Компонентом тяжелого бетона не является: Компонентом тяжелого бетона не является

Компонентом тяжелого бетона не является

Для строительных работ, возведения особо прочных конструкций, сооружений, способных использоваться в условиях повышенных нагрузок, в непосредственном контакте с водой, с древних времен использовался природный камень. Современное строительство широко использует в этих целях камень искусственный, которым считается бетон. Для особо важных и надежных конструкций с усиленными свойствами используется одна из его востребованных разновидностей – тяжелый бетон.

Состав бетона

Бетон как материал представляет собой камнеподобное вещество, полученное в результате взаимодействия компонентов на основе вяжущего составляющего и воды, с постепенным затвердением. В качестве вяжущего вещества обычно используется цемент.

Основными компонентами смеси являются:

• песок – допускается использование любого очищенного песка с минимальным количеством примесей, особенно, глинистых, способных значительно снижать показатели прочности бетона;
• щебень разных фракций – важный компонент, использующийся как основной наполнитель. Кроме него могут применяться другие материалы, создающие показатели прочности, такие как, гравий, гранит, шлак, диабаз, известняк;
• добавки, пластификаторы , придающие особые свойства бетону, улучшающие его показатели, способствующие ускорению процесса твердения, сокращающие расход цемента.

В связи с большими продажами бетона и значением его в строительстве, очень важно качество, которое определяется в соответствии с разработанной классификацией с помощью маркирования.

Определение показателя прочности отражается в марке бетона. Она обозначает максимальную прочность на сжатие и считается в кгс/см кв, имеет буквенно-цифровое обозначение от М50 до М1000.

Другим важным параметром бетона считается объемная масса или плотность, по которой его классифицируют на: особо легкий, легкий, облегченный, тяжелый и особо тяжелый. Считают, что тяжелый бетон имеет объемную массу в пределах от 1600 до 2500 кг/м куб.

Характеристики тяжелого бетона

Разные виды армированных изделий, подвергающихся нагрузке, монолитных конструкций, зданий, где важны высокие показатели прочности, долговечности, морозостойкости, изготавливаются из тяжелого бетона. Этот вид является самым прочным, надежным и распространенным материалом. Доступная цена и удобство использования делают его самым популярным и применяемым материалом в разных странах.

Чтобы обеспечить нужное качество конструкции, все компоненты должны соответствовать установленным ГОСТами параметрам, и быть использованными в точном соответствии с утвержденными пропорциями.

Компоненты, входящие в состав тяжелого бетона

В связи с многообразием мест использования, состав тяжелого бетона может иметь некоторые различия. В целом, основные пропорции составляют общепринятые компоненты, представляющие собой совокупность заполнителя, вяжущего вещества и воды.

Вяжущее вещество , в качестве которого, обычно, выступает цемент, является наиболее дорогим компонентом тяжелого бетона, обеспечивающего связывание всех частей раствора между собой. Чем больше его количество, тем прочнее, но дороже бетон. Поэтому важно соблюдать общие минимальные размеры вяжущего вещества, которые находятся в пределах 5–10%. Стоит отметить, что такие пропорции допустимы в тех случаях, когда нет строгих требований к показателям эксплуатации.

Заполнитель представляет собой основную часть бетона, от которого зависят конечные свойства прочности после застывания раствора. Щебень, гравий, шлак, другие виды дробленых горных пород должны составлять 80–85% смеси. Для ответственных участков используются более качественные и дорогостоящие заполнители.

Вода является компонентом, вступающим в реакцию с вяжущим веществом и обеспечивающим прочное соединение всех компонентов между собой. Количество ее должно быть строго отмерянным в соответствии с пропорциями. Иначе, полученный бетон не будет иметь необходимых заявленных параметров. К составу воды и порядку ее добавления в раствор также предъявляется ряд требований. Желательно, чтобы она имела нейтральный показатель уровня кислотности, добавлялась постепенно.

В связи с частым использованием арматуры при изготовлении бетонных конструкций, возникает опасность появления ржавчины вокруг нее, способной снижать прочность бетона. Для этого вносятся добавки, создающие оксидный слой около металла, и обеспечивающие отсутствие процесса ржавления металла.

Для придания бетонным изделиям тех или иных показателей, улучшающих эксплуатационные свойства, применяют некоторые химические, минеральные добавки, пластификаторы . Они способны ускорить или замедлить процесс застывания, увеличить морозоустойчивость, пластичность, снизить теплопроводность, придать гидроизоляционные свойства. Количество таких добавок обычно составляет около 6% и не должно превышать 10%.

Самым популярным строительным материалом является тяжелый бетон. Высокие эксплуатационные качества наряду с ценовой доступностью делают его самым удобным и выгодным для использования, оставляя далеко позади другие материалы.

Тяжёлые бетоны — группа бетонов с объёмной массой от 1800 до 2500 кг/м 3 [1] . Тяжёлый бетон применяется как при заливке монолитных сооружений, так и при создании элементов сборных конструкций — дорожных плит, плит перекрытий, фундаментных блоков, свай и т. д.

Содержание

Характеристики [ править | править код ]

Тяжёлые бетоны обладают большей удельной прочностью на сжатие в сравнении с лёгкими, из-за чего получили распространение в капитальном строительстве. Высокая плотность тяжёлого бетона обусловлена как используемым наполнителем, так и значительным механическим уплотнением. К плюсам тяжёлых бетонов можно отнести долговечность, высокую прочность, твёрдость и морозостойкость; к минусам — значительную стоимость производства и высокую теплопроводность. Некоторые разновидности имеют многовековой срок службы и способны постепенно набирать прочность в течение сотен лет. Тяжёлый бетон классифицируется по силе разрушающей нагрузки в зависимости от марки и класса.

Состав [ править | править код ]

Вне зависимости от вида и марки тяжёлого бетона, в его состав неизменно входят следующие компоненты:

• Вяжущий компонент — в его качестве используются различные виды цементов по составу и марочной прочности от М200 до М800 или полимеры. От него зависят конечные прочностные характеристики и время затвердевания искусственного камня.
• Крупный заполнитель — придает дополнительную прочность. Один из наиболее распространённых — щебень гранитных пород.
• Мелкий заполнитель — его роль состоит в том, чтобы сделать смесь максимально однородной. Чаще всего для растворов используют среднефракционный песок (от 0,14 до 5 мм). Важно, чтобы он был максимально чистый и не содержал глинистых включений.
• Вода. Для получения качественного раствора необходима вода средней жёсткости без дополнительных примесей и загрязнений.
• Пластифицирующие добавки — существуют различные виды пластификаторов, классифицируемых в зависимости от направленности действия: придающие прочность, увеличивающие морозостойкость, пластичность, гидрофобность, вязкость, разжижение. Содержание пластификаторов варьируется в среднем от 0,15 до 0,3 % от массы вяжущего.

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

Почему бетон «тяжелый»

Новички в строительстве часто интересуются: «что такое тяжелый бетон»? Бетон – понятие достаточно обобщающее. Его применяют при изготовлении раствора для искусственных камней, основу которого составляет цементный вяжущий компонент в сочетании с водой и любым наполнителем. В случае изготовления такого материала используются особые заполнители, отличающиеся высоким уровнем прочности, плотности и веса. Затвердевший камень также обладает повышенной плотностью – до 2500 кг/м 2 . Отсюда и такое точное название – тяжелый бетон.

Виды тяжелого бетона

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

Железобетон

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

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

Гидротехнический

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

Быстротвердеющий

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

Бетоны особой тяжести

Также существуют особо тяжелые бетоны и материалы средней тяжести. Плотность особо тяжелого бетона составляет больше 2500 кг/м 2 . В качестве заполнителя в его состав добавляют:

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

Высокопрочный

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

Дорожный

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

Кислотостойкий

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

Огнеупорный

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

Полимербетон

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

Основные свойства тяжелого бетона

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

Прочность

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

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

Водостойкость

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

Пористость

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

Морозостойкость

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

Теплопроводность

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

Что входит в состав тяжелого бетона

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

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

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

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

В качестве мелкого заполнителя используется песок, соответствующий требованиям ГОСТа 8736-2014. Норматив ограничивает содержание в нем пылевидных и глинистых частиц, значительно ухудшающих характеристики пластичной бетонной смеси и готового бетона. В строительстве используется песок: карьерный сеяный или намывной, речной, промытый от илистых частиц. При приготовлении смеси необходимо учитывать влажность мелкого заполнителя. Все пропорции рассчитаны на использование сухого песка. Применение влажного сыпучего может нарушить оптимальное соотношение компонентов и привести к снижению прочности готового бетона.

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

Марка цемента	Марка бетона	Состав сухой бетонной смеси Ц/П/Щ по массе, кг	Состав сухой бетонной смеси Ц/П/Щ по объему, м3
400	100	1/4,6/7,0	10/41/61
500		1/5,8/8,1	10/53/71
400	150	1/3,5/5,7	10/32/50
500		1/4,5/6,6	10/40/58
400	200	1/2,8/4,8	10/25/42
500		1/3,5/5,6	10/32/49
400	250	1/2,1/3,9	10/19/34
500		1/2,6/4,5	10/24/39
400	300	1/1,9/3,7	10/17/32
500		1/2,4/4,3	10/22/32
400	400	1/1,2/2,7	10/11/24
500		1/1,6/3,2	10/14/28

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

Марка бетона по средней плотности	Марка керамзита по насыпной плотности	Расход материалов
		Цемент М400, кг	Керамзит, м3	Песок, кг
1500	700	430	0,8	420
1600	600	430	0,68	680
1600	700	400	0,72	640
1700	600	410	0,56	880
1700	700	380	0,62	830

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

Тяжелый бетон и его разновидности

Тяжелый бетон включает цемент (вяжущее вещество), песок (мелкий заполнитель), воду и дробленую породу (гравий, гранит, доломит и пр.) и имеет плотность 1800 — 2500 кг/куб.м

Именно тяжелый бетон считается наиболее прочным, эффективным и долговечным строительным материалом, активно применяемым во многих областях. Разное соотношение компонентов, их комбинирование в составе смесей, специальные добавки – все это создает новые разновидности тяжелого бетона и расширяет сферу их использования.  

Рассмотрим виды тяжелых бетонов и их основные свойства.

ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН изготавливается на основе высокомарочных цементов, щебня высокой прочности и промытого песка пустотностью не выше 40%. При укладке смеси и формировании изделий применяют интенсивное уплотнение двойным вибрированием или вибрированием с пригрузом. Для повышения качества смеси и активности цемента используют различные методы: виброактивация и домол, добавляют суперпластифика-торы. В процессе бетонирования монолитных сооружений целесообразно применение цементов с низким содержанием алита и целлита (трехкальциевого силиката и трехкаль-циевого алюмината). Используют белитовые вяжущие.

БЕТОН ДЛЯ СБОРНЫХ ЖБК с повышенной скоростью твердения. Скорость достигается прогревом бетона, а соответствующая прочность – подбором наиболее активных компонентов с сильным минералогическим составом.

БЕТОН С ТОНКОМОЛОТЫМИ ДОБАВКАМИ используется при условии допустимости большего значения водоцементного модуля, без потерь прочности при уменьшении связывающего компонента.

БЫСТРОТВЕРДЕЮЩИЙ БЕТОН включает цемент быстрого твердения (типа алюминатного марки М500) и ускорители твердения (хлористый водород, хлористый кальций, глиноземистый цемент).

БЕТОН МЕЛКОПЕСЧАНЫЙ отличается сложными свойствами смеси. У мелкого песка, в отличие от крупного, выше параметры пустотности и удельной поверхности. Это снижает подвижность смеси и требует большего объема цемента, параллельно влияя на удобоукладываемость и осадку конуса. Однако способность мелкого песка хорошо удерживать влагу позволяет снижать его процентное содержание в смеси.

ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЙ БЕТОН незаменим для изготовления ЖБК, эксплуатация которых связана с водой (шлюзы, плотины, водонапорные башни, канализационные стояки). В зависимости от типа гидротехнических ЖБК (подводные и надводные, напорные и безнапорные, массивные и немассивные) для их производства подбирается бетонная смесь с требуемым коэффициентом водонепроницаемости. Отдельно устанавливаются параметры прочности и морозостойкости бетона.

БЕТОН ДЛЯ АЭРОДРОМНЫХ И ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ должен отвечать высокому уровню прочности вследствие постоянно испытываемых нагрузок. Основным расчетным параметром для такого бетона считается сопротивление на изгиб. Немаловажное значение имеет и устойчивость к перепадам температур. Для покрытий применяется асфальтобетон, в состав которого входят битумы и фракционные тонкодисперсные минеральные добавки.

ЛИТОЙ БЕТОН изготавливают из смеси цемента, среднемодульного песка и достаточного количества воды с добавлением пластификаторов до образования пластичной массы высокой степени подвижности. Благодаря пластификаторам и специальным маркам цемента в смеси удерживается вода, и эластичная текстура не позволяет смеси расслаиваться. Литой бетон идеален для заливки стяжек под теплые полы, стен, заделывания трещин и пр.

Приобретение тяжелого бетона для осуществления того или иного проекта требует ознакомления с его параметрами, свойствами и способами применения. Правильно выбранная бетонная смесь будет хорошо себя вести при заливке и твердении, а готовая конструкция уверенно пройдет любую проверку на прочность, долговечность и качество.

 

Тяжелый бетон ГОСТ 26633: основные компоненты и характеристики

Особый раствор, распространенный при строительстве фундамента под высотные здания, называют тяжелым бетоном. Его удельный вес обусловлен наличием прочных и надежных заполнителей.

Основные компоненты тяжелого бетона

Состав бетонного раствора вне зависимости от его плотности всегда одинаков. Изменяются только пропорции составляющих. Рецептура включает в себя:

• Цемент марки М100, М150, М200, М400. Для улучшения прочности может быть использован портландцемент;
• Вода. Химически чистая жидкость без солей гарантирует получение крепкого раствора;
• Песок. Не должен содержать частиц глины или почвы;
• Заполнитель. Классы тяжелых бетонов чаще всего включают дробленную гранитную породу и мраморную крошку;
• Добавки. Внесение присадок позволяет влиять на основные технические характеристики готовой конструкции.

Условия изготовления описывает ГОСТ на бетоны тяжелые и мелкозернистые. Выполненный по таким нормативам материал, обладает следующими показателями:

• Морозоустойчивость F500;
• Водонепроницаемость W6-12;
• Класс прочности В7,5, В12,5, В15, В20, В25;
• Вес тяжелого бетона находится в диапазоне 1800-2500 кг/м3.

Наши услуги

Самой распространенной маркой считается М200, которая используется практически во всех строительных сферах. Наша компания производит различные виды бетонных растворов с разными характеристиками и стоимостью. Мы строго следим за проведением всех технологических процессов, гарантируя высококачественный и надежный конечный продукт. Ценообразование тяжелого бетона зависит от стоимости компонентов, входящих в его состав. Мы предлагаем изготовление растворов с особыми параметрами, соответствующими требованиям заказчика. Вся продукция реализуется с доставкой на строительный объект покупателя спецтранспортом компании.

Особо тяжелые бетоны

Гидратные или особо тяжелые бетоны нашли применение для защиты людей и оборудования на предприятиях, работающих с радиоактивными элементами, в том числе и АЭС. Основную проблему, которая успешно решается с помощью этих материалов, представляет гамма-излучение, легко проходящее через любую преграду. С ростом удельной плотности, увеличиваются и изоляционные характеристики бетона. Еще одной особенностью, является включение в состав смеси элементов, содержащих химически связанную воду, которая хорошо задерживает излучение.

Для улучшения характеристик материала обычный заполнитель, который имеет среднюю плотность 2.6 г/сМ3, заменяют на другой, кубический сантиметр которого весит 6.4 грамма. Одним из наиболее распространенных компонентов является сульфат бария или барит. Он получается из горной породы, в которой содержимое этого вещества более 95%. По своим характеристикам этот минерал мало отличается от щебня или гравия, если не принимать во внимание плотность — 4500 кг/М3: предел прочности при сжатии составляет 50 МПа. Если используется мелкодисперсный барит, то требуется учитывать его влияние, как замедлителя твердения.

При соотношении компонентов 1:4.6:6.4 и пропорции воды с цементом  0.58, масса одного кубического метра баритового бетона составляет 3700 кг. По прошествии 28 суток, прочность материала достигает 430 кгс/сМ2. Если же соотношение вода/цемент = 0.9, то прочность упадет до 246 кг/сМ2. Как видно из данной пропорции, следует соблюдать доли компонентов. Без следования данному моменту, качество особо тяжёлого бетона будет резко падать, что приведёт к неблагоприятным последствиям. Исходя из этого, можно сделать вывод о необходимости обеспечения смешивания на специализированных предприятиях. Самостоятельное создание смеси приведет к несоблюдению пропорций и, как следствие, невозможности добиться заданных параметров. Особо тяжёлый бетон, производимый на заводе, изготавливается с применением продвинутых технологий. Отсутствует фактор человеческой ошибки, поскольку машина работает по строго заданной программе. Это позволяет не только добиться идеальных пропорций, но и вводить компоненты в строго установленное время.

Следует сказать, что особо тяжёлые бетоны имеют некоторые особенности в плане своего ценообразования. Как показывает практика, для обычных типов смесей характерно то, что именно цемент имеет наибольшую стоимость. Таким образом, количество данного материала будет определять стоимость всего состава. Несколько иная ситуация присутствует, когда требуется рассмотреть особо тяжёлые бетоны. Для них используется специальный заполнитель с особыми свойствами. Дополнительно, необходимо отметить его высокую стоимость, а также ряд других факторов, повышающих цену. Таким образом, отрыв цемента в списке дорогостоящих компонентов, становится не таким значительным. Это обеспечивает то, что особо тяжёлый бетон имеет высокую стоимость, существенно превышающую обычные материалы этой категории. Подобный момент определяет тот факт, что материал редко используется. Его нельзя встретить в обычном строительстве, но относительно часто особо тяжёлый бетон применяется при возведении объектов специального назначения.

Для создания особо тяжелых бетонов широко применяются различные металлические руды:

• Магнитный железняк или магнетит — это слабокислая железная руда, плотность которой варьируется от 4500 до 5000 кг/М3. Предел её прочности при сжатии составляет 200 МПа. Магнетитовый песок или щебень при добавлении в бетон увеличит его плотность до 4000 кг/М3. Особо тяжёлый бетон данного типа обладает значительной прочностью, что способствует обеспечению целого ряда эксплуатационных преимуществ перед некоторыми другими составами, используемыми в строительной сфере.

• Гематитовые руды, содержащие красный железняк, их средняя плотность достигает 4300 кг/М3, а бетона изготовленного на таком заполнителе 3500 кг/М3.

• Бурый железняк или лимонит поглощает не только гамма-лучи, но и нейтроны. Плотность этого минерала 3500 кг/М3, при включении его в состав цементной смеси, 1 кубический метр получившегося материала весит до 2800 кг. Несмотря на то, что лимонитовый бетон не отличается от обычного по удельному весу, он может содержать намного большее количество связанной воды.

Если же требуется плотность, превышающая 5000 кг/М3, то для таких бетонов применяют чугун, в виде крошки, дроби и крупного лома. Отходы от производства изделий из стали и чугуна позволяют получить необходимый уровень защиты от гамма-излучения, а толщина бетонных экранов может быть существенно ниже, чем у обычных. Возникает серьёзная проблема при укладке, поскольку чугун обладает наибольшей плотностью во всём составе. Дополнительно, дробь имеет оптимальную форму для того, чтобы перемещаться в смеси под действием силы тяжести. Гравитация начинает оказывать на особо тяжёлый бетон крайне негативное влияние, когда он находится в жидком состоянии. Это приводит к тому, что наиболее плотные компоненты опускаются вниз и смесь становится неоднородной. Подобная проблема изменяет прочностные характеристики и это является следствием недостаточных показателей в той или иной сфере. Особо тяжёлый бетон должен обладать малой подвижностью и усадка его конуса должна составлять несколько сантиметров. Это позволит исключить негативные процессы расслоения.

Минусом использования железного лома является возможность возникновения вторичных источников радиации, в которые превращаются частицы металла, находящиеся внутри заливки. Барит, в свою очередь, не обладает такой особенностью, поэтому его применение более предпочтительно. Еще одной проблемой является изменение физических свойств материалов, попавших под нейтронный пучок, что может негативно сказаться на прочностных характеристиках конструкции.

