Химическая формула бетона – Формула бетона химическая

Содержание

Формула бетона химическая


Формула бетона: марка прочности и состав. Влияние на технические характеристики

Понятное дело, что составы бетонов, используемых для гражданского строительства, а также, к примеру, для строительства атомных электростанций, существенно отличаются. О составе этого материала можно говорить очень много, поэтому давайте остановимся на главных аспектах, касающихся исключительно возведении жилищных объектов.

На фото – раствор с гравием

Марка прочности и состав бетона

Под маркой прочности любого строительного материала, в т.ч. бетона, кирпича и т.п., понимается величина максимальной нагрузки, которую может выдержать данный материал без утери своих прочностных свойств. Для наглядного примера можно взять кирпич, имеющий прочность  200.

Самый востребованный в строительстве бетон М200

Это значит, что один квадратный сантиметр его площади способен выдержать нагрузку до 200 кг. Если взять общую площадь поверхности кирпича, которая равняется 300 см2, и перемножить с маркой, получим общую массу, которую способен выдержать один кирпич. Это значение в нашем случае равняется 60 т.

Бетон марки 100 Такой материал изготавливается из трех основных компонентов, смешанных в определенных пропорциях:1.      Главным ингредиентом является цемент марки 400.2.      К его одной части добавляют своими руками три части песка, а также шесть частей щебенки, размер фракций которой около 35 мм.

Такой бетон чаще всего используется в гражданском строительстве для создания ростверка – подошвы фундамента.

Бетон марки 200 Для его создания используют аналогичные компоненты, однако их пропорции несколько отличаются. Инструкция следующая — на каждую часть цемента марки 400 берется две части песка и пять частей щебня, описанного выше.Сфера его применения более широкая – он используется:
  • в качестве армированного пояса вокруг здания;
  • при заливке кирпичных колонн;
  • для создания прогонов;
  • перемычек несущего типа;
  • отмостков;
  • ж/б перекрытий.

Кроме того, есть формула для определения водопоглощение по массе бетона, которая зависит от массы высушенного образца (mc) и водонасыщенного (mв) в граммах. Выглядит она так: Wм = .

Проверку готового материала проводят в лаборатории

Выбор компонентов для бетона
  1. Одним из ингредиентов, который не упомянули, однако он очень важен при создании бетона, является вода. В идеале она должна обладать кристальной чистотой.

Вода должна быть чистой

Не рекомендуется использование воды, полученной после дождя, а также жирной или масляной (которая, к примеру, хранилась в бочках из-под масла). Наиболее подходящим вариантом для создания прочного бетона является обычная водопроводная. Если же планируется изготовление стяжек и т.п. вещей, вполне подходящим будет и дождевая, речная, озерная и другая не совсем чистая вода.

Совет: отличные результаты показывает бетон, изготовленный из воды из колодца или скважины.

  1. Еще одним материалом, используемым во время изготовления бетона, является щебень. Наиболее встречаемый вариант – щебень-известняк, имеющий фракции в пределах 20-35 мм. Его цена в данном диапазоне наиболее привлекательна.

Известняковый щебень

  1. Если же требуется получение более прочного бетона, можно использовать иные материалы – к примеру, гранит или доломит. Однако стоит отметить, что радиационный фон первого зачастую бывает выше установленных норм.
Цемент

Главным связующим элементом бетона является цемент, химическая формула которого — 3CaO*2SiO2*3h4O. Наиболее часто используемой является марка 400. Сразу хочется предупредить, что большинство заводов производят именно такую марку, однако качество, как правило, может существенно отличаться. Это подтверждено горьким опытом строителей.

Если же говорить о рекомендациях, вполне приличным является бетон из цемента М 400, изготовленный в Балаклее. Он имеет маркировку ШПЦ II/Б-Ш-400. Неплохо себя проявляет и ПЦ II/Б-Ш-400, который производится в Амвросиевке.

Песок

Если обращаться к теории, необходимо использовать исключительно карьерный песок. Дело в том, что его песчинки имеют неправильную форму (они являются более шершавыми).

В результате увеличивается площадь сцепления этого материала, что в свою очередь улучшает прочностные качества. А вот речной или морской характеризуется более гладкой формой песчинок, что негативно влияет на сцепляемость.

Однако есть у песка, добытого в карьере, и существенный недостаток – в нем очень часто встречается глина. Происходит это из-за намывки, которая часто используется для его добычи.

Карьерный песок

Он вымывается из земли и подается к поверхности через специал

vest-beton.ru

Краткая теория и химия бетона для самоделкиных

Теория и химия бетона являются важными составляющими в получении самоделкиными необходимых знаний с целью осознанного применения на практике точных приемов и методов получения заданных свойств пластичного бетона.

 

химия бетона

 


С О Д Е Р Ж А Н И Е

  1.  Точность в составе смеси и технологии – прочный пластичный бетон.
  2.  Химия бетона – основа понятия процессов.
  3.  Вода в цементной смеси.
  4.  Химический состав цемента.
  5.  Влияние температуры на скорость твердения и прочность бетона.

 

Точность в составе смеси и технологии – прочный пластичный бетон


К сожалению многие мастера до сих пор при подготовке цементной смеси для своих работ используют в качестве измерительного инструмента ведро и лопату. Может быть для изготовления самого простого классического бетона этого и достаточно.

В то же время, имея необходимые знания и опыт, но не выполняя при этом элементарные правила и не соблюдая технологическую дисциплину, можно получить плачевные результаты.

Вот один пример, как выглядят небрежно изготовленные тактильные бетонные плитки после первых зимних месяцев пешеходной эксплуатации.

 

тактильная плитка

 

Правильно подготовленная цементная смесь и точно выдержанная процедура замеса всегда позволяют получить прочный цементный камень.

