Лекция Бейорганикалық байланыстырғыш заттар негізінде алынатын құрылыс материалдары
жүктеу/скачать 399,51 Kb.
|
| Лекция 10
Жеңіл бетондар Бетондарға арналған материалдар. Жеңіл бетон жасау үшін тез қататын және кәдімгі портладцементтерді, шлакты портландцементті және жылу оқшаулағыш бірқатар констуркциялық жылу оқшаулағыш бетондар алу үшін органикалық толтырғыштар қолданылатындығына қарамастан, негізінен органикалық емес босқуысты толтырғыштарды қолданады: ағаш жаңқалары, мақта таяқшаларының ұнтағы, зығыр мен кендірдің талшықтары, көбікті полистиролдың кептірілген түйірлері т.б. Органикалық емес бос қуысты толтырғыштар әр түрлілігімен ерекшеленеді, олар табиғи және қолтума деп аталады. Табиғи бос қуысты толтырғыштарды бос қуысты тау жыныстарын (пемза, жанартау туфы, әк-шөгіндісінің қабыршағы) ішінара ұсату және елеу арқылы алады. Қолтума бос қуысты толтырғыштар минерал шикізатын ыстықпен өңдеудің өнімі болып табылады және арнайы жасалған немесе өндірістік қалдық, өнімі (тас көмір шлагы мен күлі, тастанды металлургиялық шлактар т.б.( деп бөлінеді. Керамзитті шағалды ісінген саздан жасалған түйіршікті күйдіру арқылы алады. Ол жеңіл де берік толтырғыш. Оның аумақтық үйме салмағы 250-ден 800 кг/м3-қа дейін ауытқып отырады. Керамзит түйіршігін сындырғанда қатқан көбік құрылымы сияқты болады. Түйіршікті қаптаған балқыған қабық оған өте жоғары беріктік береді. Керамзитті құмды (түйіршігі 5 мм-ге дейін) керамзитті түйіртпек ендіру кезінде (аздаған көлемде), сондай-ақ шикізатты қайнамалы қабат тәсілі бойынша аспалы күйде күйдіру арқылы алады. Сондай-ақ оны кондициялы емес өнімді және өлшемі 40 мм-ден жоғары шағал түйіршігін және бір-бірімен балқып бірігіп қалған түйіршіктерді ұстау арқылы алады. Шлакты пемзаны металлургиялық заводтарда металлургиялық шлактардың (әдетте домналық) ісінуге әкеліп соғатын балқымасын шұғыл салқындату арқылы жасайды. Шлакты пемзаның кесектерін уатып, реттейді де бос қуысты қиыршық алады. Түйірленген бос қуысты металлургиялық шлакты металлургиялық шлактардың балқымасын шұғыл салқындату арқылы 5-7 мм, кейде 10 мм-те дейінгі өлшемдегі бос қуысты түйіршікті ірі құм түрінде алады. Ісінген перлитті құрамында аздаған су бар жанартаулық шыны тектес жыныстарды (перлиттер, обсидиандар) күйдіру арқылы алады. 950-12000С температурада су бөлінеді де перлиттің аумағы 10-20 есе ұлғаяды. Ісінген перлитті жеңіл бетондар мен жылу оқшаулағыш бұйымдар жасауға қолданады. Ісінген вермукулит – құрамында суы бар слюданы күйдіру арқылы алынған сусымалы материал. Бұл толтырғыш жылу оқшаулағыш жеңіл бетондар жасау үшін пайдаланылады. Отын қалдықтары (отындық шлактар мен күл) антрацитті тас көмірді т.