Бетон состоит из: пропорции, соотношение компонентов на куб готового бетона

пропорции, соотношение компонентов на куб готового бетона

Бетон – строительный материал, широко применяемый в гражданском и промышленном строительстве. Существует множество его разновидностей.

Наиболее популярен тяжелый бетон, в котором в качестве вяжущего используется цемент. Его характеристики регламентирует ГОСТ 26633-2015. При высоких требованиях к теплоизоляционным свойствам используют легкие бетоны – газобетоны, пенобетоны, материалы на пористых заполнителях, соответствующие ГОСТу 25820-2014.

Среди легких бетонов индивидуальные застройщики чаще всего выбирают смеси с керамзитом в качестве заполнителя и цементом в качестве вяжущего.

Из чего состоит тяжелый бетон: основные компоненты смесей на цементном вяжущем

К тяжелым относятся бетонные смеси, плотность которых равна или превышает 2000 кг/м³. В состав тяжелого бетона входят: вяжущее, крупный и мелкий заполнители, модифицирующие добавки, красящий пигмент, вода.

Цемент

Чаще всего в строительстве в качестве вяжущего используется портландцемент марок М400 (В 32,5) и М500 (В42,5) с содержанием минеральных добавок 0-20 %. По новому ГОСТу 31108-2016 портландцементы с миндобавками обозначаются как ЦЕМ II с указанием класса прочности. В индивидуальном строительстве чаще всего используется вяжущее ЦЕМ II 32,5 (М400). Для сооружения объектов, рассчитанных на серьезные нагрузки, востребован ЦЕМ II 42,5 (М500).

При покупке вяжущего необходимо обращать внимание на целостность упаковки и срок годности материала. Свежий цемент представляет собой порошкообразный материал без комков и уплотнений.

Если в таре с вяжущим прощупываются уплотненные участки, то такой материал к употреблению не пригоден, поскольку он частично или полностью утратил вяжущие свойства.

Песок

Щебень

В качестве крупного заполнителя обычно применяется щебень – сыпучий материал, получаемый дроблением горных пород, гравия.

Оптимальная фракция щебня выбирается в соответствии с областью применения:

• 5-10 – это материал с самым мелким зерном. Используется при производстве тонкостенных ЖБИ, для оптимизации фракционного состава бетонной смеси с крупнофракционным заполнителем.
• 5-20 – сыпучее пользуется большим спросом при производстве ЖБИ, в малоэтажном строительстве, при сооружении мостовых конструкций.
• 20-40 – средняя фракция. Востребована при возведении фундаментов многоэтажных зданий, строительстве объектов производственного назначения, автомобильных и железных дорог.
• 40-70 – крупнозернистый материал. Используется при строительстве крупногабаритных объектов, автодорог. Таким щебнем отсыпают на участках строительства временные дороги, по которым будет передвигаться тяжелая техника.
• 70-120. Это крупнофракционное сыпучее применяется при создании габионов, строительстве сооружений, для отделки водоемов и бассейнов.

При выборе щебня учитывают не только его фракцию, но и другие параметры:

• Прочность. Эта характеристика зависит от прочности исходной породы. Наиболее прочными являются базальтовый и гранитный щебень марок 1200-1600. Недостатком гранитного щебня является высокий радиоактивный фон, присущий многим его месторождениям. Следующий по прочности – гравийный щебень марок 800-1000. Известняковый щебень М600-М800.
• Морозостойкость. Это способность выдерживать определенное количество циклов замораживания/оттаивания. Характеризуется маркой. В строительстве используется щебень не ниже марки F300.
• Радиоактивный фон. Для использования в жилом строительстве к использованию допускается только щебень I класса радиоактивности.

Вода

Для замешивания бетонной смеси используют воду из питьевого водопровода. Если питьевую воду достать в нужном количестве невозможно, то применять воду из других источников можно только после ее проверки в лаборатории. В ее составе не должны присутствовать вещества, способные негативно повлиять на характеристики пластичного раствора и отвердевшего бетона.

Добавки

При необходимости в состав бетона вводят специальные добавки различного назначения – пластифицирующие, противоморозные, гидрофобизирующие.

Состав тяжелого бетона: пропорции компонентов в смесях разных марок прочности

Номенклатура и соотношение компонентов определяются требуемой маркой прочности, соответствующей конкретной области применения:

• М100 (В 7,5). Малопрочный материал, используемый на начальных этапах строительства для устройства подстилающего слоя перед заливкой ленточных и плитных фундаментов, установки бортового камня.
• М150 (В 10, В 12,5). Применяется в подготовительных строительных работах, для устройства стяжек пола, не предназначенных для восприятия серьезных нагрузок, в дорожном строительстве, для монтажа бортового камня.
• М200 (В 15) – М300 (В 22,5). Это популярные строительные материалы, используемые при возведении фундаментных конструкций, изготовлении ЖБИ, устройстве подпорных стен.
• М350 (В 20). Бетон, используемый при производстве ЖБИ, предназначенных для восприятия серьезных нагрузок, – плит перекрытия, колонн, балок, чаш бассейнов.
• М400 (В 30) и выше. Эти высокопрочные бетоны в рядовом гражданском и промышленном строительстве не используются. Их области применения – строительство мостов, банковских хранилищ, гидротехнических сооружений.

Таблица составов бетона разных марок прочности

Легкие бетоны на пористом заполнителе: области применения и пропорции компонентов

Из легких бетонов на пористом заполнителе наиболее популярен керамзитобетон.

По применению этого материала существуют определенные рекомендации, связанные с его свойствами:

• Низкий коэффициент теплопроводности. Благодаря ему, керамзитобетон используют в малоэтажном строительстве для возведения стен, устройства чернового пола, перемычек.
• Небольшая плотность. Это свойство позволяет использовать его в конструкциях, которые не должны оказывать серьезную нагрузку на основание.
• Высокое водопоглощение. Это отрицательная характеристика, ограничивающая применение керамзитобетона в местах, не защищенных от атмосферных осадков.

Соотношение количества компонентов при изготовлении керамзитобетона определяется требуемой маркой бетона по средней плотности и насыпной плотностью керамзита.

Таблица расхода компонентов на приготовление 1 куба керамзитового конструкционного бетона

Применение качественных сырьевых материалов, соблюдение пропорций компонентов и технологии изготовления бетонной смеси – важнейшие параметры, обеспечивающие качество готового бетонного элемента.

Что такое бетон и из чего он состоит? |

07.09.2015 profipol_dp 1 809 просмотра

Содержание статьи:

Бетон (классический бетон) состоит из щебня, песка, цемента, воды и специальных добавок.

Щебень и песок образуют скелет-основу, а цемент, вода и добавки образуют цементный клей, который склеивает каждую частичку заполнителя между собой в прочный искуственный камень — бетон.

Основные составляющие для изготовления бетона:

• вяжущее вещество (цемент)
• заполнители (песок, щебень, керамзит и т.д.)
• вода
• добавки

Первые три составляющих обязательны (без них не обойтись), четвертая — желательна.

Теперь подробнее.

Самым важным вяжущим веществом является портландцемент. Именно цемент используется при производстве строительных растворов и бетонов.

Это вещество полученное в результате помола и смешивания портландцементного клинкера, гипса и минеральных добавок (шлак, зола, пуццаланы и т.д.) в определенной пропорции.

Фракция цемента (размер его частичек) очень мелкая, практически как пыль.

Портландцементный клинкер получают путем обжига при температуре около 1450°С из смеси пород, содержащих карбонады (известняк, мергель, мел), глины и других минералов тщательно перемешанных в определенной пропорции.

Цемент — это гидравлическое минеральное вяжущее вещество, которое твердеет после смешивания с водой в результате протекания реакции гидратации.

Для использования в качестве заполнителя для бетона подходят материалы, которые не влияют на процессы твердения цемента и к поверхности которых цементный камень имеет максимальную адгезию.

Самыми основными и распространенными заполнителями для бетона являются щебень и песок.

Щебень и песок образуют гранулометрическую структуру, пустоты которой должны быть максимально заполнены склеивающим тестом из вяжущего вещества. Они занимают основную часть бетона как по весу (около 80%), так и по объему (70-75%).

От качества заполнителей зависит прочность и долговечность бетона, а оптимальное использование их размера только улучшает качество бетона.

Для получения высококачественного бетона песок и щебень очищают и разделяют по фракциям с помощью таких механических процессов, как дробление, просеивание и промывка.

Так же существуют такие виды бетонов, как керамзитобетон (вместо щебня используется более легкий заполнитель — керамзит), пенополистиролбетон (в качестве одного из заполнителей для облегчения и утепления используются шарики пенополистирола), пескобетон (в качестве заполнителей используется разнофракционный песок).

Не вся вода подходит для затворения бетона. Пригодность воды зависит от ее происхождения.

• питьевая вода — подходит для бетона, не требует испытаний
• грунтовые воды — могут использоваться для бетона, но необходима проверка
• техническая вода — может использоваться для бетона, но необходима проверка
• морская вода — может использоваться для неармированного бетона, но не подходит для железобетона
• сточные воды — не подходят для изготовления бетона

Добавки в бетон и цементные растворы — это жидкости или порошки, которые добавляются в бетонную смесь в процессе смешивания и воздействуют на ее свойства и свойства затвердевшего бетона на химическом и физическом уровнях.

Основные добавки:

• пластификатор (суперпластификатор) — основная его функция это снижение водопотребности бетона. Пластификатор позволяет снизить содержание воды бетонной/цементной смеси без изменения консистенции или повысить текучесть (удобоукладываемость) смеси без изменения содержания воды, или получить оба эффекта
• ускоритель схватывания — сокращает время начала схватывания цемента в бетоне, увеличивает начальную прочность бетона
• ускоритель твердения — увеличивает раннюю прочность бетона. Может как сокращать, так и не сокращать время начала схватывания цемента (зависит от свойств)
• замедлитель схватывания (твердения) — замедляет время начала схватывания цемента в бетоне и дольше сохраняет начальную консистенцию смеси
• воздухововлекающая добавка — в процессе замешивания бетона/раствора приводит к получению определенного количества мелких пор, заполненных воздухом, которые остаются в затвердевшем бетоне
• стабилизатор — снижает водоотделение (расслоение) бетонной смеси
• гидрофобная добавка — добавка, повышающая водонепроницаемость бетона
• антиморозная добавка — добавка, позволяющая работать с бетоном в зимний период (при отрицательных температурах)

Нередко производители добавок объединяют и комбинируют эти свойства в своих продуктах, поэтому на прилавках магазинов можно встретить пластификатор замедляющий твердение, пластификатор с воздухововлекающим свойством, пластификатор-ускоритель и т.д.

Если в бетон добавляется более одной добавки, то их совместимость должна быть проверена специальными испытаниями.

Это тоже интересно:

бетон,

Из чего состоит бетон. Приготовление бетона

Заказать миксер бетона конечно здорово!

Однако, миксер- это четыре, а то и все пять кубов бетона минимум. А что делать, если надо чуть чуть? Или охота самим повозиться с растворчиком? Или жизнь научила, то что сделано своими руками- то сделано своими руками?

Вроде все просто- цемент, заполнитель, вода, лопата и все получиться. Правда,  встает вопрос- при приготовлении бетона в какой пропорции и в какой последовательности  вручную все это добро перемешать, чтобы потом не было мучительно больно?

На вопрос «Какие пропорции в приготовлении бетона» можно в принципе ответить- Пропорции следующие: бери две части одного, смешай с частью второго, да воды примерно столько то налей. Однако для понимания сущности процесса затворения, твердения бетона, все ж необходимы кое какие теоретические знания. Вот про приготовление бетона вручную и пойдет речь.

Итак, бетон состоит из трех составных честей, рассмотрим с точки зрения бетоноведения роль в бетонной смеси каждой из них.

Начало начал- Заполнитель

В бетоне, большая часть раствора (от 70%) заполнена песком, щебнем, или гравием. Эта составляющая раствора называется заполнителем.