Чтобы более ощутимо почувствовать эту необходимость, требуется хотя бы немного ознакомится с основами химических процессов, проходящих в цементной смеси в начальной стадии и в дальнейшем в химическом составе бетона.


Химия бетона – основа понятия процессов


Чтобы не загружать головы химическими уравнениями, объясняющими протекающие процессы при формировании цементного камня, можно рассмотреть только самые необходимые для общего понимания сути его образования.

Заводы производят различные виды цемента, но чаще всего для своих работ самоделкины используют наиболее распространенный портландцемент.

Другие цементы, например, глиноземистый или пуццолановый используются профессионалами там, где более эффективно проявляются особые свойства этих цементов: очень быстрое твердение и более прочный камень (через несколько суток достигается 100% марочная прочность).

Вернемся к нашему портландцементу.

При изготовлении садового декора химические добавки, которые ранее использовались в составе вместе с портландцементом, также обеспечивают достаточную прочность и скорость затвердевания пластичного бетона.

Почему же так важна точность в дозировке смеси для декоративного бетона?


Вода и химия бетона


Какое количество воды необходимо добавить в цементную смесь определяется водоцементным (В/Ц) или водовяжущим (В/В) отношением. При этом вяжущее = цемент + активные добавки, такие как микрокремнезем, зола и др.

Вода нужна для гидратации цемента (вяжущего).

Дозировка должна быть точной, иначе при избытке воды часть останется в бетоне и зимой будут проблемы.

А если воды не хватит, то не прореагировавший свободный оксид кальция (СаО или активная известь) с годами , постепенно превращаясь в известь-пушонку (Са(ОН)2), будет разрыхлять бетон и снижать его прочность.

Вот почему так важно не допустить испарения воды из твердеющего изделия, особенно в начальной его стадии (накрыть полиэтиленовой пленкой).

Наилучшие результаты можно получить при В/В = 0,35…0,4.

Если при этом для удобства в работе пластичности бетона не хватает, то необходимо увеличить количество пластификатора или сменить его на более эффективный с меньшей дозировкой.

Теперь кратко о химических веществах в цементе.


Химический состав цемента


Важной составляющей цемента является активная известь (СаО). Кроме свободного состояния оксид кальция (СаО) также входит в соединения, образующие: двух кальциевый силикат (С2S), трех кальциевый силикат (C3S), трех кальциевый алюминат (С3А) и четырех кальциевый алюмоферит (C4AF).

Эти химические вещества также взаимодействуют с водой, причем наиболее быстро это делает трех кальциевый алюминат (С3А) – за 3…5 минут.

При твердении бетона сначала образуется коллоид, затем – кристаллический сросток, далее – кристаллический каркас.

Чтобы процесс кристаллизации проходил равномерно, в цемент вводят гипс, количество которого должно точно соответствовать количеству С3А.

Поэтому, те самоделкины, которые хотят ускорить процесс затвердевания бетона путем введения гипса в состав смеси, нарушают этот баланс и снижают конечную прочность цементного камня.

Химия бетона – это очень точная наука.

В результате нескольких реакций с водой (и с учетом добавок, например, микрокремнезема) получается основа цементного камня – практически не растворимый гидросиликат кальция CaO⋅SiO2⋅nh3O.

Чем его больше, тем выше водостойкость и прочность бетона.

Отвердевший цементный камень – это неоднородная структура, представляющая собой смесь геля и кристаллических сростков.

Без дополнительных условий на третьи сутки прочность цементного камня составляет 40…50%, а через неделю – 60…70% от конечной.

Чем тоньше помол цемента, тем выше прочность и скорость твердения.

Естественно, что чем тоньше помол, тем выше удельная поверхность цемента. Она измеряется в см2/г.

Считается, что каждый ее прирост на 1000 см2/г повышает активность цемента на 20…25%.

В соответствии с помолом определяется марка цемента и его стоимость.


Влияние температуры на скорость твердения и прочность бетона


Одним из способов ускорения процесса изготовления бетонных изделий и увеличения оборачиваемости форм, используется термическое воздействие на бетонную отливку.

На крупных производствах применяют автоклавную обработку под давлением насыщенного пара 9…16 атм. при температуре около 200 градусов и выше. При этом можно получить марочную прочность уже через 4…6 часов после начала этого процесса.

Получается более прочный бетон , так как при высокой температуре Ca(OH)2 дополнительно связывается с SiO2 в прочное соединение (о котором упоминалось ранее) – гидросиликат кальция.

На малых предприятиях используют пропарку изделий при температуре 70…80 градусов, нагнетая горячий воздух под пленку, которой накрываются отливки.

Такая пропарка только ускоряет процесс твердения бетона (примерно в 2 раза). К тому же позволяет достичь 70% марочной прочности через одни сутки. Этого обычно достаточно, чтобы произвести распалубку и освободить формы для очередной заливки.

При естественной сушке в полиэтиленовой пленке такой результат можно получить только через неделю.

В работах по изготовлению садовых бетонных изделий, о которых рассказывается на страницах kamsaddeco.com, вместо пропарки используются химические добавки (например, формиат натрия). Применяя их совместно, можно еще более ускорить процесс застывания и освобождения форм.

Вместо горячей воды и пара можно использовать термоматы.

Изделие накрывается полиэтиленовой пленкой и сверху на нее укладываются термоматы на 8…12 часов. При этом также получается прочность 70% от марочной, но за более короткое время.

Когда ненужно нагревать бетон

Надо отметить, что если вы захотите использовать глиноземистый цемент, то его пропаривать нельзя. При застывании он выделяет тепла больше в 1,5…2 раза, чем обычный портландцемент. Поэтому он хорошо твердеет при температуре окружающей среды до нуля градусов.

Таким образом, зная природу и химию бетона в совокупности с протекающими в нем процессами, можно подготовить любой состав цементной смеси. Это необходимо для получения декоративного искусственного камня заданной прочности.

