современный бетон

Качественный и современный бетон для фундамента

Когда начинается строительство домов, самым главным этапом считается возведение фундамента. От того, насколько хорошо будет сделана эта работа, зависит качество и долговечность возводимого объекта. Раньше популярностью пользовались бетонные блоки, обладающие такими качествами, как экономичность, долговечность и простота монтажа. В настоящее время технологии быстрыми темпами идут вперед, поэтому стали более актуальны для строительства — монолитные фундаменты.

В зависимости от времени года в бетонную смесь можно добавить специальные растворы, которые либо замедлят, либо ускорят процесс затвердевания. Помните, что на надежность финальной конструкции оказывает немаловажное влияние и количество добавленной воды — чем ее меньше, тем прочнее фундамент.

Армирование бетона

Данный процесс является неотъемлемой частью любого строительства. Армированные волокна необходимо установить перед началом укладки бетона, поскольку они препятствуют образованию трещин в застывшей бетонной смеси. Кроме того, в качестве укрепляющего элемента опытные строители нередко используют и металлическую стружку. Однако этих мероприятий недостаточно для того, чтобы фундамент получился по-настоящему долговечным. Следует подождать порядка 28 дней до его тотального застывания, поскольку бетонной смеси необходимо набрать повышенную прочность.

Выбор марки бетонной смеси

Бетон следует выбирать исходя из типа строящегося здания и веса, который будет оказывать давление на основание. Также стоит обратить внимание и на наличие подземных грунтовых вод, погодных условий на местности и конструкцию здания. В период планирования проекта и выбора материала для возведения стен можно предположить, какая нагрузка будет давить на фундамент. Все строения различны по весу. Например, дома из панелей и на основе каркаса будут весить в несколько раз меньше, чем дом из кирпича или шлакоблоков, следовательно, фундамент можно выбрать менее заглубленный и не переплачивать за марку цемента для бетона при его изготовлении. Для легких конструкций будет достаточно бетона марки цемента М200, а для остальных — минимум М300. Применение марки М200 для кирпичного строения может привести к быстрому разрушению фундамента в процессе эксплуатации. Тип почвы и уровень грунтовых вод также должны учитываться еще на этапе проектирования фундамента. На скальных почвах можно использовать неглубокие фундаменты, в основе бетона — цемент марки М200. Если же присутствует глина или суглинок, то марку бетона следует повысить, т.к. она в зависимости от времени года сильно изменяется в объеме и может привести к деформации «подошвы», что часто случается, когда применяется неправильная бетонная смесь и тип фундамента. Бетон кроме марки цемента имеет и такой показатель, как водонепроницаемость, который здесь также играет немаловажную роль. Если уровень воды достаточно высокий или планируется возведение дома с подвалом, то целесообразно приобретать бетон марки М350 и выше, т.к. водонепроницаемость у него больше, чем например, у бетона марки М200. Тем не менее, даже при использовании качественного бетона не обойтись без гидроизоляции, которая увеличит срок службы фундамента. И, наконец, если здание строится на почве с высоким концентратом химических компонентов, вредными отложениями и т.д, то бетон должен быть сульфатостойким, чтобы выдержать эту агрессивную среду.

Советы

Воспользуйтесь рекомендациями, которые могут помочь в изготовлении качественной смеси:

• применять цемент нужно на порядок выше маркой, чем марка желаемого бетона. Для того, чтобы загрузить строительные компоненты бетона в бетономешалку, не нужно мерить и лопатой. Лучше всего, если для этого используются ведра.
• После приготовления раствора, необходимо дать ему настояться пару минут.
• Не нужно делать смесь сухой или же напротив, очень жидкой. По своему составу полученный раствор должен быть пластичен.
• В любом типе бетонного раствора, всегда первым делом заливается вода в бетономешалку, потом цемент, а уже далее все остальные компоненты.
• Каждый раз, после процесса изготовления смеси бетона, необходимо отмыть все оборудование и дать ему просушиться.

На нашем сайте размещаются лучшие предложения проверенных поставщиков оборудования и фирм, которые предоставляют высокий уровень сервиса, ценят время и экономят деньги своих клиентов! Они с легкостью разработают индивидуальный или адаптируют типовой архитектурный проект для вашего дома, а также воплотят все ваши идеи в жизнь в полном соответствии с мировыми стандартами. Ознакомьтесь с услугами специализированных компаний, опытных мастеров и строительных бригад, с полным перечнем качественных сертифицированных материалов в нашем каталоге!

Вариации на тему бетона – ученые совершенствуют привычную ЦПС

Гибкий бетон, бетон с подсветкой, бетон из отходов и бетонные костроблоки – новые разработки ученых.

У бетона хоть и не столь долгая история, как у кирпича и древесины, но без него сегодня не обходится ни одна стройка – фундамент, перекрытия, дорожки и многое другое. И если для большинства из нас бетон – это смесь цемента, песка, щебня и воды в определенных пропорциях, то для ученых – плацдарм для опытов. Что интересно, результаты многих опытов реально применять на практике, а не только в лабораториях. В нашей подборке собраны как раз такие, усовершенствованные бетоны с необычными характеристиками.

Гибкий бетон

В сингапурском научно-исследовательском центре при Наньянском технологическом университете группа ученых во главе с профессором Чу Цзянем разработала принципиально новый вид бетона – гибкий (ConFlexPave).

Обычный бетон отличается повышенной прочностью, особенно когда речь о ЖБИ, усиленных арматурой. Однако от хрупкости его не избавляет даже армирование, и изгиб вызывает растрескивание и постепенное разрушение. Кроме того, железобетон тяжелый, что создает определенные сложности в процессе укладки плит.

К стандартному песку, щебню и цементу добавлены полимерные микроволокна – эти тончайшие синтетические нити равномерно распределяют нагрузку и позволяют изготавливать тонкие и облегченные дорожные плиты. При этом по прочности полученный бетон можно сравнить с металлом. Будучи гибким, он практически не подвержен истиранию. Это особенно актуально на трассах или пешеходных дорожках в зонах повышенной проходимости. Гибкие плиты прошли испытания на стенде, в ходе которых была доказана повышенная гибкость материала и его устойчивость к прямому физическому воздействию.

