как получают бетон

Как получают бетон, бетон состав виды классы получение инструкция

как получают бетон

Производство бетона, или маленькие секреты большого производства

Материал, скрепляющий между собой камни, был известен еще в Древнем Египте. Правда, связующим в древнейших растворах являлись обыкновенная глина или речной ил. Сегодня на заводах в цементный раствор добавляют крупный наполнитель и получают отличный жидкий строительный материал – товарный бетон. Вот такая она, «бетонная эволюция».

А не открыть ли бетонный завод …

Сегодня, бетонные заводы открываются то тут, то там. Часто можно услышать, что мини-предприятие по изготовлению бетона – отличная идея для бизнеса. Мол, мощности в 60 т/сутки вполне достаточно для получения неплохой прибыли.

Ну что тут скажешь… Жаль, что нет статистики по открывающимся и закрывающимся бетонным заводам. А то бы налоговые инспекции поведали, какой процент новичков остается в этом сегменте бизнеса. И знаете почему? Да дело в том, что «выплыть» «в конкурентно-бетонном море» может лишь то предприятие, которое выпускает высококачественный бетон.

По российскому законодательству если причиной разрушения строительного объекта стал некачественный товарный бетон, производитель выплачивает многомиллионные штрафы и полностью компенсирует моральный и материальный ущерб потерпевшей стороне.

Именно поэтому приличный поставщик бетона имеет на своем предприятии ОТК с лабораторией. Там проверяют не только конечный продукт, но и входящее сырье. А доставив готовый продукт на стройплощадку, водитель отдает заказчику паспорт на каждую партию привезенного товарного бетона.

Понятно, что такая бескомпромисная ответственность является причиной того, что многие вновь открывшиеся заводы по производству бетона превращаются в «однодневки». А солидные предприятия остаются непотопляемыми. По крайней мере «СпецМонолитСтрой» более 30 лет продуктивно сотрудничает и с частными лицами, и с организациями.

Огромная ответственность обязывает производителя осуществлять входящий контроль сырья не только при приемке песка, щебня и т.д. Это делается регулярно, с интервалом в несколько часов. Только так изготовитель может уберечь себя от судебных исков и последующего за ними, разорения.

Производство бетона – требования к ингредиентам

Чтобы получить качественный товарный бетон, необходимо смешать в определенных пропорциях 5 компонентов:

  • связующее (цемент);
  • мелкий наполнитель (песок);
  • крупный наполнитель (гравий или щебень);
  • воду;
  • добавки и присадки (по желанию заказчика).

Именно качество песка определяет качество бетона.

Конечно, все остальные составляющие тоже должны соответствовать жестким требованиям стандарта. Но из плохого песка никогда не получится хороший товарный бетон. В песке не должно быть земли, глины и других примесей. Кроме того, он должен состоять из зерен определенной фракции. И еще. Для получения товарного бетона подходит только карьерный песок.

Что касается цемента, то на заводах используют две марки бетона: М 400 и М500. Если заказчик желает, можно заменить их на другие марки, но это делается исключительно под заказ.

Вода, добавляемая в сухую смесь, всегда очищается от крупных механических частиц. Для получения бетона используют обычную холодную воду из скважин, установленных прямо на территории завода.

Щебень привозят из ближайших местных карьеров (так уменьшается стоимость конечной продукции). Гравий и щебень подбираются нужной лещадности и проходят радиологический контроль.

Как получают бетон

Все сухие компоненты отгружаются в приемник (отдельный для песка, отдельный – для щебня). Там каждый ингредиент дозированно засыпается в БСУ, бетоносмесительную установку. Их еще называют РБУ. На крупных заводах процесс загрузки и перемешивания воды, сухих компонентов (в т.ч. пластификаторов, добавок) полностью автоматизирован.

Применение высоких технологий отличает серьёзных производителей бетонов от «заводов-однодневок».

Показателем эффективности любого бетонного заводя является производительность (количество кубов, выпускаемых в час). Понятно, что чем мощнее бетонная установка, тем эффективнее работает предприятие.

Если вы хотите купить бетон, отвечающий строгим требованиям стандарта, обращайтесь в компанию «СпецМонолитСтрой». Мы поможем выбрать подходящую марку данного стройматериала и обеспечим быструю его доставку. Звоните, будем рады помочь!

Из чего делают бетон?