Но химия и бетон не единственная важная составляющая. Не только ее надо знать и учитывать при изготовлении прочного бетона.

Гранулометрия – не менее ответственная физическая характеристика. О ней уже было кратко рассказано и можно прочитать в статье про методы составления различных цементных смесей.

Всем удачи в вашем творчестве и до новых встреч на страницах kamsaddeco.com.

 

Статьи на тему

Какой замес – такой и инструмент

Пластичный художественный бетон

Красивая ваза из бетона

Пустотелые бетонные шары

Садовые фигуры из бетона

Декоративные бетонные плитки

Советы самоделкиных по добавкам в смесь

Искусственный валун своими руками

 

kamsaddeco.com

Основные компоненты состава бетона

Такой строительный материал как бетон является очень распространенным материалом, который можно получить, смешав определенные компоненты, такие как вяжущее вещество, вода, заполнители и добавки. Пожалуй, каждому известно, что бетон используется повсеместно в различных сферах строительства, будь то обычное частное строение или же строительство промышленных и индустриальных построек. Еще на момент проектирования будущего строения составляется смета и определяется марка и состав бетона для каждого конкретного бетонного элемента, будь то несущая стена, фундамент и пр.

Классификация бетона

Существует большой выбор бетонных смесей, которые можно классифицировать в зависимости от различных характеристик, например по прочности сжатия, по объемной массе.

  • По прочности сжатия бетон можно разделить на цементный, силикатный, полимербетон и прочие виды. В данном случае классификация происходит по типу вяжущего вещества, который определяет не только прочность, но и марку бетона.
  • По объемной массе бетон можно классифицировать на легкий и тяжелый. В первом случае его масса обычно составляет максимум 1800 кг на 1 куб. м., во втором случае его масса значительно превышает 1800 кг и в большинстве случаев используется исключительно в индустриальном строительстве.

Характеристика основных составляющих бетона

Основные компоненты состава бетона

Из чего состоит бетон? Как правило, основными компонентами качественного бетона являются:

  • Щебень или гравий.
  • Песок.
  • Цемент.
  • Вода.
  • Различные химические добавки.

Каждый компонент смеси должен иметь определенные характеристики, о которых дальше пойдет речь.

Щебень или гравий

Данный элемент бетона, по сути, играет роль заполнителя. Используя щебень в бетонной смеси можно значительно увеличить прочность и долговечность бетонной конструкции, а также уменьшить усадку и ползучесть раствора.

Щебень может быть нескольких видов: известняковый, гравийный и гранитный.

Щебень или гравий для бетона

Важно обращать внимание на форму щебня, поскольку она может значительно влиять на удобство заливки бетонной смеси. К примеру, можно отметить, что щебень, имеющий плоскую и игловатую форму, уменьшает прочность конструкции и увеличивает расход других компонентов смеси (например, цемента, который является достаточно дорогим), при этом морозоустойчивость бетона в зимнее время падает. Именно поэтому для приготовления бетона такой щебень не применяют.

  • Гранитный щебень. Данный вид материала чаще всего используется для приготовления бетона, который будет использоваться для дорожных покрытий. Он имеет фракции от 5 до 70 мм, и наиболее популярными являются частицы 20-70 мм.
  • Гравийный щебень. Данный вид является наиболее востребованным и доступным и применяется для приготовления бетона и железобетона. Он имеет в своем составе частицы размером 3-70 мм, и наиболее востребованными из которых являются 5-20 мм.
  • Известковый щебень. Данный вид щебня является экологически чистым материалом. Он обладает повышенной ударостойкостью и морозоустойчивостью.

Какой щебень использовать для бетонной смеси напрямую зависит от сооружения, которое будет выполняться из бетона. Самым оптимальным вариантом для строительства является гравийный щебень, поскольку обладает достаточно высокой прочностью и доступностью для всех слоев населения.

Песок

Песок, как и щебень, является заполнителем в бетонной смеси. Чтобы получить качественный раствор необходимо подойти к его выбору достаточно серьезно. На рынке стройматериалов на сегодняшний день существует огромный выбор песка, например речной, карьерный, морской, кварцевый, однако не все из них могут использоваться для бетона.

Песок для бетона

К примеру, песок, который в своем составе имеет глину, значительно снижает морозоустойчивость и прочность бетона, поэтому данный вид песка категорически не рекомендуется использовать.

При серьезном строительстве для приготовления бетона рекомендуется использовать речной песок, поскольку он имеет однородные фракции и хорошее качество, в нем не содержится большого количество инородных органических или глинистых примесей, поэтому он является наиболее идеальным.

В случае если на готовую бетонную конструкцию больших нагрузок не предвидеться, а прочность нужна не слишком велика, то в таком случае можно использовать карьерный песок, который позволит сообщить составу необходимую вязкость.

Песок можно классифицировать в зависимости от фракций зерен, и наиболее пригодным для бетона является крупный, который содержит оптимальное количество средних и мелких зерен.

модуль крупности песка

Кроме того, для приготовления бетонной смеси высокого качества рекомендуется использовать сухой песок с невысокой влажностью. В случае если просушить песок не представляется возможным, рекомендуется уменьшить количество воды при приготовлении бетона.

Цемент

Цемент является наиболее дорогим компонентом бетонной смеси, поскольку является вяжущим веществом. Его производят на специальных цементных заводах, которые можно отнести к тяжелой промышленности. Цемент можно классифицировать по марке и количеству химических добавок.

цемент для бетона

Самый популярной разновидностью цемента является портландцемент, который имеет в своем составе специальные добавки, улучшающие свойства материала.