Какой же заполнитель с точки зрения бетоноведения лучше всего?

Положим на картинке- белый цвет это заполнитель, черный цвет- цемент. Примерная пропорция заполнитель/цемент составит в таком случае примерно 30%. Иными словами, в единице объема нашего бетона — 30% составит цемент. Это очень и очень экономически неоправданно, сравните стоимость положим песка и стоимость цемента. Более того, цемент при твердении дает усадку, да немалую, и именно от этого появляются трещины на готовой конструкции. Иными словами, чем меньше цемента, тем лучше. Цемент в бетоне выступает просто как клей, а вам ведь не приходит в голову клеить, положим, разбитую чашку многомиллиметровым слоем клея, типа так прочнее будет… Тонко тонко, мало мало…  В приготовлении бетона всё ровно так же. По сути, твердость бетонной смеси дает ЗАПОЛНИТЕЛЬ, цемент выступает только связующим, не более.

Итак, необходимо уменьшить пустотность бетонной смеси. Как? Очень просто. Надо внести в смесь вторую фракцию величины заполнителя:

Математика говорит- максимальный эффект уменьшения пустотности, можно получить при различиях в величине зерен заполнителя в 6.5 раз. Пустотность падает до 5%. Если выразить это в деньгах, то цену цемента в единице объема раствора рассмотренного выше, мы заменили на цену заполнителя. Достаточно выгодно, и более того правильней, с точки зрения последующих процессах, о которых речь пойдет ниже.

Это можно выразить так: заполнитель в бетонной смеси состоит двух, а бывает и более фракций- например, по пропорции 70% щебня 5-20, и 30% песка. И раз речь пошла о песке, то тут появляется Второе правило:

Вредные примеси в заполнителе.

Почва и другие органические примеси- вот главный враг в процессе приготовления бетона, который может сломать всю стройность выкладки пропорции компонентов! Примеси являются сильнейшими замедлителями схватывания и твердения бетона. Как бороться? Не использовать заполнитель, загрязненный грунтовыми водами, почвой, глиной. Используйте чистый материал, в конечном итоге, бетона нам надо немного, на одни носилки или пару лопат, можно приобрести на такой объем что то стоящее чтобы вручную приготовить бетон, и вперед…

Состав бетона — БЕТОНКОМПЛЕКТ

Товарный бетон (приготовленная в заводских условиях бетонная смесь) состоит из 4 главных компонентов. Это цемент, песок, щебень и вода, которые замешивают, придерживаясь определенной пропорциональности. Без щебня смесь получится совершенно другой и будет называться цементным раствором или пескобетоном с той лишь оговоркой, что в пескобетоне используется песок большего модуля крупности.

Чтобы получить бетон, компоненты для его приготовления применяют в следующем весовом соотношении:

• цемент — 1 доля;
• песок — 2 доли;
• щебень — 4 доли;
• вода — 0,5 доли.

Например, с 330 кг цемента используется 600 кг песка, 1,25 т щебня и 180 л воды. Цифры неточные, так как на практике большое значение имеет требуемая марка бетона, свойства используемых песка и щебня, марка цемента, использование или неиспользование пластификаторов, иных добавок и многие другие факторы. Условно говоря, если использовать цемент марки М-400, бетон получится соответствующим марке М-250, а с цементом М-500 марка бетона тоже повысится — до М-350. Вот почему при изготовлении бетонной смеси на заводе в расчет берут несколько десятков параметров.

Цемент и вода

Вода и цемент — основные компоненты бетона, которые выполняют главную функцию: связывают все составляющие смеси в единую цельную структуру. Одна из главных задач при производстве бетона — добиться правильного водоцементного соотношения. Причем речь идет не просто о количестве этих компонентов, а об учете таких характеристик, как влажность применяемого щебня и песка, степень их влагопоглощения и других подобных.

В процессе гидратации (контактирования с водой) цемент может схватываться и твердеть, в результате образуется цементный камень. Многие потребители сталкиваются с этим явлением в быту, когда, например, открывают мешок цемента, пролежавший длительное время в условиях сырости. Казалось бы, камень и так самодостаточен, для чего в этом случае вводить в смесь и другие компоненты? Дело в том, что цементный камень склонен к деформациям. Его объемная усадка может доходить до 2 мм/м. Несмотря на невысокий показатель, усадочные процессы приводят к внутренним напряжениям и образованию микротрещин, которые не видны, но отрицательно сказываются на прочности и длительности службы цементного камня. Уменьшить такие деформации позволяет введение в состав готовящейся смеси заполнителей.

Щебень и песок

Щебень используется в качестве крупного заполнителя, песок — мелкого. Роль этих компонентов в составе бетонной смеси — создать структурный каркас, противостоящий усадочным напряжениям. Благодаря добавлению заполнителей готовый бетон характеризуется меньшей усадкой. Кроме того, увеличивается его прочностной показатель и модуль упругости, т. е. конструкция меньше деформируется под воздействием нагрузки, уменьшается ползучесть, при которой бетон деформируется из-за длительных нагрузок. Помимо прочего, заполнители удешевляют материал, ведь цемент стоит намного дороже, чем песок или щебенка.

Прочность щебня подбирается исходя из расчетной марки бетона: щебень должен быть прочнее примерно в 2 раза. Объясняется эта закономерность тем обстоятельством, что проектная марка бетона всегда ниже реальных прочностных характеристик, которые он набирает спустя полгода-год. Тогда как прочность щебня со временем остается прежней. Поэтому на практике разницу между прочностными показателями стараются свести к минимуму, хотя делается это в виде нерегламентированного проектными нормативами запаса прочности.

При использовании щебня важно учитывать еще много других нюансов, в том числе лещадность, процентное количество зерен слабых пород. Большое внимание уделяется видам щебня, основные из которых следующие:

• Известняковый. Марка по прочности — 500-600. Отдельные виды наполнителя из известняка (до 800) подходят для производства бетона до марки по прочности М-350. Но из-за низкой морозостойкости известняк обычно не применяется при изготовлении высоких марок бетона. Его используют для получения марок от М-100 до М-300.
• Гравийный. Прочностных показателей основных видов гравия, как правило, достаточно для производства бетона до М-450. Это самый часто используемый вид наполнителя. Ему присущи все качества, нужные для получения разных типов бетонных смесей. Бетон на гравии получается в меру прочным и недорогим, что актуально для индивидуального строительства. К тому же радиационный фон такого материала меньше, чем гранитного.
• Гранитный. Относится к самым прочным среди других видов щебня. Отличается также более высокими показателями морозостойкости и низким водопоглощением. Поэтому используется в наиболее ответственных конструкциях, например, обязателен к применению (и не может быть заменен на другой в соответствии с ГОСТ) при строительстве дорог.

Процесс приготовления бетонной смеси

Если перевести весовые доли, указанные в начале статьи, в объемные, то получится, что для приготовления 1 м3 бетона требуется следующее количество материала:

• цемент при средней насыпной плотности 1300 кг/м3 — 0,25 м3;
• вода — 0,18 м3;
• щебень при плотности 1350 кг/м3 — 0,9 м3;
• песок при плотности 1400 кг/м3 — 0,43 м3.

При сложении показателей общий объем оказывается равным 1,76 м3. Как такой объем помещается в 1 м3 бетона, можно понять, рассмотрев простой пример. Если взять обычную литровую банку и заполнить щебенкой, то между зернами останется много межзерновой пустотности, т. е. свободного места. Эту пустотность можно засыпать, потряхивая и помешивая, двумя стаканами песка, стаканом цемента и залить стаканом воды. В результате всё вмещается и получается плотная консистенция. После этого бетон быстро начинает твердеть. Снова придать приготовленной смеси пластичности помогает вибрирование и перемешивание.

Готовая бетонная смесь имеет определенный буквенно-цифровой индекс и описывается с обязательным указанием марки (М) и класса (В) по прочности, подвижности (П), водонепроницаемости (W) и стойкости к морозу (F).

Из каких компонентов состоит бетон? Ингредиенты и их соотношение

Содержание статьи:

Бетон – строительный материал, востребованный в различных сферах строительства. Бетонный раствор может использоваться для возведения фундамента, сооружения стен, перекрытий, отмостки, устройства стяжки пола. На промышленных объектах строительства предпочитают приобретать товарную БСГ, которую поставляют заводы, тогда как индивидуальные застройщики самостоятельно изготавливают смесь в целях экономии денег. Именно поэтому многих интересует вопрос: «Из каких компонентов состоит бетон?».

Ингредиенты и их соотношение

Любой бетонный раствор состоит из 4 основных компонентов: цемента, песка, заполнителя и воды. Пропорции ингредиентов зависят от количества используемого связующего – цементного порошка, а также его качества и марки. К примеру, для изготовления бетонных растворов со средними показателями прочности подойдет портландцемент с маркировкой М400, тогда как для сооружения зданий повышенной ответственности рекомендуется выбирать М500.

Базовое соотношение компонентов в составе бетонной смеси – 1 часть цемента, 3 части песка, 5 частей заполнителя (щебня, гравия, гальки) и 0,5 части воды. В бытовом строительстве чаще применяется метод вычисления «ведрами»: на 1 ведро вяжущего ингредиента берется 2 ведра песка, 3 наполнителя и полведра воды. При этом, в зависимости от приготовляемой марки бетона пропорции компонента незначительно меняются (точное соотношение указывается в ГОСТе).

Требования к компонентам

Стоит обратить внимание, что около 10% от веса бетонного раствора занимает цемент. Основную массу смеси составляют мелкофракционные и крупные заполнители (их количество занимает от 80 до 85% от общего объема смеси). В качестве наполнителя мелкой фракции выступает песок, очищенный от примеси и включений глины (наиболее востребован речной песок).

Заполнитель крупной фракции – чаще всего щебень, но допускается использование гравия, битого кирпича или отсева. Применение того или иного варианта регламентируется типом выполняемых работ. К примеру, для черновой отделки подойдет раствор, изготовленный на основе дробленного бетона или кирпичной крошки. Для чистовых работ рекомендуется использовать щебень, отсев или гравий.

Процесс изготовления бетона зависит от типа выполняемых работ. Сначала замешивается цемент и вода до образования вяжущей смеси, после чего постепенно добавляется песок и наполнитель.

Некоторые марки бетона из нашего каталога

состав смеси, соотношение, как замесить

Бетон — хлеб строительства. Без него, не обходится любая стройка, производятся различные конструкции и изделия от строительных — фундамент, стены, лестницы — до декоративных — скамейки, садовые дорожки и малые архитектурные формы. И все это — несложная по составу смесь. Правда пропорции бетона и его характеристики могут быть самыми разными — под выполнение разных задач.

Содержание статьи

Состав бетона: компоненты, их размеры и характеристики

В большинстве своем бетон состоит из трех основных составляющих:

• Вяжущего — чаще всего это цемент, иногда — известь.
• Заполнителей — песка, щебня, гальки.
• Воды.

Разное количество всего трех компонентов дает широкую гамму качеств и характеристик. Для придания особых свойств еще используют различные присадки и добавки, что еще во много раз расширяет область использования этого материала.

Основная характеристика бетона — его прочность или та нагрузка, которую он может выдерживать длительное время без потери прочностных характеристик. Именно этот параметр является ключевым при выборе марки бетона для фундамента. Также важны могут быть водопроницаемость, морозостойкость. Но это характеристики «вызревшего» материала, которые зависят от рецептуры. А при замесе вас может интересовать такая характеристика, как удобоукладываемость. Она отражает степень текучести бетона и зависит от количества воды в составе. Повысить текучесть без добавления воды можно при помощи добавок, как и повысить морозостойкость и водоотталкивающие свойства.

Прочность бетона зависит от того, насколько точно придерживались рецептуры, от качества составляющих и от того, насколько тщательно все перемешали. Только при однородном составе и качественных составляющих можно добиться проектных характеристик. Подробнее о том, какие компоненты можно использовать и требования к ним читайте в конце статьи.

