26(Защита металлоконструкций от огня)

Это свойство материалов, особенно металлов, – нежелательное явление при пожаре, так как раскаленный металлический каркас теряет свои прочностные свойства, легко деформируется, и здание может обрушиться.  Для защиты металлических частей здания от деформации при пожаре используют специальные покрытия, которые при нагреве начинают вспучиваться пеной, увеличиваясь в объеме в десятки раз. Образованная газонаполненная пена обладает высокими теплоизоляционными свойствами и не пропускает жар дальше к металлу. Огнезащитные свойства таким покрытий характеризуются временем, требуемым для нагрева металла под покрытием до критической температуры в 500 градусов, от начала нагрева внешней стороны конструкции. Исходя из этого все такие защитные покрытия делят на пять групп, в зависимости от того времени, которые они способны изолировать металл от огня: от 30 до 150 минут. покрытия способны сдерживать распространение пожара, так как они негорючие, и не позволяют огню за свой, так сказать, счет распространяться далее.

27 основные сведения о минеральных вяжущих

Минеральные вяжущие вещества - это тонкоизмельченные порошкообразные материалы, образующие при смешивании с водой пластичное тесто, которое самопроизвольно или в определенных условиях постепенно затвердевает и переходит в камневидное состояние. Таким образом, вяжущие вещества могут скреплять между собой камни (например, кирпич) или зерна песка, гравия и щебня. Это свойство вяжущих веществ используют для приготовления на их основе растворов, бетонов, безобжиговых искусственных каменных материалов и изделий.

Минеральные (неорганические) вяжущие вещества получают путем обжига в печах природных каменных материалов (известняков, гипса, ангидрита, доломита, магнезита) или их смесей с глиной.

Гидравлические вяжущие способны твердеть и длительное время сохранять прочность как на воздухе, так и в воде. 

Кислотостойкие вяжущие после затворения их водным раствором силиката натрия (жидкого стекла) затвердевают на воздухе. Затем они длительное время сохраняют прочность при воздействии некоторых кислот. Эти материалы теряют прочность в воде, а в среде едкой щелочи разрушаются.

Вяжущие автоклавного твердения - разновидность гидравлических вяжущих. Прочность их формируется только при повышенной температуре (175... 180 °С)

Воздушные вяжущие твердеют и длительное время сохраняют свою прочность только на воздухе. К ним относят воздушную известь, гипсовые, магнезиальные вяжущие и жидкое стекло. Во влажных условиях они теряют свою прочность, поэтому их применяют только в сухих условиях эксплуатации.

28 воздушная известь и ее применение

Строительной воздушной известью называется продукт, получаемый из известковых и известково-магнезиальных карбонатных пород обжигом их до возможно полного удаления углекислоты и состоящий преимущественно из оксида кальция. Содержание примесей глины, кварцевого песка и т. п. в карбонатных породах не должно превышать 6—8 %. При большем количестве этих примесей в результате обжига получают гидравлическую известь. Известь негашеная комовая представляет собой смесь кусков различной величины. Известь негашеная молотая — порошковидный продукт тонкого измельчения комовой извести. По химическому составу она подобна комовой извести.

Гидратная известь — высокодисперсный сухой порошок, получаемый гашением комовой или молотой негашеной извести соответствующим количеством жидкой или парообразной воды, обеспечивающим переход оксидов кальция и магния в их гидраты. Гидратная известь состоит преимущественно из гидроксида  кальция   Са(ОИ)2,   а  также   гидроксида   магния Mg(OH)2 и небольшого количества примесей (как правило, карбоната кальция).

Известковое тесто — продукт, получаемый гашением комовой или молотой негашеной извести водой в количестве, обеспечивающем переход оксидов кальция и магния в их гидраты Са(ОН)2 и Mg(OHb и образование пластичной тестообразной массы. Выдержанное тесто содержит обычно 50—55 % гидроксидов кальция и магния и 50—45 % механически и адсорбционно   связанной воды.

 

29 гидравлическая известь и ее применение

Гидравлическая известь и романцемент

Гидравлическую известь получают из мергелистых известняков содержащих 8...20 % равномерно распределенной глины. При обжиге сначала происходит разложение карбоната кальция на СаО и СО;, а глинистых минералов—на аморфные SiO2 и A12OS. При температуре 900...1100 °С бразуя низкоосновные силикаты, алюминаты и ферриты кальция. Гидравлическую известь и романцемент применяют для изготовления штукатурных и кладочных растворов, в том числе во влажных условиях, бетонах низких марок, смешанных вяжущих и т. п., что позволяет экономить энергоемкий и дорогой портландцемент.