Чтобы правильно подобрать необходимую марку цемента для бетона, можно воспользоваться следующими рекомендациями от специалистов:

  • Цемент марки М400 и ПЦ400(Д20) наиболее часто используется при строительстве фундамента для частного сектора.
  • Цемент марки М400 и ПЦ400 (Д0) не имеют в своем составе добавок, которые позволяют использовать его для фундамента с высокой устойчивостью к воде и морозам.
  • Цемент марки М500 и ПЦ500 (Д20) наиболее часто используется при строительстве высокоэтажных, промышленных построек, гипермаркетов и пр.
  • ПЦ500 (Д0) используется только для промышленных нужд, чаще всего для участков, где влажность превышает допустимые нормы, а климат является неустойчивым.

Химические добавки

Существует огромное количество различных химических добавок, которые добавляются в бетон для придания различных свойств. Одни могут повышать прочность конечной конструкции, другие повышают морозоустойчивость и позволяют использовать бетон в зимнее время.

Вода

Количество воды для бетона определяется в зависимости от необходимой марки бетона и может корректироваться. Для бетона лучше всего использовать не холодную, но и не горячую чистую воду, без всяких примесей.

Процесс приготовления бетона

Рассмотрим процесс приготовления 100 кг бетонной смеси. Для него необходимо подготовить следующий состав:

Процесс приготовления бетона

  • Цемент 30 кг.
  • Песок 70 кг.
  • Щебень 100 кг.

Первое что необходимо сделать, это смешать все сухие составляющие, то есть песок, цемент и щебень до однородной массы. Затем можно постепенно вливать воду, пока смесь не получиться нужной консистенции. Зачастую бетонный раствор напоминает “густой творог” и не растекается.

Также немаловажно помнить, что приготовление бетона должно происходить при плюсовой температуре окружающего воздуха, иначе это может повлиять на характеристики бетона.

В заключение нужно сказать, что для получения высококачественного бетонного раствора необходимо уделять большое внимание его составляющим, в особенности, если бетон заказывается на заводе, поскольку на сегодняшний день существует достаточно много недобросовестных производителей. Цена бетона напрямую зависит от цены всех компонентов, и если стоимость раствора занижена, это может означать только то, что в процессе его изготовления используются дешевые материалы.

profundamenti.ru

XuMuK.ru — БЕТОН — Химическая энциклопедия


БЕТОН (франц. beton, от лат. bitumen — горная смола), искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердевания уплотненной смеси вяжущего материала, воды и инертных заполнителей. Вяжущим в бетоне чаще всего является цемент, содержание к-рого составляет 10-15% от массы бетона. Используют также гипс, шлаковые и известково-песчаные вяжущие, р-римое стекло, цементы с добавлением полимерных материалов или битумно-дегтевых вяжущих. Вводят также добавки пластификаторов, пенообразователей, ускорителей или замедлителей схватывания и т.д. Бетоны классифицируют чаще всего по плотности (см. табл.).

КЛАССИФИКАЦИЯ БЕТОНОВ (вяжущее-портландцемент)

Вид бетона

Плотность, кг/м3

Инертный заполнитель

Особо тяжелый . .

2500

Тяжелый
(обычный) . . .

1800-2500

Кварцевый песок, щебень, гравий

Легкий …..

500-1800

Шлак, керамзит, пемза, туф

Особо легкий . .

менее 500

* Кислая водосодержащая вулканич. порода; состоит из сцементированных между собой шариков.

Состав бетонной смеси подбирают в зависимости от требуемых св-в изделий. Свежеприготовленная смесь должна иметь достаточную подвижность. Ее гомогенизируют в бетономешалках, укладывают и уплотняют механизированным способом (вибрация). Прочность бетонов возрастает особенно быстро в течение первых 7-14 сут. Марка бетона выражает прочность на сжатие (в кгс/см2; 1 кгс/см2 = = 0,1 МПа) стандартных кубич. образцов с ребром 15см, к-рые подвергаются испытанию через 28 сут после твердения при 15-20°С при возведении пром. и гражданских сооружений и через 180 сут-при возведении гидротехн. сооружений. Твердение бетона ускоряется при повышенной т-ре, поэтому при изготовлении изделий из бетона и железобетона часто применяют обработку паром при обычном давлении или в автоклаве. В СССР для тяжелого бетона установлены след. марки бетона (М): 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600 и выше (через 100). При определении расхода цемента на 1 м3 бетона учитываются требования, предъявляемые к прочности, плотности бетона и пластичности бетонной смеси.

В зависимости от назначения бетон подразделяют на общестроительный (к нему относятся тяжелый и легкий бетон) и специальный — гидротехн., дорожный, химически стойкий, жаростойкий, декоративный. Дорожный бетон отличается повыш. прочностью, морозо- и износостойкостью. Химически стойкий бетон содержит разл. вяжущие и заполнители в зависимости от агрессивности среды. В кач-ве заполнителей для жаростойкого бетона используют огнеупорные материалы — шамот, динас, корунд. Декоративный бетон содержит большое кол-во заполнителя (гранитная или мраморная крошка и др.), вяжущее в нем — портландцемент с пигментами. Для создания высокопрочных бетонах применяют суперпластификаторы, к-рые изменяют реологич. св-ва цемента, регулируют физ.-хим. процессы гидратации и твердения цементного теста, модифицируют структуру затвердевшего бетона. Наиб. использование находят суперпластификаторы на основе нафталинсульфокислот, меламиновой смолы и модифицированных лигносульфонатов. Обычно их вводят в бетонную смесь в кол-ве 0,2-1% от массы цемента.

В зависимости от размера заполнителя различают крупно- и мелкозернистый бетон. Первый содержит щебень или гравий с частицами размером 10-150 мм, второй — кварцевый песок или мелкий щебень с крупностью зерен 0,15-10 мм.