Принцип маркировки бетона

Основные характеристики бетона — его прочность и класс на сжатие. Класс на сжатие обозначается буквой «В» далее идут цифры класса от 3 до 40, марка по прочности обозначается буквой «М», после которой стоят цифры от 50 до 1000. Они обозначают максимальную нагрузку, которую данный вид бетона может вынести. Например, марка М300 обозначает, что максимальная нагрузка на 1 квадратный сантиметр не может быть выше 300 кг.

В частном строительстве наиболее популярны марки М200-М250, для фундаментов двухэтажных домов может использоваться бетон М300-М350, намного реже льют М400 — для тяжелых зданий на сложных грунтах. Более высокие вообще встречаются редко. Их область применения — промышленное строительство и объекты со специальными свойствами (пирсы, дамбы, дороги и т.п.).

Соответствие между марками бетона по прочности и по сжатию приведено в таблице (применяемые в частном строительстве).

Пропорции бетона разных марок

Весь этот ассортимент и спектр качеств получается при использовании одних и тех же материалов, просто в разном количестве. Для достижения требуемых характеристик необходимо рекомендованные пропорции соблюдать строго.

При строительстве своего дома, хочется сделать все как можно лучше, в связи с чем при составлении бетона возникает желание добавить больше цемента: чтобы было прочнее. Делать этого не следует. Лучше станет вряд ли, а вот хуже — запросто. Для набора прочности бетону необходимо определенное количество воды и других компонентов. Если воды будет мало, цемента много, связи между частицами образуются в недостаточном количестве, из-за чего бетон может трескаться и крошиться. Тоже относится и к количеству заполнителей. И слишком большое их содержание, и недостаточное, негативно сказывается на качествах бетонного камня.

Пропорции бетона отображаются обычно в долях. За единицу берется количество цемента, а остальные компоненты прописываются по отношению к нему. Данные приводятся в виде таблиц для соответствующих марок, обязательно указаны единицы измерения. Такую таблицу компонентов бетона вы видите ниже.

Как определить требуемые пропорции бетона по этой таблице? Во второй колонке находите требуемую марку бетона. Например, нужен M250. В зависимости от того, какой портландцемент будете использовать М 400 или М 500, выбираете одну из двух строк. В третьей колонке указаны пропорции для бетона в килограммах: для 400 цемента это 1/2,1/3,9. Обозначает это вот что: для получения бетона марки М 250, на 1 кг портландцемента М400 необходимо добавить 2,1 кг песка и 3,9 кг щебня. Аналогичным образом определяете пропорции для бетона М200 — данные для него в таблице находятся чуть выше, или бетон М 300 — чуть ниже.

В четвертой колонке представлены объемные доли: все компоненты даны из расчета на 10 литров. Выбираются они аналогично.

В подобных таблицах не указано количество воды. Оно зависит от того, какой густоты вам необходим раствор. Водо-цементное отношение дают отдельными таблицами. Например, ниже даны данные о количестве вводы по отношению к килограмму цемента, при условии использования заполнителей средних размеров.

Например, для получения бетона марки М 300 пропорции цемента М 500 и воды определены как 0,61. Это значит что на 1 кг цемента в раствор добавляют 0,61 литра воды (610 мл). При этом получается среднепластичный раствор, который используется чаще всего. Но при заливке фундаментов или других конструкций с густым армированием может понадобиться пластичный раствор. Тогда при определении количества воды кроме марки цемента необходимо учитывать еще и размеры заполнителей и то, насколько текучим должен быть раствор. Эти данные представлены в таблице ниже.

Иногда необходимо определить, сколько же цемента вам потребуется для той или иной задачи. Для этого необходимо знать, сколько цемента содержится в кубометре бетона. Данные по маркам бетона и цементов вы найдете в таблице ниже.

Области применения

С тем, какие требуются материалы для бетона в каких пропорциях определились, но какая марка нужна? Это зависит от назначения конструкции и условий ее эксплуатации. Проще будет ориентироваться, если будете знать, какие марки бетона для чего могут быть использованы (назовем только те, которые применяются при строительстве частного дома, его ремонте или обустройстве участка).

М100 (В7,5). Это так называемый тощий бетон. Его используют в для подготовки площадки под ответственные конструкции. Например, при строительстве ленточного фундамента на гравийно-песчаную подсыпку укладывают слой тощего бетона, а после начинают работы по армированию. Этот же состав применяют при укладке бордюрного камня, например при изготовлении дорожек или отмостки вокруг дома.

М150 (В12.5). Этот состав применяют при подготовке под плитный фундамент, для стяжек, заливки бетонных полов или садовых дорожек. Этот вид бетона может использоваться для изготовления фундаментов под небольшие легкие постройки типа деревянной бани или небольшого гостевого дома из бруса или бревна.

М200 (В15). Одна из наиболее популярных марок бетона. Из него делают фундаменты любого типа для легких домов на нормальных грунтах, стяжки, лестницы, отмостки, дорожки. Из бетона этой марки изготавливают цементные блоки в домашних условиях, его же используют на заводах для изготовления фундаментных и строительных блоков.

О том, как построить самостоятельно фундамент из блоков ФБС читайте тут.

М250 (В20). Область применения практически та же, но в более сложных условиях. Делают любые фундаменты на сложных грунтах, или на нормальных, но для домов, построенных из тяжелых материалов. Делают отмостки, которые будут использоваться как дорожки, наружные лестницы, бетонируют крыльцо, заборы и т.п. Также из него делают плиты перекрытия при небольших нагрузках.

М300 (В22,5). Также подходит для всех перечисленных выше областей, но в еще более суровых условиях эксплуатации. Изготавливают фундаменты под тяжелые дома на пучныстых грунтах, делают монолитные стены, дорожки, водонепроницаемую отмостку и т.п. Из этой марки бетона в основном делают плиты перекрытия и ростверки для свайно-ростверковых фундаментов.

М350 (В25). Прочность этой марки для частного строительства в основном чрезмерна. Это бетон используется для строительства монолитных чаш бассейнов или для изготовления фундаментов при высоком уровне грунтовых вод, для других сооружений, требующих высокой водостойкости. Эта марка уже чаще используется в промышленном строительстве.

М400 (В30). Это уже дорогая марка бетона, которая используется на объектах со специальными требованиями: для больших бассейнов, дамб, хранилищ в банках и т.д.

Приготовление бетона

При больших объемах работ лучше заказать бетон на заводе. Изготовление большого количества раствора вручную или даже с использованием бетономешалок задача сложная, а укладка порциями требует дополнительных усилий на то, чтобы слои хорошо сцепились. Тем не менее, приготовить бетон можно и вручную. В этом случае есть две последовательности действий:

1. Сначала в сухом виде перемешивают бетон и песок. Его смешивают до тех пор, пока цвет не станет однородным. Потом засыпают щебень, все снова перемешивают, и последней добавляется вода.
2. Сначала заливается вода, в нее — цемент. Когда все перемешается добавляют песок и потом крупный заполнитель.

   Порядок добавления составляющих для бетона при замесе может быть разный

В первом варианте есть возможность, что при ручном замесе на дне, возле стен емкости останется неразмешанный состав, что приведет к снижению прочности бетона. Выход — хорошо и тщательно все перемешивать. Но слишком много времени тратить на это нельзя: раствор начнет схватываться.

Во втором варианте свои минусы: для получения однородного цементного молочка (смеси воды и цемента) порой уходит много времени. В результате на образование связей с засыпкой его просто не хватает: цемент «схватывается» и прочность бетона тоже снижается.

Все это не столь критично при использовании бетономешалок, но тоже неидеально. Тут есть другая сложность. Доставляется бетон на стройплощадку обычно в тележках. В одну весь объем не помещается, и остаток оставляют крутиться в бетономешалке. Это лучше, чем оставить его просто стоять, но при слишком длительном перемешивании раствор может начать расслаиваться, результат — прочность бетона станет ниже. Выход — две тележки и два человека, которые их повезут. Способ засыпки — первый или второй — выбирайте сами.

Так все-таки, как приготовить бетон. Выбор за вами. Если объемы небольшие — можете месить вручную. Только делайте это тщательно. Для заливки фундамента лучше-все-таки заказать миксер, но можно справиться и бетономешалкой (или двумя, в зависимости от объема). А чтобы решить проблемы с неоднородностью замеса (хотя лучше, чтобы он был хорошим), обработайте укладываемый бетон вибратором. Большая часть проблем уйдет.

Далее поговорим о требованиях к компонентам бетона, их размерах и качествах.

Требования к цементам для бетонов

Для большей части строительных работ используют цементный бетон, где в качестве вяжущего компонента используется портландцемент. Бывает еще и известковый, но его область применения ограничена в основном отделочными работами, которые делают «по старинке».

Виды портланцементов и их хранение

Видов портландцемента несколько — шлакопортландцемент, глиноземистый и пуццолановый. Все они немного отличаются по характеристикам, но для частного строительства подходит любой. Разница может сказаться только на времени схватывания: дольше всех не застывает шлакопортландцемент — до 12 часов, затем идет стандартный портландцемент — до 10 часов, а быстрее всех застывает глиноземистое вяжущее — не более 8 часов.

Цемент требователен к условиям хранения, и особенно к влажности. Для изготовления важных конструкций — фундаментов, перекрытия и т.п. желательно использовать свежий, недавно вышедший с завода. Уже через месяц он теряет до 10% свои свойств, а через 6 месяцев они ухудшаются на 30-35%. Потому, например, для заливки фундамента лучше брать его максимум двух недельной давности, и закупать незадолго до использования.

Хранить в сухом проветриваемом помещении. Если помещения нет, складывают под крышей или укутав от влаги несколькими слоями пленки. Обратите внимание — укутав, а не укрыв. И желательно не на землю, а на деревянный настил. Все дело в том, что при попадании влаги, даже в парообразном состоянии, цемент становится комковатым, что намного ухудшает характеристики бетона. При обилии влаги он просто становится камнем и использовать его нет никакой возможности. Потому о месте для хранения цемента позаботьтесь заранее.

Маркировка цемента

Какую марку цемента нужно брать, указывается обычно в рецептуре бетона. Она обозначается буквой М и цифрами, которые обозначают максимальную прочность бетона, которая может быть достигнута с этом вяжущим. Например, с цементом марки М400 максимально можно получить бетон марки М400, а также более низкие.

Далее идет буква «Д» и цифры, обозначающие количество примесей. М400 Д15, обозначает, что примесей в вяжущем 15%. Для строительных работ эта цифра не должна быть больше 20%.

Заполнители — щебень и песок

Состав бетона определяется теми функциями и характеристиками бетона, которые необходимы при его эксплуатации. Наиболее распространенные — песок и щебень. К ним предъявляются не менее жесткие требования, чем к качеству цемента. Иногда используют гальку, но только если она имеет острые грани, а не округлые. При наличии ломанных линий лучше сцепление заполнителя с раствором, в результате прочность бетон имеет значительно выше.

Песок

Строительный песок может быть речным или карьерным. Речной стоит дороже, но он, как правило чище и имеет более однородное строение. Его лучше использовать при составлении бетона для заливки фундамента, стяжки. Для кладки или штукатурки уместно использовать более дешевый карьерный песок.

Кроме происхождения, песок различают по фракциям. Для строительных работ используют крупные или средние. Мелкие и пылеватые не подходят. Нормальный размер зерен песка — от 1,5 мм до 5 мм. Но оптимально в растворе он должен быть более однородным, с разницей в величине зерен в 1-2 мм.

