Бетоны. Общая характеристика, состав, строение и свойства. Способы их получения

Содержание.

 

 

1.Химический состав сплавов и область их применения.

ШХ20СГ - Сталь конструкционная подшипниковая (1% C; 0,55-0,85% Si; 1,4-1,7% Mn; <0,3% Ni; 1,4-1,7% Cr; <0,01% Ti; <0,25% Cu; <0,02% S; <0,027% P). Применение: для изготовления цельнокатаных колец; изделий, работающих в средах слабой агрессивности.

ЛС59-1 – Латунь (свинцовая), обрабатываемая давлением (<0,5% Fe; 57-60% Cu; 0,8-1,9% Pb; 37,05-42,2% Zn; <0,01% Sb; <0,003% Bi; <0,3% Sn; <0,02% P; примесей всего 0,75%). Применение: для изготовления полуфабрикатов (лент, листов, полос, труб, прутков, проволоки, профилей); поковок; крепежных изделий (гаек, болтов); шестеренок, зубчатых колес, втулок.

40ХНМ - Сталь конструкционная легированная.Хромоникелевая (0.36 - 0.44% С; 0.17 - 0.37% Si; 0.5 - 0.8% Mn; 1 - 1.4% Ni; 0.45 - 0.75% Cr; < 0.3% Cu;  <0.035% S; <0.035% P). Применение: оси, валы, шатуны, зубчатые колеса, валы экскаваторов, муфты, валы-шестерни, шпиндели, болты, рычаги, штоки, цилиндры и другие ответственные нагруженные детали, подвергающиеся вибрационным и динами ческим нагрузкам, к которым предъявляются требования повышенной прочности и вязкости. Валки рельсобалочных и крупносортных станов для горячей прокатки металла.

09Х15Н8Ю - Сталь коррозионно-стойкая обыкновенная; Сталь аустенитно - мартенситного класса. Повышенная прочность достигается применением отпуска при температурах 750 и 850 °С (<0.09% C; < 0.8% Si; < 0.8% Mn; 7 - 9.4% Ni; 14 – 16% Cr; 0.7 - 1.3% Al; <0.025% S; <0.035% P). Применение: Для изделий, работающих в атмосферных условиях, уксуснокислых и других солевых средах и для упругих элементов.

Д18 - Алюминиевый деформируемый сплав (<0.5% Fe; < 0.5% Si; <  0.2% Mn; <0.1% Cr; 94.35 - 97.6% Al;  2.2 – 3% Cu; 0.2 - 0.5% Mg; <0.1% Zn; примесей всего 0,15). Применение: для изготовления проволоки для заклепок.

Линолеум - Процесс производства линолеума начинается с изготовления линолеумной массы из древесной муки, смол хвойных деревьев, измельчённой извести и льняного масла. Эта масса в течении недели вызревает в бункерах при температуре свыше 30 градусов. Затем в массу добавляют натуральные красители и в результате оксидирования льняного масла получают разноцветные гранулы. После смешивания гранул различных цветов и концентраций, полученную смесь спрессовывают в каландровой машине. Полученный материал шириной 1 м рубят на полосы, укладывают их внахлёст на основу из джута и вновь пропускают через каландр. Получается исключительно плотная структура (массу спрессовывают от толщины 5 см до 2 мм). Шлейф из этого материала перемещают в сушильные камеры, где он вызревает в течение двух недель, превращаясь к концу процесса в линолеум. Полученное покрытие обрабатывают системой ЕТС (easy to clean), - это необходимо для того, чтобы в процессе эксплуатации покрытие меньше изнашивалось и легче чистилось.

Состав и  технические свойства линолеума  определяются в соответствии с требованиями стандартов EN548 и EN670. Линолеум выпускается в рулонах и плитке, причём в рулонах - 90 % от выпуска. Ширина рулона - 2 м, стандартная для контрактных покрытий, толщина линолеума колеблется от 2 мм - для помещений общего назначения, до 2,5 мм предназначенных для высоких нагрузок и промышленного применения, и двух особенных продуктов толщиной 3,2 и 4 мм. Линолеум такой толщины применяют в общественных и промышленных помещениях с максимально возможными нагрузками, и в том числе и в общественном транспорте - в метро, автобусах и пригородных электричках.

 Натуральный  линолеум обладает естественными  бактерицидными свойствами и  отвечает требованиям к простоте  дезинфекции, чистки, ухода. Поэтому  он нашёл широкое применение  в медицинских, оздоровительных  учреждениях, а также в детских  и учебных заведениях (детские сады, школы, университеты). Бактериостатичность (способность препятствовать размножению бактерий) осуществляется за счёт находящегося в составе линолеума льняного масла. Льняное масло само по себе является сильнейшим лечебным и профилактическим средством.