б. қатты отындардың түрлерін жаққанда қалдық өнім ретінде түзіледі. Күлдің негізінде күлдік және сазды күлдік қиыршық шығарады. Аглопоритті агломерация машинасының торында сол қоспалы шикізатты 8,0-10% отын қосып күйдіру кезінде алады. Тас көмір күйеді де, шикізаттың бөлшектері балқиды. Аглопорит жасауға жергелікті шикізаттар пайдаланылса оны өндіру тиімді, тез балқитын сазды жыныстар мен жеңіл балқитын топырақтар негізінде, сондай-ақ өндіріс қалдықтары – күл, отын, шлактары, көмір құрамдас шахталық жыныстар. Аглопорит бос қуысты құм немесе шағал түрінде шығарылады. Шунгизитті шунгизиттік сланцты жыныстарды күйдіру арқылы жасайды. Жеңіл бетондар үшін аумақтық салмақты, жылу өткізгіштік, беріктік және цемент шығыны көрсеткіштерінің барынша тиімді арасалмағын, бетонды бос қуысты толтырғышпен барынша «байыту» кезінде табады. Ал ол толтырғыш түйіршіктерін бетон аумағына тығыз орналастырғанда ғана мүмкін болатын жағдай. Сонда бетонда жеңіл бетонның ең ауыр бөлігі саналатын цемент тасы (цемент) аз болады да, оның жылу өткізгішітігі төмендейді. Бетонды бос қуысты толтырғышпен, майда және ірі бос қуысты толтырғыштар қоспасының дәндік (ірілік) құрамын дұрыс таңдағанда, сондай-ақ бірқатар технологиялық факторларды дұрыс пайдаланғанда (интенсивті тығыздау, пластификациялайтын қоспа т.б.) ғана барынша байытуға болады. Тығыз толтырғыштар сияқты бос қуысты толтырғыштарды да түйіршіктері 5-тен 40 мм-ге дейін өлшемдегі ірі (бос қуысты қиыршық пен шағал) және 5 мм-ден төмен шағын бөлшектерден тұратын майда деп бөледі. Бос қуысты толтырғыштардың аса маңызды сапасы жеңіл аумақтық салмағы мен бос қуыстылығы, олар жеңіл бетонның тиісті қасиеттерін де айқындайды. Бос қуысты қиыршықтың (шағалдың) беріктігін қалыпты тәсіл бойынша түйіршіктерін болат цилиндрде уату арқылы анықтайды. Бос қуысты толтырғыштарға олардың аязға төзімділігі, су өткізгіштігі т.б. бойынша талаптар қойылуы мүмкін. Жеңіл бетонның қасиеттері. Жеңіл бетон қоспаларының ыңғайлы орналасуын тығыз толтырғыштағы бетон қоспаларына қолданылатын тәсілдермен бағалайды. Араластыру суының мөлшерін ыңғайлы орналасудың берілген көрсеткіші бойынша таңдау, соңғы қолданылатын бос қуысты толтырғыштың қасиетіне тәуелді болғандықтан қиын. Жеңіл бетондар теориясының негіздерін, соңдай-ақ жеңіл бетон қоспасы үшін араластыру суының тиімді мөлшерін таңдаудың жалпы тәсілдерін И.А. Попов жасады. Бұл тәсіл жеңіл бетон беріктігі мен оның шығу коэффициентінің, су шығынының тәуелділігіне негізделген. Беріктіктің су шығынына тәуелділігі қисығының екі тармағы бар. Сол жақтағысы (өрлемелі) су шығыны өскен сайын бетон беріктігі артатындығын көрсетеді. Бұл бетон қоспасының ыңғайлы орналасуы және бетон тығыздығы ұлғаятындығымен түсіндіріледі. Он жақтығысы (төмендемелі) қоспа ең жоғары тығыздығына жеткеннен кейін (яғни минимальді шығын коэффициентінде) су шығынын өсірудің цементпен байланыспаған су түзген бос қуыс аумағының ұлғаюына, бетон беріктігінің төмендеуіне әкеліп соғатындығын көрсетеді. Жеңіл бетонда араластыру суының аз болуының да, көп болуының да зиянды әсері айқын көрінеді. Жеңіл бетонның барынша маңызды (беріктігімен қатар) сипаттамасы аумақтық салмағы болып табылады. Аумақтық салмағы мен қолданылуына қарай жеңіл бетондарды келесі топтарға бөледі: аумақтық салмағы 500 кг/м3 және одан төмен жылу оқшаулағыш, аумақтық салмағы 1400 мг/м3-қа дейінгі конструкциялық жылу оқшаулағыш (қоршама конструкциялық үшін қабырға, үй едені), аумақтық салмағы 1400-1800 кг/м3 конструкциялық. Жеңіл бетонның аумақтық салмағы елеулі дәрежеде бос қуысты толтырғыштың аумақтық салмағымен анықталады. И.