Beton je umělý kamenný materiál získaný tvrdnutím speciálně připravené směsi, jejíž složky dodávají betonu potřebné vlastnosti po danou dobu.

Směs se skládá z pojiva, jemného a hrubého kameniva, vody a některých přísad a dokud pojivo nezačne tuhnout a tvrdnout, nazývá se betonová směs.

Beton je nejdůležitější stavební materiál používaný ve všech odvětvích stavebnictví. Na jeho základě je možné vyrábět konstrukce nejrůznějších tvarů a velikostí s širokým spektrem vlastností.

Beton dominuje na trhu stavebních materiálů a bude i nadále dominovat díky svým několika výhodám:

− schopnost vyrábět konstrukce široké škály tvarů a velikostí;

− široká škála ukazatelů vlastností betonu;

− dostupnost surovin a možnost kompletní mechanizace betonářských prací.

Betonová směs je polotovar pro výrobu betonu. Racionální složení a použití kvalitního kameniva zaručuje plasticitu betonové směsi pro daný způsob tváření a také homogenitu, hustotu, pevnost, trvanlivost a hospodárnost betonu.

Při studiu vlastností betonu je třeba věnovat pozornost určující roli kvality použitých materiálů a hodnotě vodního cementového poměru W/C. Jednou z hlavních konstrukčních vlastností betonu je jeho pevnost. Ve stavebnictví se používají tyto pevnostní třídy betonu: M50 – M1000. Pro konstrukce, které jsou navrženy s přihlédnutím k zaručené pevnosti v tlaku 0,95, je pevnost betonu charakterizována třídami. Beton se dělí do tříd: B1-B60.

Vztah mezi jakostí a třídou betonu je vyjádřen vzorcem Rб = 1,285V.

Při studiu lehkých betonů s porézním kamenivem byste měli věnovat pozornost některým jejich vlastnostem; zvýšená potřeba vody směsi, možnost dosažení pevnosti betonu vyšší než je pevnost kameniva, závislost pevnosti a hustoty betonu na stupni zaplnění jeho objemu lehkým kamenivem. Důležitou vlastností lehkého betonu je hustota. Podle hustoty v suchém stavu se lehký beton dělí na třídy: D200. D2000.

9.1. Konkrétní klasifikace

Beton je komplexní vícesložkový materiál, proto je pro posouzení jeho vlastností klasifikován podle různých kritérií.

Klasifikace betonu podle účelu:

konstrukční beton, používá se k výrobě nosných a uzavíracích konstrukcí budov a konstrukcí;

speciální betony, pracující v konstrukcích, které se používají za zvláštních podmínek: tepelně izolační, tepelně odolné, pro biologickou ochranu člověka, chemicky odolné, dekorativní atd.

Klasifikace betonu podle druhu použitého pojiva (cement, silikát, sádra, strusková pojiva, speciální pojiva, směsná pojiva).

ČTĚTE VÍCE
Jak spočítat, kolik dlaždic potřebujete pro koupelnu?

Klasifikace betonu podle typu kameniva (na hutných kamenivech, na porézních kamenivech, na speciálních kamenivech).

Klasifikace betonu podle charakteru jeho struktury (hustý, porézní, velkoporézní, buněčný).

Klasifikace betonu podle hustota: zvláště těžký beton s objemovou hmotností vyšší než 2500 kg/m 3, těžký beton s objemovou hmotností 2200. 2500 kg/m 3, lehký beton s objemovou hmotností 1800. 2200 kg/m 3, lehký beton s hustotou. 500. 1800 kg/m 3 a zejména lehký beton s objemovou hmotností menší než 500 kg/m 3.

9.2. Těžký beton.Materiály pro těžký beton

Pořadač. K výrobě těžkého betonu se používá portlandský cement PC a jeho odrůdy. Je možné použít hlinitý cement a jiná pojiva, která splňují požadavky příslušných GOST.

Zástupné symboly. Plniva se používají ke snížení spotřeby cementu a k dodání speciálních vlastností betonu (vytvoření tuhého rámu, který 10krát snižuje smršťování betonu; zvyšuje pevnost a modul pružnosti betonu). Zabírají až 80. 85 % objemu betonu.