===
Исп. литература для статьи «БЕТОН»: Миронове А., Мал и ни на Л. А., Ускорение твердения бетона, 2 изд., М., 1964; Шестоперов С. В., Технология бетона, М., 1977; Баженов Ю.М., Бетонополимеры, М., 1983; Баженов Ю. М., Комар А. Г., Технология бетонных и железобетонных изделий, М., 1984. П.Ф.Румянцев.

www.xumuk.ru

Формула бетона: марка прочности и состав. влияние на

Понятное дело, что составы бетонов, применяемых для гражданского строительства, и, к примеру, для постройки АЭС, значительно отличаются. О составе этого материала возможно сказать довольно много, исходя из этого давайте остановимся на основных аспектах, касающихся только возведении жилищных объектов.

Марка прочности и состав бетона

Под маркой прочности любого стройматериала, в т.ч. бетона, кирпича и т.п., понимается величина большой нагрузки, которую может выдержать данный материал без утери своих прочностных свойств. Для наглядного примера возможно взять кирпич, имеющий прочность  200.

Это значит, что один квадратный сантиметр его площади способен выдержать нагрузку до 200 кг. В случае если взять неспециализированную площадь поверхности кирпича, которая равняется 300 см2, и перемножить с маркой, возьмём неспециализированную массу, которую способен выдержать один кирпич. Это значение в нашем случае равняется 60 т.

Бетон марки 100 Таковой материал изготавливается из трех основных компонентов, смешанных в определенных пропорциях:1.      Главным ингредиентом есть цемент марки 400.2.      К его одной части додают своими руками три части песка, и шесть частей щебенки, размер фракций которой около 35 мм.

Таковой бетон значительно чаще употребляется в гражданском постройке для ростверка – подошвы фундамента.

Бетон марки 200 Для его создания применяют аналогичные компоненты, но их пропорции пара отличаются. Инструкция следующая — на каждую часть цемента марки 400 берется две части песка и пять частей щебня, обрисованного выше.Сфера его применения более широкая – он употребляется:
  • в качестве армированного пояса около здания;
  • при заливке кирпичных колонн;
  • для прогонов;
  • перемычек несущего типа;
  • отмостков;
  • ж/б перекрытий.

Помимо этого, имеется формула для определения водопоглощение по массе бетона, которая зависит от массы высушенного примера (mc) и водонасыщенного (mв) в граммах. Выглядит она так: Wм = .

Выбор компонентов для бетона

  1. Одним из ингредиентов, который не упомянули, но он крайне важен при создании бетона, есть вода. В совершенстве она обязана владеть кристальной чистотой.

Не рекомендуется применение воды, взятой по окончании дождя, и жирной либо масляной (которая, к примеру, хранилась в бочках из-под масл

blog-oremonte.ru

для определения водопоглощение по массе

Понятное дело, что составы бетонов, используемых для гражданского строительства, а также, к примеру, для строительства атомных электростанций, существенно отличаются. О составе этого материала можно говорить очень много, поэтому давайте остановимся на главных аспектах, касающихся исключительно возведении жилищных объектов.

На фото – раствор с гравием

На фото – раствор с гравием

Марка прочности и состав бетона

Под маркой прочности любого строительного материала, в т.ч. бетона, кирпича и т.п., понимается величина максимальной нагрузки, которую может выдержать данный материал без утери своих прочностных свойств. Для наглядного примера можно взять кирпич, имеющий прочность  200.

Самый востребованный в строительстве бетон М200

Самый востребованный в строительстве бетон М200

Это значит, что один квадратный сантиметр его площади способен выдержать нагрузку до 200 кг. Если взять общую площадь поверхности кирпича, которая равняется 300 см2, и перемножить с маркой, получим общую массу, которую способен выдержать один кирпич. Это значение в нашем случае равняется 60 т.

Бетон марки 100 Такой материал изготавливается из трех основных компонентов, смешанных в определенных пропорциях:1.      Главным ингредиентом является цемент марки 400.2.      К его одной части добавляют своими руками три части песка, а также шесть частей щебенки, размер фракций которой около 35 мм.

Такой бетон чаще всего используется в гражданском строительстве для создания ростверка – подошвы фундамента.

Бетон марки 200 Для его создания используют аналогичные компоненты, однако их пропорции несколько отличаются. Инструкция следующая — на каждую часть цемента марки 400 берется две части песка и пять частей щебня, описанного выше.Сфера его применения более широкая – он используется:
  • в качестве армированного пояса вокруг здания;
  • при заливке кирпичных колонн;
  • для создания прогонов;
  • перемычек несущего типа;
  • отмостков;
  • ж/б перекрытий.

Кроме того, есть формула для определения водопоглощение по массе бетона, которая зависит от массы высушенного образца (mc) и водонасыщенного (mв) в граммах. Выглядит она так: Wм = .

Проверку готового материала проводят в лаборатории

Проверку готового материала проводят в лаборатории

Выбор компонентов для бетона

  1. Одним из ингредиентов, который не упомянули, однако он очень важен при создании бетона, является вода. В идеале она должна обладать кристальной чистотой.
Вода должна быть чистой

Вода должна быть чистой

Не рекомендуется использование воды, полученной после дождя, а также жирной или масляной (которая, к примеру, хранилась в бочках из-под масла). Наиболее подходящим вариантом для создания прочного бетона является обычная водопроводная. Если же планируется изготовление стяжек и т.п. вещей, вполне подходящим будет и дождевая, речная, озерная и другая не совсем чистая вода.

Совет: отличные результаты показывает бетон, изготовленный из воды из колодца или скважины.

  1. Еще одним материалом, используемым во время изготовления бетона, является щебень. Наиболее встречаемый вариант – щебень-известняк, имеющий фракции в пределах 20-35 мм. Его цена в данном диапазоне наиболее привлекательна.
Известняковый щебень

Известняковый щебень

  1. Если же требуется получение более прочного бетона, можно использовать иные материалы – к примеру, гранит или доломит. Однако стоит отметить, что радиационный фон первого зачастую бывает выше установленных норм.
Цемент

Главным связующим элементом бетона является цемент, химическая формула которого — 3CaO*2SiO2*3h3O. Наиболее часто используемой является марка 400. Сразу хочется предупредить, что большинство заводов производят именно такую марку, однако качество, как правило, может существенно отличаться. Это подтверждено горьким опытом строителей.

