Состав тяжелого бетона: » Тяжелый бетон — свойства и преимущества

Состав тяжелого бетона — Статьи

Проектирование составов бетона — ключевая технологическая задача, решение которой определяет уровень эксплуатационной надежности конструкций и сооружений и степень рационального использования ресурсов, затраченных на их изготовление и возведение.
Основоположником практической методологии проектирования составов бетона является Д. Абраме. Он, обобщив результаты обширных экспериментальных исследований в Чикагской лаборатории, сформулировал основные задачи проектирования составов бетона и методы их решения. По Абрамсу проектирование составов бетона заключается в «выборе водоцементного фактора, соответствующего заданной прочности и условиям работы сооружений, и нахождении такой комбинации заполнителей, которая могла бы дать бетон требуемого качества и пригодной консгистенции». При этом должна быть обеспечена наименьшая затрата средств на изготовление бетона и его укладку.
Сформулированные на заре развития технологии бетона задачи проектирования составов остаются актуальными и в настоящее время.

В современной технологии под проектированием составов бетона понимают обоснование, выбор вида исходных материалов и их соотношений, обеспечивающих при заданном критерии оптимальности нормируемые проектные требования к бетонной смеси и бетону. При использовании методологии системного подхода проектирование составов бетона может включать ряд дополнительных задач, связанных с оптимизацией технологических параметров производства и проектных требований.
Д. Абраме впервые предложил два метода проектирования составов бетона: т.н. «пробный метод» или экспериментальный подбор, и метод предварительных вычислений. Как показала практика, оба метода имеют право на существование и развитие.
Развитие бетоноведения, компьютеризация технологических и технико-экономических расчетов представили новые возможности для развития расчетного метода проектирования составов бетонов. Расчетные составы бетонных смесей требуют экспериментального уточнения до их производственного использования, тем не менее применение расчетного метода оказывается целесообразным, особенно при необходимости оперативного обоснования потребности ресурсов и эффективности исходных материалов, снижения трудоемкости лабораторных работ. Два указанных метода проектирования составов, как считал Д. Абраме, должны быть основаны на (законе) правиле водоцементно-го отношения. Многие последующие исследования показали, что утверждение Абрамса о том, что «прочность бетона при данных материалах и условиях их обработки определяется единственно отношением объема употребляемой для смеси воды к объему цемента» является некоторым преувеличением и слово «единственно» лучше заменить на слова «в основном». В ряде работ, в частности, показано существенное влияние на прочность тяжелого бетона при данных исходных материалах наряду с В/Ц, характеризующим качество цементного клея, его объемной концентрации и других факторов.

В настоящее время в технологической практике проектирование составов бетона осуществляется на базе достаточно большого количества методов, основанных на различных теоретических и технологических предпосылках. Все эти методы могут успешно применяться на практике, если они решают поставленные задачи. Как показало время, стремление универсализировать методологию проектирования составов и дискуссия о предпочтительности одних подходов над другими оказались неконструктивными.
Актуальными направлениями развития методологии проектирования составов бетона являются:
• увеличение «разрешающей способности» расчетных методик,
т.е. возможности более полного учета технологических факторов и проектных требований к бетону;

• повышение эффективности алгоритмов расчетных методик, их
точности и быстродействия.
Развитие этих направлений возможно за счет реализации современных представлений бетоноведения о формировании строительно-технических свойств бетона в сочетании с системным анализом.
Наиболее общий подход к проектированию составов бетона основан на количественном учете взаимосвязей типа свойство -структура-состав бетона путем анализа и совместного решения уравнений, связывающих показатели свойств бетона с параметрами его структуры.
Основными предпосылками такого подхода можно считать
следующие положения бетоноведения:
1 Большинство свойств бетона являются функциями его структуры. В зависимости от характера тех или иных свойств их могут формировать преимущественно макро- или микроструктурные особенности бетона. Влияние на свойства бетона его структуры предопределяет взаимозависимость различных свойств.
2. Каждое из свойств бетона однозначно связано с соответствующими параметрами или критериями структуры, которые учитывают качественные и количественные особенности его твердой фазы и порового пространства. Как для типичного композиционного материала структурные параметры бетона учитывают особенности его матрицы (цементного камня) и заполнителей, их взаимодействие.
3. Направления изменения различных свойств бетона при изменении параметров структуры и факторов состава могут как совпадать, так и быть различными. Проектирование состава бетона с заданными свойствами требует учета их направленности и во многих случаях является задачей компромиссной.
Оптимальная структура бетона — это структура, которая обеспечивает комплекс требуемых свойств при выполнении заданных
условий оптимальности (минимальный расход цемента, мини
мальная стоимость бетонной смеси и др.). В соответствии с этим
условием составы бетона могут существенно отличаться при раз
личных условиях оптимальности.
В строительно-технологической практике наибольшее распространение получили методы проектирования составов бетона с требуемой прочностью при сжатии. Это обусловлено, во-первых, тем, что при конструктивных расчетах прочность бетона является основным его параметром, и, во-вторых, предположением, что с прочностью однозначно связаны и другие необходимые свойства бетона. Последнее предположение, однако, не является достаточно общим. Действительно, с прочностью бетона при сжатии однозначно связаны многие его свойства: прочность при изгибе, растяжении, износостойкость, кавитационная стойкость и др. Однако не является однозначной зависимость прочности и морозостойкости, прочности и ползучести и т.д., и их расчетное определение должно быть основано на использовании комплекса специальных количественных зависимостей.
Проектирование составов бетона может рассматриваться как изолированная система (первый тип задач) и как подсистема более общих технологических систем, например проектирования бетонных и железобетонных конструкций и технологии их производства (второй тип задач).

В первом случае задача заключается лишь в оптимальном рецептурном обеспечении заданных параметров, а во втором — решается дополнительно и задача оптимизации самих задаваемых параметров (удобоукладываемости смеси, прочности бетона и др.).
Существующая практика предполагает, в основном, решение задач первого типа, что не всегда может оказаться достаточным. Например, стремление технологов добиться максимальной экономии цемента при проектировании бетона заданной прочности не является продуктивным, если сам показатель прочности не оптимален с позиций стоимости конструкций. В частности, применение бетона повышенной прочности может позволить уменьшить сечение конструкций и, таким образом, с позиций расхода цемента на единицу изделий (конструкций), а не на кубометр бетона, может оказаться более выгодным. Аналогично, не всегда технико-эконо-мически обоснованными являются показатели удобоукладываемости бетонных смесей, от которых существенно зависят составы. Например, если критерием оптимизации составов является стоимость конструкции, применение жесткой бетонной смеси может оказаться менее выгодным, учитывая трудозатраты на укладку бетона, чем применение литой смеси, хотя последняя содержит большее количество цемента. В связи с этим представляется рациональным, там где это возможно, объединять усилия конструкторов, технологов и экономистов для комплексного решения задач конструктивного и технологического проектирования бетона.
При проектировании составов бетона в задачах второго типа предполагается их многовариантность. Выбор того или иного состава определяют в конкретных условиях, исходя из принятого критерия оптимальности. Такими критериями наиболее часто могут быть минимальный расход цемента, минимальная средняя плотность бетона, минимальная стоимость бетона. Может быть выбран более сложный критерий, например, стоимость конструкций или даже всего сооружения в целом с учетом не только стоимости бетона но и трудоемкости, стоимости изготовления, перевозки и монтажа конструкций.
В задачах второго типа в качестве оптимизируемых факторов состава бетонной смеси рассматриваются не только рецептурные (соотношение заполнителей, расход добавки), но технологические и конструктивные параметры.
Одним из подходов, связывающих состав бетонной смеси с технологическим процессом, является теоретический подход, разработанный Ю. Сторком. Он предложил рассматривать энергию уплотнения бетонной смеси при вибрации как один из основных параметров состава смеси, обеспечивающий в комплексе с другими факторами, необходимую прочность бетона. Исходя из этой предпосылки, Ю. Сторк вывел ряд уравнений, устанавливающих зависимость между режимом вибрации, составом и физико-механическими свойствами бетонных смесей и бетонов.
В ряде работ получены уравнения, связывающие состав бетона с режимом тепловой обработки, и рассмотрены их решения при различных критериях оптимальности.
Задачи первого типа можно разделить на группы: однопара-метрические, двух- и многопараметрические. В основу такой классификации положено общее количество нормируемых параметров для бетонной смеси и затвердевшего бетона.
Для однопараметрических задач не нормируется обычно в строго определенных количественных границах показатель удобоукладываемости смеси. Указывается лишь его качественная характеристика (смесь полусухая, жесткая, подвижная, литая). Качественно могут характеризоваться и отдельные показатели затвердевшего бетона (бетон морозостойкий, водонепроницаемый, сульфатостойкий и др.). В ряде случаев указывается способ изготовления изделий или выполнения бетонных работ. Могут указываться также условия эксплуатации конструкций. В тех случаях, когда это представляется возможным, технолог вводит в условие задачи проектирования составов количественные показатели, адекватные качественным оценкам, и однопараметрическая задача проектирования состава трансформируется в двух- или многопараметрическую. В остальных случаях приходится, проектируя состав, обеспечивающий нормируемые свойства, вводить необходимые ограничения по расходу воды, В/Ц, крупности и виду заполнителей, содержанию добавки.
Наиболее разработанными и реализуемыми на практике являются двухпараметрические задачи, когда нормируемым свойством бетона является его прочность при сжатии (Псж), а бетонной смеси — показатель удобоукладываемости (подвижность ОК или жесткость Ж). Для решения задач этого типа широко применяются расчетно-экспериментальные методы, использующие ряд известных технологических зависимостей: прочности бетона от цемен-тно-водного отношения, правило постоянства водопотребности бетонных смесей, правило оптимального содержания песка и др.
При решении таких задач для тяжелых бетонов последовательно определяют значения цементно-водного отношения, расход воды с учетом требуемой подвижности или жесткости бетонной смеси и расход заполнителей, используя допущение о том, что бетонная смесь складывается из абсолютных объемов всех ее составляющих. В простейшем случае для четырехкомпонентной смеси необходимо знание трех параметров: цементно-водного отношения (Ц/В), расхода воды (В) и фактора, характеризующего соотношение заполнителей (доли песка в смеси заполнителей (г) или коэффициента раздвижки зерен крупного заполнителя цементно-песчаным раствором (а)). Последний фактор можно рассматривать как оптимизирующий, т.к. лишь при некотором оптимальном его значении, в условиях Ц/В=сопзт, возможно достижение минимального расхода цемента (рис. 7.1). Чаще всего под оптимальным принимают соотношение заполнителей, обеспечивающее их наилучшую удобоукладываемость или минимальную водопотребность. Для бетонной смеси с большим количеством компонентов строгий аналитический поиск оптимального соотношения заполнителей становится достаточно сложной задачей, требующей применения методов нелинейного программирования и ДР — В некоторых случаях задача может быть упрощена при использовании эмпирических зависимостей.
Оптимизирующим фактором может служить также расход добавки. В частности добавки-пластификаторы позволяют достичь минимального расхода цемента при оптимальном их расходе, который зависит от необходимой подвижности смеси, прочности бетона.

