Строительные лаги  Справочник 

0 [ 1 ] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О МАТЕРИАЛАХ ДЛЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

§ 1. Бетон

Бетон для железобетонных конструкций должен обладать необходимой прочностью, хорошим сцеплением с арматурой, достаточной плотностью для защиты арматуры от коррозии, морозостойкостью, а также в особых случаях жаростойкостью при длительном действии высоких температур (более 200° С) и коррозионной стойкостью при агрессивном воздействии среды.

Бетоны подразделяют по следующим признакам:

1) по структуре - плотной структуры (процент межзерновых пустот не свыше 6), крупнопористые малопесчаные и беспесчаные, поризованные с искусственной пористостью затвердевшего вяжущего в пространстве между зернами заполнителя (процент пустот более 6); ячеистые G искусственно созданными порами;

2) по плотности (объемной массе) р кг/м - особо тяжелые, р 2500; тяжелые, 2200 <р < 2500; облегченные, 1800 <р <: 2200; легкие, 500 <р < 1800; особо легкие, р <: 500;

3) по виду вяжущего - цементные, силикатные (на известковом вяжущем), на гипсовом вяжущем, на смешанном и специальных вяжущих;

4) по виду заполнителя - на плотных заполнителях (для тяжелых бетонов), на пористых заполнителях (для легких и облегченных бетонов), на специальных заполнителях, удовлетворяющих требованиям биологической защиты от излучений, жаростойкости, химической стойкости и т. п,

5) по зернистому составу заполнителя - крупнозернистые (с крупным и мелким заполнителем) и мелкозернистые (только с мелким заполнителем);

6) по условиям твердения - бетоны естественного твердения, подвергнутые тепловой обработке при атмосферном давлении и с тепловой обработкой в автоклавах.

Для несущих железобетонных конструкций применяют следующие бетоны основных видов:

тяжелый бетон - бетон плотной структуры, на цементном вяжущем и на плотных заполнителях, крупнозернистый, тяжелый по плотности, приготовленный при любых условиях твердения!

бетон на пористых заполнителях - бетон плотной структуры, на цементном вяжШем, на пористых запо/j-нителях, легкий или облегченный по плотности при любых условиях твердения.

Для сборных конструкций заводского изготовления рекомендован также силикатный бетон (на известковом вяжущем).

БетонЬ! поризованные и ячеистые, а также на пористых заполнителях при плотности до 1600 кг/ж применяют преимущественно для ограждающих конструкций. Бетоны легкие • допустимо применять в несущих конструкциях при плотности более 1200 кг/м*. Особо легкие бетоны рекомендуются в качестве теплоизоляции, а особо тяжелые - в основном для биологической защиты от излучений. Бетоны мелкозернистые применяют в армоцементных конструкциях для заполнения швов в сборных конструкциях, а также для защиты от коррозии и обеспечения сцепления с бетоном напрягаемой арматуры, расположенной в каналах, пазах и на поверхности конструкций.

В дальнейшем изложении будем рассматривать только тяжелые бетоны и бетоны на пористых заполнителях, рекомендуемые для несущих железобетонных конструкций.

Для тяжелых бетонов в качестве плотных заполнителей применяют щебень из камней тяжелых пород - песчаника, гранита, диабаза и других и природный кварцевый песок. Пористыми заполнителями могут быть легкие естественные породы (пемза, ракушечник, шунгезит и др.) и искусственные материалы (керамзит, перлит, шлак, термозит и аглопорит); соответственно названию заполнителя различают шлакобетон, перлитобетон, керамзито-бетон и др.

В последние годы проводятся исследования в области создания и внедрения в строительство полимерцементных бетонов и полимербетонов. В полимерцементном бетоне в качестве добавок к цементу применяют полимерные связующие материалы (10-20% массы цемента): растворимые смолы, дивинил стироль ный латекс, поливинил ацетатную эмульсию и др. В полимербетоне цемент полностью заменен полимерными вяжущими материалами. К положительным свойствам указанных бетонов относятся повышенная прочность на растяжение, лучшее сцепление с арматурой и коррозионная стойкость. Однако эти бетоны Характеризуются в сравнении .с обычным бетоном высокой

стоимостью полимерных материалов, поэтому для несущих конструкций их можно рекомендовать при соответствующем обосновании.

Прочность бетона. Механические свойства бетона характеризуются его сопротивлением осевому сжатию и растяжению. Сопротивление бетона осевому сжатию оценивается его проектной маркой М, устанавливаемой стандартными испытаниями на осевое сжатие кубов с размером ребер 15 см, испытанных через 28 дней хранения при температуре 20 2°С (и других условиях по стандарту).

Согласно СНкП 11-21-75, установлены следующие проектные марки бетонов по прочности на сжатие; для тяжелых бетонов - М50. М75, МЮО, М150, М200, М250. МЗОО, М350, М400, М450, М500, М600, М700, М800; при этом промежуточные проектные марки М250, М350 и М450 надо предусматривать в тех случаях, когда это приводит к экономии цемента по сравнению с применением бетона проектных марок соответственно МЗОО, М400, М500 и не снижает другие технико-экономические показатели конструкций; для бетонов на пористых заполнителях - М25, М35, М50, М75, МЮО, М150, М200, М250, МЗОО, М350 и М400.

Для конструкций, работающих преимущественно на растяжение, нормы устанавливают проектные марки бетона по прочности на осевое растяжение Р: для тяжелых бетонов - Р10, Р15, Р20, Р25, РЗО, Р40; для бетонов на пористых заполнителях - Р10, Р15, Р20, Р25, РЗО.