Натуральный линолеум практически не горюч, на нем  не заметны следы от непогашенных окурков. Это делает его весьма привлекательным  для использования в барах, кафе и дискотеках.

Натуральный линолеум устойчив к жирам и растворителям, но теряет прочность при длительном воздействии щелочи. Светостойкость линолеума имеет значение не менее 6 (по 8-бальной шкале).

 

 

 

 

2.Бетоны. Общая характеристика, состав, строение и свойства. Способы их получения. Классификация и применение.

Общие сведения о бетонах и их классификация.

Бетоном называют искусственный  каменный материал, получаемый в результате расширения рационально подобранной, тщательно перемешанной и уплотненной  смеси минерального вяжущего вещества, воды, заполнителей и в необходимых  случаях специальных добавок. Смесь указанных компонентов до начала ее затвердевания называют бетонной смесью.

Вяжущее вещество и вода - активные составляющие бетона, которые  в смеси обволакивают тонким слоем  зерна заполнителя. Со временем вяжущее  вещество затвердевает и связывает их, превращая бетонную смесь в прочный монолитный камень - бетон.

Заполнители (песок, щебень или гравий) занимают до 80 - 85 % объема бетона и образуют его жесткий  скелет препятствующий усадке. Применяя заполнители с различными свойствами, можно получать бетоны с разнообразными физико-механическими показателями, например, легкие, жароупорные и пр.

Классификация бетонов.

По плотности бетоны подразделяют на:

1.      особо  тяжелые - более 2500 кг/мЗ;4

2.      тяжелые  - 1800 - 2500 кг/мЗ;

3.      легкие -500 - 1800 кг/мЗ;I

4.      особо  легкие (теплоизоляционные) - менее  500 кг/мЗ.

 

По виду применяемого вяжущего вещества бетоны разделяют  на:

1.      цементные  (приготовляемые на клинкерных  цементах - портландцементе, шлакопортландцементе, пуццолановом портландцементе и др.);

2.      силикатные  автоклавного твердения (на известково-песчаном, известково-шлаковом и других  вяжущих);

3.      гипсовые (на гипсовых и гипсоцементно-пуццолановых  вяжущих);

4.      асфальтобетоны(на  битумном вяжущем);

5.      полимерцементные бетоны и полимербетоны (на синтетических смолах).

 

В зависимости от структуры  бетоны разделяют на:

1.      бетоны  плотной структуры, у которых  все пространство между зернами  заполнителя занимают затвердевшее  вяжущее и поры вовлеченного в него воздуха;

2.      бетоны  поризованной структуры, пространство  между зернами заполнителя которых  заполнено затвердевшим вяжущим  и поризованным пено- или газообразователем; 

3.      ячеистые  бетоны, состоящие из затвердевшего  вяжущего и кремнеземистого компонента и пор равномерно распределенных и образованных газо- или пенообразователями;

4.      бетоны  крупнопористой структуры, у которых  пространство между зернами крупного  заполнителя не полностью заполнено  мелкими заполнителями и затвердевшими вяжущими.

По назначению бетоны подразделяют на:

1.      конструкционные  - для бетонных и железобетонных  несущих конструкций зданий и  сооружений (фундаментные блоки,  колонны, балки, плиты и др.);

2.      гидротехнические - для возведения плотин, шлюзов, облицовки каналов и др.;

3.      бетон  для стен зданий и легких  перекрытий,

4.      дорожный - для устройства  дорожных и аэродромных покрытий;

5.      специальные - химически  стойкие, жаростойкие, декоративные, особотяжелые для биологической  защиты, бетонополимеры, полимербетоны и др.

Материалы для тяжелого бетона.

Цемент. Для тяжелых бетонов рекомендуются следующие марки цементов:

Марка бетона    М100    М150    М200    МЗОО    М400    М500    М600

Марка цемента   300     300     400     400     500    500-600 600

В случаях, когда марка цемента выше той, которая рекомендуется для данного бетона, следует применять микронаполнители - измельченные горные породы (известняки, доломиты и др.) или промышленные отходы (доменные и топливные шлаки, золы и др.).

Вода. Применяют воду, не содержащую вредных примесей (сульфаты, минеральные и органические кислоты, жиры, сахар и др.), препятствующих нормальному схватыванию и твердению бетона. Использовать промышленные, сточные и болотные воды для затворения и поливки бетона не рекомендуется.

Песок. В качестве мелкого заполнителя для тяжелого бетона используют природный песок крупностью от 0,14 до 5мм.