В тех случаях когда, кроме прочности при сжатии, возникает необходимость нормирования ряда других его строительно-технических свойств, задача проектирования состава существенно усложняется.
При проектировании составов различных и, в особенности, специальных видов бетона (гидротехнического, дорожного, кор-розионностойкого и т. д.) возникают многопараметрические задачи. Их можно разделить на три подгруппы:
с нормируемыми параметрами, однозначно связанными с прочностью бетона при сжатии;
с нормируемыми параметрами, неоднозначно связанными с
прочностью при сжатии;
с нормируемыми параметрами, не связанными с прочностью
при сжатии.
В первую подгруппу входят, например, задачи с различными нормируемыми показателями прочности бетона. При расчете составов таких бетонов сначала находится определяющий параметр из нормируемых свойств бетона, соответствующая ему прочность при сжатии и устанавливается минимально возможное Ц/ В, обеспечивающее весь набор свойств. Под «определяющим параметром» понимается такой нормируемый параметр, достижение которого предполагает одновременно достижение и всех других параметров, указанных в условии задачи.
Разработка достаточно общего и доступного расчетно-экспериментального метода проектирования составов бетонных смесей с заданной удобоукладываемостью и прочностью бетона стала возможной благодаря использованию ряда допущений, сделанных на основе физических закономерностей, обусловленных влиянием структуры бетона на его свойства. Такими закономерностями являются закон (правило) водоцементного отношения, правило постоянства водопотребности бетонных смесей, правило оптимального содержания песка и др. Данные закономерности могут быть использованы и при многопараметрическом проектировании составов бетона. При этом общая схема метода следующая:
1 С учетом проектных требований к бетону, технологических условий и технико-экономического анализа выбираются исходные компоненты бетонной смеси и ее удобоукладываемость.
2 В тех случаях, когда нормируются свойства бетона, однозначно связанные с прочностью бетона при сжатии Рсж (прочность при растяжении, изгибе, модуль упругости, условная растяжимость и др.), определяется значение последней, обеспечивающее заданные свойства.
3. С учетом активности цемента, качественных особенностей за
полнителей, условий твердения и других факторов определяется Ц/В, обеспечивающее заданные свойства.
4. Для достижения требуемого показателя удобоукладываемости и при необходимости других свойств бетонной смеси и бетона (например, усадки) при использовании данных исходных
материалов и добавок определяется расход воды (В). При этом в случае выхода за пределы правила постоянства водопотребности расход воды корректируется с учетом Ц/В.
5. При нормировании морозостойкости бетона рассчитывается требуемый объем эмульгированного воздуха и уточняется необходимое Ц/В.
6. При найденных значениях В и Ц/В проверяется возможность достижения нормируемых свойств, которые определяются этими двумя технологическими параметрами. В случае недостижения нормируемых параметров производится дополнительное корректирование В и Ц/В с использованием при необходимости специальных технологических приемов (введение добавок и др.).
7. Рассчитывается с учетом окончательно найденных Ц/В и В расход цемента и проверяется выполнение ограничений, связанных с расходом цемента (тепловыделение, стойкость к коррозии и др.).
8. Рассчитывается состав мелкого и крупного заполнителя при введении нескольких фракций, а затем их расходы. При выборе соотношения заполнителей наряду с достижением наилучшей удобоукладываемости и прочности принимаются во внимание и другие условия (повышенная водонепроницаемость, толщина конструкции, степень армирования и др. ).
9. Рассматривается возможность использования различных технологических решений, направленных на экономию цемента, снижение энергозатрат, уменьшение стоимости бетонной смеси.

Авторы: Л. И. Дворкин, О. Л. Дворкин

---

Тяжелый бетон — его разновидности и технические характеристики

Несмотря на изобретение новых строительных материалов, тяжелый бетон остается самым популярным и незаменимым на любой строительной площадке. Область его применения обширна. Но, чаще всего его используют для отливки всевозможных несущих строительных конструкций, таких как разноформатные плиты перекрытий, колонны, ригеля, фермы, перемычки, армопояса, блоки и многие другие.

Почему бетон «тяжелый»

Новички в строительстве часто интересуются: «что такое тяжелый бетон»? Бетон – понятие достаточно обобщающее. Его применяют при изготовлении раствора для искусственных камней, основу которого составляет цементный вяжущий компонент в сочетании с водой и любым наполнителем. В случае изготовления такого материала используются особые заполнители, отличающиеся высоким уровнем прочности, плотности и веса. Затвердевший камень также обладает повышенной плотностью – до 2500 кг/м². Отсюда и такое точное название – тяжелый бетон.

Виды тяжелого бетона

В зависимости от сферы применения и коррекции состава тяжелый бетон имеет широкую номенклатуру.

Железобетон

Бетоны тяжелые отличаются не только значительным весом, но и повышенной сопротивляемостью к разрушающим нагрузкам на сжатие. Но, на изгиб такой материал довольно плохо работает и под постоянным давлением начинает очень быстро разрушаться. Чтобы продлить долговечность изделий из железобетона, их укрепляют арматурными каркасами.

В этом случае тяжелый бетон уже классифицируется как железобетон. Именно изделия и конструкции из него широко распространены и встречаются в «скелете» каждого современного здания и сооружения.

Гидротехнический

Гидротехнический — особый вид, предназначающийся для работы в местах с повышенной влажностью. Он продолжительное время способен выдерживать воздействие воды и практически не поддается разрушению.

Быстротвердеющий

Быстротвердеющий – разновидность тяжелого бетона, который отличается быстрыми сроками схватывания и набора прочности без потери своих характеристик.

Бетоны особой тяжести

Также существуют особо тяжелые бетоны и материалы средней тяжести. Плотность особо тяжелого бетона составляет больше 2500 кг/м². В качестве заполнителя в его состав добавляют:

• магнетит;
• металлический скрап;
• лимонит;
• барит.

Эти материалы отличаются не только хорошими качественными показателями, но весьма высокой стоимостью. Поэтому применение такого искусственного камня ограничивается строительством промышленных объектов специального назначения.

Высокопрочный

Такой вид бетона характеризуется повышенной плотностью и показателем прочности, которых удается добиться благодаря специализированным добавкам и особой технологии изготовления.

Дорожный

Дорожный вид этого материала используется при строительстве дорог и характеризуется повышенной сопротивляемостью к различным нагрузкам.

Кислотостойкий

Кислотоупорный тяжелый бетон — специфичный материал, использующийся при строительстве химических объектов.

Огнеупорный

Жаростойкий вид строительного материала создан для возведения особых объектов, подвергающихся воздействию высоких температур. Он способен выдерживать больше 12 000 ⁰С.

Полимербетон

Добавление особых полимеров в состав – новое слово в строительстве. Этот вид бетона отличается тем, что он пропитывается смолами и полимерами, продлевающими долговечность и увеличивающими эксплуатационные характеристики.

Основные свойства тяжелого бетона

Чтобы подробнее описать изделия из такого материала, нужно более детально рассмотреть его технические характеристики.

Прочность

Показатель прочности бетонов всегда был их особенностью, ассоциировавшейся с высоким уровнем надежности. В зависимости от величины разрушающей нагрузки, разработана целая система классификации, узаконенная ГОСТом 26633-91 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые».

Учеными доказано, что срок службы качественного искусственного камня может растягиваться на сотни лет даже в самых агрессивных условиях. При этом он способен постепенно набирать прочность в течение 600 лет.

Водостойкость

Бетон относится к тому редкому типу строительных материалов, который долгое время может сохранять свои свойства и не разрушается под действием воды. Степень водостойкости строительных материалов маркируется W. Показатели в зависимости от вида и марки могут варьироваться в пределах W2 до W20.