Немаловажно, что использование гибкого бетона значительно упростит жизнь дорожным службам – сократится трудоемкость процесса укладки, частичная замена полотна не будет требовать остановки движения. Тест-драйв новинка проходит прямо на территории университетского комплекса – там громадная пешеходная нагрузка, да и дорожный трафик впечатляющий. В дальнейшем ученые планируют подбирать состав плит, исходя из конкретных условий эксплуатации, еще на этапе производства добиваясь оптимальных характеристик.

Бетон с подсветкой

А мексиканца доктора Хосе Карлоса Рубио, из университета Мичоакана, больше заинтересовали свойства цемента, как важнейшего компонента бетона. Он разработал принципиально новое вяжущее, со сроком службы около века, да еще со светоизлучающей способностью. За десятилетие исследований он сумел изменить микроструктуру цемента, введя в него флуоресцентные добавки. На таком цементе получается не только более однородный раствор, без характерных «хлопьев». Эти кристаллические структуры, образующиеся на поверхности, ухудшают характеристики бетона и способствуют ускоренному разрушению верхнего слоя. Чтобы предотвратить кристаллизацию, Рубио и ввел в цемент добавку, а заодно получил бонусную декоративную подсветку.

В отличие от пластика, из которого изготавливается большая часть флуоресцентных материалов, со сроком службы в несколько лет, бетонная подсветка устойчива к УФ лучам и прослужит век.

Новый цемент может применяться как самостоятельно, так и в смесях с другими материалами, для строительства различных объектов и дорожных покрытий. В плане экологичности светящийся цемент выигрывает у обычного – в его составе, в основном, мел и глина, а «отдача» при его производстве – в виде водяного пара. Цветовая гамма материала на данный момент представлена синим и зеленым цветом, а яркость подсветки можно регулировать, чтобы дорожки не слепили пешеходов и велосипедистов. В планах исследователя – попробовать соединить светящиеся частицы с другими строительными основами и получить новые стройматериалы, с эффектом подсветки.

Бетон из отходов

Утилизация осадков после очистки стоков давно превратилась в глобальную проблему для многих стран, которую усугубляют строгие экологические нормативы. Самый дешевый вариант – захоронение отходов – нелегален, так как в осадке большое количество химических веществ, способных ухудшить показатели почв. Очистным предприятиям Малайзии решить проблему помогли ученые, решившие, что пропадать такому количеству полезных веществ, в которых остро нуждаются другие отрасли, глупо.

Процесс получения заготовок простейший: осадок формуют в виде лепешек, которые просушивают и, для окончательного удаления жидкости, обжигают. Сухие заготовки тщательно измельчают и просеивают, получая однородный порошок, который в дальнейшем добавляют в бетонную смесь. Пропорции варьируются, исходя из желаемой марки бетона – максимальная доля порошка в цементе составляет 15 %, реально получить как бетон средней прочности, так и высоких классов. Ученые считают, что замена части цемента порошком из сточных осадков (DSWP – domestic waste sludge powder) повышает прочность бетона и снижает его проницаемость и засоленность. Разработка признана перспективной, так как с учетом потребностей строительной отрасли в цементе, даже незначительная доля стороннего вещества, да еще продукта переработки отходов, и экономически, и экологически выгодна.

Блоки из костробетона

Естественно, не осталась в стороне и Америка – на базе Массачусетского технологического института была организована краудсорсинговая платформа (ресурс для привлечения свежих идей и широкого круга исполнителей). Там и появился интересный с практической точки зрения проект Чада Нутсена. Частный дизайнер разработал строительные блоки из костробетона, производимые методом 3D-печати.

Основу блока составляет конопляная пенька (костра), в качестве минерального наполнителя – песок, вяжущее – портландцемент. Используя органику в качестве основного компонента, позволяющего значительно сократить долю вяжущего, реально уменьшить выбросы в атмосферу углекислого газа. Что касается технических характеристик, блоки получаются прочными, с высоким коэффициентом шумопоглощения и низким коэффициентом теплопроводности, да еще и с антисептическими свойствами (устойчивы к плесени и гнили).

Если бы речь шла только о сырьевой составляющей блока, ничего принципиально нового дизайнер не изобрел: и соломенный саман известен несколько веков, и от более современного арболита на древесной щепе костробетон недалеко ушел.

За счет этого блок получается легким, но максимально прочным, и в процессе печати реально заложить полости под все инженерные сети (электропроводка, коммуникации). Форма блоков также произвольная – они могут быть изготовлены как типовыми брусками, так и фигурными.

Применяемая Нутсеном ультразвуковая кавитация позволяет использовать в качестве основы не только конопляную костру, но и любой органический композит, так как сырье в процессе переработки максимально измельчается. Чтобы доказать, что костробетон действительно не уступает более привычным материалам в прочности, превосходя многие из них в плане экологичности, разработчик с единомышленниками планирует использовать их для строительства большого дома. Учитывая, что уже упомянутый арболит с успехом используется в частном домостроении, вряд ли блоки на базе костры потерпят фиаско. В любом случае, чем больше будет экологически чистых материалов, тем лучше для всех нас.

Инновации затрагивают все сферы нашей жизни – можно вырастить шезлонг, а вместо громоздкого дивана установить в маленькой квартире универсальный модуль. Вместо люстры и бра уже используют светящиеся обои, а в качестве дачи – картонный дом. И посмотрите видео о стеклянном доме, тоже не самом типовом, но от этого не менее привлекательном строении.