Важна также чистота песка. В нем точно не должно быть никаких посторонних органических включений — корней, камней, кусков глины и т.п. Нормируется даже содержание пыли. Например, при замесе бетона для фундамента количество загрязнений не должно превышать 5%. Определяется это опытным путем. В полулитровую емкость засыпается 300 мл песка, все заливается водой. Через минуту, когда песчинки осядут вода сливается и заливается снова. Так повторяют до тех пор, пока она не будет прозрачной. После этого определяют, сколько песка осталось. Если разница не более 5%, песок чистый и его можно использовать при замесе бетона для фундамента.

Для тех работ, где наличие глины или извести только плюс — при кладке или штукатурке — особо заботиться о чистоте песка нет необходимости. Органики и камней быть не должно, а наличие глиняной или известковой пыли только сделает раствор более пластичным.

Щебень

Для ответственных конструкция — перекрытий и фундаментов — используется дробленый щебень. Он имеет острые грани, которые лучше сцепляются с раствором, придавая конструкции большую прочность.

Фракции щебня стандартны:

В бетоне используют одновременно несколько разных фракций. Самый крупный фрагмент не должен превышать 1/3 размера самого маленького элемента заливаемой конструкции. Поясним. Если заливается армированный фундамент, то элемент конструкции, который принимается в расчет — армирование. Находите два элемента, расположенных ближе всех. Самый крупный камень не должен быть больше 1/3 этого расстояния. В случае с заливкой отмостки самый маленький размер — толщина бетонного слоя. Щебень выбираете так, чтобы он был не больше трети ее толщины.

Мелкого щебня должно быть порядка 30%. Остальной объем поделен между средним и крупным в произвольной пропорции. Обращают внимание и на запыленность щебня. Особенно нежелательна известковая пыль. Если ее много, щебень моют, после — сушат, и только после этого засыпают в бетон.

Хранение заполнителей

Понятно, что стройплощадка — не самое чистое и обустроенное место.и песок и щебень часто сгружают прямо на землю. В таком случае при загрузке необходимо следить, чтобы в замес не попадала земля. Даже небольшое ее количество негативно скажется на качестве. Потому желательно насыпать заполнители на твердые площадки.

Также необходимо предохранять их от осадков. В рецептурах бетона количество составляющих дано в расчете на сухие компоненты. Учитывать влажность компонентов учатся с опытом. Если у вас его нет, приходится заботиться о состоянии и укрывать песок и щебень от дождя и росы.

Вода

Для получения бетона нормального качества должна использоваться питьевая вода. Так прописано в СНиПе: «питьевая, в том числе после кипячения». Воду из реки или озера брать нельзя, техническую — тем более. Никаких загрязняющих веществ, кислот, солей, щелочей, масел и т.д. Все эти вещества негативно влияют на прочность бетона, а что хуже всего — результат предсказать невозможно.

пропорции цемента, песка и щебня, применение разных марок

Бетон – это важная составляющая практически любой работы. На возводящемся объекте предполагается этап бетонирования. Это может быть, например, фундамент, перекрытия, стены, пол, отмостка. Потребности крупномасштабного строительства обеспечиваются за счет товарной бетонной смеси, производимой заводами. Индивидуальные застройщики и хозяева частных домов предпочитают готовить раствор самостоятельно, экономя таким способом деньги. Если промышленный метод гарантирует контроль качества продукции, то частникам нужно самим следить за правильными пропорциями закладки компонентов, соблюдением последовательности замешивания и заливки смеси. Достигнуть нужного результата в бетонировании можно только неукоснительно следуя инструкциям и технологическим схемам.

Оглавление:

1. Составляющие бетонной смеси
2. Особенности применения разных марок
3. Заливка фундамента и отмостки

Компоненты и пропорции

Бетонная смесь всегда готовится на основе 4 составляющих. Это:

• цемент;
• песок;
• вода;
• крупный заполнитель.

Все пропорции ориентируются на цемент. При этом важным показателем является его марка. Например, для одних видов бетона достаточно взять вяжущее М400, а для других обязательным условием будет использование М500 или шлакопортландцемента.

Базовое соотношение, часто применяемое на практике, составляет Ц:П:Щ:В = 1:3:5:0,5. Например, чтобы приготовить смесь на основе 100 кг вяжущего, нужно добавлять 300 кг песка, 500 кг щебня и 50 л воды. Тем, кто предпочитает замешивать бетон своими руками, будет легче определиться по количеству компонентов «в ведрах». О точности в таком случае говорят только условно. На 1 ведро вяжущего берется 2 ведра песка, 3 – щебня и приблизительно полведра воды.

Рассчитать ингредиенты можно для любого объема. Профессионалы утверждают, что для получения 1 м³ бетонной смеси разных марок нужно брать точный объем цемента. В таблице выйдет проследить эти данные. Соответственно, потом определяется количество щебенки, песка и воды, исходя из соотношений для необходимой марки.

В составе бетона порядка 10 % занимает цемент. На заполнители приходится 80-85%. Различают 2 их вида: мелко- и крупнозернистый. Роль наполнителя – формирование и создание жесткого бетонного «скелета», уменьшающего усадку и предотвращающего образование трещин и сколов в конструкции.

Мелкий заполнитель – это песок. Он должен быть максимально очищенным от примесей. Наиболее ценится речной. В карьерном могут присутствовать примеси (суглинки, комки глины). Хозяева частных домовладений не всегда соблюдают требования к чистоте песка и допускают засыпку загрязненного материала в емкость для замешивания. В ближайшем овраге, лесу или на берегу реки они набирают в ведра песок, и, не просеивая его, отправляют в бетоносмеситель. Как правило, готовый состав содержит «инородные тела», такие как стебли травы, корешки растений, грунт.

Что касается крупного наполнителя, то здесь допускается несколько вариантов: щебень, гравий, отсев, битый кирпич, раздробленные куски застывшего бетона.

Использование каждого из перечисленных видов регламентируется типом работ. Для черновой заливки в качестве заполнителя вполне подойдут битые куски бетона, дробленый кирпич. Выполняя чистовое бетонирование, следует добавлять щебень (5-20 мм), гравий и отсев.

1. Обзор разных видов
2. Бетонная смесь для фундамента и отмостки

Обзор разных видов

1. Легкие бетоны.

Марки ниже М200 считаются легкими. Их используют только для подготовительных работ. Например, из М100 заливается подушка для фундамента, тонкий слой под отмосткой либо монолитной плитой. Активное применение легкий бетон находит в дорожном строительстве. Готовая смесь содержит очень малое количество цемента (167 кг на 1 м³). Этого едва хватает для связывания заполнителя. Стандартные пропорции состава Ц:П:Щ=1:4,6:7.

Бетонная смесь М100 обладает низкими показателями морозостойкости (50 циклов) и водонепроницаемости (W2). Невысокие требования выдвигаются и к заполнителям. Кроме того, при изготовлении «тощего» бетона не используются добавки.

2. М200.

Один из самых распространенных видов. Его показатели морозостойкости (100 циклов) и водонепроницаемости позволяют применять бетон в самых различных строительных процессах. Улучшить качественный состав материала позволяют также добавки и пластификаторы.

Тяжелая бетонная смесь М200 подходит для обустройства ленточных фундаментов под одно- и двухэтажными строениями, заливки отмосток, полов, стяжек, плит перекрытия. В промышленных целях марка используется при производстве железобетонных перемычек, плит забора, колец, ограждений.

На 1 м³ понадобится почти 10 мешков весом 25 кг каждый, точнее – 241 кг. Базовые пропорции компонентов бетона определяются так: Ц:П:Щ=1:2,8:4,8. Соотношения ингредиентов рассчитаны, исходя из цементной марки М400. Измеряя в ведрах, добиться такой точности достаточно сложно.

3. М250.

Изготовляется в том же соотношении, что и М200, но за счет добавок имеет более высокие параметры морозостойкости, водонепроницаемости, пластичности. Качественные показатели материала при том же количестве основных компонентов можно улучшать за счет изменения вида заполнителя. Самым лучшим вариантом будет гранитный щебень.

Область применения М250 аналогична марке М200:

• строительство зданий;
• обустройство фундаментов, ростверков;
• заливка плит перекрытий, полов.

4. М300.

Второй по популярности вид после М200. Применяется для создания ответственных конструкций, дорог, заливки лестничных маршей. Незаменим при производстве прочной тротуарной плитки. Соотношение компонентов рассчитывается как 1:1,2:2,7. Для 1 м³ необходимо 320 кг цемента марки М400.

5. М350.

Состав бетонной смеси на 1м³ бетона определяется из пропорций: Ц:П:Щ=1:1,5:3,1 (цемент М400) или Ц:П:Щ=1:1,9:3,6 (цемент М500). Материал используется для заливки аэродромных плит, строительства крупных объектов, производства железобетонных изделий. Для бытовых целей практически не применяется.

6. Бетон М400.

Состав и пропорции бетона принято брать такими – Ц:П:Щ=1:1,1:2,5. Подходит для обустройства полов особой прочности (производственные цеха, подвалы, мастерские, гаражи), а также для фундаментов. В случае проведения индивидуального строительства (бетонирования) правильного соотношения компонентов достичь несложно. Измерение «в ведрах» предполагает, что разницу между количеством песка и цемента, составляющую всего одну десятую (0,1), можно учесть, насыпав емкость с «горкой».

Можно обобщить сведения о составе бетона и соотношении компонентов в таблице.

Бетонная смесь для фундамента и отмостки

Обустройство различных фундаментов и заливка отмосток – часто выполняемые работы в индивидуальном строительстве. Большинство хозяев предпочитает проводить эти процессы собственными силами. Состав бетона всем известен, а соотношение вяжущего М400 и наполнителей определяется в ведрах как 1:3:5:0,5. При этом важно помнить, что указанные пропорции дают на выходе М200. Если требуется другая марка по прочности и параметрам, следует менять количественные показатели.

С увеличением процентного соотношения добавок улучшается состав смеси. При этом пропорции бетона для фундамента или отмостки не меняются. На упаковке любой присадки или пластификатора есть инструкция. Добавляя средство в раствор, необходимо соблюдать рекомендации. Чрезмерное «увлечение» добавками чревато негативными последствиями.

1. Нюансы бетона для отмостки.

Отмостка как элемент строительства выполняет сразу 2 важные функции:

• защиту фундамента от размывания;
• эстетическую.

Поэтому конструкция должна быть водонепроницаемой, морозоустойчивой, прочной. Для ее обустройства применяется бетонная смесь М200 (класс В15) и выше. В состав входят стандартные компоненты. Важно только взять правильный щебень и чистый просеянный песок. Камень может быть горного происхождения, подойдет и речной гравий. Необходимая фракция – 5-20 мм.

Советы специалистов по поводу соотношения такие: Ц:П:Щ:В = 1:3:4:0,5. На 1 м³ смеси, приготовленной по классической рецептуре, понадобится 280 кг вяжущего М400, 840 кг песка, 1400 кг щебня, 190 л воды.

Замес начинается соединением цемента и воды. Причем количество жидкости должно быть минимальным. По технологии предполагается, что вода полностью впитывается вяжущим. Излишки жидкости негативно сказываются на прочности. Далее в водно-цементную массу добавляются части песка и щебня.

2. Изготовление бетонной смеси для фундамента.

Марка определяется, исходя из параметров строящегося объекта. При этом учитываются:

• тип грунта;
• вес здания;
• тип армирования;
• наличие или отсутствие цоколя.

Минимально допустимая марка – М150. Ее используют на песчаных грунтах при строительстве хозяйственных и вспомогательных помещений. Если почва глинистая, то применяется смесь М200 и выше. Эта разновидность или М300 подходит для обустройства ленточного фундамента зданий этажностью 2-3 этажа.

Соотношение компонентов при приготовлении фундаментного бетона определяется как Ц:П:Щ=1:2,8:4,8 (цемент М400). На практике пропорции обычно округляются до 1:3:5, чтобы удобнее было считать в ведрах.

Concrete Basics: основные ингредиенты для бетонной смеси

Бетон на протяжении тысячелетий был очень популярным строительным материалом.