Пористость

Структура бетонного камня, даже самого плотного содержит микропоры. Степень пористости зависит от типа, количества заполнителя, водоцементного отношения, вибрирования и других факторов. Показатель этой характеристики равен 6 – 15%.

Морозостойкость

Морозостойкость – способность выдерживать разрушающие нагрузки, создаваемые под действием оттаивания влаги, которой напитался материал в теплый период года. Этот цикл заморозки – разморозки считается за единицу, составляющую марку по морозостойкости. Чем больше таких циклов изделие выдержит без значительных разрушений, тем выше его марка. В среднем марка по морозостойкости равна от 50 до 300.

Теплопроводность

Ахиллесова пята тяжелого бетона – это его теплопроводность. Он очень прочный и долговечный, но, сильно промерзает, не держит тепло внутри стен и не аккумулирует его. Теплопроводность возрастает с повышением плотности. Не замечали, что даже в солнечную погоду бетонный камень всегда холодный?

Что входит в состав тяжелого бетона

В независимости от вида и марки тяжелого бетона, в его состав неизменно входят следующие компоненты:

• Вяжущий компонент – в его качестве используют различные виды цементов по составу и марочной прочности от М200 до М800. От него зависит не только конечные прочностные характеристики, но и время затвердевания искусственного камня. Например, для приготовления раствора М200, предназначающегося для заливки базиса здания лучше всего использовать портландцемент М400.
• Мелкий заполнитель – его роль состоит в том, чтобы сделать смесь максимально однородной. Чаще всего для растворов используют средне фракционный песок. Важно, чтобы он был максимально чистый и без глинистых включений. Особенно это важно, если вы собираетесь сами делать смесь для заливки фундамента М250 классом В20 или М200 классом В15.
• Крупный заполнитель – придает дополнительную прочность. Собственно, из–за его содержания бетон и называется тяжелым. В зависимости от вида и назначения смесей используют всевозможные заполнители. Самый популярный из них – кубовидный щебень гранитных пород. Для изготовления раствора М200 лучше всего использовать сырье фракцией 10 – 20 мм.
• Вода. Чтобы раствор получался максимально качественным нужно использовать воду средней жесткости без дополнительных примесей и загрязнений.
• Пластифицирующие добавки. Практически в любой современный бетон входит такой важный компонент, как пластификатор. Их существует множество видов, классифицирующихся в зависимости от направленности действия: придающие прочность, увеличивающие морозостойкость, пластичность, гидрофобность, вязкость, разжижение. Например, для фундаментного раствора М200 обычно берут пластификаторы, повышающие прочность затвердевшего камня.

Тяжелый бетон – это самый долговечный строительный материал, который можно приготовить самостоятельно. Нужно только произвести расчет правильного состава тяжелого бетона.

Состав тяжелого бетона расчет

Исходное положение для подбора состава бетона определяется маркой бетона и производится расчет состава тяжелого бетона..
Марка характеризует бетон по пределу прочности на сжатие или на растяжение R₆ в возрасте обычно 28 дней, по водонепроницаемости В и морозостойкости М_ра и определяется условиями работы элемента конструкции или сооружения. Ориентировочное значение предела прочности бетона на сжатие в возрасте 28 дней определяется по формулам:

где R₆ — предел прочности бетона на сжатие в возрасте 28 дней в кгс/см² ;

R_n — активность цемента, определяемая по ГОСТ а, в возрасте 28 дней в кгс/см² ;

Ц\В — цементно-водное отношение в бетоне по весу;

А и А₁ — коэффициенты, принимаемые по данным табл. 1, в зависимости от качества материалов, применяемых в бетоне.

Таблица 1. Значения коэффициентов А и А₁ для расчета прочности бетона.

Характеристика материалов	Значение А		Значение А1
	При испытании цемента
	по ГОСТ 310—41, отменяется с 1.1.66 г.	по ГОСТ 310—60, вводится с 1.1.66 г	по ГОСТ 310—41, отменяется с 1.1.66 г.	по ГОСТ 310—60, вводится с 1.1.66 г
Высококачественные	0,5	0,65	0,33	0,43
Рядовые	0,45	0,6	0,3	0,4
Пониженного качества: гравий, мелкий песок, низкомарочный цемент	0,4	0,55	0,27	0,37

Значение предела прочности бетона на растяжение принимается равным 0,1 значения предела прочности на сжатие.
Из формул (1) и ;(1а) может быть найдено значение водоцементного отношения, необходимое для расчета состава бетона:

Для конструкций и сооружений, работающих в условиях воздействия агрессивных сред, значение водоцементного отношения ограничивается в зависимости от вида среды, степени ее агрессивности и вида конструкции.
В табл. 1 и 2, составленных на основе длительного опыта, приведены наибольшие допустимые водоцементные отношения для бетона в различных железобетонных конструкциях, работающих в воздушной и жидкой средах.
Конструкции с проволочной арматурой применять в условиях сильной агрессии не рекомендуется, ввиду повышенной уязвимости высокопрочной стали малого диаметра, а при необходимости применения их защита должна выполняться особенно надежно и тщательно на основе специально разработанного проекта.

Конструкции зданий и сооружений, работающих в сухих условиях, но при выделении гигроскопической производственной пыли, приравниваются по условиям работы к конструкциям, работающим в условиях переменного смачивания и высушивания.
Окончательное значение водоцементного отношения, которое учитывается в дальнейшем расчете состава тяжелого бетона, принимается наименьшее из полученных по формулам (2) и (2а) или же из табл. 2 и 3.

При этом следует учитывать зависимость между значением водоцементного отношения и маркой бетона по водонепроницаемости, приведенные в табл. 3, что имеет существенное значение при подборе бетона для элементов сооружений, работающих в условиях гидростатического напора жидкостей в резервуарах, трубах, железобетонных судах, шлюзах, плотинах и т. п.
Низкое значение водоцементного отношения в бетоне, рекомендуемое в табл. 1 и 2, естественно потребует повышения расхода цемента выше обычно применяемых средних норм, который может достигнуть 420— 500 кг/м³ бетона.

При этом прочность бетона при условии применения цементов высокой активности может превысить заданную, однако это необходимо для получения требуемой плотности, водонепроницаемости и долговечности конструкций.
Не следует при этом опасаться повышения усадки бетона за счет повышенного расхода цемента, так как при низком значении водоцементного отношения усадка не превысит величины ее для бетона с нормальным расходом цемента, но с большим водоцементным отношением.
Высказываемое иногда соображение о малой подвижности бетонной смеси и плохой ее укладываемости не оправдано, так как удобоукладываемость смеси определяется общим расходом воды в бетоне, как это следует из данных, приведенных в табл. 5 и 6. При расчете состава смеси заполнителей тяжелого бетона для монолитных сооружений пользуются данными табл. 5.

Таблица 2. Наибольшие допустимые водоцементные отношения (В/Ц) для бетона железобетонных конструкций в зависимости от степени агрессивного воздействия воздушной среды и вида конструкции.

Железобетонная конструкция	Относительная влажность в %	Степень агрессивного воздействия воздушной среды
		слабая	средняя	сильная
С обычным армированием	60	0,6	0,55	0,5
	60-75	0,55	0,5	0,45
	75	0,5	0,45	0,4
Предварительно напряженная со стержневой арматурой	60	0,6	0,55	0,5
	60-75	0,55	0,5	0,45
	75	0,5	0,45	0,4
То же, с проволочкой арматурой	60	0,6	0,5	0,45
	60-75	0,5	0,45	0,4
	75	0,45	0,4	0,4

Таблица 3. Наибольшие допустимые водоцементные отношения (В/Ц) для бетона железобетонных конструкций в зависимости от степени агрессивности жидких сред.

Условия службы конструкций	Железобетонная конструкция	Степень агрессивного воздействия воздушной среды
		слабая	средняя	сильная
В жидких средах без напора	1. С обычным армированием	0,55	0,5	0,45
	2. Предварительно напряженная со стержневой арматурой	0,55	0,5	0,45
	3. То же, с проволочной арматурой	0,5	0,45	0,4
В условиях переменного смачивания и высушивания и в зоне капиллярного подсоса	1. С обычным армированием	0,5	0,45	0,4
	2. Предварительно напряженная со стержневой арматурой	0,5	0,45	0,4
	3. То же, с проволочной арматурой	0,45	0,4	0,4
Под, воздействием гидроста тического напора	1. С обычным армированием	0,5	0,45	0,4
	2. Предварительно напряженная со стержневой арматурой	0,5	0,45	0,4
	3. То же, с проволочной арматурой	0,45	0,4	0,4

Таблица 4. Зависимость между значением В/Ц, маркой бетона по водонепроницаемости и характеристикой плотности бетона.

