14. Искусственные конгломераты в виде бетонов и композиционные материалы строит.Назначения. Бетоны. Вода, заполнители, хим. Добавки. Требования предъявляемые к воде затворения.

Композиционные (искусств) стр. конгломераты (ИСК) - материалы, применяемые в стр-ве, в к-рых заполнитель сцементирован в общий монолит. Отличие искусств. Стр-х конгломератов от природ.конгломератов - их образование связано с обязательным цементированием дискретных заполнителей посредством вяжущих веществ или первичных связей (хим., электр-х, метал-х и др.).

Композиционные материалы – гетерофазные системы, получаемые из двух и более компонентов с сохранением индивидуальности каждого из них. Один из компонентов явл-сяматрицей М (обеспечивает монолитность композита, фиксирует форму изделия и взаимное расположение армирующих волокон, распред-ет действующие напряж-я по объему мат-ла, обеспечивая равномерную нагрузку на волокна и ее перераспределение при разруш-и частиц и волокон), другой– прерывный и разделенный в объеме композиции, упрочняющий или армирующий.

В зависимости от вида армирования композиты делятся на: 1. дисперсно-упрочняющие композиты- мат-л, в М к-рого равномерно распределены частицы. Всю нагрузку воспринимает М; 2. волокнистые композиты- мат-л, в к-ром высокопрочные волокна воспринимают основные напряжения и обеспечивают жесткость и прочность композита.

Свойства композитов опр-ся высокой прочностью армирующих волокон, жесткостью М и прочностью связи на границе «матрица-волокно». М обеспечивает монолитность композита, фиксирует форму изделия и взаимное расположение армир. волокон, распределяет действующие напряжения по объему мат-ла, обеспечивая равномерную нагрузку на волокна и ее перераспределение при разрушении частиц волокон.

Принципы приготовлениякомпозиционных стр. мат-лов: 1. Широкое применение хим. добавок на стадии приготовления вяжущего вещества с целью сокращения расхода вяж. веществ и улучшения физ.-мех., технол-х и эксплуат-х свойств композитов; 2. Применение заполнителей требуемого дисперсного, гранулометрического состава и физ.-хим. активности; 3. Активизация заполнителей физ. и хим. методами; 4. Оптимальное наполнение композитов, исходя из их функц-го назначения; 5. Назнач-е техн-х режимов приготовления смесей с учетом обеспечения оптимал. условий структурообразования на всех уровнях (уплотнение смесей, термообработка, прессование и т.п.).

Бетоны- искусств. каменные мат-лы, получаемые в результате затвердевания тщательно перемешанной и уплотненной смеси из минерал. или органич. вяжущего вещества с водой, мелкого и крупного заполнителей, взятых в определенных пропорциях. До затвердевания эта смесь – бетон.смесь. В стр-ве широко используют бетоны, приготовленные на цементах или других неорган. вяжущих веществах. Эти бетоны обычно затворяют водой. Цемент и вода явл-ся активными составляющими бетона; в результате реакции между ними образуется цемент.камень, скрепляющий зерна заполнителей в единый монолит. Между цементом и заполнителем обычно не происходит хим. взаимодействия (искл. силикат.бетонов, получ. автоклавной обработкой), поэтому заполнители наз. инертными материалами.

Вода для затворения бетонных смесей по СТБ 1114-98 (ГОСТ 23732) должна отвечать требованиям:

1. Для затворения бетон.смеси при изготовл-и предварительно напряженных ж/б конструкций и нагнетаемого раствора: 1.1 растворимых солей 3000 мг/л; 1.2. сульфат-ионов 2000 мг/л; 1.3. хлорид-ионов 600 мг/л; 1.4 взвешенных частиц 200. 2. Для затворения бетон.смеси при изготовлении бетонных и ж/б конструкций с ненапрягаемой арматурой, и строит. штукатурных растворов и растворов для армир-ой камен. кладки: 2.1 растворимых солей 5000 мг/л; 2.2. сульфат-ионов 2000 мг/л; 2.3. хлорид-ионов 2000 мг/л; 1.4 взвешенных частиц 200

рН должен быть 4 - 12,5. Общее содержание в воде ионов натрия (Na+) и калия (К+) в составе растворимых солей должно быть не более 1000 г/л. Недопустимо применение болотной и торфяной воды, и содержащей органические вещества и неочищенные промышленные стоки.

Требования. В качестве воды затворениярассматр-ся то кол-во воды, к-рое добавляется к смеси при замешивании. Для этого можно применять воду из природных источников, если она не содержит примесей (гумусовая кислота в болотной воде или промышленные стоки в реках), негативно влияющих на твердение или другие свойства бетона. Морскую воду нельзя применять для железобетона, так как вследствие содержания хлоридов не будет обеспечена защита арматуры от коррозии. Питьевая вода подходит хорошо, однако применение минеральной воды и воды из сернистых источников недопустимо.

При определении количества необходимой воды затворения следует учитывать собственную влажность заполнителя. Она состоит из поверхностной влажности и зерновой влажности. Поверхностная влажность — это вода на поверхности зерен или между зернами заполнителя. Требуемое кол-во воды затворения получается из потребности в воде за вычетом поверхностной влаги в заполнителе. Контроль за водосодержанием смеси на площадке возможен с помощью испытания консистенции свежего бетона

Для регулирования свойств смесей и затвердевшего искус.камня в процессе их изготовления вводят хим. добавки на основе неорган. и органических веществ. По агрегатному состоянию: жидкие – Ж, пастообразные – П и твердые – Т;по количества входящих в состав веществ: однокомпонентные (ДО) и комплексные (ДК); по основному эффекту действия: регулирующие гидратацию цемента (ускорители, замедлители твердения и противоморозные), улучшающие пластичные свойства цемент. смесей (пластификаторы и суперпластификаторы); вовлекающие воздух при перемешивании бетон. смесей и придающие цемент. камню водоотталкивающие свойства (воздухововлекающие и гидрофобные); создающие ячеистую структуру в бетоне (пено- и газообразующие); повышающие плотность цемент. камня (уплотняющие); препятствующие разрушению арматуры в бетоне (ингибиторы коррозии стали); защищающие бетон от разрушения микроорганизмами (биоцидные) .

Заполнителизанимают в бетоне до 80 % объема, поэтому их введение сокращает расход энергоемкого, дорогостоящего вяжущего, и оказывает опред. влияние на свойства пластичных смесей и на свойства искусст. камен.материала.

Классификация заполнителей: 1. Высокопрочные 2. Легкие 3. Специальные 4. Тяжелые заполнители придают бетону и раствору уникальное свойство радиационной защиты.

По размерам зерен: 1. Мелкий – песок (0,14-5 мм), 2. крупный – гравий ( 5-70 мм), щебень (до 120 мм). Пески: природные кварцевые(добывают в карьерах открытым способом),подводные (со дна водоемов), дробленые(получены измельчением камен. горных пород).

По структуре: плотными( общ пористость меньше 10 %), пористые.

По насыпной плотности крупные заполнители: тяжелые (свыше 1000 кг/м3), легкие (до 1000 кг/м3 полученные при сгорании твердых видов топлива (шлаки, золы); дерево-обработки (опилки, стружки) и растительные волокнистые отходы (льняная костра, солома зерновых культур, макулатура).

По способу получения: природные(известняк, гранит), искусственные( из отходов производств). Пористые получают искусств.путем (керамзит, аглопорит, перлит, гранулированное ячеистое стекло) или дроблением пористых горных пород – вулканической пемзы, туфа.