Керамзитобетон и шунгизитобетон. Свойства. Технология производства. Области применения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова"

Инженерной геологии, оснований, фундаментов

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине Современные строительные материалы

Керамзитобетон и шунгизитобетон. Свойства. Технология производства. Области применения

Архангельск

2011



1. Керемзитобетон и шунгизитобетон. Свойства. Технология производства. Области применения

1.1 Керамзитобетон

бетон пористый заполнитель ячеистый

Керамзитобетон -- строительный материал, монолитный и отвержденный (застывший естественным путем), содержащий в своем составе помимо цемента, керамзит. Его получают путём смешивания (затворения) в воде цемента, песка и наполнителя примерно в пропорции 1:2:3, при этом в качестве наполнителя используется керамзит.

Свойства

Прочность керамзитобетона

В зависимости от прочности на сжатие керамзитобетон делится на марки. Марку керамзитобетона строители определяют по пределу прочности эталонного кубика с ребром 200 мм. Выбор марки зависит от тех условий, в которых будет работать керамзитобетон (М150-500)

Прочность керамзитобетона зависит от прочности керамзитового заполнителя (керамзита) и от качества растворенного в воде цемента: бетон будет тем прочнее, чем прочнее керамзитные заполнители и чем лучше они будут скреплены цементным клеем. Прочность природного керамзита не изменяется со временем, а вот прочность керамзитобетона со временем растет.

Плотность керамзитобетона

Плотность керамзитобетона всегда меньше 100%.

Плотность сильно влияет на качество керамзитобетона, в том числе и на его прочность: чем выше плотность керамзитобетона, тем он прочнее. Поры в керамзитобетоне, как правило, появляются при его изготовлении: в результате испарения излишней воды, не вступившей в химическую реакцию с цементом при его твердении, при недостатке цемента.

Пористость керамзитобетона.

С плотностью связано и обратное свойство керамзитобетона - пористость отношение объема пор к общему объему материала. Пористость как бы дополняет плотность керамзитобетона до 100%. Как бы ни был плотен керамзитобетон, в нем всегда есть поры.

Водостойкость керамзитобетона

Водостойкость - свойство керамзитобетона противостоять действию воды, не разрушаясь. Чтобы определить водостойкость керамзитобетона, изготовляют два образца: один в сухом виде раздавливают на прессе и определяют его нормальную прочность. Другой образец предварительно погружают в воду, а после насыщения водой также разрушают на прессе. Из-за ослабления связей между частицами прочность образца уменьшается. Отношение прочности насыщенного водой образца к прочности образца в сухом виде коэффициентом размягчения материала. Для керамзитобетона он больше 0,8.

Теплопроводность керамзитобетона

Теплопроводность характеризует способность керамзитобетона передавать через свою толщину тепловой поток, возникающий из-за разности температур на поверхностях керамзитобетона. Теплопроводность керамзитобетона почти в 250 раз меньше, чем у стали, но зато выше, чем у строительного кирпича.

Огнестойкость керамзитобетона

Сравнительно невысокая теплопроводность обеспечивает керамзитобетону высокую огнестойкость - способность материала выдерживать действие высоких температур. Керамзитобетон может выдержать в течение длительного времени температуру выше 1000°С. При этом он не разрушается и не трескается.

Морозостойкость керамзитобетона

Все знают, что если в поры камней проникает вода, то, замерзая, она расширяется и тем самым разрушает даже самые крепкие горные породы. Керамзитобетон же при насыщении водой может выдерживать многократное замораживание и оттаивание. При этом он не разрушается и почти не снижает своей прочности. Это свойство называется морозостойкостью.

Технология производства

Очень важно соблюдать последовательность загрузки компонентов. Первым в бункер для перемешивания (или бетономешалку, если это в небольших масштабах) загружается 1 сухая часть цемента, потом 2 сухих части песка. Затем все это тщательно перемешать. Добавить примерно 1 часть воды и снова перемешать. И только в полученную массу добавляют 3 части наполнителя - керамзита. Перемешивают. При этом масса должна быть влажной. Бывает, что сухой керамзит отбирает воду настолько, что смесь становится почти сухой. Тогда необходимо при перемешивании добавлять воду, но только до тех пор, чтобы гранулы керамзита полностью покрылись цементной глазурью. Далее полученную и тщательно-размешанную смесь выкладывают (вываливают) в кирпичные формы. Масса стандартного блока составит примерно 15-16 кг.