Плотность тяжелого бетона — сколько весит куб тяжелого бетона

Плотность тяжелого бетона составляет от 1600 до 2500 килограмм на один кубический метр. Установлены следующие марки для данного материала: М100, 150, 200,300, 400, 500, 600. Они отображают значение прочности эталонного кубика на сжатие. Для достижения заданных характеристик могут быть существенно изменены соотношения используемых компонентов, а также их тип. Итоговая плотность зависит от подобного фактора. Стоит рассмотреть особенности всех применяемых составляющих материалов:

1. Вяжущий материал. В большинстве случаев под этим термином понимают цемент. Он отлично подходит для связывания между собой фракций крупного и мелкого заполнителя. Плотность цемента начинается от 2900 и доходит до 3200 килограмм на кубометр. Этот показатель находится в зависимости от марки и некоторых других моментов.

2. Крупный заполнитель. Для тяжёлого бетона принято использовать гранит, гравий, бой искусственного камня и некоторые другие варианты, способные обеспечить требуемую прочность. Плотность крупного заполнителя достаточно сильно варьируется.

3. Мелкий заполнитель. Сюда принято относить песок с размером фракции от 1,5 до 3.5 миллиметра. Такой показатель считается наилучшим при осуществлении строительных работ. Он позволяет добиться заполнения пор, а также прочностных характеристик. Плотность песка составляет 2,6-2,7 тонн на кубический метр.

4. Вода. Это последний компонент бетона, который следует принимать во внимание при подсчёте плотности. Вода обладает стандартным значением данного показателя, который не изменяется в различных условиях – 1000 килограмм на кубометр.

Плотность тяжелого бетона может быть несколько увеличена, если использовать технологию армирования. Как правило, массу материала и вес металлических конструкций считают отдельно, для удобства проектирования объекта.

Особо тяжелые бетоны — Надежная защита оборудования и людей от опасного излучения, радиоактивного фона

Особо тяжелые бетоны повсеместно используются на АЭС и объектах, где установлены радиоактивные элементы. Эти цементы без проблем защищают оборудование и людей от опасного излучения, радиоактивного фона. С помощью рассматриваемых материалов устраняется гамма-излучение, способное преодолеть практически любое препятствие.

По мере увеличения удельной плотности бетона, повышаются и его защитные характеристики. Отличительная черта материала – присутствие в составе добавок с химической связанной водой, которая препятствует проникновению опасного излучения.

Улучшение технических и эксплуатационных характеристик цементного состава достигается за счёт применения особых заполнителей, плотность которых варьируется от 5 до 6. 4 г/см3. Зачастую речь идёт о таких компонентах, как барит (он же сульфат бария). Это горная порода, в составе которой концентрация вещества достигает 95%. По своим эксплуатационным и техническим характеристикам барит сопоставим с гравием и щебнем. Прочность на сжатие у материала достигает 50 МПа.

Использование мелкодисперсного сульфата бария замедляет скорость затвердевания цементного состава.

Масса одного кубометра бетона не превышает 3.7 тонн, при соотношении вышеперечисленных компонентов 1:4,6:6,4. Оптимальная прочность цемента достигается спустя 28 дней – 430 кг/cм2. Если увеличить пропорцию воды и цемента до 0.9, значение прочности сокращается до 245 кг/см2. Принимая во внимание указанные пропорции, важно придерживаться рекомендуемых долей компонентов. В противном случае качество особо тяжелых бетонов резко падает, что чревато самыми печальными последствиями.

Составные части для таких цементов смешиваются только на узкоспециализированных предприятия, самостоятельно их подготовить практически невозможно. Особо тяжёлые бетоны заводского производства, подготавливаются с применением новых технологий. Человеческий фактор в данном случае исключается полностью. За счёт этого не только выдерживаются идеальные пропорции, но и компоненты вводятся в состав строго дозировано, по времени.

Ценообразование особо тяжелых бетонов

Для особо тяжелых бетонов характерны некоторые особенности в вопросе ценообразования. Если говорить об обычных бетонных смесях, то именно на цемент приходятся наибольшие финансовые затраты. Итоговая стоимость состава пропорциональна количеству цемента в нем. В случае с особо тяжелыми бетонами ситуация несколько иная.

Для подготовки рассматриваемого материала используют специализированные заполнители. Они повышают стоимость готового состава, как и ряд сопутствующих факторов. Цемент по цене практически сопоставим с другими компонентами, использующимися при изготовлении особо тяжелых бетонов. Как следствие, материал на выходе получается дорогостоящим.

Он практически не используется в сегменте обычного строительства, но повсеместно применяется при сооружении специализированных объектов.

Состав особо тяжелых бетонов

Для производства особо тяжелых бетонов используют несколько типов металлических руд, на которых стоит остановиться подробнее.

1. Лимонит – природные минералы, поглощающие как гамма-излучение, так и не менее опасные нейтроны. Плотность его не превышает 3.5 т/м3. Внесение в состав цемента позволяет получить материал весом порядка 2.8 тонн из расчёта на 1 кубометр. Особенность лимонитового бетона – высокая концентрация связанной воды.
2. Гематитовые руды на основе красного железняка. Плотность этого материала составляет порядка 4.3 т/м3. Если воспользоваться этим заполнителем для изготовления бетона, его плотность составит порядка 3.5 т/м3.
3. Магнетит. Речь идёт о железной руде слабокислого типа, плотность которой варьируется от 4. 5 до 5 т/м3. Граничное значение прочности на сжатие – 200 МПа. Применение магнетитового щебня способствует повышению плотности бетона до 4 т/м3. Особо тяжелый бетон характеризуется высокими эксплуатационными и прочностными свойствами.

Для возведения некоторых объектов требуется обеспечить плотность выше 5 т/м3. В этом случае специалисты используют крупный чугунный лом или крошку. Производственные отходы из чугуна или стали обеспечивают высокий уровень защиты гамма-лучей, при этом толщина готовых бетонных экранов оказывается гораздо ниже, чем у традиционных материалов.

Проблемы возникают на этапе укладки бетонных изделий, ввиду того, что плотность чугуна наибольшая среди компонентов состава. Не стоит забывать – у мелкой дроби подходящая форма для перемещения в составе под действием силы тяжести. Важно отметить, что гравитация оказывает отрицательное воздействие на особо тяжелые бетоны в жидком состоянии.

Плотные и крупные фракции постепенно опускаются к низу, вследствие чего состав теряет свою однородность. Данное свойство корректирует характеристики бетонного состава в сторону уменьшения его прочности. Малая подвижность особо тяжелых бетонов – залог продолжительной эксплуатации готового объекта.

Использование железного лома имеет и ряд недостатков. В первую очередь это высокая вероятность формирования вторичных источников радиации. Металл накапливает в себе радиоактивные элементы. Что касается барита, то у него нет таких свойств, поэтому его использование гораздо предпочтительнее. Во вторую – физические характеристики и свойства компонентов, облученных нейтронным пучком, изменяются. Вследствие этого прочностные характеристики готовой конструкции уменьшаются.

Область применения

Вне зависимости от уровня тяжести, раствор делят на несколько типов, учитывая предполагаемую область применения.

• специальный;
• промышленный.

Особо тяжелые цементы используют для сооружения железобетонных объектов. Минеральные примеси повышают прочность и срок эксплуатации здания. Дополнительно такие составы подвергают термической обработке.

видов бетона: Типы бетона: Какой тип бетона больше всего подходит для вашего строительства или строительной деятельности?

Раньше в строительстве широко использовался строительный раствор, а сегодня бетон является основным ингредиентом. Основное различие между раствором и бетоном состоит в том, что последний прочнее первого. Бетон представляет собой смесь песка (мелкий заполнитель), цемента, гравия или щебня (крупный заполнитель) и воды. С другой стороны, строительный раствор использует песок в качестве единственного заполнителя.

Почему бетон важен в современном строительстве?
Когда вы идете по дороге, вы можете видеть бетон повсюду. Он используется при строительстве огромных зданий, мостов, дорог, тротуаров, полов и буквально всего, что может видеть наш глаз. Короче говоря, везде, где есть конструкция, есть бетон. Во-первых, использование бетона важно в современном строительстве, потому что конструкции черпают свою прочность и устойчивость из бетона. Во-вторых, бетон недорогой, и его можно формовать в различных формах.Эта гибкость и универсальность делают бетон самым востребованным строительным материалом в мире.

Бетон изготавливается из натуральных ингредиентов. Следовательно, он экологически чистый и пригоден для вторичной переработки. В качестве сухого заполнителя для приготовления нового бетона можно использовать измельченный вторичный бетон. Пока в мире ведутся строительные работы, спрос на бетон будет постоянным.

Свяжитесь с ближайшими к вам ведущими дилерами по производству бетона и получите бесплатные расценки

Различные типы бетона и их применение
Обычно в строительстве используется двадцать четыре различных типа бетона в зависимости от типа строительства.

Обычный бетон — это самый простой вид бетона, не требующий армирования. Чаще всего используется смесь цемента, заполнителей и воды в пропорции 1: 2: 4. Плотность этого бетона составляет от 2200 до 2500 кг / кубический метр, тогда как его прочность на сжатие находится в диапазоне от 200 до 500 кг / квадратный сантиметр. Обычно простой бетон используется для устройства тротуаров, пешеходных дорожек и зданий на участках, не требующих высокой прочности на разрыв.

Бетон нормальной прочности — Бетон нормальной прочности аналогичен обычному бетону, поскольку при его приготовлении используются те же ингредиенты.Начальное время схватывания составляет от 30 до 90 минут, в зависимости от свойств используемого цемента и погодных условий на месте. Прочность этого типа бетона составляет от 10 МПа до 40 МПа.

Высокопрочный бетон — Высокопрочный бетон получают путем уменьшения водоцементного отношения до менее 0,35. Такой бетон имеет прочность более 40 МПа. Работа с высокопрочным бетоном представляет собой серьезную проблему из-за его более низкого уровня производительности.

Быстрозащитный бетон — Как следует из названия, быстродействующий бетон приобретает свою прочность в течение нескольких часов после приготовления. Это обеспечивает быстрое строительство зданий и дорог. Одно из наиболее распространенных применений быстропрочного бетона — ремонт дорог.

Высококачественный бетон — Эти типы бетонный дисплей высокого уровня производительности. Они соответствуют определенным стандартам, таким как быстрое увеличение прочности, простота размещения, высокая проницаемость, высокая долговечность, механические свойства в течение срока службы и решение экологических проблем.