Если же говорить о рекомендациях, вполне приличным является бетон из цемента М 400, изготовленный в Балаклее. Он имеет маркировку ШПЦ II/Б-Ш-400. Неплохо себя проявляет и ПЦ II/Б-Ш-400, который производится в Амвросиевке.

Песок

Если обращаться к теории, необходимо использовать исключительно карьерный песок. Дело в том, что его песчинки имеют неправильную форму (они являются более шершавыми).

В результате увеличивается площадь сцепления этого материала, что в свою очередь улучшает прочностные качества. А вот речной или морской характеризуется более гладкой формой песчинок, что негативно влияет на сцепляемость.

Однако есть у песка, добытого в карьере, и существенный недостаток – в нем очень часто встречается глина. Происходит это из-за намывки, которая часто используется для его добычи.

Карьерный песок

Карьерный песок

Он вымывается из земли и подается к поверхности через специальную трубку. И очень часто в итоге вместе с ним попадает глина. Кстати, и в речном песке довольно часто можно встретить подобные примеси, поэтому он ни в чем не превосходит карьерный.

Совет: учитывая более доступную цену на песок, добытый в карьере, его можно использовать даже с примесями глины (для подсыпки или же в бетон, для которого не нужна высокая прочность).

Если же в нем нет глины, однако встречаются мелкие камни, его уже можно использовать и для бетона. Однако он не подойдет для кирпичной кладки, песок предварительно следует просеять его через сито.

Немного о пропарке бетона

Довольно часто можно услышать от людей или прочитать где-то, что бетонные изделия, которые изготавливались методом пропарки, отличаются более высокими прочностными характеристиками. Одним из примеров такого изделия можно назвать шлакоблок.

Компании, занимающиеся производством подобных материалов, утверждают, что они имеют более высокую прочность, в результате этого их стоимость оказывается выше обычного. Но реальность немного другая.

Дело в том, что метод пропарки никоим образом не влияет на прочностные качества бетона (в лучшем случае, может повысить их на пол процента). Единственное преимущество подобных материалов заключается в том, что бетон в них схватывается гораздо быстрее.

Многие тут же зададутся вполне логичным вопросом – зачем же переплачивать? Пропаренные бетоны помогают быстрее осуществлять распалубку, а также не требуют увеличения размеров складских помещений, где бетон будет дозревать.

При этом скорость схватывания увеличивается в два раза. Если 100% прочность обычного бетона набирается приблизительно за месяц, то пропаренному для этого понадобится всего около двух недель.

Как происходит пропарка бетона

Как происходит пропарка бетона

В завершение темы о пропарке хотелось бы отметить, что подобный бетон практически не отличается от обычного, если последний дозревал при нормальных условиях, когда:

  • исключалось пересыхание;
  • не было перемерзания;
  • достигалась необходимая температура (+5 — +25 0С).

Технические характеристики бетона

  1. Очень важно помнить о большом весе бетона, поэтому опалубку необходимо изготовлять такой, чтобы она смогла этот вес выдержать.
  2. Основным фактором, влияющим на массу, является наполнитель. В результате этого плотность этого материала может колебаться в пределах от 500 до 2500 кг/м3. Средним показателем веса 1 м3 является 2,2 т.

Во время обустройства потолочной опалубки высчитать давление бетона достаточно просто. Необходимо перемножить между собой толщину бетонного слоя и его плотность. К примеру, на квадратный метр бетонного потолка, толщиной 25 см, и плотностью 2,2 т/м3, будет давить 550 кг.

Из этого можно сделать вывод, что материал является достаточно тяжелым. Поэтому при изготовлении опалубки не стоит экономить, так как ее разрушение может привести к еще большим затратам.

Опалубка перекрытий

Опалубка перекрытий

Рекомендации

Для гражданского строительства, например, для возведения дома, можете воспользоваться следующим:

  • лучше использовать две марки бетона. Для ростверка применять М100, а для других ЖБИ – М200;
  • сама смесь не должна быть слишком густой. Такой материал, как щебень лучше использовать по максимуму. Цемент и наполнители должны быть качественными;
  • бетон должен созревать и, соответственно, набирать прочностные характеристики при нормальных условиях;
  • пропарка – дело каждого, однако не нужно ничего усложнять;
  • правильный расчет веса бетона, который будет оказывать давление на опалубку, поможет избежать ее разрушения.

Вывод

Существующие марки бетона позволяют осуществить любые строительные работы. Однако в целях экономии и правильного расчета конструкций все же следует обращать внимание на состав материала. Только в этом случае вы сможете организовать работу должным образом.

Видео в этой статье поможет найти вам дополнительную информацию по этой тематике.

masterabetona.ru

XuMuK.ru — ЦЕМЕНТЫ — Химическая энциклопедия


ЦЕМЕНТЫ, порошкообразные минер. вяжущие материалы, образующие при взаимод. с водой или водными р-рами солей пластичную массу, превращающуюся со временем в твердое камневидное тело; осн. строит. материал.
Наиб. распространение получил т. наз. портландцемент (от назв. г. Портленд в Великобритании), содержащий гл. обр. высокоосновные силикаты кальция. Хим. состав портландцемента (без добавок), в % по массе: 62-76% СаО, 20-23% SiO2, 4-7% А12О3, 2-5% Fе2О3, 1-5% MgO; минералогич. состав, в % по массе: твердые р-ры на основе 3CaO x SiO2, или Са3SiO5 (алкит, 45-65%), 2CaO x SiO2, или Ca2SiO4 (белит, 15-30%), алюминат кальция ЗСаО x А12О3 (3-14%), алюмоферрат(III) кальция 4СаО x А12О3 x2О3 (10-18%). Известны отличающиеся составом и назначением разл. виды портландцемента, напр, высокопрочный, быстротвердеющий, гидрофобный и др., его смеси с гранулированным шлаком (шлакопортландцемент) и горн. породами — пуццоланами — трепелом, туфом, пемзой (пуццолановый портландцемент). Другие распространенные виды цементов- глиноземистый, гипсоглиноземистый расширяющийся (табл. 1).