Область применения керамзитобетона

a) для возведения наружных монолитных стен домов;

b) теплоизоляция;

c) устройства стяжек;

d) для наливного пола;

e) в плитах перекрытия

1.2 Шунгизитобетон

Шунгизитобетон - искусственное пористое вещество, относящееся к легким бетонам. По своей внутренней структуре он ближе всего к керамзитобетону, от которого отличается несколько меньшим удельным весом и меньшей прочностью.

Свойства

Шунгизитобетон характеризуется классами по прочности на сжатие В0.35--В20. Для изделий и конструкций, запроектированных без учета характеристик однородности, показатели прочности бетона на сжатие характеризуются марками М5--М250. По показателям средней плотности назначают марки шунгизитобетона в сухом состоянии D500--D1800. В зависимости от назначения шунгизитобетона подразделяют на: теплоизоляционный -- с коэффициентом теплопроводности в сухом состоянии 0,15--0,19 Вт/(м'°С) при средней плотности 500--800 кг/м и классе по прочности на сжатие В0,35-В2; конструкционно-теплоизоляционный -- с коэффициентом теплопроводности в сухом состоянии 0,23-- 0,49Вт/(м'°С) при средней плотности 800-- 1400 кг/м и классе по прочности на сжатие В2,5-В7,5; конструкционный -- со средней плотностью в сухом состоянии до 1800 кг/м при классе по прочности на сжатие В10-В20. По структуре шунгизитобетон делят на плотный, поризованный и крупнопористый.

Технологии производства

Способ его получения аналогичен производству многих других легких бетонов и заключается в добавке в состав бетона шунгизита - вспученного при обжиге шунгитового гравия (сланцевая углеродсодержащая порода).

Область применения шунгизитобетона

Шунгизитобетон применяют для бетонных и железо-бетонных изделий и конструкций заводского изготовления, монолитных и сборно-монолитных зданий и сооружений. Замена тяжелого бетона Ш. приводит к снижению массы конструкций на 20--30%, расхода стали от 5 до 15%, цемента на 10--15%.



2. Подбор состава легкого бетона на пористых заполнителях

2.1 Подбор состава керамзитобетона

Требуется рассчитать состав керамзитобетона класса В2,5, марки по средней плотности D600. Марка бетонной смеси по удобоукладываемости П3. Для производства используется портландцемент марки М400. Средние (насыпные) плотности заполнителей, кг/м³: плотного песка _пн = 1300, керамзитового гравия _н = 300.

Решение:

1) Марка бетона:

М = 40В/3 = 402,5/3 = 33

По таблице 1 для жестких бетонных смесей марки М50 расход цемента принимаем Ц = 190 кг/м³.

Таблица 1 - Расход цемента

Марка бетона	Расход цемента М400, кг/м3
	Жесткие смеси	Подвижные смеси
50	170 - 190	180 - 200
75	200 - 220	210 - 230
100	235 - 260	2410 - 270
150	275 - 310	320 - 340
200	320 - 330	340 - 380
250	370 - 420	400 - 450

2) Общий расход заполнителей:

З = _б 1,15Ц, (1)



где _б - требуемая марка бетона по средней плотности, кг/м³;

Ц - расход цемента, кг/м³.

Необходимый вид заполнителя и его свойства определяют по табл. 2

Таблица 2 - Рекомендуемые марки пористого заполнителя

Марка бетона	Марка легкого бетона по плотности	Предельная марка заполнителя	Доля мелкого заполнителя в объеме заполнителей
		Плотности	прочности
		крупного	мелкого
М50 - М100	110	300 - 500	600 - 900	П50	0,35 - 0,6
М100 - М200	1600	400 - 600	600 - 1600	П100	0,4 - 0,65
Более М200	1800	600 - 800	Более 800	П150	0,5 - 0,7

Подставим исходные данные в (1):

З = 600-1,15190 = 381,5 кг/м³.

По табл. 2 принимаем долю мелкого заполнителя r = 0,4

3) Расход песка

Расход песка определяют по формуле:

П = З/(1+((1 - r)_н)/(r_пн)), (2)

где _пн, _н - соответственно средняя (насыпная) плотность мелкого и крупного заполнителей, кг/м³;

r - доля мелкого заполнителя в общем объеме заполнителей (см. табл. 2)

Подставим данные в (2):

П = 381,5/(1 + ((1 - 0,5)300)/(0,51300) = 310 кг/м³.



4) Расход крупного заполнителя определяют по формуле:

К = З - П (3)

Подставим данные в (3):

К = 381,5 - 310 =71,5 кг/м³.