Podle složení zrna se rozlišuje jemné kamenivo a hrubé kamenivo.

jemné kamenivo (písek) – sypká směs minerálních zrn o velikosti částic 0,16 až 5 mm, vzniklá v důsledku přirozené destrukce masivních hornin (přírodní písek) nebo drcení hornin (umělý nebo drcený písek).

Na základě mineralogického složení se písky dělí na křemenné, živcové, vápencové, dolomitové a další druhy písků.

Písky musí mít skutečnou hustotu > 2 g/cm 3 , objemovou hmotnost ≥ 1550 kg/m 3 pro beton třídy B15 a vyšší a > 1400 kg/m 3 pro ostatní třídy betonu

Důležitá je granulometrie písku, tzn. charakteristika, která zohledňuje velikost zrn písku a kvantitativní obsah jednotlivých frakcí v něm. Pro stanovení granulometrie se provádí sítový rozbor písku. Vezměte 2 kg písku vysušeného do konstantní hmotnosti a prosejte je přes síta 10 a 5 mm, abyste zjistili přítomnost štěrkových zrn v něm. Poté se z prosátého písku metodou čtvrcení odebere 1 kg a prosévá se přes 2,5 síta; 1,25; 0,63; 0,315; 0,16 mm.

Zrna štěrku větší než 10 mm by neměla být větší než 0,5 % hmotnosti, zrna větší než 5 mm v přírodním písku méně než 10 %, v drceném písku méně než 15 %, v obohaceném písku méně než 5 %.

Částečný zbytek na sítu se považuje za ai = mi/mVzorky . 100 %, kde mi – hmotnost zbytku na kontrolním sítu, g; mVzorky – hmotnost celého vzorku písku (1000 g).

ČTĚTE VÍCE
Kolik mletého masa zvládne mlýnek na maso o výkonu 400 až 800 W připravit za minutu?

Celkový zbytek na sítu se považuje za součet částečných zbytků na všech nad sebou ležících sítech, včetně zkušebního síta. Konkrétně je celkový zbytek na sítu 2,5 definován jako A2,5 = a2,5 + a1,25 +…+a0,16Na základě výsledků sítového rozboru se stanoví modul jemnosti písku (MK) MK = ΣAi/10), kde Ai – celkový zbytek na kontrolních sítech, %.

Na základě zrnitostního složení a modulu jemnosti písku je určena jeho skupina a také vhodnost použití do betonu pro různé účely (tab. 11).

hrubé kamenivo− sypká směs minerálních zrn o velikosti částic od 5 do 70 mm, vzniklá v důsledku přirozené destrukce masivních hornin (štěrků) nebo drcení hornin (drcený kámen).

Na beton s R se používá štěrkszh ≤ 30 MPa, protože hladký povrch snižuje přilnavost k cementovému kameni. Drcený kámen se používá pro všechny značky. Betonové směsi na drti jsou díky nepravidelnému tvaru tužší.

Hrubé kamenivo se liší frakcí (5–10, 10–20, 20–40, 40–70), kde první číslo je minimální velikost částic mm a druhé číslo je maximální velikost částic v dané frakci. Jsou povoleny zlomky 5–20, 10–40 mm a další. Typ frakce se volí v závislosti na masivnosti betonové konstrukce a také na frekvenci vyztužení. NC výplně by mělo být menší než 1/3 tloušťky železobetonového betonu a 3/4 rozteče výztuže.

Podle tvaru zrn se rozlišují:

– obyčejný drcený kámen obsahující lamelární a jehlovitá zrna méně než 30 % hmotnostních;

– drcený kámen zlepšeného tvaru, obsahující lamelární nebo jehlovitá zrna méně než 25 % hmotnosti;

– drcený kámen ve tvaru krychle obsahující lamelární nebo jehlovitá zrna méně než 15 % hmotnosti.

Lamelární a jehlovité formy zahrnují zrna, jejichž tloušťka nebo šířka je 3krát nebo vícekrát menší než jejich délka.

Pevnostní stupně drceného kamene se určují podle drtitelnosti (M200, 300, 400, 500, 600. 1400). Třída drceného kamene by měla být 1,5. 2krát vyšší než třída betonu.