Бетон со сверхвысокими характеристиками — Помимо обычных ингредиентов, используемых для производства бетона, для бетона со сверхвысокими характеристиками требуется микрокремнезем, кварцевая мука и мелкодисперсный кварцевый песок. Также можно использовать высокодисперсные восстановители воды, стальные или органические волокна для улучшения прочности смеси. Преимущество UHPC в том, что он не требует наличия стальной арматуры для усиления конструкции. UHPC имеет прочность на сжатие до 29000 фунтов на квадратный дюйм.

Роликовый уплотненный бетон — Этот тип бетона требует укладки бетона и его уплотнения с помощью дорожных катков. Для этого типа бетона требуется меньше цемента, но он может обеспечить более высокую плотность.

Асфальтобетон — Наземные дороги, аэропорты, автостоянки и насыпи плотин требуют асфальтобетона. Они производятся путем смешивания асфальта и заполнителей.

Железобетон — Обычный бетон не имеет высокой прочности на разрыв. Использование арматуры в виде стальных стержней, стержней, сеток или волокон может улучшить общую прочность бетона.RCC имеет огромное применение при строительстве колонн, перекрытий, мостов и других конструкций, требующих высокого уровня прочности.

Товарный бетон — Товарный бетон — это бетон, который смешивается на центральном смесительном заводе и доставляется на строительную площадку в готовом к использованию состоянии. При использовании товарного бетона следует позаботиться о времени, необходимом для транспортировки, поскольку смесь может затвердеть, если произойдет неоправданная задержка.

Штампованный бетон — Подъездные пути, террасы и внутренние полы, требующие эстетичного внешнего вида, обычно используют штампованный бетон.Этот архитектурный бетон позволяет создавать реалистичные узоры, такие как натуральный камень, плитка и гранит, с помощью профессиональных штамповочных подушек.

Самоуплотняющийся бетон — Как следует из названия, этот тип бетона уплотняется своим весом без использования вибрации. Такая бетонная смесь отличается высокой удобоукладываемостью.

Предварительно напряженный бетон — В мегабетонных проектах используются предварительно напряженные бетонные блоки, в которых стержни, используемые в бетоне, подвергаются напряжению до фактического приложения рабочей нагрузки.Процесс строительства требует, чтобы натянутые стержни были надежно размещены с каждого конца устройства. Это делает нижнюю часть конструкции более устойчивой к растяжению. Обычно сборка узлов предварительного напряжения происходит на строительной площадке. Строительство мостов, эстакад, тяжеловесных конструкций требует предварительно напряженного бетона.

Сборный бетон — Небольшие блоки, такие как бетонные блоки, столбы, бетонные перемычки, лестничные клетки и сборные стены, используют сборный железобетон.Преимущество сборного железобетона в том, что он изготавливается по индивидуальным техническим условиям. Сборка агрегатов происходит на строительной площадке.

Торкрет-бетон — Торкрет-бетон отличается от других типов бетона способом его нанесения. Он попадает в конструкционный каркас с помощью сопла. Процесс включает съемку бетона под высоким давлением воздуха, что приводит к одновременной укладке и уплотнению.

Легкий бетон — Бетон, имеющий плотность ниже 1920 кг / куб.м, называется легким бетоном.Некоторые из типичных заполнителей, используемых для производства легкого бетона, — это пемза, шлак и перлит. Он используется в таких приложениях, как строительство длиннопролетных мостовых настилов и их строительных блоков.

Бетон высокой плотности — Также известный как тяжелый бетон, этот тип бетона имеет плотность в диапазоне от 3000 до 4000 кг / кубический метр. Бетон высокой плотности готовится с использованием тяжелых заполнителей, таких как бариты. Некоторые распространенные применения этого типа бетона включают строительство атомных электростанций, где обеспечение высокой устойчивости к любой утечке радиации имеет первостепенное значение.

Полимербетон — В полимерном бетоне заполнители связываются с полимером, а не с цементом, что, в свою очередь, помогает уменьшить объем пустот в заполнителях. Существует три типа полимербетона, которые включают пропитанный полимером бетон, частично пропитанный полимербетон и полимерцементный бетон.

Бетон с воздухововлекающими добавками — Это особый тип бетона, в котором воздух, газ или пена специально вводятся в бетон до 6%.

Limecrete — Limecrete предполагает использование известняка вместо цемента в процессе подготовки. Он находит применение в строительстве полов, куполов и сводов.

Проницаемый бетон — В тротуарах и проездах используется проницаемый или проницаемый бетон, поскольку он позволяет ливневой воде проникать в землю. Такой бетон может решить проблемы с дренажем.

Стеклобетон — В этом современном бетоне используется переработанное стекло в качестве заполнителя для повышения эстетической привлекательности конструкции.Этот бетон не только прочен, но и обеспечивает теплоизоляцию.

Вакуумный бетон — Эта бетонная смесь содержит большую долю воды. Процесс их приготовления заключается в откачке излишков воды с помощью вакуумного насоса, не дожидаясь схватывания бетонной смеси. Этот процесс ускоряет период укрепления конструкции с 28 дней до примерно десяти дней.

Закачка бетона — Высотное строительство требует закачки бетона на большую высоту.Следовательно, на этих строительных площадках перекачиваемый бетон, который является жидким по своей природе с высокой удобоукладываемостью, используется для перекачивания бетонной смеси по трубам или гибким шлангам.

Свяжитесь с ближайшими к вам ближайшими дилерами по производству бетона и получите бесплатные расценки

Составляющие бетонные материалы — InterNACHI®

от Ника Громицко, CMI® и Кентона Шепарда

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 воздействия вяжущих на бетон, строительный раствор и аналогичные продукты могут варьироваться в зависимости от химических и физических свойств исходных материалов, составляющих материалов, конструкции смеси и, в меньшей степени, от 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 завод-изготовитель примерно в 2 милях от него.

Длинные конвейерные ленты должны быть отрегулированы для 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 удалить пыль из щебня и из 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.

Высушенный щебень затем перемещается в шаровую мельницу, в которой стальные шарики превращаются 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, так что 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 может соответствовать портландцемент, 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 виде 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 цементов.

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, который используется 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, выделяет тепло медленнее 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 крупногабаритных бетонных конструкций, из которых мало шансов отвести тепло, таких как плотины.
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 характеристики текучести, 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 состоянию на 2005 год угольные электростанции США произвели 71 миллион тонн летучей золы, 29 миллионов тонн из которых были использованы в различных областях. 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.
• Летучая зола 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 вступления в силу более жестких экологических законов в середине 1970-х годов кремнеземный дым не собирался. Сейчас 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, наряду с относительно высоким содержанием кремнезема, делает 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 63 000 до 150 000 футов ² / фунт (от 13 000 до 30 000 м 2 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 тем, как транспортировать его 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 гранулированные 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.

Карьеры заполнителя

Карьеры заполнителя аналогичны тем, которые используются для добычи камня для цемента. Изображенный ниже карьер, также расположенный в Колорадо, в основном поставляет гранитный заполнитель для асфальтобетонной и бетонной промышленности.

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

Старые карьеры работали 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, переносимая по воздуху пыль была минимальной.

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 за счет 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

Обычный

легкий

песок 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.

Grading Aggregate

Хорошо сортированный заполнитель — это результат использования в смеси заполнителей 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. Air-dry (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 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 обычно 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 излучения, и не вызывают беспокойства у большинства инспекторов.

Отходы как совокупность

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

К таким отходам относятся:

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

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 агрегатами

• Некоторые типы камня, используемые для агрегатов, могут вызывать проблемы из-за расширения и сжатия во время циклов замораживания-оттаивания из-за содержания влаги.
• Агрегаты 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 закладную сталь.

Инспекторы не всегда могут отнести проблемы, которые они видят, 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.

видов бетона: Типы бетона: Какой тип бетона больше всего подходит для вашего строительства или строительной деятельности?

Раньше в строительстве широко использовался строительный раствор, а сегодня бетон является основным ингредиентом. Основное различие между раствором и бетоном состоит в том, что последний прочнее первого. Бетон представляет собой смесь песка (мелкий заполнитель), цемента, гравия или щебня (крупный заполнитель) и воды.С другой стороны, строительный раствор использует песок в качестве единственного заполнителя.

Почему бетон важен в современном строительстве?
Когда вы идете по дороге, вы можете видеть бетон повсюду. Он используется при строительстве огромных зданий, мостов, дорог, тротуаров, полов и буквально всего, что может видеть наш глаз. Короче говоря, везде, где есть конструкция, есть бетон. Во-первых, использование бетона важно в современном строительстве, потому что конструкции черпают свою прочность и устойчивость из бетона.Во-вторых, бетон недорогой, и его можно формовать в различных формах. Эта гибкость и универсальность делают бетон самым востребованным строительным материалом в мире.

Бетон изготавливается из натуральных ингредиентов. Следовательно, он экологически чистый и пригоден для вторичной переработки. В качестве сухого заполнителя для приготовления нового бетона можно использовать измельченный вторичный бетон. Пока в мире ведутся строительные работы, спрос на бетон будет постоянным.

Свяжитесь с ближайшими к вам ведущими дилерами по производству бетона и получите бесплатные расценки

Различные типы бетона и их применение
Обычно в строительстве используется двадцать четыре различных типа бетона в зависимости от типа строительства.

Обычный бетон — это самый простой вид бетона, не требующий армирования. Чаще всего используется смесь цемента, заполнителей и воды в пропорции 1: 2: 4. Плотность этого бетона составляет от 2200 до 2500 кг / кубический метр, тогда как его прочность на сжатие находится в диапазоне от 200 до 500 кг / квадратный сантиметр. Обычно простой бетон используется для устройства тротуаров, пешеходных дорожек и зданий на участках, не требующих высокой прочности на разрыв.

Бетон нормальной прочности — Бетон нормальной прочности аналогичен обычному бетону, поскольку при его приготовлении используются те же ингредиенты.Начальное время схватывания составляет от 30 до 90 минут, в зависимости от свойств используемого цемента и погодных условий на месте. Прочность этого типа бетона составляет от 10 МПа до 40 МПа.

Высокопрочный бетон — Высокопрочный бетон получают путем уменьшения водоцементного отношения до менее 0,35. Такой бетон имеет прочность более 40 МПа. Работа с высокопрочным бетоном представляет собой серьезную проблему из-за его более низкого уровня производительности.