Показатели	Границы значения В/Ц отношения
	0,6—0,55	55—0,45	0,45—0,35	менее 0,35
Марка бетона по водонепроницаемости	В4	В6	В8	В25 и более
Характеристика плотности бетона	Нормальная 0,82—0,85	Повышенная 0,86—0,9	Высокая 0,91—0,92	Особенно высокая >0,92

Таблица 5. Состав смеси заполнителей и количество воды для бетонной смеси на портландцементе с В/Ц = 0,5 и осадкой конуса 5 см

Наибольший размер крупного заполнителя в ±мм	Смесь на гравии		Смесь на щебне
	количество песка с модулем крупности 2,5 в смеси заполнителей по абсолютному объему в %	количество воды на 1 м3 смеси в л	количество песка с модулем крупности 2,5 в смеси заполнителей по абсолютному объему Ап в %	количество воды на 1 м3 смеси в л
10	51	205	57	220
20	40	180	44	190
25	37	170	42	185
40	32	160	37	175
60	30	150	35	165
80	28	145	33	160

В случае применения пуццоланового портландцемента или шлакопортландцемента количество воды в бетонной смеси увеличивается на 10—30 л по сравнению с указанным в таблице.
В бетонных смесях с применением пластифицирующих, воздухововлекающих и кремнийорга- нических добавок к бетону количество воды уменьшается примерно на 10%.
Увеличение или уменьшение осадки конуса бетонной смеси на 1 см требует соответственного увеличения или уменьшения количества воды на 1,2%.
Увеличение или уменьшение модуля крупности песка, по сравнению с принятым 2,5, на 0,1, требует соответственно увеличения или уменьшения его количества по абсолютному объему смеси заполнителей на 0,5%.
Увеличение или уменьшение водоцементного отношения в бетонной смеси по сравнению с принятым 0,5 на 0,05 требует соответственно увеличения или уменьшения количества песка на 1%.
Для жестких бетонных смесей количество песка в смеси заполнителей по абсолютному объему снижается на 1—3%.

Количество воды для малоподвижных и жестких бетонных смесей, применяемых преимущественно при изготовлении сборных железобетонных конструкций, при устройстве полов, покрытий дорог и аэродромов, определяется данными табл. 6.

После установления количества требуемой в бетонной смеси воды по принятому водоцементному отношению и соотношению абсолютных объемов песка и щебня, приведенному в табл. 5, по известным из курса «Строительные материалы» способам производится расчет количества составляющих тяжелый бетон материалов на 1 м1 м³ смеси и на пробный за мес.

Таблица 6.

Осадка конуса в мм	Удобоукладываемость в сек	Наибольшая крупность заполнителей в мм
		смесь на гравии			смесь на щебне
		10	20	40	10	20	40
0,5—2	20—30	185	170	160	200	180	170
—	30—40	160	155	150	170	165	160
—	50—70	155	150	145	165	160	155
—	70—90	150	145	140	160	155	150
—	120—150	145	140	135	155	150	145
—	200—250	140	135	130	150	140	135
—	350—400	135	130	125	145	135	130

Все о тяжелых видах бетона, состав и свойства

Состав тяжелого бетона. Бетонная смесь имеет первостепенное значение на любой современной стройке.

Состав тяжелого бетона

Бетонная смесь имеет первостепенное значение на любой современной стройке. Прежде всего, ее используют при закладке фундаментов. Она также применяется (в качестве раствора) и для соединения самых разных материалов.

Способ приготовления бетона прост. Необходимо смешать цемент (берется марка, наиболее подходящая для конкретного вида работ) и песок. Затем в емкость для смешивания заливают воду. Еще один немаловажный компонент бетонной смеси, который добавляется одновременно с водой — заполнитель. Для заполнения могут применяться различные каменные породы (обладающие твердостью), но обычно берут щебень.

При повышенной нагрузке на участок площади строения применяется тяжелая бетонная смесь. Ее используют в процессе строительных и монтажных работ самых разных видов

Тяжелый бетон производят следующим образом: для основы берут цемент определенных марок (к ним относятся М300, М400, М500, М600), для заполнителя — горные породы высокой прочности. К этим породам относятся диабаз, щебень, известняк, гранит. В смесь можно добавить мраморную крошку. Такое добавление гарантирует повышенную прочность. Но многие строители обходятся без мраморной крошки, поскольку она стоит недешево.

Чтобы добиться наилучшей прочности и твердости приготовленного бетона, используют специальный вид качественного цемента — портландцемент. В числе достоинств этого вида — наиболее оптимальный состав зерен, а также помол высочайшей прочности.

Бетонная смесь, изготовленная на основе портландцемента, обладает отличной водоудерживающей способностью. Зачастую в тяжелый бетон добавляют специальные компоненты, чтобы он схватывался в максимально короткий срок. Это позволяет строителям экономить время. К тому же выполненная работа будет более качественной, поскольку быстрое затвердевание цемента ведет к тому, что расслаивания цементного теста не происходит.

Минеральное вяжущее

Его выбор определяется заданной прочностью бетона, условиями его твердения и эксплуатации. Учитывается минералогический состав цемента, тонкость помола, содержание добавок.

Вода

Используется питьевая, природная, не содержащая вредных примесей (минеральных или органических кислот, жиров, сульфатов) вода. В лабораторных условиях определяют пригодность воды.

Песок

Смесь зерен крупностью 0.14-5 мм. Качество песка определяется содержанием в нем вредных примесей (глинистые, пылевидные, сернокислые соединения), содержание которых не должно превышать установленных ГОСТами норм.

По крупности пески подразделяют: крупный песок, средний, мелкий и очень мелкий.

Крупный заполнитель

Гравий — рыхлая смесь горных пород. Размер зерен 5-70 мм. Гравий бывает: горным, речным, морским.

Щебень получают путем дробления горных пород. Имеет размер зерен такой же как у гравия.

Качество заполнителя

Качество крупного заполнителя характеризуется зерновым составом, формой зерен, наличием вредных примесей, морозостойкостью и прочностью.

Дата публикации статьи: 27 февраля 2015 в 04:48
Последнее обновление: 16 января 2019 в 10:09

---

Бетон тяжелый (БСТ), применение и гост на смеси тяжелого бетона

Тяжелый бетон — бетонная смесь, приготовленная из цемента, воды, а так же крупных и мелких заполнителей. Тяжёлым считается бетон с удельной массой одного кубического метра 1800 — 2500 кг. Крупными заполнителями тяжёлого бетона являются такие горные породы как: гранит, известняк, диабаз, гравий. При использовании в качестве заполнителя только песка мелкой и крупной фракции, смесь называется — пескобетон или мелокзернистый бетон. По удельному весу пескобетон так же можно отнести в группу тяжёлых бетонов. Существуют ещё особо тяжёлый бетон. Масса отдельных видов достигает 7000 кг/куб.м. Но их применяют в основном для создания специальных сооружений таких как: атомные электростанции, ядерные реакторы, и другие подобные объекты. В качестве вяжущего так же применяется цемент, а в роли крупных заполнителей — барит, магнетит, гематит, металлический скрап. Особо тяжёлые бетоны отличаются повышенной плотностью.

Тяжёлый бетон — наиболее часто используемый и самый прочный из распространённых видов бетона. Все виды монолитных несущих конструкций — это область применения тяжёлого бетона. Великолепные прочностные характеристики, удобство подачи и укладки, в совокупности с доступной ценой, делают тяжёлый бетон самым используемым и практичным строительным материалом на сегодняшний день. Лишь в двух областях тяжёлый бетон уступает пальму первенства своему легкому собрату. При устройстве ограждающих конструкций (стен) и легких перекрытий — наиболее эффективно применять легкий бетон. И всё равно, даже в подобных облегчённых сооружениях используются силовые и несущие элементы из тяжёлого бетона.

Большинство железобетонных изделий:ЖБИ, ЖБК, сваи, бетонные блоки, фундаментные блоки ФБС, плиты перекрытия, плиты дорожные, плиты ПАГ и ПДП, производятся из тяжёлых конструкционных бетонов и арматуры. Бетон тяжёлый выпускается всех марок от м100 до м1000. Наиболее распространённые марки м200; м300; м350.

Компания BESTO производит и доставляет все основные марки тяжёлого бетона, применяемые строительстве.

Тяжелый бетон по ГОСТу — статьи

Из всех типов бетонов тяжелый – самый распространенный материал. Тяжелый бетон по ГОСТу характеризуется плотностью от 1800кг/м3 до 2500кг/м3 и отличается плотной структурой. Эксплуатационные свойства тяжелых бетонов, состав и требования к ингредиентам смеси  регламентируются ГОСТом 26633-91 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые».

Состав и виды тяжелого бетона по ГОСТу

По ГОСТу бетон тяжелый производится из цемента, наполнителя, песка и воды, однако в зависимости от необходимых технических характеристик готового материала, могут как качественно, так и количественно меняться типы наполнителей, песка и цемента. В зависимости от целевого назначения и состава смеси, тяжелые бетоны подразделяются на несколько подтипов: высокопрочный, быстротвердеющий, малощебеночный и литой бетон, бетон для ж/б конструкций, дорожных покрытий, специальных и гидротехнических сооружений.  Каждый из этих видов тяжелого бетона производится по собственной рецептуре. Для тяжелого бетона используются два типа заполнителей: крупный и мелкий. Крупные заполнители – преимущественно горные породы (гравий, щебень, базальт, диабаз, гранит). Мелкий заполнитель представляет собой песок самых разных видов. Меняя соотношение крупного и мелкого заполнителя для тяжелого бетона, можно получать материал с самыми разными эксплуатационными свойствами. В качестве дополнительного ингредиента, позволяющего придать готовой бетонной смеси необходимые свойства, например, пластичность, в состав тяжелых бетонов зачастую вводятся специальные добавки. Кроме того, одной из характерных особенностей тяжелого бетона является необходимость интенсивного перемешивания смеси в процессе транспортировки и ее уплотнение с помощью виброукладки.