ТЕХНОЛОГИИ, ИНЖИНИРИНГ, ИННОВАЦИИ

Измеритель диаметра, измеритель эксцентриситета, автоматизация, ГИС, моделирование, разработка программного обеспечения и электроники, БИМ

Главное меню

Навигация по записям

Программируемый бетон: современные технологии строительства

Приготовить бетон очень просто. Возьмите цемент, воду и песок, щепотку щебня, смешайте. Готово! Можно ли построить из получившегося раствора что-нибудь? Конечно. Можно ли построить из него уникальное здание? Нет. Что с этой смесью не так? Большие города часто называют бетонными джунглями. Это красноречиво свидетельствует о том, какой стройматериал сегодня самый распространён-ный. Больше всего бетон любят в Азии. Вынужденно, из-за дорогой стали. Там и небоскребы возводят почти полностью из бетона – например, башни Петронас в Куала-Лумпур.

Эти «близнецы» весят в два раза больше, чем если бы имели стальной каркас. Но куда меньше, чем если бы их строили всего десятилетием ранее. Что случилось на этом промежутке?

Поиск баланса между несущей способностью грунта и весом точечного супертяжелого здания –всегда вызов. История башен в Куала-Лумпур тут показательна – они не только «бетонотяжелые», но еще и стоят на податливом известняке.

Вероятно, если бы их возводили менее грамотные инженеры и строители, сотрудники Петронаса уже бы давно узнали, как выглядит магма. Но под башнями — 100-метровые сваи, а вес построек существенно облегчен благодаря высокопрочному модифицированному бетону. Будете в Куала-Лумпуре – заходите без опаски.

БЕТОННАЯ РЕВОЛЮЦИЯ

Модифицированный бетон точно должны были придумать в Азии. В регионе, где грунты слабы и сейсмически активны, каждый клочок земли– на вес золота и кубометр стали – примерно также, зато все отлично с «мозгами» и технологиями. Революционная ситуация назревала недолго. Прорыв совершили японцы, в конце 1980-х-начале 90-х. Изобретение – специальные добавки в бетон. Они сделали его высокопрочным и открыли эру бетонного «программирования». Теперь свойства бетона можно заранее задать с помощью строительной химии.

Городские пейзажи в Азии.

ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН. КАК ЭТО СДЕЛАНО

Качество классических бетонов зависит от расхода цемента. Свойства высокопрочных бетонов зависят от добавок.

Как следует из названия, основной критерий нового бетона – повышенная твердость. Это минимум класс В40, прочность на сжатие от 60 МПа и выше. В России самый высокопрочный бетон – В90, заявлен на строительстве комплекса «Москва Сити».

Бетонная смесь состоит из твердых, жидких и газообразных веществ — воздуха, воды, цемента, крупных и мелких заполнителей. Размеры твердых частиц могут отличаться друг от друга в миллион раз.

Основные компоненты бетонного раствора

Получится ли смесь в принципе, зависит от соотношения твердых частиц и воды. Если оно оптимально, то молекулы воды окружат твердые частицы, уплотнятся и образуют между собой связи – кристаллическую структуру. Если воды больше чем надо – будет расслоение: лужи наверху и крупные фракции внизу. При нехватке воды тоже ничего не выйдет.

Расслоение смеси

Если раствор получился, то следующая опасность – капиллярные поры.

Вот они.

Это полости, размером от 0,01 до 10мкм, заполненные водой. После того, как вода стягивается в структуру, в полостях возникает вакуум. Туда подсасывается вода или воздух из окружающей среды. При минус 2-3 С вода в порах замерзает и увеличивается в объеме. Лед «рвет» бетон. Через несколько циклов заморозки образуются микротрещины.

Поры – главный дефект бетона. К счастью, почти все они сосредоточены в одном месте – цементном камне.

Фрагмент порового пространства цементного камня

Объем цементного камня в бетоне – 25-30%. Он – слабейшее звено. Если его будет меньше или вовсе не будет – пористость уменьшится. Именно в эту мишень и бьют добавки.

Например – микрокремнеземы. Это – шарообразные частички кремнезема, размером около 0,1 мкм. Тысячи таких гранул окружают зерна цемента, уплотняют смесь, заполняя все пустоты.
Еще одна группа – суперпластификаторы (полимеры). Увеличивают подвижность и текучесть смеси. Формируют структуру бетона на начальной стадии, уменьшая объем цементного камня.

Цементный камень, возраст — 28 суток, увеличение в 1000 раз.

Цементный камень, с добавкой микрокремнезема. Возраст — 28 суток, увеличение в 1000 раз.

ПОЧЕМУ ЭТО РЕВОЛЮЦИЯ

Пантеон и с цементным камнем прекрасно себя чувствует вот уже две тысячи лет. Построен из обычного бетона. Что-то тут не так.

Пантеон, Рим. Ввод в эксплуатацию — 126 г.н.э.

Во-первых, в Риме не холодно. Но не это главное. Основное – древние римляне не строили небоскребов. У них не было задачи снизить вес конструкции и нагрузку на грунт. У современных небоскребостроителей – каждая тонна на счету.

Высокопрочный бетон весит как обычный – все те же 2200-2500 кг/м3. Но итоговый вес конструкции существенно снижается. Это происходит за счет уменьшения сечений и количества арматуры.

Вот как это выглядит в конкретных цифрах. Исследователи Е.Е. Корякина и В.Н. Аксенов из РГСУ, провели расчеты по колоннам на первых двух этажах в жилом доме на улице Стадионная (Ростов-на Дону). Первый расчет – с классическим бетоном В25, второй – с высокопрочным В80. Размер сечений колонны удалось снизить с 600*600 мм до 400*400 мм. Массу арматуры – с 6 т до 1,1 т., объем бетона – с 29 до 13 м3. Затраты на материалы – на 57%, «несмотря на существенный рост стоимости бетона».

Это расчет для простой высотки. Переносим в грубом приближении эти результаты на масштабы небоскреба. Это действительно революция!

ЧТО ЕЩЕ МОЖНО «НАХИМИЧИТЬ»

С помощью добавок теперь можно заранее спроектировать и другие качества – морозостойкость, устойчивость к химической агрессии, сделать бетон подвижным, изменить сроки затвердения. Теперь он даже укладываться может сам.

Разберемся во всех тонкостях на примере самой большой и сложной монолитной бетонной конструкции в России.