А. Попов бойынша қысқандағы беріктік цемент маркасына, цемент – су қатынасына, бос қуысты толтырғыштың беріктігіне тәуелді болады және мына шамамен анықталады: Осы толтырғыштың түрі үшін И.А. Попов формуланы жеңілдетіп, келесі түрде ұсынды: мұнда: Ц – цемент шығыны; А1Ц0 – тәжірибелік коэффициенттер. Формулаға енетін коэффициенттердің мәндері қолданылған толтырғыш түрлеріне байланысты кең мағынада өзгереді. Сондықтан жеңіл бетон құрамын анықтау үшін жоғарыда келтірілген Ц/С немесе Ц-ке тәуелділікті осы материалдарға қатысты бейнелейтін тәжірибелік графикті пайдалану ұсынылады. Жеңіл бетонның қысуға беріктігі бойынша келесі жобалық маркалары алынған: М25, 35, 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350 және 400. Қабырғалық жеңіл бетондар, тастар әдетте 25 пен 35 маркалы, ірі қабырғалық панельдер мен блоктарды М50, 75 және 100 маркалы жеңіл бетондардан жасайды. 150-400 маркалы конструкциялық жеңіл бетондарды 300-600 маркалы портландцементті қолдану арқылы алады. Ірі толтырғыш ретінде керамзитті қиыршық, аглопоритті шағал немесе шлакты пемза қолданылады, ал майда толтырғыш ретінде көбінесе кварцты құм пайдалынады. Кварцты құмды конструкциялық жеңіл бетондардың аумақтық салмағы 1700-1800 кг/м3-қа жетеді, бірақ ол ауыр бетондікінен 600-700 кг/м3-қа аз, сондықтан беріктіктің аумақтық салмаққа қатынасына тең конструктивті сапа коэффициенті жеңіл бетонда шамамен 1,4 рет жоғары (беріктігі бірдей болғанда). Сондықтан да конструкциялық өз салмағын азайту өте пәрменді болатын үлкен аспалардың темірбетон конструкцияларында (ферма, көпірлердің аспалы құрылыстары т.б.) ауыр бетондардың орнына пайдалану ерекше тиімді. Бұл жағдайда өз салмағынан түсетін жүкті азайту арматуралық болат шығынын 15-30%-ке азайтуға мүмкіндік береді. Жеңіл және ауыр бетондардың деформациялық қасиеттері айтарлықтай ерекшеленеді. Бос қуысты толтырғыштағы жеңіл бетондардың шектің созылуын өзімен бірдей ауыр бетондағыдан жоғары болғандықтан барынша жарылуға төзімді келеді. Алайда жеңіл бетондардың ауыр бетондарға қарағанда біршама отыруы мен жылжымалығын да ескерген жөн. Жеңіл бетонның жылу өткізгіштігі негізінен аумақтық салмақ пен ылғалдылыққа тәуелді. У.8-кестеде сорбционды ылғалдықтағы бетондардың жылу өткізігішінің орташа мәні келтірілген. У.8- кесте