Сфера применения тяжелых бетонов

Тяжелый бетон применяется практически во всех секторах строительства, что обусловлено его превосходными эксплуатационными качествами. В первую очередь высокой прочностью, долговечностью, а также прогнозируемостью по времени твердения, вязкости и усадке.  Наиболее востребован тяжелый бетон для создания сборных, монолитных или сборно-монолитных железобетонных конструкций. Практически нет альтернативы тяжелому бетону при производстве конструкций для гидротехнических сооружений и взлетных полос. Бетоны исключительно тяжелого типа используются для возведения зданий и сооружений специального назначения или помещений, которым требуется бетон повышенной прочности.

технические характеристики, состав, требования ГОСТ, цены

Трудно переоценить важность правильного подбора стройматериалов — от их качества и технических характеристик зависит конечный результат работы. Для любого проекта, будь это коттедж, дачный домик, бассейн или лестница, понадобятся бетонные смеси, которые имеют разные свойства и являются крайне востребованными в современном строительстве. При выборе раствора для конкретной цели необходимо знать: что такое тяжелый бетон и где возможно его применение.

Оглавление:

1. Основные характеристики
2. Где используют?
3. Особенности производства
4. Стоимость

Классы и марки прочности

При изготовлении бетона обязательно соблюдение требований ГОСТ 26633-91 к технологической документации производства, входному контролю исходных материалов, качеству готовой продукции. В техпаспорте на смесь должна быть приведена марка, характеризующая:

• прочность;
• плотность;
• морозостойкость;
• водонепроницаемость.

Самой существенной характеристикой бетона является его прочность на сжатие, для количественного выражения которой применяется класс от B3,5 до B80 или марка от M50 до M1000. Величина B30 означает, что при испытаниях стандартный куб (сторона 150 мм) выдерживает давление в 30 МПа в 95 % случаев. Тот же показатель, но с использованием другой единицы измерения — кг*с/см2, лежит в основе градации бетонных растворов по маркам прочности на сжатие. Двойное обозначение одной характеристики связано с вводом в действие стандарта СЭВ 1406-78, где были установлены классы бетона, но не отменены существовавшие ранее марки. ГОСТ 26633-91 применяет оба показателя и приводит таблицу соотношения между ними.

Прочность бетона зависит от его удельного веса — чем больше масса 1 м3 материала, тем выше класс. Средняя плотность измеряется в кг/м3 и обозначается буквой D, и когда ее значение находится в пределах более D2000 до D2500, бетон называют тяжелым. Обеспечивает столь высокий вес состав раствора, к каждому компоненту которого предъявляются определенные требования. Хотя любые типы бетонов состоят из вяжущего вещества, наполнителя и воды, для тяжелых цемент выбирается с учетом таких свойств, как плотность, морозостойкость и водонепроницаемость, а песок и щебень дополнительно контролируется по влажности, размерам, пустотности.

Применение

Бетон тяжелых марок используют для фундаментов различных строений, стяжки пола, оснований лестниц, заборов, формирования дорожек и заливки площадок. В состав смесей вводятся специальные добавки, повышающие пластичность и плотность. Важной характеристикой для материалов, подвергающихся воздействию окружающей среды, является морозостойкость. Марка обозначается буквой F и цифрами от 50 до 1000, равными количеству циклов замерзания-оттаивания, которое бетон способен перенести и не разрушиться.

Если планируется применение раствора для строительства бассейна, стоит обратить внимание на водонепроницаемость. Тяжелые материалы подразделяют на марки от W2 до W20, показывающие давление в кг*с/см2, которое они выдерживают, не пропуская через себя воду.

Приготовление

Технология производства достаточно проста: в смесь цемента и песка следует добавить воду, размешать, засыпать щебень, равномерно его распределить, вылить все в опалубку и утрамбовать. Способ одинаков для любого типа бетона, но свойства и доля каждого ингредиента в общем объеме влияют на качество полученного материала. Для тяжелых видов бетона важнейшим параметром является цементно-водное отношение. Класс заметно снижается как при недостатке, так и при избытке воды при прочих равных условиях. Подобрать нужное отношение самостоятельно сложно из-за невозможности в домашних условиях определить влажность песка и щебня, надежнее приобрести бетон у производителя.

Стоимость

Готовые тяжелые бетонные смеси
Класс	Марка	Морозостойкость, F	Водонепроницаемость, W	Подвижность	Цена, рубли/м3
B7,5	M100	50	2	П3	3 300
B12,5	M150				3 430
B15	M200	100	4		3 650
B22,5	M300		6	П4	3 850
B25	M350	300	8		3 950
B45	M600		16		5 250

(PDF) Свойства тяжелого бетона для структурной и радиационной защиты

Arab J Sci Eng

в таком поле помещается экранирующий элемент между источником излучения

и средой, подверженной воздействию излучения [1].

В настоящее время для этой цели используются материалы с высокой удельной массой и радиационно-экранирующими свойствами. Свинец и тяжелый бетон

, обладающие этими характеристиками, широко используются

, среди которых более предпочтительным является тяжелый бетон

, особенно с точки зрения стоимости.Тяжелый бетон — это бетон типа

, обладающий свойством высокой радиационной защиты,

благодаря удельному весу более 2600 кг / м3.

По мере увеличения удельного веса бетона эффективность защиты

от излучения увеличивается.

В прошлом были исследованы различные аспекты тяжелых бетонов

в соответствии с потребностями и областями применения промышленности

. Эти исследования в основном сосредоточены на

, как механические и защитные свойства тяжелых бетонов

меняются в зависимости от типа используемого заполнителя.

Акьюз [2] разработал проект бетонов, изготовленных из заполнителя барита

для защиты от гамма-излучения, и провел комплексное исследование этих бетонов. В то время как

количество барита увеличилось, прочность не улучшилась,

, но усадка уменьшилась. Существенное увеличение барита

вызывает повышение линейного коэффициента затухания. Коцскун [3]

также исследовал свойства бетонов, полученных с использованием барита

, и соответствующее влияние этого типа заполнителя

на радиационную защиту.Он изучил физические свойства

бетонов, содержащих барит, которые были разработаны для достижения

как адекватной обрабатываемости, так и теоретически рассчитанной

целевой радиационной защиты. Kılınçarslan et al. [1] произвел

бетонов трех различных классов прочности C20, C30 и

C40 с использованием барита и обычного заполнителя. Были исследованы физические

и механические свойства этих бетонных образцов

и рассчитаны коэффициенты ослабления излучения

.

Oudo [4] нацелен на производство высокопроизводительного тяжелого бетона

, обеспечивающего радиологическую защиту, структурную целостность

и долговечность. Он приготовил 15 бетонных смесей

с использованием барита, магнетита, гетита и серпентина в качестве крупного заполнителя

и добавил 10% микрокремнезема, 20% летучей золы и

30% доменного шлака по отношению к цементу в каждом

смесь. Он определил прочность на сжатие для каждой смеси —

через 7, 28 и 90 дней.Испытания на пропускание излучения

были выполнены с использованием источников гамма-излучения, таких как радиоактивные элементы 137Cs

,

и 60Co, а линейные коэффициенты ослабления

были получены для смесей. Результаты экспериментов

показали, что высокопрочный тяжелый бетон, включающий

и крупнозернистый магнетитовый заполнитель с 10% кремнеземной пыли, имел наивысшую прочность на сжатие

и что эффективность экранирования

повышалась с увеличением доли мелкодисперсного магнетитового заполнителя.

Линг и Пун [5] исследовали возможность использования переработанного стекла воронки с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ)

в бетоне. Благодаря высокой плотности

его можно рассматривать для использования в производстве

тяжелого бетона. Они использовали переработанное стекло CRT воронки

, как обработанное, так и необработанное, и барит для производства тяжелого бетона

. При использовании баритового заполнителя и переработанного стекла воронка

вместо естественных крупнозернистых и мелкозернистых заполнителей

плотность бетона значительно увеличилась.Однако прочность на сжатие

и прочность на раскалывание при растяжении кон-

крит были снижены, а использование барита в бетонной смеси также привело к снижению модуля упругости.

Линг и Пун [6] разработали конкретный проект для исследования

высокотемпературных воздействий на тяжелый бетон, содержащий

барит и стекло воронки с электронно-лучевой трубкой. Они получили

механических свойств тяжелого бетона после

воздействия высоких температур (25, 300, 500, 600 и 800 ◦C).

При 25 ° C баритовый бетон имел более высокую плотность, чем гранитный

бетон (нормальный), но прочность на сжатие

немного снизилась. При 300 ° C и плотность, и прочность на

значительно снизились по сравнению с гранитным бетоном. После 600 ° C на поверхности бетонных образцов

мужчин произошло взрывное растрескивание

.

Gonzales-Ortega et al. [7] оценили поведение бетонных смесей

, в том числе шлаков электродуговых печей (ДСП) в виде агрегатов

затворов.Было изготовлено шесть бетонных смесей, четыре из которых

были изготовлены из шлаков из ДСП, одна была изготовлена ​​как обычный бетон

, а последняя была спроектирована как тяжелый бетон

с баритовыми заполнителями. Бетон, изготовленный из шлака ДСП

, имел прочность на сжатие, аналогичную прочности на сжатие обычного бетона

, и более высокую прочность на сжатие, чем бетон

с баритом. Наибольший коэффициент затухания для гамма-лучей

был получен для баритового бетона, тогда как наименьшее значение

было получено для обычного бетона.