Быстрозащитный бетон — Как следует из названия, быстродействующий бетон приобретает свою прочность в течение нескольких часов после приготовления. Это обеспечивает быстрое строительство зданий и дорог. Одно из наиболее распространенных применений быстропрочного бетона — ремонт дорог.

Высококачественный бетон — Эти типы бетонный дисплей высокого уровня производительности. Они соответствуют определенным стандартам, таким как быстрое увеличение прочности, простота размещения, высокая проницаемость, высокая долговечность, механические свойства в течение срока службы и решение экологических проблем.

Бетон со сверхвысокими характеристиками — Помимо обычных ингредиентов, используемых для производства бетона, для бетона со сверхвысокими характеристиками требуется микрокремнезем, кварцевая мука и мелкодисперсный кварцевый песок. Также можно использовать высокодисперсные восстановители воды, стальные или органические волокна для улучшения прочности смеси. Преимущество UHPC в том, что он не требует наличия стальной арматуры для усиления конструкции. UHPC имеет прочность на сжатие до 29000 фунтов на квадратный дюйм.

Роликовый уплотненный бетон — Этот тип бетона требует укладки бетона и его уплотнения с помощью дорожных катков.Для этого типа бетона требуется меньше цемента, но он может обеспечить более высокую плотность.

Асфальтобетон — Наземные дороги, аэропорты, автостоянки и насыпи плотин требуют асфальтобетона. Они производятся путем смешивания асфальта и заполнителей.

Железобетон — Обычный бетон не имеет высокой прочности на разрыв. Использование арматуры в виде стальных стержней, стержней, сеток или волокон может улучшить общую прочность бетона.RCC имеет огромное применение при строительстве колонн, перекрытий, мостов и других конструкций, требующих высокого уровня прочности.

Товарный бетон — Товарный бетон — это бетон, который смешивается на центральном смесительном заводе и доставляется на строительную площадку в готовом к использованию состоянии. При использовании товарного бетона следует позаботиться о времени, необходимом для транспортировки, поскольку смесь может затвердеть, если произойдет неоправданная задержка.

Штампованный бетон — Подъездные пути, террасы и внутренние полы, требующие эстетичного внешнего вида, обычно используют штампованный бетон.Этот архитектурный бетон позволяет создавать реалистичные узоры, такие как натуральный камень, плитка и гранит, с помощью профессиональных штамповочных подушек.

Самоуплотняющийся бетон — Как следует из названия, этот тип бетона уплотняется своим весом без использования вибрации. Такая бетонная смесь отличается высокой удобоукладываемостью.

Предварительно напряженный бетон — В мегабетонных проектах используются предварительно напряженные бетонные блоки, в которых стержни, используемые в бетоне, подвергаются напряжению до фактического приложения рабочей нагрузки.Процесс строительства требует, чтобы натянутые стержни были надежно размещены с каждого конца устройства. Это делает нижнюю часть конструкции более устойчивой к растяжению. Обычно сборка узлов предварительного напряжения происходит на строительной площадке. Строительство мостов, эстакад, тяжеловесных конструкций требует предварительно напряженного бетона.

Сборный бетон — Небольшие блоки, такие как бетонные блоки, столбы, бетонные перемычки, лестничные клетки и сборные стены, используют сборный железобетон.Преимущество сборного железобетона в том, что он изготавливается по индивидуальным техническим условиям. Сборка агрегатов происходит на строительной площадке.

Торкрет-бетон — Торкрет-бетон отличается от других типов бетона способом его нанесения. Он попадает в конструкционный каркас с помощью сопла. Процесс включает съемку бетона под высоким давлением воздуха, что приводит к одновременной укладке и уплотнению.

Легкий бетон — Бетон, имеющий плотность ниже 1920 кг / куб.м, называется легким бетоном.Некоторые из типичных заполнителей, используемых для производства легкого бетона, — это пемза, шлак и перлит. Он используется в таких приложениях, как строительство длиннопролетных мостовых настилов и их строительных блоков.

Бетон высокой плотности — Также известный как тяжелый бетон, этот тип бетона имеет плотность в диапазоне от 3000 до 4000 кг / кубический метр. Бетон высокой плотности готовится с использованием тяжелых заполнителей, таких как бариты. Некоторые распространенные применения этого типа бетона включают строительство атомных электростанций, где обеспечение высокой устойчивости к любой утечке радиации имеет первостепенное значение.

Полимербетон — В полимерном бетоне заполнители связываются с полимером, а не с цементом, что, в свою очередь, помогает уменьшить объем пустот в заполнителях. Существует три типа полимербетона, которые включают пропитанный полимером бетон, частично пропитанный полимербетон и полимерцементный бетон.

Бетон с воздухововлекающими добавками — Это особый тип бетона, в котором воздух, газ или пена специально вводятся в бетон до 6%.

Limecrete — Limecrete предполагает использование известняка вместо цемента в процессе подготовки. Он находит применение в строительстве полов, куполов и сводов.

Проницаемый бетон — В тротуарах и проездах используется проницаемый или проницаемый бетон, поскольку он позволяет ливневой воде проникать в землю. Такой бетон может решить проблемы с дренажем.

Стеклобетон — В этом современном бетоне используется переработанное стекло в качестве заполнителя для повышения эстетической привлекательности конструкции.Этот бетон не только прочен, но и обеспечивает теплоизоляцию.

Вакуумный бетон — Эта бетонная смесь содержит большую долю воды. Процесс их приготовления заключается в откачке излишков воды с помощью вакуумного насоса, не дожидаясь схватывания бетонной смеси. Этот процесс ускоряет период укрепления конструкции с 28 дней до примерно десяти дней.

Закачка бетона — Высотное строительство требует закачки бетона на большую высоту.Следовательно, на этих строительных площадках перекачиваемый бетон, который является жидким по своей природе с высокой удобоукладываемостью, используется для перекачивания бетонной смеси по трубам или гибким шлангам.

Свяжитесь с ближайшими к вам ближайшими дилерами по производству бетона и получите бесплатные расценки

Что такое легкий бетон?

Опубликовано 25 апреля 2019 г.

Первое современное использование легкого бетона (LWC) было зарегистрировано в 1917 году, когда Американская корпорация аварийного флота начала строить корабли с этой смесью из-за ее высокой прочности и характеристик.С тех пор LWC стал обычным строительным материалом для возведения прочных несущих стен, мостов и канализационных систем.

Что такое легкий бетон?

Легкий бетон — это смесь, состоящая из легких крупных заполнителей, таких как сланец, глина или сланец, которые придают ему характерную низкую плотность. Конструкционный легкий бетон имеет плотность от 90 до 115 фунтов / фут3, тогда как плотность обычного бетона составляет от 140 до 150 фунтов / фут3.Это делает легкий бетон идеальным для строительства современных конструкций, требующих минимальных поперечных сечений в фундаменте. Он все чаще используется для строительства гладких фундаментов и стал жизнеспособной альтернативой обычному бетону.

Тем не менее, более высокая прочность на сжатие от 7000 до 10000 фунтов на квадратный дюйм может быть достигнута с помощью легкого бетона. Однако это может снизить плотность смеси, так как требует добавления в бетон большего количества пуццоланов и водоудерживающих добавок.

Различия между обычным и легким бетоном

В отличие от традиционного бетона, легкий бетон имеет более высокое содержание воды. Использование пористых заполнителей увеличивает время высыхания; следовательно, чтобы решить эту проблему, заполнители предварительно замачивают в воде перед добавлением в цемент.

Как упоминалось ранее, нормальный бетон может весить от 140 до 150 фунтов / фут3 из-за наличия более плотных заполнителей в их естественном состоянии.В результате многие считают, что обычный бетон дешевле, чем LWC. Однако проекты, выполненные из обычного бетона, требуют дополнительного материала для каркаса, облицовки и стальной арматуры, что в конечном итоге увеличивает общую стоимость. Таким образом, LWC остается экономичным строительным материалом, особенно для крупных проектов.

Практическое применение легкого бетона

Одним из самых популярных сооружений, построенных из легкого бетона, является здание Банка Америки в Шарлотте, штат Нью-Йорк.C. Это показывает, как LWC можно использовать для создания внушительных конструкций, особенно с учетом того, что вероятность передачи статической нагрузки с одного этажа на другой значительно снижается.

Таким образом,

LWC идеально подходит для создания дополнительных полов поверх старых или даже новых конструкций, поскольку снижает риск обрушения. Таким образом, его можно использовать для успешного строительства мостов, настилов, балок, опор, сборных железобетонных конструкций и высотных зданий с пониженной плотностью. Например, использование LWC на ​​мосту через реку Вабаш позволило строителям снизить плотность строительства на 17% и сэкономить 18% с точки зрения затрат, что составило колоссальный 1 доллар.7 миллионов.

Из-за низкой теплопроводности и более высокой термостойкости LWC в настоящее время широко используется для изоляции водопроводных труб, стен, крыш и т. Д. Он защищает сталь от коррозии, образуя защитный слой, который также защищает стальные конструкции от гниения. LWC также обычно используется для строительства межгосударственных полос и полос движения без увеличения статической нагрузки на существующие конструкции.

Виды легкого бетона

Легкий заполнитель

Этот вид легкого бетона производится с использованием пористых и легких заполнителей, включая глину, сланец, сланец, вулканическую пемзу, ясень или перлит.В смесь также могут быть добавлены более слабые заполнители, что влияет на ее теплопроводность; однако это может снизить его силу.

Легкий заполнитель идеально подходит для сборных бетонных блоков или стальной арматуры. Однако более плотные сорта демонстрируют лучшие результаты сцепления между сталью и бетоном, а также улучшенную защиту от коррозии стали.

Газобетон или пенобетон

Этот тип легкого бетона также известен как газобетон или пенобетон, поскольку он создается путем введения больших пустот в массу раствора или бетона.Пустоты обычно вводятся в результате химической реакции или с использованием воздухововлекающего агента.

Газобетон или пенобетон не требует выравнивания, обладает соответствующей теплоизоляцией и самоуплотняется. Это делает его идеальным для использования в труднодоступных местах и ​​канализационных системах.

Бетон без мелких фракций

Эта форма бетона разработана путем удаления из смеси мелких заполнителей; в результате получается бетон, который состоит только из больших пустот и крупных заполнителей.Вот почему бетон No-Fines имеет лучшую изоляцию и относительно меньшую усадку при высыхании.

