного камня и кислотоупорной керамики для защиты строительных конструкций, резервуаров и химических аппаратов от действия кислот, устройства кислотостойких полов, изготовления кислотоупорных плиток и т. п. Полимер-цементный бетон. Полимер-цементнные бетоны - это цементные бетоны с добавками различных высокомолекулярных органических соединений в виде водной дисперсии полимеров - продуктов эмульсионной полимеризации различных полимеров: винилацетата, винилхлорида, стирола, латексов или водорастворимых коллоидов: поливинилового и фурилового спиртов, эпоксидных водорастворимых смол, полиамидных и мочевиноформальдегидных смол. Добавки вводят в бетонную смесь при ее приготовлении. Полимеры и материалы на их основе применяют в виде добавок в бетонную смесь, в качестве вяжущего, для пропитки готовых бетонных и железобетонных изделий, для дисперсного армирования полимерными волокнами, в виде легких заполнителей и в качестве микронаполнителя. Цементно-полимерные бетоны характеризуются наличием двух активных составляющих: минерального вяжущего и органического вещества. Вяжущее вещество с водой образует цементный камень, склеивающий частицы заполнителя в монолит. Полимер по мере удаления воды из бетона образует на поверхности пор, капилляров, зерен цемента и заполнителя тонкую пленку, которая обладает хорошей адгезией и способствует повышению сцепления между заполнителем и цементным камнем, улучшает монолитность бетона и работу минерального скелета под нагрузкой. В результате цементно-полимерный бетон приобретает особые свойства: повышенную по сравнению с обычным бетоном прочность на растяжение и изгиб, более высокую морозостойкость, хорошие адгезионные свойства, высокую износостойкость, непроницаемость. Наиболее распространенными добавками полимеров в цементные бетоны являются ПВА, латексы и водорастворимые смолы.

20.Класс бетона по прочности на осевое сжатие Классом бетона по прочности на осевое сжатие В (МПа) называется временное сопротивление сжатию бетонных кубов размером ребра 15 см.Сроки твердения устанавливают так,чтобы требуемая прочность бетона была достигнута к моменту загружения конструкции проэктной нагрузкойюКлассы бетона по прочности на сжатие для ж/б конструкций нормами устанавливаются следующие: для тяжелый бетонов В7,5;В10;В15;В20;В30;В35;В40;В45;В50;В55;В60; для мелкозернистых бетонов вида А на песке с модулями крупности 2.1 и более до В40 включительно; вида Б с модулек крупности менее 1 до В30 включительно;вида В,подвергнутого автоклавной обработке-в тдо В60включительно; для легких бетонов до В40 включительно.

21.Начальный модуль упругости бетона соответствует лишь упругим деформациям,возникающим при мгновенном загружении. геометрически он определяеться как тангенс угла наклона прямой упругих деформаций.

(желательно приложить рисунок 2 из второй лекии.

22.Модуль полных деформаций бетона при сжатии соответствует полным деформациям и является величиной переменной, он определяется как тангенс угла наклона касательной к кривой в точке с заданным напряжением.

Для расчета ж/б конструкций пользуются модулем упруго пластичности бетона ,представляющим собой тангенс угла наклона секущей к кривой в точке с заданным напряжением.

(желательно приложить рисунок 2 из второй лекции.

26. Усадка бетона - это уменьшение размеров и объёма бетона вследствие потери влаги, уплотнения, затвердевания и др. процессов. Усадка бетона происходит во время его твердения на воздухе в результате испарения воды из капилляров цементного камня. Как правило усадочные деформации в сочетании с низкой прочностью бетона на растяжение приводят к появлению трещин в железобетонных конструкциях, особенно в поверхностном слое, повышают их деформативность, снижают долговечность.

В настоящее время используется множество методов для максимального предотвращения усадки бетона. Чтобы повысить характеристики бетона в настоящее время применяются минеральные добавки, которыми регулируется усадка бетона. При затвердевании бетона с применением таких добавок, происходит увеличение кристаллов цемента, а именно увеличиваются линейные размеры. Применение таких добавок позволяет обеспечить бетону высокую прочность, водонепроницаемость, а также долговечность конструкции. Кроме того, применение таких добавок позволяет уменьшать низкие показатели проницаемости бетона, растяжения бетона при изгибе, большие усадочные деформации бетона.