Бетон, состоящий всего из нескольких основных ингредиентов, является наиболее широко используемым искусственным материалом на планете. Люди используют больше бетона, чем все остальные строительные материалы вместе взятые.

Так что же такое бетон?

Бетон — это смесь цемента, воздуха, воды, песка и гравия — вот и все!

Не совсем так.Типичная бетонная смесь состоит примерно из 10% цемента, 20% воздуха и воды, 30% песка и 40% гравия. Это называется правилом 10-20-30-40, хотя пропорции могут варьироваться в зависимости от типа цемента и других факторов.

Теперь давайте обсудим каждый ингредиент и важную роль, которую они играют в вашем миксе.

Цемент

Хотя цемент составляет наименьший процент смеси, он является важным ингредиентом в бетоне.Цемент служит клеем, который скрепляет все остальное. Это также то, что позволяет готовой смеси затвердеть после нанесения. В зависимости от того, какой бетон вы хотите изготовить, существует пять различных типов цемента:

• Тип I используется для большинства бытовых работ
• Тип II используется в умеренных сульфатных условиях
• Тип III используется в климате, где существует опасность замерзания
• Тип IV используется для специальных заказов, таких как промышленное размещение.
• Тип V используется в экстремальных условиях сульфата

Типы I и II являются наиболее широко используемыми в жилых домах США из-за относительно умеренного климата, в котором мы живем.

Воздух и вода

Для того, чтобы смесь была эффективной, в бетоне необходимо некоторое количество воздуха (крошечные пузырьки воздуха). Цемент с воздухововлекающими добавками гарантирует, что лишняя вода имеет шанс расшириться, когда она проходит цикл замораживания-оттаивания. Эти пузырьки воздуха, однако, должны быть микроскопически маленькими, иначе «увлеченный» воздух превратится в «захваченный» воздух, что приведет к усадке и растрескиванию.

Среди всех других важных ингредиентов, участвующих в создании смеси, вода имеет тенденцию иметь наибольшее влияние.Как правило, чем больше воды вы наливаете в смесь, тем меньше прочности будет у затвердевшей смеси. Усадка и растрескивание также возможны при использовании слишком большого количества воды. Избыточная вода со временем испарится из затвердевшего бетона, что приведет к усадке бетона и, в конечном итоге, к растрескиванию.

Идеальное количество воды можно измерить по соотношению воды к цементу, которое должно варьироваться от 0,4 до 0,6. Чем выше коэффициент, тем слабее бетон. Хороший способ проверить растворимость вашего бетона — выполнить тест на оседание.Это поможет определить, не слишком ли много воды в вашей смеси.

Гравий и песок

Как видите, щебень и песок составляют около 70% смеси. Такой высокий процент делает смесь более экономичной, поскольку гравий и песок прочнее и более рентабельны, чем цемент. Хорошая готовая смесь будет включать пропорциональное количество как крупного (гравий), так и мелкого (песок).

Причина этого в том, что гравий составляет большую часть готовой смеси, а более мелкие частицы песка хорошо заполняют любые дополнительные места, которые в противном случае могли бы быть заполнены нежелательными воздушными карманами.

Вот и все, ингредиенты, которые объединяются для создания самого широко используемого строительного материала в мире — бетона. Как видите, каждый ингредиент и его соотношение влияют на качество и тип готовой смеси. Важно, чтобы у вас была лучшая готовая смесь для вашей конкретной работы. Вот почему мы создали этот Контрольный список готовой смеси, чтобы помочь вам и вашему поставщику готовой смеси создать именно то, что вам нужно. Загрузите контрольный список готовой смеси прямо сейчас.

Бетон против цемента: в чем разница?

Бетон против цемента: в чем разница?

Это аналогично использованию слов «мука» и «пирог» как синонима.

Это не одно и то же.

Цемент, как и мука, является ингредиентом.

Для изготовления бетона из смеси портландцемента (10-15%) и воды (15-20%) делают пасту. Затем эту пасту смешивают с заполнителями (65-75%) , такими как песок и гравий или щебень. Когда цемент и вода смешиваются, они затвердевают и связывают заполнители в непроницаемую каменную массу.

Следовательно:
Цемент + Заполнители + Вода = Бетон.

Примечание. Портландцемент — это общий термин, обозначающий тип цемента, который используется почти во всех бетонах.

Именно бетон мы ассоциируем с прочным, долговечным конструкционным строительным материалом, который широко используется в строительстве от мостов до зданий и тротуаров.

И цемент в нем является главным связующим веществом.

Итак, из чего делают цемент?

Как известно, цемент — это основной ингредиент, из которого делают бетон.

Но цемент — это не какой-то природный органический материал — он производится путем химической комбинации 8 основных ингредиентов в процессе производства цемента.

8 основных «ингредиентов», присутствующих в цементе:

Эти ингредиенты обычно извлекаются из известняка, глины, мергеля, сланца, мела, песка, бокситов и железной руды.

Как производится цемент?

Мы проведем вас через каждый этап процесса производства цемента — от минералов в земле до цементного порошка, который помогает создавать бетон.

Сырье, в основном известняк и глина, добывается из карьеров взрывными работами или бурением с использованием тяжелой горной техники.

Сырье перемещается после экстракции, а затем транспортируется к дробилкам через самосвалы.

Дробилки способны обрабатывать куски карьерной породы размером с масляный барабан.

Известняк дробится в первой дробилке для измельчения породы до максимального размера около 6 дюймов.

Затем его подают во вторую дробилку со смешиванием глин для уменьшения размера частиц менее 3 дюймов.

Выгруженная сырьевая смесь (известняк 70%, глины 30%) направляется в бункер сырьевой мельницы для последующего измельчения.

Другое сырье, используемое в производстве цемента, называемое добавками, также хранится в отдельных бункерах.

Сырьевая смесь и необходимые добавки подаются из бункеров в сырьевую мельницу через воздуходувки для сушки и измельчения.

Сырьевая мельница содержит две камеры — сушильную и помольную.

Горячие газы, поступающие из системы подогревателя / печи, поступают в мельницу и сушат сырьевые материалы, прежде чем они попадут в следующую камеру, которая является камерой измельчения.

Камера измельчения содержит определенное количество шарового заряда различных размеров от 30 мм до 90 мм, которые используются для измельчения материала.

Затем он поступает в сепаратор, который отделяет мелкий и крупный продукт. Последний, называемый браком, отправляется на вход мельницы для повторного измельчения.

Затем горячий газ и мелкие частицы попадают в многоступенчатый «циклон».Это необходимо для отделения мелкодисперсных материалов от газов.

Полученная сырая мука, состоящая только из очень тонких сырьевых материалов, подается в бетонный бункер.

Оттуда сырьевая мука, извлеченная из силоса, теперь называемая питанием для печи, подается в верхнюю часть печи предварительного нагревателя для спекания.

Система печи с подогревателем состоит из многоступенчатого циклонного подогревателя, камеры сгорания, стояка, вращающейся печи и колосникового охладителя.

В подогревателе сырье для печи предварительно нагревается горячим газом, поступающим из камеры сгорания и вращающейся печи. Затем он частично прокаливается в камере сгорания и стояке.

Сырье затем перемещается во вращающуюся печь, где оно перегревается примерно до 1400 ° C с образованием компонентов клинкера посредством процесса, называемого спеканием.

Тепло вырабатывается за счет сжигания топлива во вращающейся печи с основной горелкой и в камере сгорания с помощью вытяжных вентиляторов подогревателя или вентиляторов внутреннего сгорания печи.Для сжигания часто используются уголь, природный газ, мазут и нефтяной кокс.

Спекание — это процесс, когда химические связи сырьевой муки разрушаются под воздействием тепла, рекомбинируя с образованием новых соединений, которые образуют вещество, называемое клинкером.

Клинкер выходит из печи в виде очень горячих мелких темно-серых узелков размером от 1 мм до 25 мм.

Он падает на решетчатый охладитель для охлаждения с приблизительно 1350-1450 C до приблизительно 120 C за счет использования различных охлаждающих вентиляторов.

Часть горячего воздуха, отводимого из охладителя, используется в качестве вторичного и третичного воздуха для сжигания во вращающейся печи и камере сгорания соответственно.

Охлажденный клинкер выгружается из холодильника на лотковый конвейер и транспортируется на склад клинкера, готовый к транспортировке на цементные мельницы через вентиляторы внутреннего диаметра цементной мельницы.

На цементных мельницах клинкер смешивают с другими добавками, необходимыми для производства определенного типа цемента.Гипс для OPC, известняк для известнякового цемента и шлак для шлакового цемента.

Затем шаровая мельница измельчает корм до мелкого порошка.

Мелкий порошок затем направляется в сепаратор, который отделяет мелкий и крупный продукт. Последний направляется на вход мельницы на доизмельчение.

Готовый продукт хранится в бетонных силосах как цемент.

Цемент настолько мелкий, что в 1 фунте цемента содержится 150 миллиардов зерен.

Теперь цемент готов к транспортировке компаниям по производству товарного бетона для использования в различных строительных проектах.

Узнайте, как мы можем максимизировать энергоэффективность и контролировать выбросы твердых частиц на вашем цементном заводе — свяжитесь с нами сегодня

Если вам понравилась эта статья, используйте наши новые кнопки социальных сетей, чтобы поделиться ею и оставить комментарий ниже.

Какие типы бетона состоит из

Для обычного человека бетон — это твердый серый материал.Несмотря на то, как он может выглядеть снаружи, разные типы бетона на самом деле сильно различаются из-за ингредиентов и методов смешивания, используемых для их создания. Существуют десятки различных типов специального бетона, но для большинства проектов дома и сада требуется только один из трех распространенных типов. Узнайте о различиях между этими тремя вариантами, чтобы выбрать правильный тип бетона для вашего следующего проекта, чтобы получить необходимую стабильность, прочность и скорость отверждения.

Стандартный бетон

Бетон, с которым знакомо большинство людей, лучше всего описать как стандартный бетон.Это смесь щебня, гравия, портландцемента, песка или других мелких частиц и воды. Влажный бетон довольно толстый в бетономешалке, но его достаточно легко намазать и придать форму. Требуется постукивание или вибрация, чтобы вытряхнуть пузырьки воздуха из смеси, чтобы эти пустоты не стали причиной трещин или схлопывания позже. Гравий и песок, также известные как заполнители, добавляются для придания смеси прочности и уменьшения количества необходимого цемента. Тщательное дозирование необходимо для предотвращения больших зазоров или чрезмерной усадки по мере высыхания материала.

Несмотря на то, что этот тип бетона является базовой смесью со средней осадкой и прочностью, он очень универсален. Вы можете использовать его для всех типов плит толщиной не менее двух дюймов, таких как проезды и тротуары. Если вы будете заливать его более жидким веществом, под нагрузкой он может потрескаться. Он идеально подходит для закрепления заборов или столбов настила, лепки собственных ванночек для птиц, строительства подпорных стен, армированных арматурой, и других домашних проектов.

Железобетон

А как насчет очень тонких проездов и вертикальных конструкций, таких как отдельно стоящие залитые стены? Для этих конструкций вам понадобится бетон с добавленным армированием.Эта дополнительная опора обычно предлагается арматурой и проволочной сеткой, но вы можете пропустить эти дополнения, выбрав железобетонную смесь. Этот продукт включает в себя все те же ингредиенты, что и стандартный бетон, но в смесь также добавляются крошечные стальные, стеклянные или пластиковые волокна. Эти волокна смешиваются, чтобы добавить прочности готовой конструкции, особенно против бокового давления. Также часто добавляют жидкий акрил, чтобы связать частицы намного сильнее, чем обычно.

Этот тип бетона можно заливать тонкими слоями, не беспокоясь о растрескивании.Это делает его умным материалом для подземных бассейнов, стен и вертикальных столбов, подземных сооружений, таких как туннели и подвалы, утепленных фундаментов с пенопластом, утопленным в бетоне, и больших проектов, таких как мосты. Добавление волокон также помогает бетону противостоять разрушающему воздействию циклов замерзания и предотвращает чрезмерную усадку, поскольку вода испаряется из сушильного материала.