Бетон

No-Fines лучше всего подходит для несущих стен и может использоваться как для внутренних, так и для наружных конструкций. Однако этот тип легкого бетона не следует использовать с железобетоном, особенно из-за его более низкой плотности и содержания цемента.

Плюсы и минусы легкого бетона

Легкий бетон — это гибкий и легко транспортируемый строительный материал, который требует небольшой поддержки со стороны таких материалов, как сталь или дополнительный бетон.Это делает его рентабельным, особенно для крупных строительных проектов.

Кроме того, из-за своей низкой теплопроводности и огнестойкости LWC является идеальным материалом для изоляции от тепловых повреждений.

Несмотря на меньшую плотность, конструкции, построенные из LWC, вряд ли обрушатся. Фактически, LWC менее склонен к усадке по сравнению с обычным бетоном, а также демонстрирует повышенную устойчивость к гниению и заражению термитами.

Однако LWC также имеет несколько ограничений.Поскольку в нем более высокое содержание воды, для высыхания требуется больше времени. Более того, добавление слишком большого количества воды может привести к образованию слоев цементного молочка, в то время как уменьшение количества воды для устранения этого ограничения может привести к более слабой смеси.

Поскольку LWC также очень пористый, трудно правильно разместить смесь. Еще одна проблема с LWC заключается в том, что цемент имеет тенденцию отделяться от заполнителей при неправильном смешивании.

В двух словах

Легкий бетон — это экономичная альтернатива обычному бетону, тем более что он не снижает прочности конструкции.Более высокая пористость LWC также влияет на его теплопроводность, что делает его пригодным для проектов, требующих изоляции от теплового повреждения.

Контактная информация Specify Concrete по любым вопросам или проблемам, которые могут у вас возникнуть по поводу использования бетона.

Из чего сделан бетон? Определение и ингредиенты

Вопреки распространенному мнению, бетон и цемент — это не одно и то же; цемент на самом деле просто компонент бетона. Бетон состоит из трех основных компонентов: воды, заполнителя (камня, песка или гравия) и портландцемента.Цемент, обычно в виде порошка, действует как связующее при смешивании с водой и заполнителями. Эта комбинация, или бетонная смесь, будет вылита и затвердевает в прочный материал, с которым все мы знакомы.

Ниже приводится группа статей, которые будут полезны при попытках узнать больше о бетоне и цементе. Другие элементы, которые могут вас заинтересовать, включают конкретные основы, такие как дизайн смеси, и информацию о цементе.

Популярные темы о бетоне:

Что такое бетон?
Время: 00:52
Из чего сделан бетон? Портландцемент, заполнитель, песок и др.

Поиск поставщиков готовой бетонной смеси

Содержание статьи:

Компоненты базовой бетонной смеси

Желаемые свойства бетона

Добавки для бетона

Армирование бетона: волокна и сварная проволочная сетка

Корректировка смесей для устранения проблем

Укладка бетона

Бетон декоративный

Прочие бетонные ресурсы

Компоненты базовой бетонной смеси

Бетонная смесь состоит из трех основных ингредиентов:

Портландцемент — Цемент и вода образуют пасту, которая покрывает заполнитель и песок в смеси.Паста затвердевает и связывает заполнители и песок.

Вода — Вода необходима для химической реакции с цементом (гидратации), а также для обеспечения удобоукладываемости бетона. Количество воды в смеси в фунтах по сравнению с количеством цемента называется соотношением вода / цемент. Чем ниже соотношение воды и цемента, тем прочнее бетон. (более высокая прочность, меньшая проницаемость)

Заполнители — Песок — мелкий заполнитель. Гравий или щебень являются крупными заполнителями в большинстве смесей.

Желаемые свойства бетона

1. Бетонная смесь работоспособная . Его можно правильно разместить и закрепить самостоятельно или своими работниками.

2. Соответствуют желаемым качествам затвердевшего бетона: например, устойчивость к замерзанию и оттаиванию и противообледенительным химикатам, водонепроницаемость (низкая проницаемость), износостойкость и прочность. Знайте, чего вы пытаетесь достичь с помощью бетона.

3. Экономика . Поскольку качество в основном зависит от соотношения воды и цемента, необходимо минимизировать потребность в воде, чтобы снизить потребность в цементе (и, таким образом, снизить стоимость).

Примите следующие меры, чтобы снизить потребность в воде и цементе:

• используйте максимально жесткую смесь
• используйте агрегат самого большого размера, практичный для работы.
• Используйте оптимальное соотношение мелкого и крупного заполнителя.

Обсудите, как достичь ваших целей в отношении бетона, с вашим поставщиком готовой смеси.

Добавки для бетона: наиболее распространенные типы и их назначение

Добавки — это добавки к смеси, используемые для достижения определенных целей.

Вот основные добавки и их цель.

Ускоряющая добавка — ускорителей добавляются в бетон, чтобы сократить время схватывания бетона и ускорить раннюю прочность. Величина сокращения времени схватывания зависит от количества использованного ускорителя (обратитесь к поставщику готовой смеси и опишите свое применение). Хлорид кальция — недорогой ускоритель, но спецификации часто требуют использования ускорителя, не содержащего хлоридов, для предотвращения коррозии арматурной стали.

Замедляющие добавки — Часто используются в жарких погодных условиях для замедления времени схватывания. Они также используются для отсрочки выполнения более сложных заданий или для специальных чистовых операций, таких как обнажение заполнителя. Многие замедлители схватывания также действуют как водоудерживающие средства.

Зола-унос — является побочным продуктом сжигания угля. Летучая зола может заменить 15-30% цемента в смеси. Цемент и летучая зола вместе в одной смеси составляют всего цементного материала .

• Летучая зола улучшает удобоукладываемость
• Летучая зола легче отделывается
• Летучая зола снижает тепло, выделяемое бетоном
• Стоимость золы уноса равна количеству заменяемого ею цемента

Воздухововлекающие добавки — необходимо использовать всякий раз, когда бетон подвергается замерзанию и оттаиванию, а также противогололедным солям. Воздухововлекающие агенты захватывают микроскопические пузырьки воздуха в бетоне: когда затвердевший бетон замерзает, замороженная вода внутри бетона расширяется в эти пузырьки воздуха, а не повреждает бетон.

• Воздухововлечение улучшает удобоукладываемость бетона
• Воздухововлечение повышает долговечность
• Воздухововлечение дает более работоспособную смесь

Водоредуцирующие добавки — уменьшают количество воды, необходимое в бетонной смеси. Соотношение воды и цемента будет ниже, а прочность — больше. Большинство редукторов воды с низким диапазоном снижают количество воды, необходимой в смеси, на 5-10%. Высококачественные редукторы воды снижают потребность в воде для смешивания на 12–30%, но они очень дороги и редко используются в жилых помещениях.

Армирование бетона: волокна и сварная проволочная сетка

Волокна могут быть добавлены в бетонную смесь вместо сварной проволочной сетки.

Проблема со сварной проволочной сеткой заключается в том, что она часто оказывается на земле из-за наступления на нее во время укладки бетона. (особенно, если не используются опорные блоки). Другая проблема заключается в том, что сетка не предотвращает и не сводит к минимуму растрескивание — она ​​просто удерживает трещины, которые уже возникли, вместе.

Если вы посмотрите на участок бетона, залитый волокнами, вы увидите миллионы волокон, распределенных во всех направлениях по всей бетонной смеси.Поскольку микротрещины начинают появляться из-за усадки по мере испарения воды из бетона (пластическая усадка), трещины пересекаются с волокнами, которые блокируют их рост и обеспечивают более высокую прочность на разрыв в это критическое время.

Щелкните здесь, чтобы узнать, как волокна являются важной частью «как строить высококачественные плиты на уклоне».

РЕГУЛИРОВКА БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ ИСПРАВЛЕНИЯ ПРОБЛЕМ УСТАНОВКИ

Когда бетон прилипает к шпателю , когда он поднимается с бетона, или бетон прилипает к подножкам отделочных работ, наиболее вероятными причинами являются слишком много песка в смеси или более высокий, чем необходимо, унос воздуха.

Чрезмерный слив воды задержит отделочные операции и может вызвать серьезные проблемы с поверхностью бетона. Добавление большего количества песка в смесь, добавление большего количества увлеченного воздуха, использование меньшего количества воды для смешивания или добавление цемента или летучей золы — это возможные решения.

Убедитесь, что поставщик готовой смеси знает, будете ли вы перекачивать бетон. Для перекачивания смесей требуется достаточное количество мелких частиц , и существуют ограничения на размер заполнителя, чтобы смесь могла быть перекачиваемой.Летучая зола и воздухововлечение улучшают удобоукладываемость и прокачиваемость.

Время схватывания смеси можно замедлить с помощью замедлителей схватывания.

Смесь можно охладить в жаркую погоду, заменив часть воды для смешивания льдом, разбрызгивая воду на кучу заполнителя на заводе по производству готовой смеси или вводя жидкий азот в замес.

Время схватывания смеси можно увеличить на с помощью ускорителей.

Смесь может быть нагрета на заводе по производству готовой смеси путем нагревания воды для смеси и заполнителей.

Укладка бетона

Укладка бетона

Обычный бетон весит примерно 150 фунтов на кубический фут, и его следует укладывать как можно ближе к окончательному положению. Чрезмерное обращение может вызвать расслоение рулонных и мелких заполнителей. Смачивание бетона, чтобы его можно было сгребать или толкать в место, далеко от места разгрузки, недопустимо.

Бетон заливается прямо из желоба автобетоносмесителя, катится на место с помощью тележки или закачивается на место с помощью бетононасоса (см. Бетононасос).

Бетон обычно указывается с оседанием 4-5 дюймов. Промышленные, коммерческие и некоторые жилые проекты требуют наличия инспектора по заливке бетона, который следит за оседанием бетона и проводит измерения осадки с требуемыми интервалами.

См. Также раздел «Как построить высококачественные плиты из уклона

».

Бетон для укладки

Целью укладки свежего бетона является укладка бетона как можно ближе к конечному уровню, чтобы облегчить выравнивание / стяжку бетона.

Для укладки бетона рекомендуются лопаты с короткой рукояткой и квадратным концом. Также можно использовать сопутствующий инструмент (инструмент, который выглядит как мотыга с длинным лезвием с прямым лезвием). Не используйте лопату с закругленными краями для укладки бетона, так как она не распределяет бетон равномерно.