27. Защитные бетоны от радиации.

Основным материалом для одновременной защиты от у- и нейтронного излучения являются особо тяжелые и гидратные бетоны. Поскольку гидраты, задерживающие поток нейтронов, содержатся в цементном камне, основное назначение тяжелых заполнителей — поглощение у-лучей.

В качестве заполнителей применяются барит, железные руды, металлолом.

Барит — сернокислый барий (BaS04) — весьма распространенный в природе минерал белого цвета. Его плотность — около [4500 кг/м3, предел прочности при сжатии — около 50 МПа. Плотность бетона на баритовом заполнителе достигает 3800 кг/м3.

Магнетит, или магнитный железняк,— слабоокисленная железная руда (Fe304) с плотностью около 4500. 5000 кг/м3 и пределом црочности при сжатии до 200 МПа. Плотность бетона на песке и щебне из магнетита составляет около 4000 кг/м3.

Гематитовые руды содержат красный железняк (Fe203). Плотность гематита — до 4300 кг/м3, а бетона на его основе — до 3500 кг/м3.

Лимонит, или бурый железняк, содержит гидроксид железа (2Fe203-3H20), т. е. может быть средством защиты как от у-лучей, так и от нейтронов. Плотность лимонита — около 3500 кг/м3, лимонитового бетона — 2600. 2800 кг/м3, т. е. лимонитовый бетон лишь немного тяжелее обычного, однако связанной воды в нем может быть вдвое больше.

Для получения особо тяжелых бетонов плотностью 5000. 7000 кг/м3 применяют чугун (плотность около 7500 кг/м3) в виде дроби, крошки и скрапа (крупного лома), а также сталь (плотность около 7800 кг/м3) в виде обрезков, отходов от штамповки, дробленой стружки.

28. Физико-механические св-ва стальной арматуры.

Разделяется по 4-м признакам.

1)по способу применения в кнстукциях – напрягаемая и ненапрягаемая.

2)по характеру поверхности – гладкая и негладкий профиль.

3)по технологии приготовления –горячекатаная и холодно тянутая.

4)по способу упрочнения – термически упрачнёная и механически упрогнёмая.

5)по … назнач. Бывает рабочая, монтажная и распределительная.

Основные характеристики арматуры ры – прочность и деформативность зависят от состава стали и технологии её приготовления.

Ответ на вопрос № 30 "Классы стали (арматуры.

Стержневая горячекатаная арматура в зависимости от ее основных механических характеристик подразделяется на шесть классов с условным обозначением: A-I, А-II, А-III, A-IV, A-V, A-VI.

Термическому упрочнению подвергают стержневую арматуру четырех классов, упрочнение в ее обозначении отмечается дополнительным индексом «т» . Ат-III, Ат-IV, AT-V, АТ-VI.

Дополнительной буквой С указывается на возможность стыкования сваркой, К — на повышенную коррозионную стойкость. Каждому классу арматуры соответствуют определенные марки арматурной стали с одинаковыми механическими характеристиками, но различным химическим составам. В обозначении марки стали отражается содержание углерода и легирующих добавок. Например, в марке 25Г2С первая цифра обозначает содержание углерода в сотых долях процента (0,25 %), буква Г - что сталь легирована марганцем, цифра 2 — что его содержание может достигать 2%, а буква С—наличие в стали кремния (силиция). Наличие других химических элементов, например, в марках 20ХГ2Ц, 23Х2Г2Т, обозначается буквами: X — хром, Т — титан, Ц — цирконий.

Периодический профиль имеет стержневая арматура всех классов, за исключением круглой (гладкой) арматуры класса A-I. Физический предел текучести 230. 400 МПа имеет арматура классов A-I, А-II, A-III, условный предел текучести 600. 1000 МПа имеет высоколегированная арматура классов A-IV, A-V, A-VI и термически упрочненная арматура.