Монте и Гамбарова [8] исследовали высокотемпературное поведение тяжелого бетона, содержащего

барита. После периода отверждения в 3 года они исследовали прочность на сжатие и растяжение

, модуль упругости после

нагрева и охлаждения, температуропроводность и пористость до

до 750 ◦C. Баритовый бетон имел благоприятные теплоизоляционные свойства —

, немного лучшую прочность на сжатие выше 500 ° C,

аналогичную прочность на растяжение при раскалывании и более низкий модуль упругости

по сравнению с обычным бетоном.

Алваэли и Надзякевич [9] изучали отходы железа

и сталелитейную промышленность, такие как стальная стружка и окалина в бетоне.

Эти отходы использовались в качестве заполнителя вместо песка

в различных пропорциях (25, 50, 75 и 100%). Прочность на сжатие

и свойства защиты от гамма-излучения

бетона, содержащего стальную стружку и окалину, были исследованы

и сравнены с обычным бетоном. Результат показал

, что прочность на сжатие бетона, включая стружку

, была выше, чем у обычного бетона, но бетон

, содержащий более 25% окалины, имел более низкую прочность.Кроме того, добавление окалины и стальной стружки

улучшило характеристики поглощения гамма-излучения

.

Gencel et al. [10] исследовали характеристики защиты от гамма-лучей и нейтронов

и механическую прочность бетона

, содержащего гематит. Прочность на сжатие и гамма

характеристики поглощения лучей бетона увеличились с

123

Свойства тяжелого бетона для структурных целей и защиты от радиации

1

Kılınçarslan Ş., Башигит С., Аккурт И.: Исследование тяжелого бетона с заполнителями барита для защиты от радиации. J. Fac. Англ. Архитектор. Gazi Univ. 22 (2), 393–399 (2007)

Google Scholar

2

Akyüz, S .: тяжелый бетон с баритовым заполнителем для защиты конструкций от гамма-лучей, ITU J. 35 (5), 59–69 (1977)

3

Coşkun, A .: Использование баритового заполнителя в тяжелом бетоне и изучение свойств бетона.Магистерская диссертация, Университет Афьона Коджатепе (2010)

4

Оуда А.С.: Разработка высокопрочного бетона высокой плотности с использованием различных заполнителей для защиты от гамма-излучения. Прог. Nucl. Энергетика 79 , 48–55 (2015)

Статья Google Scholar

5

Линг Т.К., Пун К.С.: Возможное использование переработанного стекла для воронок с ЭЛТ в качестве тяжелого мелкозернистого заполнителя в баритовом бетоне. J. Clean. Prod. 33 , 42–49 (2012)

Статья Google Scholar

6

Линг Т.К., Пун К.С.: Высокотемпературные свойства баритбетона со стеклянной воронкой с электронно-лучевой трубкой. Fire Mater 38 , 279–289 (2014)

Артикул Google Scholar

7

Гонзалес-Ортега М.А., Сегура И., Каваларо С.Х.П., Торалес-Карбонари Б., Агуадо А., Андрелло А.К .: Радиологическая защита и механические свойства бетонов со стальным шлаком из ДСП. Констр. Строить. Матер. 51 , 432–438 (2014)

Статья Google Scholar

8

Монте Л.Ф., Гамбарова П.Г .: Термомеханическое поведение баритового бетона при воздействии высоких температур. Джем. Concr. Compos. 53 , 305–315 (2014)

Статья Google Scholar

9

Алваэли М., Надзякевич Дж .: Переработка отходов окалины и стальной стружки в качестве частичной замены песка в бетоне. Констр. Строить. Матер. 28 , 157–163 (2012)

Статья Google Scholar

10

Gencel O., Бозкурт А., Кам Э., Коркут Т.: Определение и расчет характеристик гамма- и нейтронной защиты бетонов, содержащих различные пропорции гематита. Аня. Nucl. Энергетика 38 , 2719–2723 (2011)

Статья Google Scholar

11

Резаи-Охбелаг Д., Азимхани С., Гасемзаде Мосавинеджад Х .: Экранирование и испытания на прочность кварцевого бетона. Аня. Nucl. Энергетика 45 , 150–154 (2012)

Статья Google Scholar

12

Миндесс, С.; Янг, Дж. Ф .: Бетон, стр. 596–599. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ (1981)

13

Neville A.M .: Свойства бетона, стр. 844. Wiley, New York (1997)

MATH Google Scholar

14

Технический комитет RILEM 50-FMC: проект рекомендации Определение энергии разрушения раствора и бетона с помощью испытания на трехточечный изгиб на балках с надрезом. Матер. Struct. 18 (4), 287–290 (1985)

15

Ричард П., Чейрези М.Х .: Реактивный порошковый бетон. Джем. Concr. Res. 25 (7), 1501–1511 (1995)

Артикул Google Scholar

16

Ташдемир К., Ташдемир М.А., Миллс Н., Барр Б.И.Г., Лайдон Ф.Д .: Комбинированное влияние микрокремнезема, типа и размера заполнителя на постпиковую реакцию бетона на изгиб. ACI Mater. J. 96 (I), 1–10 (1999)

Google Scholar

17

Ташдемир К., Ташдемир М.А., Лайдон Ф.Д., Барр Б.И.Г .: Влияние микрокремнезема и размера заполнителя на хрупкость бетона. Джем. Concr. Res. 26 (1), 63–68 (1996)

Статья Google Scholar

18

Berger, M.J .; Hubbell, J.H .; Зельцер, S.M .; Chang, J .; Coursey, J.S .; Sukumar, R .; Zucker, D.S .; Olsen, K .: XCOM: база данных сечений фотонов (версия 1.5). [В сети]. http://physics.nist.gov/xcom. Национальный институт стандартов и технологий, Гейтерсбург, Мэриленд (2010)

Реологические и механические свойства бетона высокой плотности, включая баритовый порошок

1.

Hassan beige, A .; Цена, л .; Лин, Э .: Новые технологии энергоэффективности и сокращения выбросов CO ₂ для производства цемента и бетона: технический обзор. Обновить. Поддерживать. Energy Rev. 16 (8), 6220–6238 (2012)

Google Scholar

2.

Imbabi, S.M .; Carrigan, C .; Маккенна, С .: Тенденции и разработки в технологии зеленого цемента и бетона. Int. J. Sustain. Встроенная среда. 1 (2), 194–216 (2012)

Google Scholar

3.

Schneider, M .; Romer, M .; Щудин, М .; Болио, Х .: Устойчивое производство цемента в настоящем и будущем. Джем. Concr. Res. 41 (7), 642–650 (2011)

Google Scholar

4.

Boukhelkhal, D .; Boukendakdji, O .; Kenai, S .; Кадри, Э .: Комбинированное влияние минеральной примеси и температуры отверждения на механическое поведение и пористость SCC. Adv. Concr. Констр. 6 (1), 69–85 (2018)

Google Scholar

5.

Velay-Lizancos, M .; Martinez-Lage, I .; Васкес-Бурго, П .: Влияние переработанных заполнителей на точность метода зрелости вибрирующих и самоуплотняющихся бетонов. Arch. Civ. Мех. Англ. 19 (2), 311–321 (2019)

Google Scholar

6.

Nawaz, W .; Abdalla, J.A .; Hawileh, R.A .; Alajmani, H.S .; Abuzayed, I.H .; Ataya, H .; Мохамед, Х.А.: Экспериментальное исследование прочности на сдвиг железобетонных балок, отлитых из легких заполнителей Lava.Arch. Civ. Мех. Англ. 19 (4), 981–996 (2019)

Google Scholar

7.

Yahiaoui, W .; Kenai, S .; Menadi, B .; Кадри, Э.Х .: Прочность самоуплотняющегося бетона, содержащего шлак, в жарком климате. Adv. Concr. Констр. 5 (3), 271–288 (2017)

Google Scholar

8.

Ling, T.C .; Пун, К.С.: Высокотемпературные свойства баритбетона со стеклянной воронкой с электронно-лучевой трубкой.Fire Mater. 38 (2), 279–289 (2014)

Google Scholar

9.

Kharita, M.H .; Takeyeddin, M .; Alnassar, M .; Юсеф, С .: Разработка специальных радиационно-защитных бетонов с использованием природных местных материалов и оценка их защитных характеристик. Прог. Nucl. Энергетика 50 (1), 33–36 (2008)

Google Scholar

10.

Amritphale, S .; Аншуль, А.; Chandra, N .; Рамакришнан, Н .: Разработка кельсианской керамики из летучей золы, полезной для защиты от рентгеновского излучения. J. Eur. Ceram. Soc. 27 (16), 4639–4647 (2007)

Google Scholar

11.

Akkurt, I .; Akyıldırım, H .; Мави, Б .; Килинкарслан, S .; Басыигит, Ц .: Гамма-экранирующие свойства бетона, включая барит, при различных энергиях. Прог. Nucl. Энергетика 52 (7), 620–623 (2010)

Google Scholar

12.

Gencel, O .; Brostow, W .; Ozel, C .; Филиз, М .: Исследование свойств бетона, содержащего колеманит. Int. J. Phys. Sci. 5 (3), 216–225 (2010)

Google Scholar

13.

Генсель, О .: Физико-механические свойства бетона, содержащего гематит в качестве заполнителей. Sci. Англ. Compos. Матер. 18 (3), 191–199 (2011)

Google Scholar

14.