Нижняя плита коробчатого фундамента башни «Лахта центра». Площадь — 5700 кв.м. Толщина — 3200мм, материалы — арматура, сталь А500, бетон — В60

В ЧЕМ СЕКРЕТ БЫСТРОГО БЕТОНИРОВАНИЯ

За нижнюю фундаментную плиту «Лахта центр» был держателем рекорда на самую объемную непрерывную заливку бетона – 19 624 кубометра за 49 часов.

01.03.2015

Итак, двадцать тысяч кубометров за двое суток. Один из секретов скорости – СУБ, самоуплотняющийся бетон.

Классический случай выглядит так: в бетонном разливе стоят рабочие и с помощью вибраторов уплотняют смесь.

Усердный строитель меняет вибраторы и скорость колебаний – в его руках качество конструкции. Процесс долгий и очень трудоемкий. СУБ уплотняется сам. На этом можно поставить точку. Но все же продолжу – есть еще более веские причины «за».

БЕЗАЛЬТЕРАНТИВНЫЙ СУБЧИК

Причина № 1 — швы
Скорость укладки нужна, конечно, не рекордов ради. В бетонировании есть понятие «холодный шов» — граница между схватившимся и свежезалитым растворами. Это – будущее слабое место. Рвется по шву – не только о ткани.

Холодные швы. Иллюстрация из книги Self-Compacting Concrete by Geert De Schutter, Peter J.M. Bartos, Peter Domone & John Gibbs

Причина № 2 – объем конструкции
Предположим, отвибрировать первый слой удалось быстро, менее чем за 5 часов, требуемых для образования шва. Заливка продолжается. Через некоторое время бетонный «пруд» достигает глубины 1 метр. Идти с вибратором вброд не получится – теперь точно надо ждать, пока смесь застынет. Возвращаемся к причине № 1.

Крупный объем

Причина № 3 – арматура
Все конструкции «Лахта центра» густо армированы. В нижней плите –15 соосно расположенных сеток. Работать с вибрационной установкой в таких условиях – решительно никакой возможности.

Армирование нижней плиты коробчатого фундамента башни «Лахта центра»

КАК РАБОТАЕТ СУБ

СУБ уплотняется под воздействием собственного веса. Он, как вязкая жидкость, заполняет даже самую густоармированную форму. Механизм работы обеспечивает добавление суперпластификаторов – частицы поликарбоксилатов окружают поверхность цементных зерен и сообщают им отрицательный заряд. Зерна отталкиваются друга от друга, раствор движется без всякой вибрации.

Поведение СУБ на заливке плиты — смесь нежно окутывает арматуру

Насколько подвижен СУБ, можно понять из сравнения. Есть такой тест – в мерный конус заливают смесь, переворачивают, снимают и замеряют, насколько осел или растекся конус. Показатель так и называется ОК – осадка конуса. ОК для высокопрочных и высокоподвижных бетонов – 22-24 см. У СУБ, который использовался в Лахте, конус не «садился», а растекался с диаметром распылыва 60-65 см!

Тест на растекание конуса

Конечно, такая «волшебная» смесь требует и точного расчета, и первоклассных компонентов. Например, СУБ, больше чем другие бетоны, зависит от формы и размера фракций. Если крупный заполнитель имеет сплюснутую форму частиц, они будут создавать заторы в бетонной «реке». В остальном смесь может быть идеальной – и все равно, как надо уже не получится.

ПОЧЕМУ В ПЕТЕРБУРГЕ НЕ ПРОДАЮТ ЗАГРАНИЧНЫЙ БЕТОН

Если вы спрашивали в когда-нибудь комментариях о местных материалах или технологиях, то вот он – тот самый случай. Бетон – всегда локальный продукт. В комплексе «Лахта центр» — 400 тысяч кубометров произведенного здесь и сейчас бетона.

Причина проста – компоненты для бетонной смеси нельзя долго хранить. Цемент испортится, песок – отсыреет. У готового раствора есть всего 2-3 часа с момента смешивания, чтобы или лечь в конструкцию или отправится в утиль. Заграница тут не поможет.

И это – проблема. На рынке продают то, что покупают. В Петербурге покупают смеси классов В25-В30 – классический бетон для обычных гражданских зданий. В25-В30 – не синоним плохого качества, оно может быть на высоте. Но это автоматически означает то, что нельзя прийти в любое место и просто купить бетон для небоскреба. Надо отправляться на разведку – искать компоненты, экспериментировать с рецептом, отсматривать поставщиков.

Нельзя вот так просто взять и купить бетон в любом месте — ни для дома, ни для небоскреба

Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!

Почему древнеримский бетон сохраняется веками в отличие от современного? Секрет раскрыт

Сейчас учёные пытаются воссоздать “рецепт” древнеримского бетона.

В более ранних работах авторы исследования сообщали о редком минерале, Al-тоберморите, который они находили в древнеримском бетоне.

Современный бетон, который широко используется при строительстве дорог, мостов и зданий, может разрушиться в течение как минимум 50 лет. Но этого нельзя сказать о бетонных сооружениях (например, причалов и волноломов), оставшихся после Римской империи. Им насчитывается не одна тысяча лет, а они до сих пор выдерживают удары морских волн.

Теперь же международная команда исследователей наконец-то решила загадку столь длительного сохранения: оказывается, во время химической реакции между бетоном и морской водой формируется редкий минерал, который и укрепляет материал. Именно это и заставляет бетон со временем становиться лишь крепче.

Специалисты начали своё исследование с изучения описания древнего рецепта для создания цементного строительного раствора, который был придуман древнеримским инженером Марком Витрувием ещё в 30 годы до нашей эры.

Римляне делали бетон, смешивая вулканический пепел с известью и морской водой, а затем добавляли в него куски вулканического камня. Они “размазывали” полученную смесь на деревянные формы, которые затем погружались в морскую воду. Примечательно, что этот тип бетона использовался для строительства многих известных сооружений, включая Пантеон и рынок Траяна в Риме, а также для огромных морских сооружений для защиты гаваней.