Любой используемый распределитель должен быть достаточно жестким, чтобы проталкивать и тянуть влажный бетон без изгиба: нормальный бетон весит приблизительно 150 фунтов на кубический фут.

Бетонирование в холодную погоду

Бетонирование в жаркую погоду

Твердый бетон

Декоративный бетон

Введение в декоративный бетон

Словарь терминов по декоративному бетону

Глоссарий по бетонным столешницам

Дизайн декоративной бетонной смеси

Дополнительная информация:

Конкретная история: интерактивная хронология

Бетонные подрядчики: Найдите поставщика или дистрибьютора бетонных изделий

Прочие бетонные ресурсы

Что такое бетон? -Университет Иллинойса Урбана-Шампейн
Управление бетонной промышленностью-Университет штата Мидл-Теннесси
Бесплатные загрузки ACI-Американский институт бетона (ACI)
Основы цемента и бетона-Портлендская ассоциация цемента (PCA)

Как делают бетон

В своей простейшей форме бетон представляет собой смесь пасты и заполнителей, или горных пород.Паста, состоящая из портландцемента и воды, покрывает поверхность мелких (мелких) и крупных (крупных) заполнителей. В результате химической реакции, называемой гидратацией, паста затвердевает и набирает прочность, образуя каменную массу, известную как бетон.

В этом процессе кроется ключ к замечательным свойствам бетона: он пластичен и пластичен при повторном смешивании, прочен и долговечен при затвердевании. Эти качества объясняют, почему из одного материала, бетона, можно строить небоскребы, мосты, тротуары и супермагистрали, дома и плотины.

Дозирование

Ключ к получению прочного и долговечного бетона заключается в тщательном дозировании и смешивании ингредиентов. Смесь, в которой недостаточно пасты, чтобы заполнить все пустоты между заполнителями, будет трудно разместить, и она приведет к образованию шероховатых поверхностей и пористого бетона. Смесь с избытком цементного теста легко укладывается и дает гладкую поверхность; тем не менее, получаемый бетон не является рентабельным и может более легко треснуть.

Химический состав портландцемента оживает в присутствии воды. Цемент и вода образуют пасту, которая покрывает каждую частицу камня и песка — агрегаты. В результате химической реакции, называемой гидратацией, цементное тесто затвердевает и приобретает прочность.

Качество пасты определяет характер бетона. Прочность пасты, в свою очередь, зависит от соотношения воды и цемента. Водоцементное соотношение — это вес воды для затворения, деленный на вес цемента.Высококачественный бетон получают за счет максимального снижения водоцементного отношения без ущерба для удобоукладываемости свежего бетона, что позволяет его правильно укладывать, укреплять и выдерживать.

Правильно подобранная смесь обладает желаемой удобоукладываемостью для свежего бетона и необходимой прочностью и прочностью для затвердевшего бетона. Обычно смесь содержит от 10 до 15 процентов цемента, от 60 до 75 процентов заполнителя и от 15 до 20 процентов воды. Вовлеченный воздух во многих бетонных смесях может составлять от 5 до 8 процентов.

Прочие ингредиенты

В качестве воды для замешивания бетона можно использовать практически любую питьевую природную воду без ярко выраженного вкуса или запаха. Избыточные примеси в воде для смешивания могут не только повлиять на время схватывания и прочность бетона, но также могут вызвать выцветание, образование пятен, коррозию арматуры, нестабильность объема и снижение долговечности. Спецификации бетонной смеси обычно устанавливают пределы содержания хлоридов, сульфатов, щелочей и твердых веществ в воде для смешивания, если не могут быть проведены испытания для определения влияния примесей на конечный бетон.

Хотя большая часть питьевой воды подходит для замешивания бетона, заполнители выбираются тщательно. Заполнители составляют от 60 до 75 процентов от общего объема бетона. Тип и размер используемого заполнителя зависит от толщины и назначения конечного бетонного продукта.

Относительно тонкие строительные секции требуют мелкого крупного заполнителя, хотя заполнители диаметром до шести дюймов использовались в больших плотинах. Для эффективного использования пасты желательна непрерывная градация размеров частиц.Кроме того, заполнители должны быть чистыми и не содержать каких-либо веществ, которые могут повлиять на качество бетона.

Начало гидратации

Вскоре после объединения заполнителей, воды и цемента смесь начинает затвердевать. Все портландцементы представляют собой гидравлические цементы, которые затвердевают в результате химической реакции с водой, вызывающей гидратацию. Во время этой реакции на поверхности каждой частицы цемента образуется узел. Узел растет и расширяется, пока не соединится с узлами других частиц цемента или не прилипнет к соседним агрегатам.

После того, как бетон тщательно перемешан и станет пригодным для обработки, его следует укладывать в формы, пока смесь не станет слишком густой.

Во время укладки бетон уплотняется, чтобы уплотнить его внутри форм и устранить возможные дефекты, такие как соты и воздушные карманы.

Для плит бетон оставляют стоять до тех пор, пока пленка поверхностной влаги не исчезнет, ​​затем используется деревянная или металлическая ручная терка для сглаживания бетона. Плавление дает относительно ровную, но слегка шероховатую текстуру, которая имеет хорошее сопротивление скольжению и часто используется в качестве окончательной отделки фасадных плит.Если требуется гладкая, твердая, плотная поверхность, после затирки следует затирка сталью.

Отверждение начинается после того, как открытые поверхности бетона достаточно затвердеют, чтобы противостоять образованию повреждений. Отверждение обеспечивает постоянную гидратацию цемента, так что бетон продолжает набирать прочность. Бетонные поверхности обрабатывают путем опрыскивания водяным туманом или использования влагоудерживающих тканей, таких как мешковина или хлопчатобумажные коврики. Другие методы отверждения предотвращают испарение воды за счет герметизации поверхности пластиком или специальными спреями, называемыми отвердителями.

Для защиты бетона используются специальные методы отверждения в очень холодную или жаркую погоду. Чем дольше бетон будет оставаться влажным, тем прочнее и долговечнее он станет. Скорость затвердевания зависит от состава и крупности цемента, пропорций смеси, а также от влажности и температурных условий. С возрастом бетон продолжает укрепляться. Большая часть гидратации и увеличения прочности происходит в течение первого месяца жизненного цикла бетона, но гидратация продолжается медленнее в течение многих лет.

---

Узнайте, как цемент и бетон формируют мир вокруг нас>

Узнайте больше о преимуществах цемента и бетона для устойчивого развития>

Бетон в строительстве: использование, преимущества и типы

Типы бетона

В бетонной технологии для различных типов бетона использовалось множество наименований типов. Эта классификация основана на трех факторах:

• Тип материала, использованного при его изготовлении.
• Характер стрессовых условий.
• А это плотность.

А теперь краткое описание различных типов бетона:

Обычный или обычный бетон

Это один из наиболее часто используемых типов бетона. В этом типе бетона основными составляющими являются цемент, песок и крупные заполнители, разработанные и смешанные с определенным количеством воды.

Соотношение основных составляющих может варьироваться в широких пределах.Очень часто используемый дизайн микширования, широко известный как номинальный дизайн микса, составляет 1: 2: 4.

Обычный бетон в основном используется для строительства тротуаров и зданий, где не требуется очень высокая прочность на разрыв. Он также используется при строительстве плотин.

Легкий бетон

Любой тип бетона, имеющий плотность менее 1920 кг / м3, классифицируется как легкий бетон.

Различные типы заполнителей, которые используются при производстве легкого бетона, включают натуральные материалы, такие как пемза и шлак, искусственные материалы, такие как вспученный сланец и глины, и обработанные материалы, такие как перлит и вермикулит.

Единственное важное свойство легкого бетона — очень низкая теплопроводность.

Например, теплопроводность — значение k для простого бетона может достигать 10-12. Но теплопроводность легкого бетона составляет около 0,3.

Легкие бетоны используются, в зависимости от их состава, для теплоизоляции, защиты стальных конструкций, они также используются в настилах мостов с длинными пролетами и даже в качестве строительных блоков.

Бетон высокой плотности

Этот тип бетона также называют тяжелым бетоном.В этом типе бетона плотность варьируется в пределах 3000-4000 кг / м3.

Эти типы бетона получают с использованием щебня высокой плотности в качестве крупных заполнителей. Среди таких материалов наиболее часто используется Barytes с удельным весом 4,5.

В основном используется на атомных электростанциях и других подобных сооружениях, поскольку защищает от всех видов излучения.

Железобетон

Его еще называют RCC (железобетонный бетон).В этом типе бетона в качестве арматуры используется сталь в различных формах, что обеспечивает очень высокую прочность на разрыв.

Фактически, это из-за комбинированного действия простого бетона (имеющего высокую прочность на сжатие) и стали (имеющей высокую прочность на разрыв).

Стальная арматура отливается в виде стержней, стержней, сеток и всех мыслимых форм.

Принимаются все меры для обеспечения максимального сцепления арматуры и бетона в процессе схватывания и затвердевания.

Таким образом, полученный материал (RCC) способен выдерживать все виды нагрузок в любой конструкции. ПКР — наиболее важный тип бетона.

Сборный железобетон

Этот термин относится к многочисленным типам бетонных конструкций, которые отливаются в формы на заводе или на стройплощадке.

Однако они не используются в строительстве, пока они полностью не затвердеют и не затвердеют в контролируемых условиях. Некоторые из примеров сборного железобетона: сборные столбы, столбы заборов, бетонные перемычки, лестничные клетки, бетонные блоки, литые камни и т. д.

Эти конструктивные и декоративные элементы изготавливаются в хорошо оборудованном месте, где выполнены все приготовления для:

• Идеальное соотношение ингредиентов бетона.
• Тщательное перемешивание цемента, заполнителей и воды для получения смеси желаемого дизайна и консистенции.
• Бережное обращение во время транспортировки и размещения в формах идеального дизайна.
• Идеальное отверждение в контролируемых условиях температуры и влажности.Даже отверждение паром используется для получения сборных железобетонных изделий, обладающих высокой прочностью, за гораздо меньшее время.
• Последняя тенденция строительной отрасли — все больше и больше переходить на сборные железобетонные элементы в строительстве.

Предварительно напряженный бетон

Это особый тип железобетона, в котором арматурные стержни натягиваются перед заделкой в ​​бетон.