Voda. Záměsová voda by neměla obsahovat nečistoty sírany, chloridy, olej a ropu, pH vody by mělo být 4,0. 12,5, všechny soli ≤ 5000 mg/l, včetně síranů ≤ 2700 mg/l v přepočtu na SO3. Bažinnou vodu, domovní odpadní vodu a průmyslovou vodu nelze použít bez čištění.

ČTĚTE VÍCE
Jaký rys je vlastní klasicismu jako literárnímu hnutí?

Přísady. Aditiva se používají k dodání speciálních vlastností betonovým směsím a betonům. Mnoho přísad hraje multifunkční roli.

Cement. Pro těžký beton se používá portlandský cement a jeho odrůdy, stejně jako hlinitý cement a další pojiva, která splňují požadavky příslušných GOST.

Třída cementu se přiděluje v závislosti na konstrukční třídě betonu z hlediska pevnosti v tlaku:

Pokud je jakost cementu vyšší než doporučená pro daný beton, pak je nutné vysoce aktivní cement naředit jemně mletou aktivní přísadou, aby se předešlo nadměrné spotřebě ušlechtilého cementu.

Jemný agregát. Písek se používá jako jemné kamenivo do těžkého betonu; sestávající ze zrn o rozměrech 0,16-5 mm a majících hustotu větší než 1,8 g/cm3. K přípravě těžkého betonu se používají přírodní písky, vytvořené v důsledku přirozeného ničení hornin, stejně jako umělé, získané drcením tvrdých hornin a z prosévání.

Přírodní písky jsou sypkou směsí zrn různých minerálů, které byly součástí vyvřelých (méně často sedimentárních) hornin (křemen, živec, kalcit, slída atd.).

Kvalita písku používaného k výrobě betonu je dána jeho minerálním složením, zrnitostí a obsahem škodlivých nečistot.

Kamenivo se musí skládat ze zrn různých velikostí (různé frakce), přičemž počet velkých, středních a malých zrn (tj. zrnitost kameniva) je stanoven na základě osvědčených doporučení tak, aby se menší zrna nacházela v mezery mezi velkými. Čím kompaktnější jsou zrna kameniva, tím menší je objem dutin.

Zrnitostní (granulometrické) složení písku se stanoví proséváním vysušeného průměrného vzorku (1000 g) přes standardní sadu sít s otvory velikosti 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,16 mm. Částice jemného písku (prach) jsou menší než 0,16 mm. V písku není povoleno více než 5 % zrn štěrku od 10 do 5 mm, neměla by být větší než 10 mm. Nejprve vypočítejte částečný zbytek na každém sítu (%) jako poměr hmotnosti zbytku k hmotnosti prosetého vzorku.

Potom se stanoví celkový zbytek (%) na každém sítu jako součet dílčích zbytků na tomto sítu a na všech sítech větších než toto.

Zrnitost písku je vhodné zobrazit graficky, pokud jsou rozměry otvorů síta vyneseny horizontálně a celkové zbytky na sítech jsou vyneseny svisle. Na obr. 1 jsou ve formě stínované plochy vyznačeny přípustné meze zrnitostního složení písku pro beton.

ČTĚTE VÍCE
Jak správně uspořádat skladování potravin v lednici?

K posouzení velikosti písku se používá bezrozměrný indikátor – modul velikosti částic, který se vypočítá jako podíl součtu braného jako 100.

Podle složení zrn se písek dělí na hrubý, střední a jemný. Pro každou skupinu písku musí indikátory odpovídat hodnotám uvedeným v tabulce 1.

Malé částice (prach, bahno, jíl) zvyšují spotřebu vody v betonových směsích a spotřebu cementu v betonu. Obsah zrn v písku procházejícím sítem 0,16 mm by proto neměl být větší než 10 % hmotnostních, zatímco množství prachových, kalových a jílových částic stanovené elutriací by nemělo přesáhnout 3 %. Jíl při navlhčení bobtná a při zmrznutí zvětšuje svůj objem, čímž snižuje mrazuvzdornost. Proto je obsah jílu v písku přísně omezen, zejména proto, že by neměly být žádné hrudky hlíny a hlíny.

Písek se mytím očistí od drobných částic.