Природные пески разделяются  наречные, морские и горные (овражные). Речные и морские пески имеют  округлую форму зерен; горные содержат остроугольные зерна, что обеспечивает их лучшее сцепление с бетоном. Однако горные пески обычно больше загрязнены вредными примесями, чем речные и морские.

Искусственные пески  получают дроблением твердых и плотных  горных пород, а также отвальных металлургических шлаков. Дробленые пески имеют высокую стоимость, и поэтому, их применяют для обогащения мелкого природного песка в бетоне.

По зерновому составу  пески делят на крупные, средние, мелкие и очень мелкие

В песке для бетонов  и растворов не допускается наличие зерен размером более 10 мм, а зерен размером 5-10 мм не должно быть более 5 % по массе. Количество мелких частиц, прошедших через сито с отверстиями 0,14 мм, не должно превышать 10%.

Глинистые и пылевидные частицы, органические примеси, сернистые и сернокислые соединения являются вредными примесями в песке.

Глинистые и пылевидные частицы увеличивают суммарную  поверхность заполнителя, при этом повышается водопотребность бетонной смеси, вследствие чего снижается прочность  бетона. Кроме того, глинистые примеси, обволакивая тонким слоем зерна песка, ухудшают сцепление их с цементным камнем и снижают прочность бетона. Органические примеси (остатки растений, перегной и т. п.) снижают прочность цементного камня и могут явиться источником его разрушения. Сернистые и сернокислые соединения (гипс, серный колчедан и др.) способствуют коррозии бетона.

Крупный заполнитель: для  тяжелого бетона это гравии или щебень.

Гравий - рыхлая смесь зерен округлой формы размером 5-70 мм,

образовавшихся в результате естественного разрушения (выветривания) твердых , горных пород. Гравий может быть горным (овражным), речным и морским. Горный гравий имеет шероховатую поверхность и содержит обычно примеси песка, глины, пыли и органических веществ. Речной и морской гравий чище горного, но зато с гладкой поверхностью, что ухудшает сцепление с цементно-песчаным раствором. Для улучшения сцепления его можно дробить на щебень.

Щебень - рыхлая смесь, получаемая дроблением больших кусков различных твердых горных пород, а также кирпичного боя, шлаков и др. Полученную смесь зерен различных размеров (5 - 70 мм) подвергают рассеву на отдельные фракции.

В зависимости от размера  зерен гравий и щебень подразделяют на фракции 5-10, 10 - 20, 20 - 40 и 40 –70мм. В  каждой фракции гравия или щебня должны быть зерна всех размеров - от наибольшего до наименьшего для данной фракции.

Для приготовления бетона более экономичен предельно крупный  гравий или щебень, так как при  этом снижается расход цемента. Но наибольший размер зерен крупного заполнителя должен быть не более 1/3 наименьшего размера бетонируемой конструкции или не более 3/4 наименьшего расстояния между стержнями арматуры. При бетонировании плит допускается применение до 50 % зерен крупного заполнителя наибольшей крупности, равной половине толщины плиты. Содержание зерен крупнее установленного наибольшего размера допускается не более 5% по массе гравия или щебня.

Содержание в гравии или щебне лещадных или игловидных зерен не должно превышать 15 % по массе.

Для тяжелых бетонов следует  применять щебень, получаемый из горных пород, имеющих прочность в 1,5 - 2 раза выше заданной марки бетона. Содержание в щебне зерен слабых, выветрившихся пород не должно превышать 10%по массе. Проверяется также морозостойкость гравия и щебня.

Окончательно пригодность гравия или щебня для бетона требуемой марки устанавливают по результатам испытания бетона на данном заполнителе.

Основные свойства бетона.

Прочность при сжатии является основным показателем механических свойств бетона. Она определяется пределом прочности при сжатии стандартных образцов-кубов, изготовленных из данной бетонной смеси и выдержанных до испытания в течение 28 суток в нормальных условиях (при t=15-20^оС и относительной влажности воздуха не менее 90%).

По пределу прочности при  сжатии для тяжелых бетонов установлены следующие марки: М200, М250, МЗОО, М350, М400, М450, М500, М600, М700, М800.

При бетонировании ряда конструкций, например, бетонных дорожных покрытий, важно знать прочность бетона при изгибе. Для этого испытывают образцы-балки.

Для обычных железобетонных конструкций широко применяют бетон марок М200 и М250, а для предварительно-напряженных железобетонных конструкций - МЗОО-М5ОО. Бетон марок М100 и М150 используют для оснований, фундаментов и других массивных монолитных конструкции.

На прочность бетона определенное влияние оказывает зерновой состав заполнителей, правильность перемешивания его составляющих в бетоносмесителе, когда все зерна заполнителя полностью покрыты слоем цементного теста.