В истории осталось много упоминаний о прочности древнеримского бетона, включая загадочную запись от 79 года до нашей эры. В ней описывается, что бетон, погружённый в морскую воду становится “единым массивом камня, неприступным для волн и укреплявшимся день ото дня”.

Современным специалистам не терпелось понять, что же это значит на деле. И чтобы это выяснить, учёные изучили керны, полученные со дна древнеримской гавани в заливе города-порта Поццуоли близ Неаполя (Италия). Большинство итальянцев знают его как родину кинозвезды Софи Лорен, однако во времена Римской империи он был одним из крупнейших торговых портов Средиземного моря и звался Путеолы.

При анализе выяснилось, что морская вода растворила компоненты вулканического пепла, что позволило вырастать новым связующим материалам.

В течение десятилетия очень редкий гидротермальный минерал под названием алюминий-тоберморит (aluminum tobermorite; Al-tobermorite) образовался в бетоне. Кстати, исследователям уже было давно известно, что Al-tobermorite придавал древнеримскому бетону большую прочность, но как именно он там появлялся оставалось загадкой.

К слову, этот минерал можно получить и в лабораторных условиях, но его очень трудно внедрить в сам бетон.

“Никто никогда не производил тоберморит при 20 градусов по Цельсию. Кроме римлян”, — говорит ведущий автор исследования, геолог из Университета Юты Мари Джексон (Marie Jackson).

Теперь специалисты обнаружили следующее: когда морская вода просачивается сквозь цементный раствор, она реагирует с вулканическим пеплом и кристаллами, образовывая Al-tobermorite и пористый минерал филлипсит.

По мнению Джексон, современные инженеры могли бы использовать эти знания для создания прочного бетона. Правда, говорят исследователи, обоим минералам необходимы столетия, чтобы по-настоящему укрепить бетон. Так что специалисты в настоящий момент работают над тем, что пытаются воссоздать современную версию древнеримского бетона.

“Рецепт точного изготовления этого бетона был потерян, и никому никогда не удавалось его восстановить. Римлянам повезло, что у них был подходящий минеральный пример того, как работает этот бетон. Они наблюдали за тем, как вулканический пепел попадал в море и превращался в пемзу. Нам придётся подобрать их аналоги, так как и морская вода, и пепел есть далеко не везде”, — заключает Джексон.

Результаты исследования древнеримского бетона опубликованы в научном издании American Mineralogist.

Добавим, что ранее учёные создали гибкий бетон, чтобы впредь не было никаких трещин, а другой бетон спасёт дороги от обледенения, а корпорации — от промышленного шпионажа.

На сайте функционирует система коррекции ошибок. Обнаружив неточность в тексте, выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.

© 2019 Сетевое издание “Вести.Ру”. Учредитель: Федеральное государственное унитарное предприятие “Всероссийская государственная телевизионная и радиовещательная компания” (ВГТРК). Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС 77-72266 от 24.01.2018. Выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций. Главный редактор: Ениколопов Н.С. Адрес электронной почты редакции: info@vesti.ru, телефон редакции: +7(495)232-63-33. Для детей старше 16 лет.

Все права на любые материалы, опубликованные на сайте, защищены в соответствии с российским и международным законодательством об интеллектуальной собственности. Любое использование текстовых, фото, аудио и видеоматериалов возможно только с согласия правообладателя (ВГТРК). Партнер Рамблера

Как замесить бетон для разных видов работ, чтобы он прослужил Вам очень долго

В наше время практически ни одна стройка не может обойтись без использования бетона. Бетон – это искусственный камень, который образуется после затвердевания уплотненной бетонной смеси. Бетонная смесь – раствор, получаемый при смешивании рационально подобранных компонентов, таких как цемент, песок, щебень или гравий, вода. При необходимости в бетонную смесь вводятся специальные добавки, призванные придать ей определенные свойства или улучшить уже имеющиеся.

Многие с детства видели, как замешивают бетон в корыте или бетономешалке. Со стороны кажется, что это простой процесс, не требующий особых знаний и навыков. И он действительно простой, но только с того момента, когда уже определено назначение будущей бетонной смеси, подобраны и подготовлены необходимые компоненты и инструменты для приготовления бетона.

Назначение бетона – на что оно влияет

Чаще всего бетон используют для следующих целей:

• заливка фундаментов различных сооружений;
• возведения стен и перекрытий при монолитном строительстве;
• для изготовления сборного железобетона – плит, балок, колонн, перемычек, фундаментных блоков, секций бетонных заборов;

• для бетонирования различных площадок и автомобильных дорог;
• для использования при изготовлении архитектурных элементов – балясин, колонн;
• строительство гидротехнических сооружений – плотин, причалов, пирсов.

Словом, бетон используется настолько широко, что современные люди уже не могут представить окружающие сооружения, где бы этот материал не использовался. Но это не значит, что для возведения всех этих конструкций можно использовать одну и ту же бетонную смесь. Именно поэтому первым шагом является определение конкретного назначения бетона. От этого будет зависеть и выбор необходимых для него материалов.

Все знают, что существует бетон разных марок. Марка дает наглядное представление о том, какую прочность будет иметь застывший бетон. К примеру, бетон марки М300 выдерживает сжимающее воздействие не менее 300 кг/кв. см.

В различных источниках можно также встретить такое понятие как «класс бетона», который означает то же самое, но буквенно-цифровое обозначение классов выглядит иначе. Для большей наглядности соответствие марок и классов (наиболее часто используемых) бетона приводится в таблице:

Марка бетона, как и его класс, установлены согласно ГОСТ 26633.

Но между этими понятиями имеется различие, заключающееся в том, что марка показывает усредненное значение прочности бетона (за плюсом-минусом допустимого отклонения), а класс – его гарантированную прочность. То есть бетон класса В20 должен выдерживать давление не менее 20 МПа.

Нужно отметить, что поставщики бетонной смеси чаще всего указывают именно ее марку. От нее зависит стоимость 1 куб. м жидкого бетона – чем выше марка, тем дороже материал.