0 0,16 0,63 1,25 2,5 5

Rozměry otvorů zkušební komory, mm

Obr. 1 Graf složení zrn písku (povolená plocha písků pro beton je stínovaná) Obr.

Tabulka 1 Klasifikace písků podle velikosti

Celkový zbytek na sítu s oky 0,63 mm, %

Přírodní písek a štěrk mohou obsahovat organické nečistoty (například produkty rozkladu rostlinných zbytků), zejména organické huminové kyseliny, které snižují pevnost betonu a dokonce ničí cement. Přítomnost organických nečistot se zjišťuje kolorimetrickou (barevnou) metodou. Písek se považuje za vhodný pro beton, pokud se kapalina – 3% roztok NaOH nad pískem – nezbarví nebo se nezbarví světleji než standard (standard je světle žlutý).

Obr.2. Změna objemu písku při navlhčení

(křivky se vztahují k pískům různého složení zrn)

Písek se od hrubého kameniva liší schopností velmi měnit hustotu a objem při změně vlhkosti (obr. 2.) od 0 do 25 %, což je zohledněno při objemovém dávkování (při přípravě maltových a betonových směsí) a přejímce písku.

Velký agregát. Jako hrubé kamenivo do betonu se používá štěrk a drť o zrnitosti 5-70 mm. Při betonáži masivních konstrukcí lze použít drť o velikosti částic do 150 mm.

Zrnka štěrku mají zaoblený tvar a hladký povrch. Štěrk obvykle obsahuje písek v různém množství a také škodlivé nečistoty – jíl, prach, slídu, huminové látky (organické nečistoty).

ČTĚTE VÍCE
Co je zakázáno umisťovat do sklepních prostor bytových domů?

Drcený kámen se získává drcením vyvřelých, metamorfovaných, hustých a vodě odolných sedimentárních hornin (hustý vápenec, pískovec atd.). Zrna drceného kamene mají hranatý tvar; Je žádoucí, aby se tvarem blížily krychli. Povrch zrn, který je hrubší než u štěrku, přispívá k jejich lepší přilnavosti k cementovému kameni, proto se pro vysokopevnostní betony (M500 a výše) obvykle používá spíše drť než štěrk.

Kvalita hrubého kameniva je dána minerálním složením a vlastnostmi původní horniny (její pevností a mrazuvzdorností), zrnitostním složením kameniva, tvarem zrn a obsahem škodlivých nečistot. Pevnost v tlaku původní horniny ve stavu nasyceném vodou by měla být minimálně 1,5-2x vyšší než jakost betonu.

Mrazuvzdornost drceného kamene a štěrku by měla zajistit dosažení projektovaného stupně mrazuvzdornosti betonu. Třídy drceného kamene a štěrkopísku byly stanoveny pro mrazuvzdornost od 15 do 300. Třída označuje počet cyklů střídavého zmrazování a rozmrazování, při kterých ztráta hmotnosti vzorku hrubého kameniva nepřesáhne 5 % (u jakosti 15 a 25 , je povolen úbytek hmotnosti až 10 %).

Zrnitostní složení hrubého kameniva se stanoví s ohledem na největší D a nejmenší d velikosti zrn drceného kamene nebo štěrku. Největší velikost zrna při betonování železobetonových nosníků, sloupů, rámů by neměla být větší než 3/4 nejmenší vzdálenosti mezi výztužnými tyčemi a pro podlahové desky a krytiny – ne více než 1/2 tloušťky desky.

Nejmenší velikost odpovídá velikosti otvoru nejmenšího ze sít, kterým neprojde více než 5 % prosetého vzorku; obvykle je nejmenší velikost 5(3) mm.

V závislosti na velikosti zrna jsou drcený kámen a štěrk rozděleny do čtyř frakcí:

5-10 mm, 10-20 mm, 20-40 mm a 40-70 mm. Drcený kámen a štěrk je možné dodat ve formě směsi dvou a více frakcí. Po dohodě dodavatele a spotřebitele lze použít drť frakcí 3-10 mm, 10-15 mm (nebo 5-15), 15-20 mm. Složení zrn každé frakce nebo směsi frakcí musí být v mezích uvedených níže