Материалы и изделия на основе минеральных вяжущих веществ

Материалы и изделия на основе минеральных вяжу­щих веществ получают в результате затвердевания сме­си, состоящей из минерального вяжущего, заполнителей (песка, щебня, шлака, пемзы, древесных опилок, струж­ки, асбеста, бумажной макулатуры и др.), специальных добавок и воды. К ним относятся бетоны, железобетон­ные изделия и конструкции, строительные растворы, си­ликатные изделия автоклавного твердения, асбоцемент­ные материалы и изделия.

Бетоны классифицируются по виду вяжущего и за­полнителя в зависимости от крупности заполнителей и величины объемной массы, а также по назначению.

По виду вяжущего различают бетоны цементные, си­ликатные (на основе кремнеземисто-известкового вяжу­щего), гипсовые, шлаковые, а также на смешанных и специальных вяжущих (асфальтобетон, полимерцемент­ный, полимерный и полимерсиликатный бетоны).

По виду заполнителя различают бетоны на плотных (гравий), щебень, чугунная дробь, чугунный скрап, ба­рит), пористых (керамзит, пемза, шлак, пенополистирол, вспученные перлит и вермикулит) и специальных запол­нителях,

В зависимости от крупности заполнителей бетоны подразделяются на мелкозернистые (до 10 мм) и круп­нозернистые (10—150 мм), а по величине объемной мас­сы — на особо тяжелые (более 2500 кг/м³), тяжелые (2200—2500 кг/м³), облегченные (1800—2200 кг/м³), легкие (500—1800 кг/м³) и особо легкие.

Бетоны характеризуются прочностью на сжатие и осевое растяжение, морозостойкостью, водонепроницае­мостью (табл. 13).

По назначению бетоны подразделяются на обще­строительные (конструктивные), гидротехнические, до­рожные, кислотостойкие, жаростойкие, декоративные, для биологической защиты и др.

Таблица 13. Марки и характеристики бетонов

Гидротехнический бетон (подводный, надводный и переменного уровня) отличается повышенной водостой­костью, водонепроницаемостью, морозостойкостью, а также стойкостью к агрессивным средам. Он изготавли­вается на основе сульфатостойкого портландцемента с пластифицирующими и гидрофобизирующими добавка­ми и применяется для гидростроительства.

Дорожный бетон отличается повышенной прочностью, износостойкостью, морозо- и воздухостойкостью. Для его приготовления используют гидрофобный и пластифици­рованный портландцемент для оснований и для верхне­го слоя дорожных покрытий.

Кислотостойкий (кислотоупорный) бетон получают затворением кислотоупорного цемента жидким стеклом и добавлением кислотоупорных заполнителей (кварцево­го песка, щебня из андезита или кварцита). Такой бетон не стоек к действию щелочей, воды и плавиковой кисло­ты. Он используется для сооружения конструкций и обли­цовки аппаратуры в химической промышленности.

Жаростойкий бетон по степени огнеупорности выпус­кается высокоогнеупорный (свыше 1770°С), огнеупорный (1580—1770°С) и жароупор­ный (ниже 1580°С). Он изготавливается на основе портландцемента, высокоглиноземистого цемента или жидкого стекла и применяется для строительства дымо­вых труб, облицовки котлов, футеровки печей и др.

Декоративные бетоны получают введением в бетон­ную смесь пигментов (охры, сурика, мумии и др.) или окрашивающих крупных заполнителей либо на основе цветных цементов. Они используются для декоративно­го оформления строящихся зданий и сооружений, а так­же в дорожном строительстве (разделительные полосы, пешеходные переходы, дорожки и др.).

Бетоны для биологической защиты используются в строительстве атомных электростанций, ядерных реакто­ров и других объектов с целью предохранения обслужи­вающего персонала от радиоактивного воздействия. Они изготавливаются на основе портландцементов, глинозе­мистых и шлакопортландцементов. В качестве заполни­телей применяют магнетит, лимонит, барит, чугунную дробь, металлическую стружку, обрезки стального про­ката и др.

Ячеистые бетоны получают на основе вспученной при помощи порообразователя смеси вяжущего, кремнезе­мистого компонента и воды. Такие бетоны отличаются легкостью, прочностью, технологичностью. Они не горят, не проводят тепло, создают микроклимат, близкий мик­роклимату деревянных домов. В зависимости от способа изготовления различают газобетон (на основе порт­ландцемента с добавками алюминиевой пудры, соляной кислоты и молотого известняка) и пенобетон (по­лучают смешиванием бетонной смеси и пены). Ячеистые бетоны применяются в качестве теплоизоляционного ма­териала, а также для изготовления легких железобетон­ных конструкций.

Железобетонные изделия и конструкции подразделя­ются на монолитные (бетонируемые на месте строитель­ства) и сборные (изготавливаемые на специальных пред­приятиях и монтируемые на строительной площадке). Они изготавливаются с обычной и напряженной армату­рой.

Предприятия сборного железобетона производят в основном унифицированные конструкции и детали, кото­рые используют в типовых проектах жилищного и про­мышленного строительства. Из сборного железобетона изготавливают все части зданий: фундамент, стены, эле­менты, каркаса (колонны, ригеля и др.), междуэтажные перекрытия, кровлю, лестницы и др. Стандартами преду­смотрен выпуск панелей для наружных и внутренних стен жилых и общественных зданий (одно- и трехслой­ные с внутренним теплоизоляционным слоем из минераловатных плит, пеностекла и др.), панелей для пере­крытий (сплошных и многопустотных), панелей для покрытия зданий, ребристых плит для перекрытий произ­водственных зданий и др. В последние годы широкое при­менение получили крупнопанельные железобетонные изделия. Их применение позволяет снизить на 50 % тру­довые затраты, сократить в 2 раза сроки строительства зданий.