Проектируя новую машину, конструктор решает, какую форму нужно придать тем или иным ее деталям. Он устанавливает заранее, какой должна быть прочность этих деталей. Но ведь прочность будет зависеть от материала! Значит, нужно подобрать соответствующий материал.

Точно так же обстоит дело в строительстве. Строителю необходимо предварительно знать, какими свойствами должен обладать изготовленный им бетон, какова будет его прочность, как на него будет действовать жара и мороз.

Но состав бетона не может быть универсальным. Его нельзя назначить по одному рецепту, который пригоден для всех случаев. Состав бетона, как и состав сплава в металлургии, должен быть запроектирован заранее. Он зависит от того, в каком сооружении будет применяться бетон.

Чтобы получать бетон заданного состава, нужно разработать его “рецептуру”. Советские ученые Н.М. Беляев, С.А. Миронов,. Н.А. Попов, Б.Г. Скрамтаев, Ю.М. Баженов и В.Г. Довжик разработали технологию бетона, благодаря которой стало возможным изготовлять бетон с заранее известными свойствами. Для этого нужно правильно подобрать наивыгоднейшие пропорции (количество) исходных материалов, входящих в состав бетона. Но прочность бетона зависит не только от того, в каких количествах взяты его составные части; большое значение будет иметь также качество исходных материалов — крупного каменного заполнителя, песка, цемента и воды. Их берут в определенных количествах, а затем перемешивают между собой. Какими качествами должны обладать эти исходные материалы?

Начнем с крупного заполнителя — гравия или щебня.

Гравий — это в различной степени обкатанные обломки самых прочных горных пород (гранита, диорита, базальта, темно-серого известняка) круглой или яйцевидной формы с гладкой поверхностью. Размер этих зерен от 5 до 70 мм. По своему происхождению различают гравий горный (отважный), речной и морской. В горном гравии обычно содержатся вредные примеси глины, пыли, песка, органических веществ, сернистых и сернокислых соединений. В речном и морском гравии примеси почти отсутствуют.

Щебень — это материал, который получают при дроблении горных пород или искусственных камней на куски размером также от 5 до 70 мм. Зерна щебня имеют неправильную форму, поверхность их шероховатая. Поэтому щебень прочнее сцепляется с цементным камнем, чем гравий. Прочность крупного заполнителя особенно важна, так как именно он образует скелет бетона. Поэтому крупный заполнитель должен быть, как правило, в два-три раза прочнее самого бетона.

Чтобы обеспечить высокое качество бетона, крупный заполнитель должен быть чистым и не содержать вредных примесей. В нем должно быть не более 15% (по массе) зерен, имеющих форму игл и пластинок. Крупный заполнитель не должен вступать в химические реакции с веществами, содержащимися в цементе. Чтобы уменьшить влияние вредных примесей, заполнители перед использованием промывают.

К крупным заполнителям относятся и пористые заполнители — пемза, туф, вулканические шлаки. Эти заполнители благодаря своей структуре поглощают много воды. Отсасывая из бетона лишнюю воду, они способствуют его упрочнению. Недостатком пористых заполнителей является то, что для бетона с применением таких заполнителей требуется больше цемента, чем для бетона на плотных заполнителях.

К мелким заполнителям относятся различные пески. Песком называются рыхлые горные породы, которые состоят из зерен различных материалов (чаще всего кварца) размером от 0,1 до 5 мм. Пески бывают природными и искусственными. Оба эти типа пригодны для изготовления обычного тяжелого бетона.

Пески различаются по минералогическому составу и в зависимости от условий образования и места залегания. По минералогическому составу пески бывают кварцевые, полевошпатные, известняковые и доломитовые.

По условиям образования пески подразделяются на горные, овражные речные, морские, гравийные, валунные, дюнные и барханные. Они отличаются друг от друга только по структуре и форме. Зерна морского и речного песков округлой формы с гладкой поверхностью, зерна же горного песка, который чаще всего образуется при разрушении гранита и диорита, имеют угловатую форму и шероховатую поверхность. Зерна овражного песка также имеют угловатую форму, но по сравнению с зернами горного песка несколько сглаженную. Все пески содержат вредные для бетона примеси: уголь, пыль, глину, гипс, слюду, серный колчедан и различные органические примеси, которые оказывают влияние на цементный клей, понижая его прочность и в конечном счете вызывая разрушение бетона. Вредной примесью являются сульфаты, а также частицы гипса. Они образуют с частицами цемента особые соединения в виде тонких игл. Их часто образно называли “цементной бациллой”.