Получение. Сырьем для получения цементов служат прир. материалы (известковые, глинистые, мергелистые, гипсовые, глиноземистые породы) и пром. отходы (металлургич. и топливные шлаки, золы от сжигания углей, белитовый шлам, отходы от переработки нефелиновых пород и др.).
Произ-во цементов включает приготовление сырьевой смеси (дробление исходных материалов, их тонкий помол, перемешивание, корректировка хим. состава смеси), обжиг сырьевой смеси, тонкий помол обожженного продукта (клинкера) до порошкообразного состояния вместе с небольшим кол-вом гипса, активными (шлак, зола, гемза) и неактивными при взаимод. с водой (кварц, карбонатные породы) минер. добавками и др. в-вами, придающими цементам нужные св-ва (напр., пластификаторы, гидрофобные добавки).
В зависимости от метода приготовления сырьевой смеси различают сухой, мокрый и комбинир. способы произ-ва. При сухом способе сырье (известняк и глина) в процессе дробления и помола в мельницах высушивается и превращается в сырьевую муку, после чего мука поступает на обжиг. При мокром способе помол сырьевых компонентов осуществляют в мельницах в присут. воды, к-рую вводят для понижения твердости, интенсификации процесса помола и уменьшения удельного расхода энергии. Влажность сырьевой смеси (шлама), поступающего на обжиг, при мокром помоле составляет 34-43% по массе; для снижения влажности шлама к сырьевой смеси добавляют сульфитно-дрожжевую бражку, триполифосфат Na или ПАВ. При комбинированном способе сырьевая смесь готовится по предыдущей схеме, затем обезвоживается на вакуум-фильтрах или вакуум-прессах, формуется в гранулы и поступает на обжиг.
Обжиг сырьевой смеси осуществляют при 1450 °С во вращающихся (редко шахтных) печах, представляющих собой наклонный стальной цилиндр, в загрузочную часть к-рого подается сырьевая смесь, а со стороны выгрузки (головки) печи через форсунку — топливо (см. Печи). Сырьевая смесь движется по направлению к головке печи, подвергаясь действию нагретых топочных газов. Вращающуюся печь условно разделяют на неск. технол. зон. В зоне сушки под действием отходящих топочных газов сырьевая смесь подсушивается, в зоне подогрева нагревается до 500-600 °С и переходит в зону кальцинирования (900-1200 °С), в к-рой происходит разложение СаСО3. Получающийся СаО в твердом состоянии взаимод. с составными частями глины и железистого компонента с образованием в экзотермич. зоне 2CaO x SiO2, 5СаО x 3А12О3, 3СаО x А12O3, 4CaO x Al2O3 xFe2O3, 2CaO x Fe2O3, а также СаО, MgO и др. оксидов.
В зоне спекания при т-ре 1450 °С обжигаемый материал (клинкер) частично плавится; в этой зоне образуется главный минерал клинкера ЗСаО x SiO2. При дальнейшем прохождении по печи клинкер попадает в зону охлаждения (т-ра 1000-1200 °С). Холодный клинкер дробят и тонко измельчают вместе с гипсом и др. добавками в барабанных шаровых мельницах, а затем транспортируют в железобетонные цилиндрич. емкости - т. наз. цементные силосы.

Свойства. При взаимод. цементов с водой — гидратации, затворении — первоначально образуется пластичное цементное тесто, к-рое со временем на воздухе или в воде уплотняется, теряет пластичность и превращается в т. наз. цементный камень. Безводные минералы клинкера превращаются при этом в соответствующие гидросиликаты, гидроалюминаты и гидроферраты(III) Са, напр.:

ЗСаО x SiO2 + 2H2O Ca2SiO4 x Н2О + Са(ОН)2
Ca2SiO4 + Н2О Ca2SiO4 х Н2О ЗСаО х А12О3 + 6Н2О ЗСаО х А12О3 х 6Н2О

Образовавшийся Са(ОН)2 под действием СО2воздуха постепенно превращается в СаСО3, гидроалюминаты Са с гипсом в присут. воды дают двойные основные сульфаты, напр. Са6А12(ОН)12(SО4)3 x26Н2О и Ca4Al2(OH)12SO4 x6H2O. При получении бетона образовавшийся Са(ОН)2 с СО2воздуха и SiO2 превращается в очень прочную массу, состоящую из карбонатов и силикатов Са.

Табл. 1.-ОСНОВНЫЕ ЦЕМЕНТЫ

Название

Вещественный состав, % по массе

Минералогнч. состав клинкера, % по массе

Особые свойства

Области применения

Обычный

ЗСаО х SiO2 (45-67) 2CaO х SiO2 (13-35) ЗСаО х Al2O3 (2-12) 4СаО хAl2O3 х Fe2O3 (8-16)

Монолитный бетон для зданий и сооружений, сборные железобетонные конструкции, дорожное строительство, наружные части гидротехн. сооружений, строит. растворы

Быстр отвердеющий

Более быстрое твердение в течение 3 сут и более тонкий помол, чем у обычного портландцемента

Сборные железобетонные конструкции, скоростное строительство

Клинкер (до 96), гипс (до 3,5)

ЗСаО х SiO2 (до 50) ЗСаО х Al2O3 (5) ЗСаО х Al2O3+ (до 22) +4CaO х Al2O3 x Fe203

Для сооружений, находящихся под действием сульфатов или в условиях замораживания и оттаивания, увлажнения и высыхания