Прогрессивным методом изготовления железобетон­ных конструкций является производство плит методом экструзии. При этом на 15—20 % сокращается потреб­ление стальной арматуры, не требуется металлических форм, значительно повышается производительность труда.

Железобетонные изделия и конструкции условно обозначаются буквенно-цифровой маркировкой, состоя­щей из трех групп знаков, где первая группа обозначает тип конструкции или изделия, размеры (в метрах или дециметрах) или типоразмер; вторая — несущую способ­ность (расчетная нагрузка), класс напрягаемой армату­ры, вид бетона; третья — особые условия применения, конструктивные особенности, номер стандарта и др. На­пример, 2П1—3AIVT—1H ГОСТ 21506—76, где 2П1— же­лезобетонная ребристая плита перекрытия производственных зданий с шагом несущих конструкций 6 м с опо­рами по верху ригелей, первого типоразмера, 3AIVT — третья несущая способность, напрягаемая арматура клас­са AIV, из тяжелого бетона, 1H — с дополнительными закладными деталями.

Строительные растворы выпускаются тяжелые (свы­ше 1500 кг/м³) и легкие на основе портландцементов, известковых, гипсовых или смешанных вяжущих ве­ществ. По назначению различают растворы кладочные (для скрепления кирпича, камня, блоков или панелей при возведении стен), отделочные (для оштукатурива­ния стен, нанесения декоративных слоев) и специальные (для заполнения швов, для полов, гидроизоляционные, тампонажные, акустические, рентгенозащитные и др.).

Растворные смеси чаще всего приготавливают на бетонно-растворных заводах или растворосмесительных узлах. Кроме обычных (в виде пластической массы) из­готавливаются сухие растворные смеси (гарцовка), ко­торые перед применением затворяются водой.

Силикатные изделия автоклавного твердения полу­чают на основе воздушной извести, кварцевого песка и воды посредством обработки в автоклаве паром при по­вышенном давлении и температуре свыше 170°C. К ним относятся изделия из силикатного бетона, силикатный и известково-шлаковый кирпич, облицовочные плиты и пе­носиликатные изделия.

Изделия из силикатного бетона (марок 60 и более) включают блоки, панели для стен, настилов и перекры­тий, безасбестовый шифер, напряженно-армированные силикатобетонные железнодорожные шпалы, армирован­ные силикатобетонные тюбинги для отделки туннелей метро и шахтного строительства.

Силикатный кирпич выпускается одинарный и мо­дульный, а также в виде камней (250х120х138) марок 7,5, ...,25 (МПа), морозостойкостью не ниже Мрз15, ли­цевой и рядовой. Он имеет светло-серый цвет и приме­няется для кладки наружных и внутренних стен. Его не­льзя использовать для кладки фундаментов и цоколей зданий, печей и труб, так как он не стоек к воздействию воды, попеременного замораживания и оттаивания, аг­рессивных сред, а также высоких температур,

Известково-шлаковый кирпич выпускается марок 2,5,...,7,5 (МПа), морозостойкостью не менее Мрз15, раз­мером 250х120х140 мм. Он отличается высокими теп­лоизоляционными свойствами и применяется для клад­ки стен зданий высотой не более трех этажей или стен верхних этажей высотных зданий. Наряду с известково-шлаковым выпускается известково-зольный кирпич, в ко­тором в качестве заполнителя используется зола, обра­зующаяся на ТЭЦ, ГРЭС и др.

Силикатные облицовочные плиты выпускаются тол­щиной 30 мм, размерами 194х219 и 294х394 мм. Они применяются для облицовки стен жилых и обществен­ных зданий.

Пеносиликатные изделия получают введением в сы­рьевую массу смеси воды, столярного клея и канифоли, образующих пену. Они выпускаются армированные и не­армированные, прочностью 2,5,...25 (МПа) и применяют­ся для кладки стен и перегородок, покрытия промышлен­ных зданий и др.

Асбоцементные материалы и изделия получают на основе смеси цемента, асбеста и воды. Они обладают вы­сокой прочностью, огнестойкостью, долговечностью, ма­лыми водопроницаемостью, тепло- и электропроводнос­тью. К их недостаткам следует отнести хрупкость, короб­ление при изменении влажности и снижение прочности при насыщении водой.

Номенклатура вырабатываемых в СССР асбоцемент­ных изделий насчитывает свыше 40 наименований. Эти изделия выпускаются в виде листов, панелей, плит, труб и фасонных деталей.

Асбоцементные листы изготавливают плоские и про­филированные, окрашенные и неокрашенные, с полиро­ванной, неполированной и тисненой поверхностями, а также с полимерным покрытием. Применяются в качест­ве облицовочного, кровельного, стенового и электротех­нического материалов.

Асбоцементные панели и плиты выпускаются утеплен­ные и неутепленные, цельноформованные и сборные. Они применяются в качестве кровельного и стенового мате­риалов.

Асбоцементные трубы подразделяются на водопро­водные (напорные) и канализационные (безнапорные), круглого и прямоугольного сечения. Они выпускаются водопроводные, газопроводные, канализационные, обсад­ные и вентиляционные.