Минеральные конструкционные материалы

Состав бетонной смеси устанавливают исходя из заданных качественных показателей бетона. При определении расхода цемента на 1 м³ бетона учитывают необходимость получения требуемых пластичности смеси и прочности затвердевшей композиции, а также минимальную его стоимость. Обычно в бетоне количество цемента составляет 10—15 %, воды и инертных наполнителей — 90—85 % массы (табл. 9.3).

Бетон приготовляют в бетоносмесителях: при непрерывном вращении смесительного барабана в него последовательно загружают цемент и песок, щебень или гравий. После тщательного перемешивания сухих составляющих добавляют воду. Количество загружаемых в смесительный барабан составных частей бетонной смеси рассчитывают на один замес. Приготовленную бетонную смесь укладывают в бетонируемое пространство. Для удобства ведения работ свежеприготовленная бетонная смесь должна иметь достаточную подвижность и удобоукладываемость. С целью получения более прочного бетона его уплотняют вибрированием. После изготовления прочность бетона растет особенно быстро в течение первых 7—14 суток. При температуре 15—25 °С и относительной влажности окружающего воздуха 90—100 % судостроительный бетон достигает проектной прочности, необходимых водонепроницаемости и морозостойкости через 28 суток.

Таблица 9.3. Составы тяжелых судостроительных бетонов марок 400 и 600

Область применения	Осадка конуса, см	Расход материалов на 1 м3 бетона, кг				Примечание
		Цемент	Вода	Песок	Щебень
Горизонтальные элементы толщиной 80 мм и более	2—4	500	180—190	635	1080	Фракции щебня: 15—20 мм — 600 кг, 10—15 мм —300 кг, 3— 10 мм — 180 кг
Горизонтальные элементы толщиной 50—80 мм, вертикальные толщиной 80 мм и более	2—8	525	190—200	605	1075	Фракции щебня: 10—15 мм —720 кг; 3—10 мм— 355 кг
Элементы стыков омоноличивания: вертикальные толщиной до 80 мм, горизонтальные толщиной до 50 мм	4—10	550	200—210	575	1070	Фракции щебня: 3—10 мм — 1070 кг
Вертикальные элементы стыков омоноличивания и стыки с большим насыщением арматурой	10—15	570	210—215	550	1070	Фракции щебня: 3—10 мм — 1070 кг

При твердении бетона в воде он получается более прочным, плотным и долговечным. В сухой среде, после того как окончится поглощение воды цементом и оставшаяся свободная вода испарится, твердение бетона прекращается. При температуре воздуха ниже 5 °С рост прочности бетона замедляется, а при 0 °С и ниже практически прекращается. При повышенной температуре (50—80 °С) и относительной влажности среды 90— 100 % происходит ускоренное твердение бетона. При строительстве железобетонных судов наиболее распространенным способом ускоренного твердения бетона является пропаривание его при повышенной температуре и высокой относительной влажности.

Особенность судостроительного бетона для корпусов железобетонных судов и плавучих сооружений состоит в том, что при длительных сроках постройки он подвергается нагрузкам (вступает в работу) позже, чем через 28 суток с момента его приготовления, т. е. в возрасте 90, 180 суток и более. За это время в зависимости от условий созревания бетона его прочность продолжает увеличиваться. Значительно повышаются со временем водонепроницаемость и морозостойкость бетона.

В зимних условиях бетонные работы производят на подогретых материалах или вводят в состав бетона специальные добавки, предохраняющие воду от замерзания и обеспечивающие условия для ее химической реакции с цементом. Воду, песок и щебень подогревают до 30—40 °С. При выходе бетонной смеси из бетоносмесителя такой подогрев обеспечивает ее температуру в пределах 25—30 °С. Для придания судостроительному бетону способности твердеть при температуре ниже 0 °С в его состав с водой вводят отдельную добавку — нитрит натрия. Он способствует снижению температуры замерзания воды и соответственно бетона до —15 °С. Добавка нитрита натрия не вызывает коррозии стальной арматуры и не сокращает сроков схватывания цемента.

При изготовлении конструкций из судостроительных бетонов качество составляющих бетонной смеси и бетона контролируют проверкой соответствия применяемых материалов (цемента, песка, крупных наполнителей, воды) требованиям ГОСТов, определением влажности наполнителей и при необходимости внесением соответствующих поправок в состав бетонной смеси, проверкой правильности дозировки составляющих и продолжительности их перемешивания, проверкой подвижности бетонной смеси, наблюдением за укладкой бетона, проверкой условий твердения бетона, испытанием контрольных бетонных образцов.