Для того чтобы зря не расходовать деньги на покупку готового бетона или приобретение компонентов для самостоятельного его изготовления, нужно знать бетон какой марки или класса используется для выполнения определенного типа работ.

В большинстве случаев для производства строительных работ используют бетон марки не более 500 (это не касается гидротехнических и других специальных сооружений).

Для простоты подбора марки или класса, мы приводим следующую таблицу:

Таким образом, марка бетона подбирается в соответствии с назначением конструкции, для строительства которой его предполагается использовать.

Основные компоненты бетона

В состав бетона входят следующие составляющие:

• цемент – используется в качестве вяжущего, без которого современный бетон не производится;
• песок – мелкий заполнитель;
• щебень или гравий различных фракций (5-32 мм);
• вода.

Каждый из этих компонентов важен для приготовления бетонной смеси и должен имеет соответствующее качество.

Цемент связывает все остальные компоненты в единое целое, поэтому от его качества зависит прочность будущего бетона. Для нужд частного строительства чаще всего используют материал марок М400 и М500.

Цемент приобретается в готовом виде, поэтому очень важно покупать его у надежного поставщика. Дело в том, что этот материал должен быть свежим, поскольку при хранении он быстро теряет свое качество – если через месяц связующая способность цемента понижается на 10%, то через 6 месяцев она составит только 50% от первоначальной.

Кроме того, материал крайне требователен к месту хранения: оно обязательно должно быть сухим. Если материал в мешке скомковался, то покупать его уже не стоит.

Песок – второй по значимости компонент бетона.

В частном строительстве песок нередко заменяют шлаком, но в составе стандартного бетона должен быть только песок.

Лучше использовать речной песок (крупнозернистый) – он практически не содержит примесей глины и другого мусора. Если приходится использовать мелкий песок, то его сначала нужно промыть для удаления примесей, а затем просеять для очистки от мусора.

Щебень – считается лучшим крупным заполнителем для приготовления бетона. Его можно заменить гравием соответствующей фракции или керамзитом (если бетону нужно придать теплозащитные свойства). Заполнитель должен иметь шероховатую поверхность, только тогда его сцепление с цементом будет наилучшим. Для получения более плотной бетонной смеси обычно берут заполнитель разных фракций (5-35 мм). Щебень также должен быть чистым, поэтому не стоит высыпать его прямо на землю, необходимо постелить рубероид и или брезент.

Вода – без нее бетон приготовить невозможно. Воды вокруг нас много, но для бетона годится не всякая. Вода должна быть чистой, без примесей щелочей или кислот (мягкая). Вполне подходит очищенная речная или озерная вода, а также питьевая водопроводная.

Добавки – изменяют характеристики бетона, делая работу с ним более удобной или придавая ему дополнительные свойства. Чаще всего в качестве добавки используют известь и пластификаторы. Хотя известь и позволяет сделать более удобным процесс выравнивания поверхности бетона, она может стать причиной ослабления связи составляющих бетона между собой. Поэтому, если вы не специалист, то лучше ее не использовать.

Пластификаторы придают бетонной смеси вязкость или текучесть. Чаще всего их используют тогда, когда готовят бетон для заливки фундамента. Более высокая пластичность бетона позволяет облегчить работы по устройству фундамента сложной формы, а также является незаменимой при густом армировании конструкции, когда механическое уплотнение бетона затруднено.

Армирующие добавки используют в тех ситуациях, когда необходимо снизить вероятность растрескивания бетона.

Для дополнительного армирования бетона по всему его объему используют специальную фибру – стальную, полипропиленовую, поливинилхлоридную, стеклянную (из щелочестойкого стекла).

Пропорции бетонной смеси

Соотношение компонентов бетона очень важно для получения материала необходимой марки, а значит, и прочности. Нередко при выполнении бетонных работ самостоятельно, используют среднее соотношение компонентов бетона: 1 часть цемента на 3 части песка и 6 частей щебня. Воду при этом добавляют в количестве половины от общего веса сухих компонентов смеси.

При добавлении воды нужно знать, что ее вводят в бетон в несколько приемов.

Это позволяет лучше контролировать плотность получающегося раствора. Важно также контролировать и степень влажности используемого песка – если он сухой, понадобится больше воды, чем при использовании влажного.

При добавлении щебня нужно делать поправку на назначение бетона:

• для приготовления подложки под стяжку используют бетон вообще без щебня;
• для отмосток и дорожек готовят смесь со щебнем мелкой и средней фракции;
• для фундаментов под жилые здания используют щебень средней фракции.

Лучше всего готовить бетонный раствор, придерживаясь точных пропорций, которые зависят от марки используемого цемента и требуемой марки бетона. К примеру, если Вы приобрели цемент М400, то соотношение будет таким:

Современный бетон

Итак, что же такое бетон?

Бетон – это искусственный каменный материал, получаемый из цемента, заполнителей и специальных добавок и воды. Сегодня бетон – один из основных строительных материалов.

Кроме обычного бетона, из которого делают плиты, балки и панели жилых домов, есть еще, к примеру, бетон, непроницаемый для рентгеновских лучей, бетон, стойкий против морской воды, – из него делают набережные и причалы. Есть и сталебетон – в него добавляют стальные опилки и делают особо прочные полы на заводах. Есть пемзобетон и туфобетон. Их наполнители – пемза и туф – пористые и легкие строительные материалы. Поэтому и бетон становится, во-первых, легче, во-вторых, хуже пропускает тепло, а значит, защищает летом от жары, зимой – от холода. Для северных районов готовят морозостойкий бетон, который можно заморозить и разморозить полтысячи раз, а он остается таким же прочным. Есть бетон с металлической арматурой – железобетон; бетон с арматурой из дерева – деревобетон; полимербетон – это бетон, внутри которого синтетические смолы. Кстати, слово «бетон» по-латыни означает «горная смола». Действительно, еще тысячи лет назад камни иногда скрепляли смолой.