Проницаемый бетон

Третий тип обычного бетона не особенно прочен, но он предлагает другие преимущества для бизнеса и домовладельцев.Гладкая и твердая поверхность стандартного или железобетона заставляет воду собираться и стекать. Это создает проблемы эрозии и затопления, особенно вокруг конструкций, которые могут опускаться или оседать из-за этой дополнительной влажности. Вместо этого проницаемый бетон позволяет воде проникать в землю под землей. Песок и летучая зола, содержащиеся в других типах бетона, выходят из смеси, специально создавая зазоры вокруг гравийного заполнителя. Через эти отверстия вода выводится на подъездную дорожку, где не собираются лужи.Однако этот бетон довольно хрупкий — он требует металлического армирования и работает только при заливке на поддерживающую поверхность.

Смешивайте и подбирайте различные распространенные типы бетона для создания долговечных конструкций. С дополнительным усилением для тяжелых работ и проницаемыми смесями для управления грунтовыми водами вокруг вашего участка вы можете выполнять все типы проектов.

Бетонные ингредиенты — archtoolbox.com

Бетон используется в качестве строительного материала на протяжении тысячелетий.Основные ингредиенты остались прежними, но новые технологии добавления добавок позволяют дизайнерам и инженерам точно настраивать окончательные свойства полностью затвердевшего бетона.

Четыре основных ингредиента

Бетон состоит из четырех основных ингредиентов: воды, портландцемента, заполнителей и воздуха. Соотношение ингредиентов изменяет свойства конечного продукта, что позволяет инженеру разрабатывать бетон, отвечающий их конкретным потребностям. Добавки добавляются для корректировки бетонной смеси в соответствии с конкретными критериями эффективности.

Вода

Вода в бетонной смеси должна быть чистой и без примесей. Количество воды по отношению к количеству цемента влияет на то, насколько легко бетон течет, но также влияет на конечную прочность бетона. Больше воды способствует более легкой текучести бетона, но также снижает прочность бетона при отверждении.

Портлендский цемент

Цемент затвердевает при смешивании с водой, которая связывает все ингредиенты вместе.Портландцемент является наиболее распространенным используемым цементом и состоит из глинозема, кремнезема, извести, железа и гипса. Также включены небольшие количества других ингредиентов.

Агрегаты

Большая часть бетонной смеси состоит как из крупных, так и из мелких заполнителей, которые помогают увеличить прочность бетона, превышающую ту, которую цемент может обеспечить сам по себе. В качестве заполнителей используются песок, гравий и щебень. В качестве заполнителей для бетона начинают использоваться переработанные материалы, в том числе доменный шлак, стекло (в основном для декоративных целей) и измельченный бетон.

Воздух

Четвертым основным компонентом бетона является увлеченный воздух. Хотя обычно это не считается ингредиентом, дело в том, что бетонная смесь содержит от 1% до 9% увлеченного воздуха. Когда бетон будет подвергаться очень холодным или морозным условиям, следует включать большее количество воздуха.

Примеси

Добавки служат для достижения множества целей. Это может быть так же просто, как добавить пигмент для окрашивания бетона. Другие добавки используются для более быстрого отверждения в холодную погоду, создания чрезвычайно высокопрочного бетона или для увеличения текучести бетона без ущерба для прочности.К сожалению, добавки могут привести к нежелательным результатам, например, к плохой адгезии отделочного покрытия. По этой причине многие инженеры-строители и архитекторы не решаются использовать добавки. У нас есть статья, в которой рассказывается о различных добавках.

Гидратация: химическая реакция

Хотя содержание влаги уменьшается по мере схватывания бетона, важно знать, что бетон не «сохнет». Скорее, бетон схватывается в результате химической реакции, называемой гидратацией. Поэтому бетон можно помещать под воду.

Бетон начинает схватываться, как только в смесь добавляется вода. Поэтому смесь следует постоянно перемещать, чтобы частицы не связывались друг с другом (таким образом, бетонные грузовики вращались). На большинстве рабочих площадок бетон должен быть доставлен и размещен в течение 90 минут после первоначального перемешивания, но добавки могут продлить это время.

Составляющие бетонные материалы — InterNACHI®

Ник Громицко, CMI® и Кентон Шепард

Бетон — это композитный материал, состоящий из вяжущего, которое обычно представляет собой цемент, грубые и мелкие заполнители, которые обычно представляют собой камень и песок, и воду.Они состоят из материалов, из которых состоит бетон. Но из-за множества переменных в сырье, а также в том, как они обрабатываются и комбинируются, существует много возможностей для возникновения проблем в бетоне. Фундаментальное понимание различных материалов и производственных процессов может помочь тем, кто исследует бетон, узнать, какие проблемы следует искать, где их искать и как их распознать.

Проще говоря:

• цемент + вода = цементное тесто;
• цементная паста + песок = раствор; и
• раствор + камень = бетон.

Добавки могут быть включены в смесь для управления параметрами настройки.

Химические реакции, которые происходят при объединении различных составляющих материалов, могут различаться в зависимости от свойств отдельных материалов. Материалы могут различаться по своему химическому составу и эксплуатационным характеристикам в зависимости от того, где они были добыты или добыты, а также в зависимости от используемых методов производства и условий на заводе-изготовителе.

Связующие

Связующие представляют собой мелкие гранулированные материалы, которые при добавлении воды образуют пасту.Эта паста затвердевает и герметизирует заполнители и арматурную сталь. Сразу после добавления воды цементное тесто начинает затвердевать в результате химического процесса, называемого гидратацией. Гидратация происходит с разной скоростью в зависимости от различных свойств используемых вяжущих и добавок, соотношения воды и цемента и условий окружающей среды, в которых находится бетон. Способы, которыми вяжущие влияют на бетон, строительный раствор и аналогичные продукты, могут варьироваться в зависимости от химических и физических свойств исходных материалов, составляющих материалов, состава смеси и, в меньшей степени, изменений в процессе производства цемента.

Портландцемент

Портландцемент

Существуют разные типы цемента, но портландцемент является наиболее широко используемым вяжущим. Хотя портландцемент назван в честь района в Англии, где его начали использовать, сегодня его производят во всем мире.

ASTM International определяет портландцемент как «гидравлический цемент (цемент, который образует водостойкий продукт), полученный путем измельчения клинкера, состоящего в основном из гидравлических силикатов кальция, обычно содержащих одну или несколько форм сульфата кальция в качестве добавки в грунт.”

Портландцемент изготавливается путем сплавления материалов, содержащих кальций, с материалами, содержащими алюминий. Кальций может поступать из известняка, ракушек, мела или мергеля, который представляет собой мягкий камень, или твердой грязи, иногда называемой аргиллитом, которая богата известью.

Процесс производства цемента

Основные операции цементных заводов примерно одинаковы, но могут отличаться в зависимости от местоположения. В последующем производственном процессе описывается, что происходит на карьере и цементном заводе в Колорадо.

Карьерные работы

Слой известняка толщиной около 18 футов вырывает поверхность и уходит под землю. Карьерные работы следуют за ним до уровня примерно 200 футов, прежде чем его добыча становится невыгодной.

Темная порода, изображенная выше, содержит известняк и два вида сланца, все из которых используются для производства цемента. Светлоокрашенный материал называется перегрузкой, он не используется в производстве, но откладывается для замены позже во время рекультивации после того, как карьер достиг конца срока действия разрешения и будет закрыт.

Плоский участок в стене карьера, называемый лифтом или уступом, — это глубина, на которую просверливаются отверстия перед установкой зарядов для взрывных работ. Здесь он составляет около 80 футов. Из-за требований национальной безопасности большинство карьеров передают взрывные работы субподрядчикам.

После взрывных работ каменные отходы доставляются в конец карьера, где впервые началась добыча. Это будет первый материал, который будет снова заполнен в рамках процесса рекультивации. Полезный камень перевозится грузовиком и либо сбрасывается в первичную дробилку, либо складывается поблизости.

Дороги и сваи необходимо поливать водой, чтобы уменьшить количество переносимой по воздуху пыли.

Грузовики возвращаются в это здание, чтобы выгружать свои грузы в первичную дробилку.

Первичная дробилка

После того, как камень загружается в загрузочный лоток сверху, сила тяжести перемещает его вниз через дробилку, что уменьшает его диаметр примерно до 3 дюймов. Карманный фильтр помогает уменьшить количество переносимой по воздуху пыли.

Из дробилки камень перемещается на конвейерную ленту, которая доставляет его на производственный завод на расстоянии около 2 миль.

Длинные конвейерные ленты должны быть отрегулированы до надлежащего натяжения. Это делается с помощью стальных тросов для подвешивания бетонных грузов внутри башен.

В каждой точке, где конвейер меняет высоту или направление, другой рукавный фильтр помогает удалять пыль из щебня и воздуха.

Известняк и сланец наконец складываются в дальний конец производственной линии.

Камень загружается фронтальным погрузчиком по одному ведру за раз на конвейер, который переносит его в отстойный бункер (вверху слева).Из разгрузочного бункера камень может подаваться в систему с равномерной скоростью. Из разгрузочного бункера камень транспортируется в сушилку, которая удаляет большую часть влаги перед возвратом во вторичную дробилку (центральный бункер), где он уменьшается до примерно 3/8 дюйма в диаметре. С этого момента камень транспортируется высокоскоростным воздухом, а не ремнями с роликовыми опорами.

Затем высушенный щебень перемещают в шаровую мельницу, в которой стальные шарики превращают его в порошок.Шаровая мельница представляет собой вращающийся цилиндр, который имеет жертвенную футеровку, удерживаемую на месте сотнями болтов, головки которых можно увидеть на фотографии выше.

В шаровой мельнице комбинируются различные материалы, поэтому именно здесь происходит первоначальное смешивание. Обычные материалы — известняк, сланец, песчаник и железо.

Из шаровой мельницы материал перемещается в башню предварительного нагрева (слева), где он нагревается примерно до 1800 ° F перед перемещением в горизонтальную цилиндрическую вращающуюся печь.

Печь (темно-серая) слегка наклонена, так что материал перемещается через нее при вращении. Труба с более крутым наклоном над печью (светло-серая) подает воздух для горения, как и U-образный канал наверху башни предварительного нагрева. Внутри печи материал нагревается примерно до 3300 ° F. Этот процесс называется спеканием. Происходят химические изменения, которые приводят к образованию вещества размером с мрамор, называемого клинкером. Создание клинкера означает использование тепла для удаления всего углекислого газа из материала.Двуокись углерода — один из основных парниковых газов.

На фотографии выше показаны открытые двери в нижнем конце печи, которая закрыта для осмотра и обслуживания. Гибкая труба диаметром 6 дюймов, наклонная влево, служит источником газа для горелки, которая воспламеняет пылевидное угольное топливо. Конец 8-дюймовой трубы подачи угля можно увидеть справа от ног рабочего.

Запасы пылевидного угля, используемого в качестве топлива для печи

Клинкер перемещается в навес специальной формы для контроля его влажности.

Клинкер тонко измельчается для создания конечного цементного продукта. На фотографии выше показан клинкер размером с мрамор до измельчения и конечный продукт: цемент.

Мониторинг и управление всей операцией осуществляется с центральной консоли управления, на которой расположены многочисленные мониторы с цифровыми показаниями в реальном времени.

Варианты

Несмотря на то, что существуют стандарты ASTM, которым портландцемент может соответствовать, существует ряд факторов, которые могут привести к изменению его эксплуатационных характеристик.

Размер частиц

Размер частиц важен, потому что частицы, которые измельчаются более мелко, имеют большую площадь поверхности, на которой происходят химические реакции, и они сильно влияют на свойства цемента. Цемент с мелкими частицами будет более реактивным и наберет прочность раньше, чем начнется процесс гидратации. Общая площадь поверхности частиц в данном объеме материала называется его удельной поверхностью.