5) Расход воды

Расход воды определяют по табл. 3

Таблица 3 - Расход воды для обеспечения требуемой подвижности бетонных смесей

Марка бетонной смеси по удобоукладываемости	Расход воды, кг/м3
	Плотный песок	Пористый песок
	Средняя насыпная плотность крупного заполнителя, кг/м3
	300	500	800	300	500	800
П3	235-250	225-240	215-230	350-375	340-365	330-355
П2	225-240	215-230	205-220	325-350	315-340	305-330
П1	215-230	205-220	195-210	300-325	290-315	270-305
Ж1	205-220	195-210	185-200	275-300	265-290	255-280
Ж2	195-210	185-200	175-190	250-270	240-260	230-250
Ж3	185-200	175-190	165-180	225-240	215-235	205-225

По табл. 3 для жесткой смеси П3, приготовленном на плотном песке при средней насыпной плотности керамзитового гравия 300 кг/м³ принимаем расход воды В = 247 кг/м³.

6) Итоговый расчетный состав смеси на 1 м³:

Ц = 190,0 кг

П = 310,0 кг;

З = 71,5 кг;

В = 247 кг.



2.1 Подбор состава ячеистого бетона

Требуется рассчитать состав ячеистого бетона неавтоклавного формирования средней плотности D300. Истинные плотности, кг/л: цемента - 3,05; песка - 2,60. Определить расход газообразователя и пенообразователя.

Решение.

1) Для бетона неавтоклавного твердения отношение заполнителя и цемента принимается по табл. 4:

С = З/Ц = 1

Таблица 4 - Отношение С=З/Ц для ячеистых бетонов

Бетоны
Автоклавные	Неавтоклавные
1,00…1,75	0,75…1,25

2) Расход цемента

Ц = _Б/(1,15 +С) (1)

Подставим данные в (1):

Ц = 300/(1,15 + 1) = 139,5 кг/м³.

3) Расход заполнителя

З = СЦ (2)

Подставим данные в (2):



З = 1139,5 = 139,5 кг/м³.

4) Расход воды

В = В/Т(Ц+З), (3)

где В/Т - отношение "вода/твердая фаза", принимаемое по табл. 5

Таблица 5 - Отношение В/Т

Средняя плотность ячеистого бетона	В/Т
300	0,45
500	0,40
700	0,35
900	0,30

Отношение В/Т для ячеистого бетона со средней плотностью 300 кг/м³ принимаем равным 0,45.

Подставим данные в (3):

В = 0,45(139,5+139,5) = 125,6 кг/м³.

5) Требуемое количество пор за счет применения порообразователя:

V_пор = 1000 - Ц (1/_ц + С/_н + (1 + С)В/Т) (4)

Подставим данные в (4):

V_пор = 1000 - 139,5•(1/3,05 +1/2,60 + 0,45•(1+1)) = 776,8 л/м³.

6) Необходимое количество порообразователя Д:



- для газобетона, кг/м³:

Д = V_пор/1390•К, (5)

где К = 0,85 - коэффициент, учитывающий эффективность использования газообразующей добавки (алюминиевой пудры).

Подставим данные в (5):

Д = 776,8/(1390•0,85) = 0,657 кг/м³.

- для пенобетона, л/м³:

Д = V_пор/20•К, (6)

где К=0,8 - коэффициент, учитывающий эффективность использования пенообразователя.

Подставим данные в (6):

Д = 776,8/(20•0,8) = 48,6 л/м³:

7) Итоговый расчетный состав смеси на 1 м³:

Ц =139,5 кг;

З = 139,5 кг (молотый песок для строительных работ);

В = 125,6 л;

Порообразователь:

пенообразователь 48,6 л ( для пенобетона),

или газообразователь 0,657 кг (для газобетона).



Список используемых источников

1 Аксенов С.Е. Подбор состава легких бетонов. Методические указания к выполнению расчетно-графической работы. - Архангельск: 2012- 11с.

2 Барабанщиков Ю.Г. Строительные материалы и изделия. - М.: Издательский центр "Академия". 2010 - 368с.

3 Wikipedia - свободная энциклопедия [Электронный ресурс]: Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B5%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%B7%D0%B8%D1%82%D0%BE%D0%B1%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%BD

4 Строй-справка.ру - строительный портал [Электронный ресурс]: Режим доступа: http://stroy-spravka.ru/shungizitobeton

5 Попов К.Н., Каддо М.Б. Строительные материалы и изделия. - М.: Издательство "Высшая школа". 2002 - 367с.: ил.

Размещено на Allbest.ru