30 портландцемент и его применение

Портландцемент – это гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким измельчением клинкера и гипса (до 3,5%). При помоле возможно введение минеральных добавок: шлаков (до 20%), глиежей (до 10%) и прочих активных минеральных – до 15%. 

Этот вид портландцемента применяют в гидротехническом строительстве в массивных бетонных конструкциях, подвергающихся частому попеременному замораживанию и оттаиванию в пресной или слабо минерализованной воде. Марка по прочности обычно 300 и 400. Портландцемент с умеренной экзотермией изготовляют из клинкера, который должен содержать не более 50% трехкальциевого силиката и не более 8% трехкальциевого алюмината. Гидрофобный цемент отличается от обыкновенного портландцемента содержанием специальной гидрофобной добавки. Изготовляют его совместным помолом портландцементного клинкера, гипса и гидрофобной добавки. Быстротвердеющий портландцемент содержит много трехкальциевого силиката и трехкальциевого алюмината и очень тонко измельчен. Поэтому такой цемент характеризуется интенсивным нарастанием прочности в первый период твердения - через 1 и 3 суток. Белый портландцемент изготовляют из маложелезистого клинкера (серый цвет обычного цемента обусловлен главным образом наличием соединений железа в исходных сырьевых материалах) Шлакопортлаидцемент характеризуется пониженным или умеренным тепловыделением при твердении, а также меньшими объемными деформациями в растворе и бетоне — усадкой (на воздухе) и набуханием в воде. Водонепроницаемый расширяющийся цемент представляет собой быстросхватывающее и быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество. Глиноземистый цемент получается, если вместо обычной глины в качестве сырья использовать бокситы.

31 классификация бетонов

Бетон Искусственный камневидный материал, представляющий собой затвердевшую бетонную смесь.

Различают следующие стадии готовности бетона: бетонная смесь, свежеуложенный бетон и затвердевший бетон. Смесь бетонная Смесь вяжущих, заполнителей, затворителей и, при н еобходимости, добавок до ее укладки особо тяжелые ( плотность более 2500 кг/м³), изготовляемые на особо тяжелых заполнителях ( барит, магнетит, чугунный скрап ); их применяют для специальных защитных конструкций;           - тяжелые ( плотность 2200 - 2500 кг/м³ ), изготовляемые на песке, гравии, щебне из тяжелых горных пород; применяются во всех несущих конструкциях;           - облегченные ( плотность 1800 - 2200 кг/м³ ), бетоны применяются преимущественно в несущих конструкциях;           - легкие ( плотность 500 - 1800 кг/м³ ) бетоны в свою очередь классифицируют на :             а) легкие бетоны на пористых природных и искусственных заполнителях;             б) ячеистые бетоны ( газобетон и пенобетон ), состоящие из смеси вяжущего, воды, тонкодисперсного кремнеземистого компонента и пенообразователя;             в) крупнопористые ( беспесчаные ) бетоны на плотном или пористом крупном заполнителе без мелкого заполнителя;           - особо легкие ( плотность менее 500 кг/м³ ) - ячеистые и на пористых заполнителях, используются в качестве теплоизоляции. Бутобетон широко используют в индивидуальном строительстве для устройства фундаментов и бетонирования других массивных конструкций. Он состоит из пластичной бетонной смеси и каменного заполнителя. Шлакобетон является дешевым и хорошим конструктивным материалом для возведения стен малоэтажных зданий. Газобетон в течение последних лет получил наибольшее распространение при устройстве стен индивидуальных домов. 

32 материалы для получения тяжелого бетона

Тяжелый бетон, применяемый для изготовления фундаментов, колонн, балок, пролетных строений мостов и других несущих элементов и конструкций промышленных и жилых зданий и инженерных сооружений, должен приобретать определенную прочность в заданный срок твердения, а бетонная смесь должна быть удобной в укладке и экономичной. В зависимости от назначения и условий эксплуатации бетона в сооружении предъявляются соответствующие требования к составляющим его материалам, которые предопределяют его состав и свойства, оказывают влияние на технологию производства изделий, их долговечность и экономичность. МЕЛКИЙ ЗАПОЛНИТЕЛЬ. В качестве мелкого заполнителя в тяжелых бетонах применяют песок, который может быть природным или искусственным.

Природный песок — это рыхлая смесь зерен крупностью от 0,14 до 5 мм, полученных в результате естественного разрушения (выветривания) скальных горных пород.

Искусственный песок получают дроблением твердых горных пород либо некоторых побочных продуктов промышленности, например металлургических шлаков. 