Портландцементы имеют удельную поверхность от 1500 до 2000 квадратных футов на фунт материала ( ² футов / фунт), равную примерно 300-400 квадратных метров на килограмм ( ² м / кг), в зависимости от типа.

Гипс и сульфаты

Гипс, также в форме измельченных частиц, смешивают с измельченным клинкером, чтобы замедлить процесс гидратации настолько, чтобы было время разместить бетон, выстилить его и закончить перед этим наборы. Если гипс или сульфатные материалы добавляются к клинкеру и измельчаются вместе с ним, они могут уменьшиться в размерах быстрее, чем клинкер. Такое предпочтительное измельчение может привести к получению более мелких частиц, что увеличивает их реакционную способность по сравнению с клинкерным материалом.

Для любого конкретного цемента существует оптимальное содержание как гипса, так и сульфата. Детали того, как именно сульфаты влияют на рост прочности бетона, не совсем понятны.

Оптимальное содержание гипса и сульфатов зависит не только от типа цементной смеси, но и от:

• химических свойств как кальциевых, так и алюминиевых исходных материалов, используемых для клинкера;
• физические свойства алюминатов, такие как размер кристаллов;
• различной растворимости различных источников сульфатов;
• размер частиц;
• температура фрезерования; и
• использование добавок.

Как будто это было недостаточно сложно, оптимальное содержание сульфатов для одного свойства цемента, такого как прочность, может отличаться от оптимального содержания для другого свойства, такого как усадка при высыхании. Бетон и раствор могут иметь разный оптимальный состав, поэтому производятся разные виды цемента.

В процессе производства материалы проходят четыре испытания, чтобы предотвратить такие проблемы. Сырье проверяется перед тем, как попасть в производственный процесс, перед входом в печь, после выхода из печи и перед окончательным хранением в основных силосах хранения.

Цементные пластины, используемые в части процесса испытаний

Оборудование, используемое для испытания прочности на сжатие

Типы цемента

Спецификация ASTM C-150 содержит стандарты для восьми различных типов портландцемента :

1. Тип I — цемент общего назначения, используемый в самых разных типах проектов, включая здания, мосты, перекрытия, тротуары и сборные железобетонные конструкции.
2. Тип IA аналогичен типу I, но используется для проектов, требующих воздухововлечения.
3. Тип II выделяет меньше тепла, медленнее выделяет тепло и имеет умеренную устойчивость к сульфатной атаке.
4. Тип IIA идентичен типу II, но используется для проектов, требующих воздухововлечения.
5. Тип III — это высокопрочный цемент, который заставляет бетон быстро схватываться и набирать прочность. Цемент типа III химически и физически подобен цементу типа I, за исключением того, что частицы более мелко измельчены.
6. Тип IIIA — это высокопрочный цемент, используемый для проектов, требующих воздухововлекающих факторов.
7. Тип IV развивает прочность медленнее, чем другие типы цемента, и выделяет более низкие уровни тепла во время гидратации. Он используется для крупномасштабных бетонных конструкций, из которых мало шансов отвести тепло, например, плотин.
8. Тип V используется только в бетонных конструкциях, которые будут подвергаться серьезному воздействию сульфатов, обычно в местах, где бетон подвергается воздействию почвы и грунтовых вод с высоким содержанием сульфатов.

ASTM C-1157 включает следующее:

1. Гидравлический цемент типа GU используется для общего строительства.
2. Тип HE — высокопрочный цемент.
3. Тип MS умеренно устойчив к воздействию сульфатов.
4. Тип HS обладает высокой устойчивостью к воздействию сульфатов.
5. Тип MH выделяет умеренный уровень тепла во время гидратации.
6. Тип LH выделяет низкий уровень тепла во время гидратации. Этот тип цемента также может быть рассчитан на низкую реактивность (вариант R) с заполнителями, реагирующими с щелочами.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЦЕМЕНТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Пуццоланы

Другие материалы могут быть смешаны с портландцементом в соответствии с особыми требованиями и экологическими соображениями.Некоторые из этих материалов, называемые пуццоланами, не обладают вяжущими свойствами до тех пор, пока не будут смешаны с портландцементом. Когда бетон смешивается, чтобы улучшить его удобоукладываемость и текучесть, добавляется больше воды, чем необходимо для гидратации. Этот избыток воды затем присутствует в крошечных капиллярных каналах в гидратированном (затвердевшем) бетоне. Когда часть цемента заменяется пуццоланом, после гидратации происходит вторичная химическая реакция. Химические вещества, выделяемые из цементного теста во время гидратации, вступают в реакцию с химическими веществами в пуццолановом материале с образованием материала, который частично или полностью заполняет эти капиллярные каналы.Это делает бетон более плотным и повышает его устойчивость к химическим веществам (например, тем, которые используются для операций по борьбе с обледенением), которые могут проникать в пористый бетон и вызывать коррозию арматурной стали и вызывать ухудшение качества поверхности или растрескивание.

Растрескивание поверхности, вызванное противообледенительными химикатами

Когда часть цемента заменяется пуццоланами, во время гидратации выделяется меньше тепла. Эта вторичная реакция выделяет некоторое количество тепла, но пиковые температуры ниже и растягиваются на более длительный период времени.Поскольку бетон сжимается (сжимается) при охлаждении, меньшее количество тепла означает меньшую общую усадку. Поскольку усадка создает напряжения, которые снимаются растрескиванием, меньшая усадка означает меньше трещин. Это особенно важно для конструкций с большой массой, которые не могут легко отводить тепло, таких как плотины.

Зола-унос

Зола-унос на микроскопическом уровне

Зола-унос — промышленный побочный продукт, который иногда используется в качестве частичной замены портландцемента.Летучая зола состоит из негорючих твердых частиц, которые удаляются из дымовых газов угольных электростанций. Он может составлять до 65% массы вяжущих материалов, в зависимости от требований к характеристикам бетона и типа сжигаемого угля.

Рекуперация летучей золы для промышленного использования является экологически безопасной практикой, поскольку летучая зола удаляется из дымовых газов для улучшения качества воздуха, а ее использование в цементе означает, что то, что когда-то было отходами, теперь перерабатывается как полезный материал.По данным на 2005 год, угольные электростанции США произвели 71 миллион тонн летучей золы, 29 миллионов тонн из которых были использованы для различных целей. Остальные 42 миллиона тонн могут покрыть акр земли на глубину 27 500 футов. Эта неиспользованная летучая зола занимает место на свалках и содержит токсины, которые могут загрязнять водоносные горизонты. В декабре 2008 года обрушилась насыпь хранилища летучей золы Tennessee Valley Authority в Кингстоне, штат Теннесси, и в реку Эмори было выброшено 5,4 миллиона кубических ярдов летучей золы.Затраты на очистку приближаются к 1,2 млрд долларов.

Отказ установки по локализации летучей золы в Кингстоне, Теннесси

Вот некоторые важные факты о летучей золе, используемой в бетоне:

• Летучая зола бывает типов F и C. сжигая старый, более твердый уголь. Это пуццолан, и при смешивании с водой не образует вяжущих соединений, если смесь не включает портландцемент. Тип C получают путем сжигания более молодого и мягкого угля и при смешивании с водой имеет некоторые вяжущие соединения.
• Очень мелкие частицы летучей золы могут улучшить характеристики текучести бетона, снизить затраты за счет замены цемента, потреблять меньше воды в смеси и сделать бетон более плотным. Крупные частицы не обладают такими же преимуществами, а крупные и мелкие частицы не всегда могут быть эффективно отделены.
• Это может увеличить время схватывания.
• Летучая зола не принимает пигменты или кислотные пятна, а также цемент, поэтому подбор существующего бетона, изготовленного без летучей золы, может быть проблемой.
• Рабочие характеристики летучей золы зависят от размера частиц, а также от химического состава угля, степени измельчения угля перед сжиганием, условий горения в печи, а также методов сбора и обращения с летучей золой. Поскольку эти факторы никогда не являются одинаковыми на разных электростанциях и могут даже меняться в пределах одной электростанции с течением времени, свойства летучей золы могут сильно различаться, и это может быть препятствием для получения стабильно хороших результатов.
• Зольная пыль имеет удельную поверхность от 1400 до 3400 футов ² / фунт (от 280 до 700 м ² / кг), в зависимости от типа.

Измельченный гранулированный доменный шлак

Клинкер из доменного шлака до измельчения

Измельченный гранулированный доменный шлак (GGBFS) является еще одним промышленным побочным продуктом, который иногда используется в качестве частичной замены Портландцемент. GGBFS — это стекловидный гранулированный материал, получаемый в доменных печах как побочный продукт процесса производства чугуна и стали.Это еще один пример полезного использования материала, который раньше считался отходом.

По сравнению с бетоном, изготовленным только из портландцемента, бетон, содержащий GGBFS:

• затвердевает медленнее;
• выделяет меньше тепла во время гидратации;
• продолжает набирать силу в течение более длительного периода времени; а
• производит более прочный бетон.

Более низкие температуры, создаваемые GGBFS во время гидратации, позволяют расположить контрольные суставы дальше друг от друга.GGBFS заменяется портландцементом в соотношении 1: 1 и может составлять до 70% массы цементирующих материалов. GGBFS имеет удельную поверхность от 1700 до 2900 футов ² / фунт (от 350 до 600 м ² / кг).

Дым кремнезема

Дым кремнезема увеличен в 10 000 раз

Дым кремнезема иногда используется для улучшения определенных свойств бетона. Это очень тонкий стекловидный порошок, собранный из дымовых газов дуговых электропечей в процессе производства металлического кремния.До введения в действие более жестких экологических законов в середине 1970-х годов кремнеземный дым не собирался. Теперь он стал одной из самых ценных и универсальных добавок для бетона в мире. В отличие от песка — его химически подобного аналога — частицы микрокремнезема растворимы в воде, а это означает, что они могут вступать в химическую реакцию в процессе гидратации.

Когда количества двух гранулированных материалов равны, материалы с более мелкими частицами открывают большую площадь поверхности, на которой могут происходить реакции.Пары кремнезема примерно в 100 раз меньше, чем частицы портландцемента, поэтому его небольшой размер вместе с относительно высоким содержанием кремнезема делают его очень реакционноспособным пуццоланом. Их небольшой размер частиц также позволяет дыму кремнезема заполнять промежутки между зернами цемента, что называется уплотнением частиц, делая бетон более плотным и менее пористым или проницаемым для влаги. Он также улучшает прочность на сжатие, прочность связи между частицами, заполнителями и встроенной сталью, а также повышает устойчивость к истиранию.

Пары кремнезема могут составлять до 12% от массы вяжущих материалов. Пары кремнезема имеют удельную поверхность от 63000 до 150 000 футов ² / фунт (от 13000 до 30 000 м ² / кг).

Однородность микрокремнезема может варьироваться в зависимости от химических характеристик производимых металлических сплавов. Пары кремнезема из четырех различных печей иногда смешивают вместе, чтобы получить более однородный продукт. Влияние на бетон изменений химических свойств паров кремнезема из различных печей изучено недостаточно.Свойства микрокремнеземного бетона также различаются в зависимости от различных свойств и количества различных водоредуцирующих агентов (пластификаторов), которые обычно используются при добавлении микрокремнезема в бетон. Поскольку огромная площадь поверхности микрокремнезема требует больше воды и снижает удобоукладываемость, добавляются пластификаторы и суперпластификаторы, чтобы сделать бетон более текучим, чтобы его было легче укладывать и обрабатывать.

Бетон обычно смешивают на местных бетонных заводах перед транспортировкой на строительную площадку.Установки периодического действия обычно имеют силосы, содержащие летучую золу, и часто имеют под рукой GGBFS. Постоянные хранилища для кварцевого дыма встречаются реже.