Высокопрочный

ЗСаО х SiO2 (до 70) ЗСаО х Al2O3 (6-8)

Для конструкций, находящихся под нагрузкой

Гидрофобный

Клинкер (до 90)*, гидрофобная добавка (0,05) Те же, что у обычного и пластифицир. портландцементов; возможность длит. хранения цемента

Пластифицированный

Клинкер (до 90)**, пластифицирующая добавка (0,15-0,25)

«

То же

Для сооружений, нуждающихся в повышенной морозостойкости; для экономии цемента или бетонной смеси
Клинкер (до 90), активная минер. добавка (до 25), инертная добавка (до 10), шлак (до 15), песок (до 10), пластифицирующая добавка (0,15)

«

Быстрое твердение и медленное схватывание

Тампонирование нефтяных и газовых скважин

Декоративный

Клинкер (до 80-85), диатомит (6), инертная минер. добавка (до 10) или минер. пигмент (до 15)

3CaO х SiО2 (45-50) 2CaO х SiO2 (23-37) ЗСаО х Al2O3 (до 15) 4СаОхAl2O3 хFe2О3(до 2)

Имеет белый цвет или окрашен в разл. цвета

Отделка зданий и сооружений, скульптурные работы

Напрягающий

Клинкер (до 85), высокоглиноземистый шлак (15-20), гипс (до 10) ЗСаО х SiO2 2CaO х SiО2 2CaO х Al2O3 х SiO2

CaO х Al2O3 12CaO х 7Al2O3

Быстрое твердение и быстрое схватывание; расширяется при твердении более чем на 0,5 %

Напорные железобетонные трубы, тонкостенные изделия

Пуццолановый сульфатостойкий

Клинкер (до 60), добавки вулканич. (24—40) или осадочного происхождения, гипс (до 3,5)

ЗСаО х Al2O3 (до 8) 4CaO x Al2O3 x Fe2O3 3CaO x SiO2 2CaO x SiO2

Подводные и подземные сооружения в условиях постоянного воздействия агрессивных (сульфатных) вод

Шлакопортландцемент

Клинкер (40-70), гранулир. диатомитовый шлак (30-60), гипс (до 3,5)

Эффективен для сборного железобетона, изготовляемого с тепловлажностной обработкой

Прочие цементы

Глиноземистый***

Глиноземистый шлак (до 99), добавки (до 1)

CaO x Al2O3 12CaO x 7Al2O3 CaO x 2Al2O3 2CaO x Al2O3 xSiO2 Fe2O3

Быстрое твердение при нормальной и повышенной т-рах, высокая стойкость к действию минер. в-в; потеря прочности (до 60%) через 15-20 лет Срочные аварийные и восстановят. работы; сооружения, подвергающиеся действию вод или О2; получение жаростойких бетонов и р-ров. Не применяется в условиях повыш. т-ры и влажности

Гипсоглиноземистый расширяющийся

Глиноземистый шлак (до 70), гипс двухводный (до 30), сульфатноспиртовая барда, бура (до 10)

To же

Расширение при твердении в воде (через 1 сут 0,15%, через 28 сут 0,3-1%), быстрое твердение; водонепроницаемы Водонепроницаемые бетоны и р-ры, заделка стыков, ремонтные работы, тампонирование нефтяных и газовых скважин

*Гидрофобные добавки — мылонафт, олеиновая к-та, иногда триэтаноламин. **Пластифицирующая добавка — лигносульфонаты. ***При содержании 40-48% Al2O3 наз. обычным глиноземистым, при содержании 60-72% Al2O3 — высокоглиноземистым (талюмом), при более 72% Al2O3 — особо чистым высоко-глиноземистым.

Существуют две осн. теории механизма гидратации цементов: согласно одной из них, гидратация идет в р-ре, из к-рого выпадают образующиеся гидраты, согласно второй — вода присоединяется к твердому в-ву. Гидратные новообразования совместно с первоначальными частицами создают рыхлую коагуляц. структуру, в к-рой протекают процессы кристаллизации гидратов. При этом образуются кристаллич. сростки, пронизывающие структуру и вызывающие уплотнение цементного теста (схватывание). Началом схватывания считается начало процесса потери пластичности, концом — переход в плотное (хотя и непрочное) состояние. Нарастание прочности при твердении определяется медленной кристаллизацией гидратных составляющих цементного камня.
По прочности цементы делится на марки, к-рые определяются гл. обр. пределом прочности при сжатии половинок образцов-призм размером 40 х 40 х 160 мм, изготовленных из цементного р-ра состава 1:3 (по массе) с кварцевым песком (срок твердения образцов в воде 28 сут с момента изготовления). Марки выражаются цифрами 300-600 (как правило, через 100), обозначающими прочность при сжатии соотв. в 30-60 МПа (табл. 2).

Табл. 2.ПРОЧНОСТЬ НЕКОТОРЫХ МАРОК ЦЕМЕНТОВ

Цемент

Марка

при сжатии

при изгибе

3 сут

28 сут

3 сут

28 сут

400

_

40

_

5,5

400

25

40

4

5,5

500

28

50

4,5

6,0

высокопрочный

550

_

55

_

6,2

600

_

60

__

6,5

сульфатостойкий

400

40

_

5,5

500

50

6,0

декоративный (белый)

400

_

40

_

5,5

500

_

50

6,0

напрягающий

НЦ-10

15

50

_

6,0

НЦ-20

15

50

6,0

НЦ-40

40

5,5

Глиноземистый цемент

400

25

40

5,5

500

28

50

4,5

6,0

Лит.: Бутт Ю.М., Сычев М.М., Тимашев В. В., Химическая технология вяжущих материалов, М., 1980; Кузнецова Т. В., Алюминатные и сульфалюминатные цементы, М., 1986; Taylor H.F.W., Cement chemistry, L., 1990.

Т. В. Кузнецова.

www.xumuk.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о