Относительное удлинение после разрыва зависит от класса арматуры. Значительным удлинением обладает арматура классов А-II, A-III (14. 19%), сравнительно небольшим удлинением — арматура классов A-IV, A-V, A-VI и термически упрочненная всех классов (6. 8%). Модуль упругости стержневой арматуры с ростом ее прочности несколько уменьшается и составляет: 2,1-105 МПа для арматуры классов A-I, А-II; 2-105 МПа для арматуры классов A-III, A-IVC; 1,9-105 для арматуры класса A-V и термически упрочненной арматуры.

Арматурную проволоку диаметром 3—8 мм подразделяют на два класса.

Вр-I — обыкновенная арматурная проволока (холоднотянутая, низкоуглеродистая), предназначенная главным образом для изготовления сварных сеток.

В-II, Вр-II — высокопрочная арматурная проволока (многократно волоченная, углеродистая), применяемая в качестве напрягаемой арматуры предварительно-напряженных элементов.

Периодический профиль обозначается дополнительным индексом «р» . Вр-I, Вр-II. Основная механическая характеристика проволочной арматуры — ее временное сопротивление, которое возрастает с уменьшением диаметра проволоки. Для обыкновенной арматурной проволоки = 550 МПа, для высокопрочной проволоки = 1300. 1900 МПа. Относительное удлинение после разрыва сравнительно невысокое 4. 6%. Разрыв высокопрочной проволоки носит хрупкий характер. Модуль упругости арматурной проволоки классов В-II, Вр-II равен 2-105 МПа; класса Вр-1 равен 1,7-105 МПа; арматурных канатов равен 1,8-105 МПа.

Сортамент арматуры составлен по номинальным диаметрам, что соответствует для стержневой арматуры периодического профиля диаметрам равновеликих по площади поперечного сечения круглых гладких стержней, для обыкновенной и высокопрочной арматурной проволоки периодического профиля — диаметру проволоки до профилирования.

Ответ на вопрос № 31 "Сортамент арматуры.

Всю арматуру, применяемую в строительстве, можно разделить на рабочую, распределительную, монтажную и хомуты.

Рабочая арматура переносит на себя нагрузку железобетонных конструкций от их собственного веса, раскалывающих и стягивающих усилий. Распределительная арматура равномерно делит нагрузку между стержнями арматуры, удерживает их в первоначальном положении. Хомуты служат для связи используемой арматуры в единый каркас. При сборке каркаса, применяется монтажная арматура. Она позволяет зафиксировать положение прочей арматуры в процессе бетонирования.

Многочисленные позиции, которые насчитывает сортамент арматуры строительной, определяются обширной классификацией изделий. Строительная арматура производится различным способом, из различных марок стали. Способ и материал изготовления определяют технические и эксплуатационные характеристики строительной арматуры.

Стальная арматура для армирования железобетонных изделий подразделяется.

по технологии изготовления на.

горячекатаную стержневую.

холоднотянутую проволочную.

по условиям применения в железобетоне на.

по характеру профиля на.

периодического профиля.

Ответ на вопрос № 31 "Диаграмма ?-? для твёрдых сталей. Условный предел текучести.

Диаграмма ? s – ? s арматурных сталей. Принципы назначения расчетных характеристик арматуры.

Диаграмма растяжения различных арматурных сталей.

? y –предел текучести. ? 0.2 - условный предел текучести. ? s - относительное удлинение.

Высоколегированные и термически упрочненные арматурные стали переходят в пластическую стадию постепенно, что характеризуется отсутствием ярко выраженной площадки текучести на кривой (рис. 1.18,6). Для этих сталей устанавливают условный предел текучести — напряжение ? 0,2 . при котором остаточные деформации составляют 0,2 %, а также условный предел упругости — напряжение ? 0,02 . при котором остаточные деформации равны 0,02 %, и предел упругости ? sl =0,8 ? 0,2 . Пластические деформации арматурных сталей при напряжениях, превышающих предел упругости в диапазоне.

? s = (0,8. l,3) ? 0,2 могут быть определены по эмпирической зависимости.

33 Ответ Это есть в книге.