Gencel, O .; Бозкурт, А .; Kam, E .; Коркут, Т .: Определение характеристик гамма- и нейтронной защиты бетонов, содержащих различные пропорции гематита. Аня. Nucl. Энергетика 38 (12), 2719–2723 (2011)

Google Scholar

15.

Оуда, A.S .: Разработка высокопрочного бетона высокой плотности с использованием различных заполнителей для защиты от гамма-излучения. Прог. Nucl. Энергетика 79 , 48–55 (2015)

Google Scholar

16.

Suresh, A .; Абрахам, Р .: Экспериментальное исследование тяжелого бетона с использованием гематита и латерита в качестве крупного заполнителя. Int. J. Eng. Trends Technol. 28 (4), 171–175 (2015)

Google Scholar

17.

Nambiar, S .; Йоу, Дж. Т. У.: Полимерно-композиционные материалы для радиационной защиты. ACS Appl. Матер. Интерфейсы. 4 (11), 5717–5726 (2012)

Google Scholar

18.

Özen, S .; Engül, C .; Erenolu, T .; Olak, U .; Reyhancan, I .; Ташдемигр, М .: Свойства тяжелого бетона для структурной и радиационной защиты. Arabian J. Sci. Англ. 41 (4), 1573–1584 (2016)

Google Scholar

19.

Баучкар, С.Д .; Чор, Х.С.: Экспериментальные исследования реологических свойств интеллектуального динамического бетона. Adv. Concr. Констр. 5 (3), 183–199 (2017)

Google Scholar

20.

Skripkiūnas, G .; Даукшис, М .: Дилатансия цементных растворов с химическими добавками. J. Civ. Англ. Manag. 10 (3), 227–233 (2004)

Google Scholar

21.

Wallevik, O.H .; Валлевик, Дж. Э .: Реология как инструмент в конкретной науке: использование реографов и блоков работоспособности. Джем. Concr. Res. 41 , 1279–1288 (2011)

Google Scholar

22.

Fares, G .: Влияние ориентации конуса оседания на время оседания (T50) и стабильность устойчивого самоуплотняющегося бетона, содержащего известняковый наполнитель. Констр. Строить. Матер. 77 , 145–153 (2015)

Google Scholar

23.

Schwartzentruber, A .; Кэтрин, Ч .: Метод бетонного эквивалентного раствора (CEM) — новый инструмент для разработки бетона, содержащего примеси. Матер. Struct. 33 (232), 475–482 (2000)

Google Scholar

24.

Скальный, Дж. П., Гебауэр, Дж., Одлер, И.: Материаловедение бетона, специальный объем: гидроксид кальция в бетоне (семинар о роли гидроксида кальция в бетоне). В: Proceedings: the American Ceramic Society Florida, pp. 59–72 (2001)

25.

Kaci, A .; Chaouche, M .; Andréani, P.A .; Броссас, Х .: Реологическое поведение штукатурных растворов. Прил. Реол. 19 (1), 13794-1–13794-2 (2009)

Google Scholar

26.

Ferraris, C.F .; Brower, L.E .; Beaupre, D .; Валлевик, Дж. Э .: Сравнение реометров бетона: международные испытания в МБ (Кливленд, Огайо, США), NIST: NISTIR 7154, Гейтерсбург, (2004)

27.

Маадани, О .; Chidiac, S.E .; Razaqpur, G .; Маилваганам, Н.П .: Контроль качества свежего бетона — новый подход. Mag. Concr. Res. 52 (2), 353–363 (2000)

Google Scholar

28.

Gołaszewski, J.: Влияние агента, повышающего вязкость, на реологию и прочность на сжатие суперпластифицированных растворов. J. Civ. Англ. Manag. 15 (2), 181–188 (2009)

Google Scholar

29.

Golaszewski, J .; Szwabowski, J .: Влияние суперпластификаторов на реологическое поведение свежих цементных растворов. Джем. Concr. Res. 34 , 235–248 (2003)

Google Scholar

30.

Wallevik, O.H .; Feys, D .; Wallevik, J.E .; Хаят, К.Х .: Избегать неточной интерпретации реологических измерений для материалов на основе цемента. Джем. Concr. Res. 78 , 100–109 (2015)

Google Scholar

31.

Jang, K.P .; Kim, J.W .; Choi, M.S .; Квон, С.Х .: Новый метод оценки реологических свойств смазочного слоя для прогнозирования перекачки бетона. Adv. Concr. Констр. 6 (5), 465–483 (2018)

Google Scholar

32.

Güneyisi, E .; Гесоглу, М .; Naji, N .; Ипек, С .: Оценка реологического поведения свежего самоуплотняющегося прорезиненного бетона с использованием моделей Гершеля – Балкли и модифицированной модели Бингема. Arch. Civ. Мех. Англ. 16 (1), 9–19 (2016)

Google Scholar

33.

Estellé, P .; Lanos, C .; Перро, А .: Обработка данных вискозиметрии Куэтта с использованием приближения Бингема при расчете скорости сдвига. Дж. Нон Ньютон. Жидкий мех. 154 (1), 31–38 (2008)

MATH Google Scholar

34.

Soualhi, H .; Кадри, E.H .; Ngo, T.T .; Буве, А .; Cussigh, F .; Бенабед Б .: Реология обычных и малоэффективных экологических бетонов. J. Adhes. Sci. Technol. 29 (20), 2160–2175 (2015)

Google Scholar

35.

Kabagire, D .; Diederich, P .; Яхия, А .: Новый взгляд на эквивалентный бетонный раствор для самоуплотняющегося бетона.J. Sustain. Cem.-Based Mater. 4 , 34–37 (2015)

Google Scholar

36.

Soualhi, H .; Кадри, E.H .; Ngo, T.T .; Буве, А .; Cussigh, F .; Кенай, С .: Пластинчатый реометр для свежего строительного раствора: разработка и проверка. Прил. Реол. 24 , 22594 (2014)

Google Scholar

37.

Kadri, E.H .; Duval, R .; Aggoun, S .; Кенай, С .: Воздействие дыма кремнезема на тепло гидратации и прочность на сжатие высокой производительности.ACI Mater. J. 106 , 107–113 (2009)

Google Scholar

38.

Saidani, K .; Ajam, L .; Бен Уэзду, М .: Баритовый порошок как замена песка в бетоне: влияние на некоторые механические свойства. Констр. Строить. Матер. 95 (2015), 287–295 (2009)

Google Scholar

39.

Lekkam, M .; Benmounah, A .; Кадри, E.H .; Soualhi, H .; Качи, А .: Влияние насыщенного активированного угля на реологические и механические свойства вяжущих материалов.Констр. Строить. Матер. 198 , 411–422 (2019)

Google Scholar

40.

Soualhi, H .; Кадри, E.H .; Ngo, T.T .; Буве, А .; Cussigh, F .; Тахар, З.Э .: Разработка портативного реометра с новой геометрией лопасти для оценки вязкости бетона. J. Civ. Англ. Manag. 23 (3), 347–355 (2017)

Google Scholar

41.

Валлевик Дж. Э .: Взаимосвязь между параметрами Бингема и спадом.Джем. Concr. Res. 36 , 1214–1221 (2006)

Google Scholar

42.

Седран, Т .: Реология и реометрия бетона. Применение в самоуплотняющемся бетоне, к.т.н. диссертация, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, Париж. 244 (1999)

43.

De Larrard, F .; Седран, Т .: Составление смесей высокопрочного бетона. Джем. Concr. Res. 32 , 1699–1704 (2002)

Google Scholar

44.

Toutou, Z .; Lanos, C .; Mélinge, Y .; Руссель, Н .: Modèle de viscosité multi-échelle: de la pâte de ciment au micro-béton. Реология 5 , 1–9 (2004)

Google Scholar

45.

Yokoyama, S .; Arisawa, R .; Hisyamudin, M.N.N .; Мураками, К .; Maegawa, A .; Изаки, М .: Применимость газированного шлака электродуговой печи к строительному раствору. J. Phys. 352 , 012049 (2012)

Google Scholar

Бетоны высокой плотности для радиационной защиты | Журнал Concrete Construction

Результат развития ядерной энергетики, бетон высокой плотности получает широкое распространение в качестве защитного материала, обеспечивающего защиту от радиационных опасностей.В отличие от обычного бетона, который весит около 150 фунтов на кубический фут, бетон с высокой плотностью обычно весит от 200 до 250 фунтов на кубический фут. Среди природных заполнителей наиболее часто используются барит, магнетит, лимонит, геотит и ильменит. Их можно использовать для нижнего и среднего диапазонов веса. При плотности более 250 фунтов на кубический фут дорогие заполнители, такие как феррофосфор и штамповка железа, можно комбинировать с магнетитом и ильменитом. Для узкоспециализированных применений можно получить плотность до 425 фунтов на кубический фут, используя стальную штамповку и железную дробь в качестве основного заполнителя.В дополнение к заполнителям с высокой плотностью иногда используются добавки, содержащие бор, для улучшения защитных свойств. Обычно они состоят из колеманита, борной фритты или борокальцита. Перед использованием любого из этих соединений бора важно сделать пробные смеси в полевых условиях, чтобы убедиться, что прочность и время схватывания не пострадали. Некоторые примеси, часто связанные с соединениями бора, полностью препятствуют схватыванию бетона. Другие соединения бора, такие как борокальцит и борная фритта, по-видимому, менее неустойчивы в своих характеристиках, но обычно они значительно дороже.При использовании исключительно тяжелых заполнителей метод Prepakt дает несколько преимуществ. В этом методе сначала в формы помещаются крупные заполнители, а затем пустоты заполняются специальным раствором. Сегрегация сводится к минимуму, и бетон однородной плотности и состава можно размещать в ограниченных областях и вокруг встроенных объектов. Кроме того, метод Prepakt обеспечивает большую плотность и однородность, чем другие методы.