Бетонный завод с двумя бункерами летучей золы

АГРЕГАТЫ

Заполнители — это сыпучие материалы, которые включают песок, гравий, щебень, речной камень и легкие промышленные заполнители, и могут занимать до 75% от общего объема бетона. Поскольку заполнители дешевле цементного теста, их добавляют в бетон, чтобы снизить затраты.Свойства заполнителей могут существенно влиять на удобоукладываемость бетона в его пластическом состоянии, а также на долговечность, прочность, плотность и термические свойства затвердевшего бетона.

Откуда берутся агрегаты?

Заполнители тяжелые. Их добыча в центральном регионе и транспортировка их на большие расстояния обходятся дорого, поэтому заполнители обычно добывают на месте. Это означает, что минеральные, химические и физические свойства могут быть разными в разных регионах в зависимости от местной геологии.Минералы с разными свойствами могут по-разному реагировать на химические процессы или условия в бетоне, поэтому заполнители являются еще одним составляющим материалом для бетона, свойства которого могут изменяться.

Разработка карьера заполнителя

Работа карьера заполнителя аналогична той, что используется для добычи камня для получения цемента. Изображенный ниже карьер, также расположенный в Колорадо, в основном поставляет гранитный заполнитель для асфальтобетонной и бетонной промышленности.

На фотографии выше показан относительно новый разрабатываемый карьер.Показано, что буровая установка бурит скважины, в которых будут установлены заряды взрывчатого вещества, а грузовик загружается камнем, разрыхленным в результате предыдущих взрывных работ. Грузовик доставит камень к дробилке №1.

Старые карьеры проработали дольше, поэтому они глубже. Эта операция взрывает скважины, пробуренные глубиной 35 футов, в отличие от 80 футов в известняковом карьере. И здесь взрывные работы выполняет субподрядчик. Эта операция включает в себя несколько карьеров в дополнение к области обработки, поэтому это большая операция.

Выше грузовик загружает дробилку №1, первую дробилку в серии, через которую проходит камень. Этот карьер производит 18 различных агрегатов, размер которых варьируется от валунов до песка.

Если смотреть прямо в дробилку №1, можно увидеть размер камня до того, как он попадет в дробилку. Камень движется слева направо.

Операции по дроблению и сортировке контролируются с центральной диспетчерской, выходящей на производственную зону.Ближайший к камере конвейер перемещает камень после обработки Дробилкой №1.

На фотографии выше показан вид на операционную зону, а также на элементы управления и мониторы.

На этой обзорной фотографии показаны две дополнительные дробилки рядом с центром. Несмотря на то, что огромное количество камня дробилось, транспортировалось, толкалось и сбрасывалось на склады, количество переносимой по воздуху пыли было минимальным.

Размер заполнителя

Заполнители для бетона обычно делятся на две категории: мелкие и крупные.Мелкие заполнители, как правило, представляют собой природный песок или щебень, при этом большая часть частиц проходит через сито 3/8 дюйма (9,5 мм). Крупные заполнители обычно имеют диаметр от 3/8 до 1-1 / 2 дюйма (от 9,5 до 37,5 мм). Самый крупный заполнитель, используемый в бетоне, — это щебень, хотя также используется гладкая речная порода.

Недостаточное количество мелкозернистых заполнителей может вызвать чрезмерное кровотечение, затруднения при перекачивании бетона и трудности с получением гладких затертых поверхностей. На прочность сцепления мелких заполнителей не сильно влияет форма или текстура заполнителя, поскольку более мелкие частицы имеют большую площадь поверхности, на которой может происходить сцепление с цементным тестом.Поверхностные свойства мелкозернистого заполнителя могут влиять на количество воды, необходимое для того, чтобы бетон оставался работоспособным. Имейте в виду, что чрезмерное количество воды может ослабить бетон из-за увеличения процента оставшейся капиллярной структуры, поскольку избыток воды попадает на поверхность в виде стекающей воды, а затем испаряется. На фотографиях ниже показаны заполнители, которые обычно хранятся на бетонных заводах.

1½-дюймовый гравий

¾-дюймовый гравий

Ракель

Легкий

Легкий

песок

Максимальный размер заполнителя должен составлять менее одной пятой самого узкого размера между сторонами форм, одной трети глубины плит или трех четвертей минимального расстояния между арматурными стержнями.

Иногда рекомендуется использовать заполнитель максимально возможного размера, чтобы минимизировать необходимое количество цемента, а также уменьшить усадку бетона при высыхании. Недостатком использования крупного и крупного заполнителя является то, что это увеличивает вероятность разрыва связи между поверхностью заполнителя и окружающей цементной пастой, поскольку напряжения на границе раздела между двумя материалами выше, чем при использовании заполнителя меньшего размера. Это также уменьшает общую доступную площадь склеивания поверхностей.

Также важны характеристики жесткости / деформации заполнителя. Сильные различия в свойствах заполнителя и цементного теста приводят к высоким напряжениям, которые создают микротрещины, которые могут ослабить бетон.

Сортировка заполнителя

Хорошо сортированный заполнитель является результатом использования в смеси заполнителя разных размеров. Это помогает уменьшить количество цементного теста, необходимого для заполнения промежутков или пустот между отдельными частями заполнителя. Уменьшение процентного содержания цементного теста в смеси помогает уменьшить усадку и снижает теплоту гидратации, что может привести к растрескиванию бетона.Это также увеличивает его долговечность. Количество заполнителя, используемого в смеси, называется плотностью упаковки. Хорошо сортированный заполнитель имеет лучшую плотность упаковки, чем заполнитель с зазором. Заполнитель с зазором не имеет кусков среднего размера, что затрудняет укладку бетона и увеличивает его стоимость, и оба эти фактора могут повлиять на конечный продукт.

Влагосодержание

Различные типы заполнителей имеют разные уровни пористости; то есть они могут поглощать разное количество воды.Высокопористый камень влияет на бетон по-разному, в зависимости от того, является ли он водонасыщенным или сухим перед добавлением в смесь. Сухой камень впитает больше воды из смеси, что может сделать бетон более жестким и затруднить работу, что может проявляться в виде видимых проблем в готовом бетоне. При расчете количества воды, добавляемой в смесь, необходимо учитывать воду в насыщенном камне, иначе водное соотношение может быть слишком высоким, что приведет к ослаблению бетона.

Существует четыре уровня влажности:

1. Сушка в печи (OD) означает, что вся влага удалена.
2. Сушка на воздухе (AD) означает, что поверхностная влага удалена, а внутренние поры частично заполнены.
3. Насыщенная сухая поверхность (SSD) означает, что поверхностная влага удалена, а все внутренние поры заполнены.
4. Мокрый означает, что поры заполнены, а на поверхности есть пленка.

Из этих четырех состояний насыщенная и сухая поверхность считается лучшим состоянием влажности. При использовании SSD заполнитель находится в состоянии равновесия, поэтому заполнитель не будет поглощать цементное тесто и не отдавать воду в него.Однако получить такое состояние влажности бывает трудно.

Легкие заполнители

Завод по производству легких заполнителей

Легкие заполнители, как правило, создаются человеком и имеют высокую пористость. Глина, сланец и сланец расширяются при нагревании, как попкорн. Поскольку большинство из них пористые, они также абсорбируют влагу, что может повлиять на количество воды, используемой в смеси. На некоторых типах в процессе плавления образуется покрытие, которое снижает их впитывающие свойства; однако, если это покрытие будет повреждено во время работы, заполнитель в целом восстановит часть своей способности поглощать воду.В зависимости от процента заполнителя, повредившего покрытие, это состояние может повлиять на качество бетона, если такое изменение не допускается при проектировании смеси.

Тяжеловесные заполнители

Тяжеловесные заполнители обычно используются в зданиях, требующих защиты от радиации, и не вызывают беспокойства у большинства инспекторов.

Отходы как совокупность

Было рассмотрено множество идей по переработке отходов, а некоторые были опробованы.Инспекторы могут столкнуться с проблемами бетона, вызванными неправильной заменой заполнителя материалами.

Некоторые из этих отходов включают:

• строительный мусор;
• промышленные отходы; и
• хвостохранилищ.

Щелочно-агрегатная реакция (AAR)

Бетон, поврежденный ASR

Некоторые типы заполнителей плохо реагируют с щелочами из источников в бетоне или из других источников, таких как антиобледенительные соли, грунтовые воды или морская вода.Если агрегаты содержат большой процент кремнезема, реакция называется щелочно-кремнеземной реакцией (ASR). Если агрегат состоит из доломитовых карбонатных пород, это называется щелочно-карбонатной реакцией (ACR).

Во время ASR, который является наиболее распространенной из двух проблем, растворимый диоксид кремния в совокупности реагирует с растворимой щелочью с образованием щелочного силикагеля. Когда этот гель впитывает влагу, он расширяется, вызывая растрескивание бетона. После укладки бетона может пройти некоторое время, прежде чем появится ASR.Трещины в контрольных швах, усадочные трещины или микротрещины на поверхности, которые увеличиваются при замерзании, могут позволить влаге проникнуть в бетон и впитаться гелем. Некоторые агрегаты нереактивны, а другие реактивны в разной степени.

Не существует экономически эффективного метода смягчения последствий повреждения бетона от AAR. Исправление требует удаления и замены.

Другие проблемы, связанные с заполнителями

• Некоторые типы камня, используемые для заполнителей, могут вызывать проблемы из-за расширения и сжатия во время циклов замораживания-оттаивания из-за содержания влаги.
• Заполнители могут различаться по износостойкости.
• Примеси заполнителя, состоящие из мелких твердых частиц, могут мешать поверхностному сцеплению между цементом и крупным заполнителем.
• Растворимые агрегатные примеси могут химически влиять на щелочные цементные пасты и влиять на время схватывания.
• Агрегат из карьеров в прибрежных районах следует очищать, чтобы избежать загрязнения солью, которое может химически повлиять на бетон или разрушить стальную заделку.

Инспекторы не всегда могут отнести проблемы, которые они наблюдают, к конкретным составляющим материалам. Если вы потратите время на то, чтобы узнать о типах сырья, используемом в их области, и типичных проблемах, которые возникают в связи с этими материалами, это может помочь инспекторам лучше понять серьезность различных дефектов, которые они обнаруживают, чтобы они могли дать соответствующие рекомендации.

************************

Эта статья является частью серии, чтобы помочь инспекторам InterNACHI понять характеристики и визуально проверить конкретный.

Что такое бетон? Состав и типы бетона

Постоянно развивающийся мир требует постоянно развивающихся способов строительства. В современном мире бетон — один из наиболее широко используемых строительных материалов. Это может быть связано не только с большим выбором приложений, которые он предлагает, но, кроме того, его поведение, сила, доступность, долговечность и гибкость играют жизненно важную роль. Поэтому строительно-монтажные работы верят в бетон как в надежный, прочный и простой объект.Применяется во всевозможных зданиях (от жилых домов до многоэтажных рабочих кварталов) и в инфраструктуре (дороги, мосты и т. Д.). Бетон используется для строительства фундаментов, колонн, балок, плит и различных несущих элементов. Итак, давайте углубимся в детали:

Бетон, искусственный камень, подобный массе, представляет собой композитный материал, который создается путем смешивания вяжущего материала (цемента или извести) с заполнителем (песок, гравий, камень, кирпич). чипсы и др.), воду, примеси и т. д. в определенных пропорциях. Крепость и качество зависят от пропорций смешивания.

Формула производства бетона из его ингредиентов может быть представлена ​​в следующем уравнении:

Бетон = Связующий материал + Мелкозернистый и крупный заполнитель + Вода + Добавка (необязательно)

Бетон — очень необходимый и полезный материал для строительства работай. После того, как все ингредиенты — цемент, заполнитель и единица измерения воды смешаны в требуемых пропорциях, цемент и вода вступают в реакцию друг с другом, связываясь в затвердевшую массу.Это твердеет каменная масса — бетон.