Короче говоря, современный бетон – это искусственный камень. Но зачем делать камни? Неужели природных камней не хватает? Природа миллионы лет трудилась, чтобы создать горы. Но все эти миллионы лет ветер, солнце, вода, мороз и зной тоже трудились над каменными глыбами. И внутри большинства естественных камней – трещины, изъяны. Камни трудно резать, а расколоть гораздо легче. Ученый бы сказал – у камня неоднородная структура. И потому он не такой уж прочный, как это кажется. Вот почему много лет люди берут мелкие камушки – щебень и гравий, смешивают их с цементом и водой и получают универсальный и прочный искусственный камень бетон.

Итак, если песок, щебень и гравий смешать с цементом и водой, то получится бетонная смесь. Дайте ей затвердеть, и она превратится в бетон. Но бетон этот будет непрочный. Даже если внутри балки из такого бетона проложить стальные стержни или проволоку, то есть армировать бетон, все равно будет плохо. На такую балку опасно даже детские качели подвесить. Может не выдержать. А все дело в том, что бетонную смесь перед тем, как она затвердеет, надо уплотнить. Уплотняют свежий бетон чаще всего вибратором, проще сказать – хорошенько утрясают его. Для этого на всех домостроительных комбинатах, на всех заводах железобетонных изделий есть виброплощадки – прочные плиты на пружинах. Под ними вращаются 2 эксцентрика – неуравновешенных груза. Грузы прыгают вверх-вниз, плита подскакивает на пружинах, а железобетонная панель, что лежит на плите, уплотняется.

Из истории бетона

Бетон – один из древнейших строительных материалов. При возведении массивных сооружений и таких конструкций, как своды, купола, триумфальные арки, ещё древние римляне использовали бетон и в качестве вяжущих материалов применяли глину, гипс, известь, асфальт.

Из бетона построены галереи египетского лабиринта (3600 лет до н.э.), часть Великой Китайской стены (III в. до н. э.), ряд сооружений на территории Индии, Древнего Рима и в других местах.

С падением Римской империи применение бетона прекратилось и возобновилось лишь в 18 веке в западноевропейских странах.

Использование бетона и железобетона для массового строительства началось только во второй половине XIX в., после получения и организации промышленного выпуска портландцемента, ставшего основным вяжущим веществом для бетонных и железобетонных конструкций. Вначале бетон использовался для возведения монолитных конструкций и сооружений. Применялись жесткие и малоподвижные бетонные смеси, уплотнявшиеся трамбованием. С появлением железобетона, армированного каркасами, связанными из стальных стержней, начинают применять более подвижные и даже литые бетонные смеси, чтобы обеспечить их надлежащее распределение и уплотнение в бетонируемой конструкции.

Однако применение подобных смесей затрудняло получение бетона высокой прочности, требовало повышенного расхода цемента. Поэтому большим достижением явилось появление в 30-х годах способа уплотнения бетонной смеси вибрированием, что позволило обеспечить хорошее уплотнение малоподвижных и жестких бетонных смесей, снизить расход цемента в бетоне, повысить его прочность и долговечность.

В эти же годы был предложен способ предварительного напряжения арматуры в бетоне, способствовавший снижению расхода арматуры в железобетонных конструкциях, повышению их долговечности и трещиностойкости.

Бетон в России

Развитие и совершенствование технологии бетона в России, как и в других странах, было связано с производством цемента, который появился у нас в стране в начале XVIII в.

По архивным свидетельствам, на строительстве Ладожского канала в 1728-29 был использован цемент, изготовленный на цементном заводе, существовавшем в Конорском уезде Петербургской губернии.

В Петербурге в 1822 г. вышла книга «Трактат об искусстве приготовлять хорошие строительные растворы». Еще через несколько лет ее автор русский строитель Егор Челиев издал книгу о том, как приготовлять цемент и бетон, и как эти удивительные материалы применять при строительстве набережных, фундаментов и для других самых разных строительных надобностей. С тех пор без цемента и бетона не обходится ни одно крупное сооружение в России.

Широкое развитие получила технология бетона в СССР со времени первых крупных гидротехнических строительств – Волховстроя (1924 г.) и Днепростроя (1930 г.).

В 30-е годы советские ученые и инженеры разработали методы зимнего бетонирования и тем самым обеспечили круглогодичное возведение бетонных и железобетонных конструкций, создали ряд новых видов бетона, разработали способы повышения долговечности бетона, основы технологии сборного железобетона.

В послевоенные годы создаются новые виды вяжущих веществ и бетонов, начинают широко применятся химические добавки, улучшающие свойства бетона, совершенствуются способы проектирования состава бетона и его технология.

Ежегодно в строительстве применяются примерно 250 млн. м 3 бетона и железобетона, в том числе около 125 млн. м 3 сборного железобетона. На предприятиях работает свыше 25000 технологических линий по производству сборного железобетона.

Состав бетона

Бетонами называют искусственные каменные материалы, получаемые в результате затвердевания тщательно перемешанной и уплотненной смеси из минерального или органического вяжущего вещества с водой, мелкого и крупного заполнителей, взятых в определенных пропорциях. До затвердевания эту смесь называют бетонной смесью.

В строительстве широко используют бетоны, приготовленные на цементах или других неорганических вяжущих веществах. Эти бетоны обычно затворяют водой. Цемент и вода являются активными составляющими бетона; в результате реакции между ними образуется цементный камень, скрепляющий зерна заполнителей в единый монолит.

Между цементом и заполнителем обычно не происходит химического взаимодействия (за исключением силикатных бетонов, получаемых автоклавной обработкой), поэтому заполнители часто называют инертными материалами.

Однако они существенно влияют на структуру и свойства, изменяя его пористость, сроки затвердевания, поведение при воздействии нагрузки и внешней среды. Заполнители значительно уменьшают деформации бетона при твердении и тем самым обеспечивают получение большеразмерных изделий и конструкций.

В качестве заполнителей используют преимущественно местные горные породы и отходы производства (шлаки и др.). Применение этих дешевых заполнителей снижает стоимость бетона, так как заполнители и вода составляют 85-90%, а цемент – 10-15% от массы бетона.

