Минеральные конструкционные материалы

Для затворения цемента применяют воду определенной кислотности, характеризуемую водородным показателем рН. Допускается рН не более 4, что соответствует чистой речной, колодезной или озерной пресной воде. В воде должны отсутствовать кислотные или жировые загрязнения, сернистые соединения и различные продукты фабрично-заводских стоков. Вода вступает в химическое соединение с цементом и образует камневидное тело — цементный камень. Песок, щебень, гравий являются инертными наполнителями.

Для приготовления бетона и железобетона применяют природный или дробленый кварцевый песок с размерами зерен от 0,14 до 3,0 мм и насыпной объемной массой 1500—1600 кг/м³. Строго ограничивается содержание в песке вредных примесей (до 1 % массы), препятствующих сцеплению зерен песка с цементным камнем и тем самым уменьшающих прочность композиции. В состав бетона и железобетона входят гравий или щебень с размером зерен от 5 до 40 мм. Гравий получают путем дробления горных пород. Он обычно имеет окатанную форму и гладкую поверхность зерен. Щебень из естественного камня получают дроблением горных пород или крупного гравия. Размеры зерен щебня меньше, а их поверхность более шероховатая, чем у гравия, что способствует лучшему сцеплению с цементным камнем.  Насыпная Объемная  масса  гравия и щебня более 1800 кг/м³. Количество    содержащихся в них вредных примесей (пыли, ила, глины, органических веществ) не должно превышать 1 % их массы.

Арматура может включаться в бетон в виде отдельных стержней, сеток или каркасов, сваренных из стержней. Чаще всего арматуру изготовляют из круглых стальных стержней диаметром от 8 до 16 мм. Повышение сцепления между арматурой и бетоном достигается применением арматуры периодического профиля (рис. 9.6). Арматуру получают из низкоуглеродистой стали обыкновенного качества марок Ст2, Ст3, Ст4 и Ст5 по ГОСТ 380—87 и стали, поставляемой по ГОСТ 5781—82 «Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций». Арматуру сваривают электродуговой сваркой плавлением, ручной или автоматической точечной.

Рис. 9.6. Арматура периодического профиля

Содержание наполнителей в растворе и бетоне оказывает существенное влияние на прочность, плотность, водонепроницаемость и морозостойкость затвердевшего композиционного материала. Наибольшей прочностью обладает цементный раствор с соотношением цемента и песка 1 :3 и В/Ц = 0,4÷0,55. В зависимости от объемной массы цементные растворы подразделяют на тяжелые (1500—2500 кг/м³) и легкие (менее 1500 кг/м³). Легкие растворы изготовляют на пористых наполнителях (измельченный керамзитовый гравий, вермикулит).

Судостроительные бетоны в зависимости от среды, в которой эксплуатируются железобетонные плавающие сооружения, разделяют на бетоны для морских и речных судов. В зависимости от расположения железобетонных конструкций в корпусе судна различают бетон: для подводной части судна — постоянно находящийся в воде; для конструкций в районе переменной ватерлинии — подвергающийся систематическому и попеременному увлажнению и высыханию, замораживанию и оттаиванию; для надводной части корпуса судна — подвергающийся атмосферному влиянию; для внутренних конструкций корпуса судна — не подвергающийся действию воды и атмосферных осадков.