Проектные марки бетона по прочности на сжатие (М) и на осевое растяжение (Р) характеризуют соответственно предел прочности осевому сжатию R (кубиковая прочность) и временное сопротивление осевому растяжению /?р стандартных образцов бетона в кгс/см по ГОСТу (при обозначении проектных марок с переводом размерностей в мегапаскали, МПа, необходимо цифры марок умножить на 0,1).

Для конструкций, подвергающихся многократному замораживанию и оттаиванию, установлены следующие марки бетона по морозостойкости Мрз, характеризующие количество циклов попеременного замораживания и оттаивания, которые способны выдержать образцы бетона в насыщенном водой состоянии без снижения их прочности на сжатие более чем на 25% и без потериассы более 5%: 16

для тяжелых бетонов - от Мрз 50 до Мрз 500, для бетонов на пористых заполнителях - от Мрз 25 до Мрз 500.

Для конструкций, работающих под давлением жидкости (резервуары, напорные трубы, плиты облицовок оросительных каналов и др.), установлены проектные марки бетона по водонепроницаемости, одинаковые для тяжелых бетонов и бетонов на пористых заполнителях - В2, В4, В6, В8, В10 и В12, что соответствует предельному давлению воды (в кгс/см), при котором еще не наблюдается просачивание ее через испытываемые образцы - цилиндры; для испытаний принимают не менее шести образцов высотой 150 и диаметром 150 м.м.

Оптимальную проектную марку бетона назначают на основании технико-экономических соображений с учетом типа и назначения конструкции, ее напряженного состояния, условий эксплуатации и т. д. Согласно строительным нормам, для железобетонных конструкций рекомендуется принимать проектную марку тяжелого бетона не ниже МЮО, а для сжатых элементов, рассчитываемых на действие многократно повторяющейся нагрузки,- не ниже М200, для сильно на(руженных сжатых стержневых элементов из тяжелого бетона и бетона на пористых заполнителях (например, колонн цехов с крановыми нагрузками, колонн нижних этажей многоэтажных зданий, и т. п.) - не ниже МЗОО. Целесообразно применять бетоны высоких марок (М500, М600 и выше), которые позволяют проектировать сечения малых размеров, экономить бетон и снизить вес элементов. В некоторых случаях для несущих конструкций весьма эффективны бетоны на пористых заполнителях, например керамзитобетон марок МЗОО и М400, при применении которых снижается собственная масса конструкций на 25-30%. При применении высокопрочных тяжелых бетонов и бетонов на пористых заполнителях в расчетах необходимо учитывать особенности их работы (повышенную хрупкость тяжелых бетонов и большую, чем для тяжелых, деформативность бетонов на простых заполнителях) путем правильного учета соответствующих характеристик сопротивления и условий работы бетона согласно СНиП.

Для предварительно-напряженных элементов проектную марку бетона, в котором расположена напрягаемая арматура, принимают в зависимости от вида и класса арматуры;

а) для пп niy .г} п ар мату ры - класса В-П с анке-

Ч>елч»а.,.-зггк:,{Гя,,;:;.

.---Z--- t 1а \

Растщтш е. i ,,

"О

\L±x±i\ а

Рис. 1.1, Схемы работы железобетонных

элементов под нагрузкой

рами, не ниже М250, класса Вр-П без анкеров при диаметре проволоки до 5 мм включительно, не ниже М250; класса Вр-И без анкеров при диаметре проволоки 6 мм и более, не ниже М400; класса К-7, не ниже М350;

б) для стержневой арматуры без анкеров диаметром от 10 до 18 мм (включительно) классов: A-IV и At-IV - не ниже М200, A-V и At-V - не ниже М250, At-VI - не ниже М350; для стержневой арматуры без анкеров диаметром 20 мм и более классов: A-IV и At-IV - не ниже М250, A-V и At-V - не ниже М350, At-VI - не ниже М400.

Передаточная прочность бетона в предварительно-напряженных конструкциях назначается не ниже 80% указанных выше минимальных значений проектных марок и не менее 14 МПа, а при арматуре класса At-VI или К-7 - не менее 20 МПа. При изготовлении предварительно-напряженных элементов обычно принимают проектную марку бетона более высокую, чем минимально допустимую, например марки М400, М500, М600 и выше; в этих случаях передаточная прочность R должна составлять не менее 50% принятой проектной марки. Для защиты от коррозии напрягаемой арматуры, расположенной в пазах и на поверхности конструкции, следует применять мелкозернистый бетон проектной марки не ниже М150, для инъекции каналов - не ниже МЗОО и для замоноличивания стыков элементов сборных железобетонных конструкций - не ниже М100.

Нормативные и расчетные характеристики бетона

Нормативными сопротивлениями тяжелого бетона и бетона на пористых заполнителях, устанавливаемыми с учетом статистической изменчивости прочности, являются: сопротивление осевому сжатию кубов (кубиковая прочность) /?и, осевому сжатию призм (призменная прочность) Rip и осевому растяжению /?р. Нормативную кубиковую прочность бетона определяют в зависимости от среднего сопротивления осевому сжатию R эталонных образцов-кубов, характеризующего проектную марку бетона М, по формуле

R = R(\-\Mv). (1.1)

где V- коэффициент вариации прочности бетона, равный 0,135. При V = 0,135 7?" = 0,778/?.

0 [ 1 ] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69