33 основные свойства тяжелого бетона

Помимо прочности к основным свойствам принять относить деформативность, морозостойкость и теплофизические свойства, которые во многом зависят от пористости и способности бетона поглощать воду в период эксплуатации. Усадка — процесс сокращения размеров бетонных элементов при их нахождении в воздушно-сухих условиях. Основная причина усадки — сжатие гелевой составляющей при потере воды. Усадка бетона тем выше, чем больше объем цементного теста в бетоне. В среднем усадка тяжелого бетона составляет 0,3...0,4 мм/м.

Вследствие усадки бетона в бетонных и железобетонных конструк­циях могут возникнуть большие усадочные напряжения, поэтому элементы большой протяженности разрезают усадочными швами во избежание появления трещин. При усадке бетона 0,3 мм/м в конст­рукции длиной 30 м общая усадка составит 10 мм. Усадочные трещины в бетоне на контакте с заполнителем и в самом цементном камне могут снизить морозостойкость и послужить очагами коррозии бетона.

Пористость. Как это ни покажется странным, такой плотный материал, как бетон  имеет заметную пористость. 

34 специальные виды тяжелого бетона

Бетоны повышенной прочности чаще всего являются быстротвердеющими, но для того, чтобы быстрее получить прочное изделие, термическую обработку проводят в ускоренном темпе. Данную обработку избегают вовсе, производя бетонные изделия из новейших цементов с высокой скоростью затвердевания. Тяжёлый бетон прекрасно морозоустойчив и имеет повышенную сопротивляемость износу и растяжению. Кислотоупорный бетон имеют увеличенную сопротивляемость различным концентрированным кислотам (соляной, азотной, серной), но вот под воздействием слабых кислот, воды и растворов щелочей начинают происходить необратимые разрушения. Жаростойкий бетон отличается способностью выдерживать огромные температуры, не теряя при этом своих физико-химических свойств. Декоративные бетоны получаются при введении различных цветных цементов или же светостойких пигментов (охра, сурик и т.д.) в массе 8-10% от общей массы цемента. защищающий от радиации, в своем составе имеет заполнители с огромной плотностью (лимонит, барий, металлическая стружка, обрезки арматурного металла и т.д.). Дорожный бетон применяют для одно- и двухслойных бетонных покрытий и оснований усовершенствованных покрытий из других материалов.

35 легкие бетоны их классификация

Бетоны объемным весом 500-1800 кг/м³ относятся к группе легких бетонов, отличающихся 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. По назначению легкие бетоны подразделяются па: теплоизоляционные, основное назначение которых обеспечивать необходимое термическое сопротивление ограждающей конструкции; Ячеистый бетон — это особо легкий бетон с большим коли­чеством (до 85% от общего объема бетона) мелких и средних воздушных ячеек размером до 1...1,5 мм. К поризованным легким бетонам относят бетоны, содержащие бо­лее 800 л/м³ легкого крупного заполнителя, у которых объем воз­душных пор составляет 5...25%. Крупнопористые бетоны на легких заполнителях от­личаются высокой жесткостью

36 ячеистые бетоны

Ячеистый бетон — это особо легкий бетон с большим коли­чеством (до 85% от общего объема бетона) мелких и средних воздушных ячеек размером до 1...1,5 мм. Пористость ячеистым бетонам придается: а) механическим путем, когда тесто, состоя­щее из вяжущего и воды, часто с добавкой мелкого песка, смеши­вают с отдельно приготовленной пеной; при отвердении получает­ся пористый материал, называемый пенобетоном; б) химическим путем, когда в вяжущее вводят специальные газообразующие добавки; в результате в тесте вяжущего вещества происходит реак­ция газообразования, оно вспучивается и становится пористым. Затвердевший материал называют газобетоном. Для ячеистых бетонов неавтоклавного твердения применяют цементы не менее М400.

37обще сведения о железобетоне

Железобетон представляет собой комплексный строительный материал, состоящий из бетона и стали, которые работают совместно как одно целое при силовых воздействиях.

Бетон, как любой каменный материал, характеризуется высоким сопротивлением при сжатии и низким (в 10 - 20 раз меньше) - при растяжении. Сталь одинаково хорошо сопротивляется как растяжению, так и сжатию

Возможность совместной работы в железобетоне двух резко различных по своим свойствам материалов определяется следующими важнейшими факторами:бетон прочно сцепляется со стальной арматурой, вследствие чего при возникновении напряжений в железобетонной конструкции оба материала работают совместно;сталь и бетон обладают почти одинаковым коэффициентом температурного расширения, что обеспечивает полную монолитность железобетона:бетон не только не оказывает разрушающего влияния на заключенную в нем сталь, но предохраняет ее от коррозии.