% PDF-1.7 % 279 0 объект > эндобдж xref 279 137 0000000016 00000 н. 0000003991 00000 н. 0000004165 00000 п. 0000004217 00000 н. 0000004352 00000 п. 0000004388 00000 п. 0000004825 00000 н. 0000004989 00000 н. 0000005142 00000 н. 0000005385 00000 п. 0000005628 00000 н. 0000005871 00000 н. 0000030376 00000 п. 0000030846 00000 п. 0000031547 00000 п. 0000031641 00000 п. 0000031680 00000 п. 0000032355 00000 п. 0000032518 00000 п. 0000033143 00000 п. 0000033386 00000 п. 0000034088 00000 п. 0000034814 00000 п. 0000034984 00000 п. 0000035141 00000 п. 0000035598 00000 п. 0000036558 00000 н. 0000058710 00000 п. 0000059117 00000 п. 0000059430 00000 п. 0000059757 00000 п. 0000060478 00000 п. 0000060688 00000 п. 0000061149 00000 п. 0000061305 00000 п. 0000061461 00000 п. 0000061801 00000 п. 0000080617 00000 п. 0000081108 00000 п. 0000081577 00000 п. 0000109151 00000 п. 0000109828 00000 п. 0000110549 00000 н. 0000110791 00000 п. 0000111083 00000 н. 0000111369 00000 н. 0000111678 00000 н. 0000112015 00000 н. 0000112345 00000 н. 0000112707 00000 н. 0000113051 00000 н. 0000113376 00000 н. 0000113494 00000 н. 0000113592 00000 н. 0000113663 00000 н. 0000114299 00000 н. 0000114791 00000 н. 0000134689 00000 н. 0000135083 00000 н. 0000135903 00000 н. 0000136269 00000 н. 0000136569 00000 н. 0000136786 00000 н. 0000137063 00000 н. 0000137427 00000 н. 0000137778 00000 н. 0000138079 00000 п. 0000138428 00000 н. 0000138739 00000 н. 0000139146 00000 н. 0000139415 00000 н. 0000139732 00000 н. 0000140102 00000 п. 0000140289 00000 н. 0000140523 00000 п. 0000140696 00000 п. 0000141040 00000 п. 0000141416 00000 н. 0000141654 00000 н. 0000141922 00000 н. 0000142210 00000 н. 0000142484 00000 н. 0000142583 00000 н. 0000142743 00000 н. 0000142877 00000 н. 0000143185 00000 п. 0000143468 00000 н. 0000143732 00000 н. 0000143964 00000 н. 0000144187 00000 н. 0000144434 00000 н. 0000144712 ​​00000 н. 0000144961 00000 н. 0000145250 00000 н. 0000145546 00000 н. 0000145798 00000 н. 0000146125 00000 н. 0000146491 00000 н. 0000146824 00000 н. 0000147128 00000 н. 0000147440 00000 н. 0000147789 00000 н. 0000148140 00000 п. 0000148376 00000 н. 0000148657 00000 н. 0000148941 00000 н. 0000149236 00000 п. 0000149525 00000 н. 0000149836 00000 н. 0000150173 00000 н. 0000150431 00000 н. 0000150752 00000 н. 0000151043 00000 н. 0000151351 00000 н. 0000151623 00000 н. 0000151933 00000 н. 0000152230 00000 н. 0000152637 00000 н. 0000153032 00000 н. 0000153262 00000 н. 0000153703 00000 н. 0000154089 00000 н. 0000154413 00000 н. 0000154723 00000 н. 0000155028 00000 н. 0000155226 00000 н. 0000155448 00000 н. 0000155648 00000 н. 0000155823 00000 н. 0000155972 00000 н. 0000156121 00000 н. 0000156270 00000 н. 0000156380 00000 н. 0000166416 00000 н. 0000166455 00000 н. 0000168102 00000 н. 0000003036 00000 н. трейлер ] / Назад 542361 >> startxref 0 %% EOF 415 0 объект > поток h ތ S [L`> lu] JA` ݥ̻ s [P_f / h% \ 7 jIM-x0>) K

Пористый бетон | Ненасытный аппетит к нейтронам

Р.А.

Из всех различных составов бетона, которые используются в конструкции ИТЭР, а их более десятка, одна имеет уникальное свойство: ненасытный аппетит к нейтронам.

Заливка тяжелого борированного бетона началась 5 июня в районе теплообменников охлаждающей воды в здании Токамак и будет продолжаться в течение всего лета после прокладки системы охлаждения внутри здания.

Прожорность бетона, поедающего нейтроны, проистекает из включения бора, легкого элемента, изотоп 10 которого действует как ловушка для поступающих нейтронов.

В ИТЭР борированный бетон используется, когда требуется сильная защита от нейтронов на участках комплекса Токамак, где недостаточно места для сверхтолстых стен, таких как стены биозащиты.

Включая определенную долю бора в смесь заполнителей с высокой плотностью, борированный бетон обеспечивает эффективную защиту, но не слишком толстую.

«Формула представляет собой компромисс между механическими свойствами, которые ожидаются от конструкционного бетона, и потребностью в способности поглощать нейтроны», — поясняет Лоран Патиссон, руководитель группы гражданской структурной архитектуры ИТЭР.«Группа ядерной интеграции ИТЭР в течение нескольких месяцев проводила модели и расчеты, прежде чем достигла оптимальной настройки».

Борированный бетон, который используется в ИТЭР, представляет собой бетон высокой плотности (3,7 тонны на кубический метр по сравнению с 2,4 тонны для стандартного состава), который содержит 0,3 процента бора.

Элемент, поедающий нейтроны, получают из измельченных агрегатов колеманита, минерала бората, импортируемого из Турции.

Боробетон стал решением давней проблемы эмиссии нейтронов из активированной воды внутри первого контура системы водяного охлаждения Токамака.

Всего в здании Токамака будет примерно 10 000 тонн борированного тяжелого бетона (3,7 тонны на кубический метр по сравнению с 2,4 тонны для стандартного состава).

Этот замкнутый контур проходит между внутренней и внешней оболочками вакуумной камеры и циркулирует между нижними и верхними желобами для труб здания Токамак.

При воздействии интенсивного потока нейтронов в результате реакции синтеза кислород, присутствующий в воде, генерирует короткоживущие радиоактивные изотопы азота: один (изотоп 16) излучает высокоэнергетическое гамма-излучение, а другой (изотоп 17) — быстрые нейтроны. .

Поскольку точки входа и выхода петли (нижние и верхние желоба трубы) расположены за пределами биозащиты, требовалось специальное экранирование для защиты персонала и близлежащей электроники от этого «вторичного излучения».

Заливка борированного тяжелого бетона началась в начале этого месяца в районе теплообменников охлаждающей воды в здании Токамак и будет продолжаться в течение всего лета, после прокладки системы охлаждения внутри здания.

Всего в здании Токамака будет примерно 10 000 тонн борированного бетона — с нетерпением ждем начала нейтронного пиршества.

¹ Подразделение ядерной интеграции было сформировано Генеральным директором ИТЭР в 2016 году для обеспечения последовательного и полностью интегрированного подхода к ядерной инженерии в проекте. В настоящее время это подразделение, укомплектованное экспертами Организации ИТЭР и местных агентств, совершенствует радиационное картирование комплекса Токамак.

Исследовательские статьи, журналы, авторы, подписчики, издатели

		Как крупный международный издатель академических и исследовательских журналов Science Alert издает и разрабатывает названия в партнерстве с самыми престижные научные общества и издатели.Наша цель заключается в том, чтобы максимально широко использовать качественные исследования. аудитория.
		Мы прилагаем все усилия, чтобы поддержать исследователей которые публикуют в наших журналах. Есть масса информации здесь, чтобы помочь вам публиковаться вместе с нами, а также ценные услуги для авторов, которые уже публиковались у нас.
		2021 цены уже доступны. Ты может получить личную / институциональную подписку перечисленных журналы прямо из Science Alert. В качестве альтернативы вы возможно, пожелает связаться с выбранным вами агентством по подписке. Направляйте заказы, платежи и запросы в службу поддержки. в службу поддержки клиентов журнала Science Alert.
		Science Alert гордится своей тесные и прозрачные отношения с обществом. В виде некоммерческий издатель, мы стремимся к самым широким возможное распространение публикуемых нами материалов и на предоставление услуг высочайшего качества нашим издательские партнеры.
		Здесь вы найдете ответы на наиболее часто задаваемые вопросы (FAQ), которые мы получили по электронной почте или через контактную форму в Интернете.В зависимости от характера вопросов мы разделили часто задаваемые вопросы на разные категории.
		Азиатский индекс научного цитирования (ASCI) стремится предоставить авторитетный, надежный и значимая информация по освещению наиболее важных и влиятельные журналы для удовлетворения потребностей мировых научное сообщество.База данных ASCI также предоставляет ссылку к полнотекстовым статьям до более чем 25000 записей с ссылка на цитированные ссылки.

.