Такие натянутые проволоки прочно удерживаются на каждом конце при укладке бетонной смеси.В результате, когда бетон схватывается и затвердевает, все бетонные элементы, таким образом, отливка подвергается сжатию.

Такое расположение делает нижнюю часть железобетона более прочной против растяжения, которое является основной причиной развития трещин от растяжения в ненатянутом железобетоне.

Поскольку для предварительного напряжения используются домкраты и натяжное оборудование, предварительно напряженный бетон также заливают на заводах.

Вот некоторые из его преимуществ.

• Значительно увеличивается потенциальная прочность бетона на сжатие.
• Значительно снижается риск развития трещин растяжения в нижних сечениях балок.
• Сопротивление сдвигу значительно снижено. Это в значительной степени устраняет необходимость в стременах.
• Могут использоваться более легкие элементы, чем ненатянутые (обычные) железобетонные.
• Предварительно напряженный бетон широко используется при строительстве мостов, длиннопролетных крыш и большинства конструкций с большой статической нагрузкой.

Бетон с воздухововлекающими добавками

Это специально подготовленный простой бетон, в который воздух вовлечен в виде тысяч равномерно распределенных частиц.

Объем увлекаемого таким образом воздуха может составлять от 3 до 6 процентов бетона. Воздухововлечение достигается добавлением небольшого количества пенообразователя или газообразующих агентов на стадии перемешивания.

Жирные кислоты, жирные спирты и смолы являются некоторыми распространенными воздухововлекающими добавками. Бетон с воздухововлекающими добавками более устойчив к образованию накипи, износу из-за замерзания и оттаивания, а также к истиранию.

Стеклобетон

Когда переработанное стекло используется в качестве заполнителя в бетоне, этот тип бетона известен как стеклобетон.

Они обеспечивают лучшую теплоизоляцию, а также имеют отличный внешний вид по сравнению с другими типами.

Бетон быстрого твердения

Этот тип бетона в основном используется в подводном строительстве и при ремонте дорог. Поскольку время его затвердевания значительно меньше, его можно затвердеть всего за несколько часов.

Применяются также при строительстве зданий, где работа должна выполняться быстро.

Асфальтобетон

Асфальтобетон — это комбинация заполнителей и асфальта. Он также известен как Асфальт. Они широко используются на автомагистралях, в аэропортах, а также на набережных.

Их можно затвердеть всего за час. Это причина его широкого распространения.

Известковый бетон

В этом виде бетона известь используется в качестве связующего материала с заполнителями.До изобретения цемента наиболее используемым бетоном был известково-бетон.

В наши дни известковый бетон также используется для изготовления полов, куполов и т. Д.

Роликовый уплотненный бетон

Этот бетон в основном используется в качестве наполнителя. У них нет лучшего значения силы. Они представляют собой тощий бетон и уплотняются с помощью тяжелых средств, например, катков.

В этом виде бетона используется значительно меньшее количество цемента.

Штампованный бетон

Это обычный бетон с небольшими отличиями, который в основном используется в архитектурных целях.

Штамп различной формы и дизайна, помещаемый на бетонные конструкции, когда они находятся в пластичном состоянии, для придания им привлекательного внешнего вида.

Пигменты используются для различных цветовых целей, чтобы придать ему более реалистичный и привлекательный вид.

Бетон с насосом

Бетон с насосом используется для высотных зданий, где транспортировка бетона, кроме насоса, является непростой задачей.

Они сделаны достаточно работоспособными для облегчения транспортировки.Для лучшего снабжения используются мелкие материалы. Чем мельче будет материал, тем легче будет разрядка.

Насос, используемый для перекачки, изготовлен из жестких или гибких материалов для облегчения выгрузки бетона.

Вакуумный бетон

В этом типе в бетонную смесь добавляется большее количество воды, а затем смесь заливается в опалубку.

Избыток воды удаляется из бетона с помощью вакуумного насоса.Именно поэтому его называют вакуумным бетоном.

Этот метод используется для раннего достижения прочности бетона. Прочность на сжатие достигается в течение 10 дней по сравнению с 28 днями для обычного бетона.

Проницаемый бетон

Проницаемый бетон подготовлен таким образом, чтобы в нем могла проходить вода. У них есть около 15-20% пустот, чтобы вода могла проходить в них.

Они используются в тех районах, где проблемы с ливневой канализацией сохраняются.

Торкрет-бетон

Торкрет-бетон — это бетон, приготовленный таким же образом, как и обычный, но с той разницей, что они укладываются по-разному.

Устанавливаются с помощью более высокого давления воздуха через сопла. Преимущество этого метода в том, что уплотнение и укладка бетона будут выполняться одновременно.

Товарный бетон

Этот вид бетона готовится на бетонных заводах и / или транспортируется с помощью транспортных смесей, смонтированных на грузовиках.

Как только они будут обнаружены на месте, дальнейшее лечение не требуется.

Завод будет располагаться в регулируемом месте, чтобы бетон можно было подавать до начала схватывания.

Самоуплотняющийся бетон

Эти типы бетона уплотняются своим весом, то есть процессом уплотнения. Нет необходимости использовать вибратор или выполнять ручное уплотнение.

У этого типа бетона всегда высокая удобоукладываемость.По этой причине он также известен как текучий бетон.

Бетон, армированный волокном

Тип бетона, в котором используются стальные волокна диаметром от 10 до 20 микрон и длиной от 10 до 50 мм.

Волокно увеличивает упругость, прочность на разрыв, гибкость и другие качества.

Волокна могут быть из различных материалов, таких как сталь, полимер, стекло, углерод, или даже из натуральных волокон, таких как кокосовое волокно.

Некоторые типы волокон вступают в реакцию с цементом; при их использовании следует соблюдать особую осторожность.В основном он использовался в качестве покрытий для мостов, аэропортов и промышленных полов.

Фибробетон также можно использовать в местах, где требуется повышенное сопротивление растрескиванию.

Бетон с летучей золой

Бетон с использованием летучей золы называется бетоном с летучей золой. Летучая зола получается из углей. Летучая зола может использоваться для замены мелких заполнителей или цемента или для частичной замены того и другого.

Сообщалось о замене до 30 процентов мелких заполнителей и 20 процентов замены цемента.

Летучая зола улучшает удобоукладываемость свежего бетона, а также долговечность и прочность затвердевшего бетона.

Частицы летучей золы должны быть мельче, чем частицы цемента.

Высокопрочный бетон

Высокопрочный бетон — это бетон с прочностью более 40 Н / мм2. Он также известен как высокопроизводительный бетон (HPC).

Высококачественный бетон используется для достижения некоторых особых свойств бетона, таких как высокая прочность, низкая усадка, самоуплотнение, высокая огнестойкость и т. Д.

Обычно прочность такого бетона должна быть более 60 Н / мм2 (сообщается о прочности до 80 Н / мм2).

В HPC используются следующие материалы:

• Цемент
• Крупные и мелкие заполнители необходимого качества
• Вода
• Дополнительные цементирующие материалы, такие как кремнеземная пыль, летучая зола, доменный шлак и т. Д.
• Суперпластификаторы (восстановители с высоким содержанием воды)
• Воздухововлекающие агенты (необязательно)

Бетон на основе кремнезема

Пары кремнезема являются побочным продуктом кремнезема, который в промышленности очень мелко измельчается.Бетон, в котором используется микрокремнезем, называется «микрокремнеземным бетоном».

Типичный бетон с нормальным водоцементным соотношением всегда имеет микропоры, что ограничивает прочность обычного бетона.

Пары кремнезема состоят из очень мелких частиц (фактически в шесть раз мельче, чем частицы цемента).

Следовательно, если его добавить в бетонную смесь, можно уменьшить мелкие поровые пространства, что приведет к получению высокопрочного бетона.

Полимербетон

Полимеризация — это процесс превращения мономеров в полимеры.В типичном бетоне вы должны были видеть, что микропор не избежать.

Пропитка мономером этих пор и последующая полимеризация — это метод, который был недавно разработан для уменьшения пористости бетона и улучшения его прочности и других свойств.

В настоящее время доступны четыре типа полимербетонных материалов:

• Бетон с полимерной пропиткой (PIC)
• Полимерный портландцементный бетон (PPCC)
• Полимерный бетон (PC)
• Частично пропитанный и с поверхностным покрытием полимербетон

Ферроцементный бетон

Железобетон не следует путать с фибробетоном.Ферроцемент состоит из близко расположенных проволочных сеток, пропитанных богатой смесью цементного раствора.

Обычно из стальной проволоки диаметром от 0,5 до 1,0 мм формируют ячейки.

Раствор от 1: 2 до 1: 3 с водоцементным соотношением от 0,4 до 0,45 заливается в опалубку из готовой стали с использованием слоев проволочной сетки.

Содержание стали в этом бетоне будет от 300 до 500 кг / м3 раствора. Поскольку материал состоит из большого количества стали, он обладает высокой пластичностью и прочностью на разрыв.

Материал был разработан в 1940 году итальянским архитектором П. Л. Нерви для создания большого количества приятных структурных форм.

Готовый бетон

Обычно бетон готовят путем смешивания различных ингредиентов.

Однако можно также упаковать некоторые ингредиенты (крупный заполнитель) в опалубку, а затем заполнить поры специально подготовленным цементно-песчаным раствором, чтобы он заполнил все поры и образовал бетонную массу.

Предварительно набитый бетон используется в особых ситуациях, например, когда необходимо бетонировать большой объем бетона (например, большой фундамент машинного блока) без строительных швов.

Одним из преимуществ фасованного бетона является то, что он имеет очень небольшую усадку.

Заключение

Бетон — неотъемлемая часть любого строительного проекта. Но вам даже не нужен профессионал, чтобы сказать вам, что бетон является важной частью любого здания или конструкции.Просто взгляните на окружающие вас здания, тротуары, по которым вы идете, и другие различные сооружения вокруг. Бетон везде.

Чтобы максимально использовать его свойства, вам просто нужно понять, какой тип бетона лучше всего подходит для конкретного проекта.

Вы хотите оптимизировать свои проекты по бетонированию? Используйте один из лучших строительных трекеров на рынке сегодня — Pro Crew Schedule.

Pro Crew Schedule — это специализированное программное обеспечение для управления строительными проектами, которое предлагает все, что необходимо подрядчику или субподрядчику для управления вашим строительным бизнесом.