Бетон ылғалдылығын 1%-ке арттыру жылу өткізгіштік коэффициентін 0,01-0,03 Вт/мК/ ұлғайтады. Аумақтық салмақ пен жылу өткізгіштікке байланысты жеңіл бетоннан жасалған сыртқы қабырғанын қалыңдығы 22-ден 50-ге дейін болуы мүмкін. Бетонның ұзаққа шыдауы оның аязға төзімділігіне байланысты. Қоршау конструкциялары үшін әдетте алма кезек мұздатып, ерітудің 15-35 циклына төтеп беретін жеңіл бетондар қолданылады. Алайда ылғалды өндіріс орындарының қабырғасы үшін, әсіресе табиғаты қатал аймақтарда анағұрлым аязға төзімді жеңіл бетондар қажет. Егер конструкциялық жеңіл бетон гидротехникалық құрылыстарға, көпір т.б. конструкцияларына арналған болса аязға төзімділікке қойылар талап тіпті артады. Бұл жағдайда аязға төзімділігі бойынша Мрз 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400 және 500 жеңіл бетондар керек. Аязға төзімділігі жоғары, су өткізгіштігі төмен жеңіл бетондар алу мүмкіндігі олардың қолдану саласын едәуір кеңейтті. Бос қуысты толтырғышты бетондарды көпір салуда, гидротехникалық құрылыстарда және кеме жасауда да табысты қолданып келеді. Егер жеңіл бетонның өткізгіштік көрсеткіші, осы агрессивті ортада қолданылатын тиісті ауыр бетонның сипаттамасынан ерекшеленбейтін болса, жеңіл бетонды конструкцияларды жеңіл агрессивті орташа, агрессивті ортада арнайы қорғаныссыз қолдануға болады. Жеңіл бетондарды күшті агрессивті ортада тәжірибелік тексеруден кейін ғана қолдануға рұқсат етіледі. Орталық арматураланатын констуркцияларға раналған жеңіл бетондар тығыз болуы, ірі толтырғыштың түйіршік аралық қуыстары цемент лайымен толық толтырылатындай тығыз жүйелі болуы керек. Тығыз жеңіл бетонда арматураны таттанудан қорғаудың қажеті жоқ. Цементтегі тығыз жеңіл бетондардың суға төзімділігінің ауыр бетондардың суға төзімділігінен елеулі айырмашылығы жоқ. Әдетте жеңіл бетондардың беріктігінің, олардың сумен қысқаша қанығуына байланысты, төмендеуі 15%-тен аспайды. Жеңіл бетондар суда бірдей дәрежедегі ауыр бетондарға қарағанда көп ісінеді. Конструкциялық жеңіл бетондардың су өткізбеуі жоғары. Г.И. Горчанов пен К.М. Кацтың мәліметтері бойынша цемент шығыны 300-350 кг/м3 керамзитті бетон суды тіпті 2 МПа қысымда да өткізбеген. Тығыз жеңіл бетондардың суды аз өткізетіндігінің Армениядағы және Грузиядағы гидротехникалық құрылыстардың ұзақ пайдаланылуы, сондай-ақ қысым құбырларында сынау дәлелдейді. Бір қызығы жеңіл бетондардың су өткізбеу қасиеті уақыт өткен сайын артады. Цемент тасында майда бітеу қуыстар тудыру арқылы жеңіл бетондардың салмағын оның негізгі қасиеттерін төмендетпестен одан әрі азайтуға болады. Жеңіл бетонның ең ауыр бөлігі болып табылатын цемент тасын қуыстандыру үшін, шағын мөлшерде көбік немесе газ түзетін заттарды қолданады. Цемент тасындағы майда да әрқилы орналасқан қуыстар жеңіл бетонның беріктігін төмендетпейді, бірақ аумақтық салмағы мен жылуөткізгіштігін төмендетеді. Сонымен бірге жеңіл бетондағы цемент тасының қуыстылығы бос қуысты құмды пайдаланбай-ақ қоюға мүмкіндік береді. Жеңіл бетон тиімді әмбебап материал болғандықтан оны қолдану тез өседі. жүктеу/скачать 399,51 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||