В последние годы в строительстве широко используют легкие бетоны, получаемые на искусственных пористых заполнителях. Пористые заполнители снижают плотность бетона, улучшают его теплотехнические свойства.

Для регулирования свойств бетона и бетонной смеси в их состав вводят различные химические добавки, которые ускоряют или замедляют схватывание бетонной смеси, делают ее более пластичной и удобоукладываемой, ускоряют твердение бетона, повышают его прочность и морозостойкость, а также при необходимости изменяют и другие свойства бетона.

Бетоны на минеральных вяжущих веществах являются капиллярно-пористыми телами, на структуру и свойства которых заметное влияние оказывают как внутренние процессы взаимодействия составляющих бетона, так и воздействие окружающей среды.

В течение длительного времени в бетонах происходит изменение поровой структуры, наблюдается протекание структурообразующих, а иногда и деструктивных процессов и как результат – изменение свойств материала. С увеличением возраста бетона повышается его прочность, плотность, стойкость к воздействию окружающей среды. Свойства бетона определяются не только его составом и качеством исходных материалов, но и технологией приготовления и укладки бетонной смеси в конструкцию, условиями твердения бетона. Все эти факторы учитывают при проектировании бетона и производстве конструкций на его основе.

На органических вяжущих веществах (битум, синтетические смолы и т.д.) бетонную смесь получают без введения воды, что обеспечивает высокую плотность и непроницаемость бетонов. Многообразие вяжущих веществ, заполнителей, добавок и технологических приемов позволяет получать бетоны с самыми разнообразными свойствами.

Бетон является хрупким материалом: его прочность при сжатии в несколько раз выше прочности при растяжении. Для восприятия растягивающих напряжений бетон армируют стальными стержнями, получая железобетон. В железобетоне арматуру располагают так, чтобы она воспринимала растягивающие напряжения, а сжимающие напряжения передавались на бетон. Совместная работа арматуры и бетона обусловливается хорошим сцеплением между ними и приблизительно одинаковыми температурными коэффициентами линейного расширения. Бетон предохраняет арматуру от коррозии.

Бетонные и железобетонные конструкции изготовляют либо непосредственно на месте строительства – монолитный бетон и железобетон, либо на заводах и полигонах с последующим монтажом на строительной площадке – сборный бетон и железобетон.

Виды бетона

Бетон классифицируют по виду применяемого вяжущего материала: бетон на неорганических вяжущих материалах (цементный бетон, гипсобетон, силикатный бетон, кислотоупорный бетон, жаростойкий бетон, специальный бетон и другие) и бетон на органических вяжущих материалах (асфальтобетон, пластбетон).

Цементные бетоны, в зависимости от объемной массы (в кг/м 3 ), подразделяются на особо тяжелые (более 2500), тяжелые (от 1800 до 2500), лёгкие (от 500 до 1800) и особо легкие (менее 500).

Особо тяжелые бетоны предназначены для специальных защитных сооружений (от радиоактивных воздействий); они изготовляются преимущественно на портландцементах и природных или искусственных заполнителях (магнетит, лимонит, барит, чугунный скрап, обрезки арматуры). Для улучшения защитных свойств от нейтронных излучений в особо тяжелые бетоны обычно вводят добавку карбида бора или другие добавки, содержащие легкие элементы – водород, литий, кадмий.

Наиболее распространены тяжелые бетоны, применяемые в железобетонных и бетонных конструкциях промышленных и гражданских зданий, в гидротехнических сооружениях, на строительстве каналов, транспортных и др. сооружений. Особое значение в гидротехническом строительстве приобретает стойкость бетонов, подвергающихся воздействию морских и пресных вод и атмосферы. К заполнителям для тяжелых бетонов предъявляются специальные требования. Суровые климатические условия ряда районов нашей страны привели к необходимости разработки и внедрения методов зимнего бетонирования. В районах с умеренным климатом большое значение имеют процессы ускорения твердения бетонов, что достигается применением быстротвердеющих цементов, тепловой обработкой (электропрогрев, пропаривание, автоклавная обработка), введением химических добавок и другими способами. К тяжёлым бетонам относится также силикатный бетон, в котором вяжущим является кальциевая известь.

Легкие бетоны изготавливают на гидравлическом вяжущем и пористых искусственных или природных заполнителях. Существует много разновидностей лёгкого бетона; они названы в зависимости от вида примененного заполнителя – вермикулитобетон, керамзитобетон, пемзобетон, перлитобетон, туфобетон и др.

Область применения легких бетонов – наружные стены и покрытия зданий, где требуются низкая теплопроводность и малый вес. Высокопрочный легкий бетон используется в несущих конструкциях промышленных и гражданских зданий (в целях уменьшения их собственного веса). К легким бетонам относятся также конструктивно-теплоизоляционные и конструктивные ячеистые бетоны. По способу образования пористой структуры и по виду вяжущего ячеистые бетоны разделяются на газобетоны и пенобетоны.

Особо легкие бетоны применяют главным образом как теплоизоляционные материалы.

Области применения бетона в современном строительстве постоянно расширяются. В перспективе намечается использование высокопрочных бетонов (тяжелых и легких), а также бетонов с заданными физико-техническими свойствами: малой усадкой и ползучестью, морозостойкостью, долговечностью, трещиностойкостью, теплопроводностью, жаростойкостью и защитными свойствами от радиоактивных воздействий. Для достижения этого потребуется проведение широкого круга исследований, предусматривающих разработку важнейших теоретических вопросов технологии тяжелых, легких и ячеистых бетонов: макро- и микроструктурной теорий прочности бетонов с учетом внутренних напряжений и микротрещинообразования, теорий кратковременных и длительных деформаций бетонов и др.

Бетону, старейшему, но всегда современному материалу, принадлежит большое будущее.

“Правила строительства”, №46/1, июль 2014

Правообладателем всех материалов сайта является ООО «Правила строительства». Полная или частичная перепечатка материалов в любых источниках запрещена.