Под действием воды “цементная бацилла” превращается в дальнейшем в жидкую белую слизь, вытекающую из бетона. Такой “больной” бетон непригоден для эксплуатации.

Морской песок иногда содержит ракушки, состоящие в основном из известняка. Они ослабляют сцепление песка с другими составляющими бетона. Кроме того, в морском песке содержатся соли, выделяющиеся на поверхности бетона.

Наиболее чистый песок – речной. Но он не всегда удовлетворяет строителей, так как часто бывает очень мелким. А это при изготовлении бетона требует большого количества цемента.

Так же как и крупный заполнитель, песок перед употреблением должен быть обязательно промыт водой в машинах-пескомойках.

Чтобы получить высокую прочность бетона, надо правильно подобрать зерновой состав заполнителей. А это значит, что надо так составить из них смесь, чтобы между зернами , было как можно меньше пустот, которые приходится заполнять цементным тестом. Песок одной крупности имеет в своем объеме около 45% пустот. Песок же, составленный из зерен разной крупности, гораздо плотнее.

Можно ли добиться наименьшей пустотности? Да, можно. Для этого вначале рассеивают крупный и мелкий заполнитель по размерам, или как говорят строители, на несколько фракций. Затем из них, по определенному правилу, составляют так называемую оптимальную зерновую смесь (в этой смеси все частицы так тесно примыкают друг к другу, что для цементного теста остаются только незначительные промежутки). Бетон, приготовленный на такой оптимальной смеси заполнителей, уже имеет высокую плотность и прочность. Расход вяжущего в этом случае очень небольшой.

Если же бетон изготовлять на случайном составе заполнителей, взятых из природных карьеров или полученных путем дробления камня, то большую плотность получить нельзя. В этом случае получается огромный перерасход цемента. Кроме того, на такой случайной смеси невозможно получить бетон высокой прочности.

Вода, необходимая для создания высокопрочного бетона, должна быть чистой и не кислой. Но даже условно чистая вода содержит различные примеси, вредно влияющие на процесс твердения бетона: органические кислоты, сульфаты, жиры и т.п.

Обычно на заводах железобетонных изделий и на строительных площадках для изготовления бетона используют питьевую воду. В ряде случаев приходится пользоваться грунтовой, болотной, торфяной или речной водой, но эти воды бывают насыщены органическими примесями. Иногда приходится применять сточные и промышленные воды, которые могут содержать значительные примеси серной кислоты или ее солей, гумусовой кислоты или гипса. Эти примеси вызывают разрушение бетона. Поэтому перед тем как использовать такие воды, их исследуют в химической лаборатории.

Поверхность бетона, приготовленного на морской воде или подверженного ее действию, покрывается пятнами в виде солевых налетов — “выцветов”, которые значительно портят вид бетона. Кроме того, прочность такого бетона невысока. Поэтому при возведении из бетона стен жилых зданий морскую воду применять запрещается.

Цемент — это главная составная часть бетона. Бетон будет тем прочнее, чем выше клеящая способность цемента и чем сильнее он сцепляется с поверхностью заполнителей.

Цемент изготовляют из цементного клинкера, а его получают обжигом до спекания природного сырья или искусственной сырьевой смеси.

Такие смеси должны содержать примерно 3 части известняка и 1 часть глины. Иногда эти смеси встречаются в природном виде — это горная порода, называемая известняковым мергелем. Но так как месторождения этих мергелей встречаются редко, то на большинстве цементных заводов пользуются искусственными смесями известняка и глины. Вместо глины можно использовать диатомит, трепел и другие силикатные породы, близкие к глине по своему химическому составу. После обжига таких смесей образуется спекшаяся твердая масса — клинкер, состоящая из зерен темно-серого цвета размером с орех. Затем клинкер в шаровой мельнице измельчают в мелкий порошок. Чтобы улучшить качество цемента, при помоле клинкера добавляют до 3% гипса и до 15% диатомита, трепела, опоки — так называемых гидравлических добавок. Эти добавки улучшают качество цемента и удешевляют его производство. Вот теперь цемент готов!

Что же такое цемент? Это серый, очень мелкий порошок, напоминающий пудру. Чем тоньше он измельчен, тем выше его качество, тем большей склеивающей способностью он обладает. При сверхтонком помоле химические реакции ускоряются во много раз. Объясняется это тем, что цементный порошок всегда соединяется с водой по всей поверхности. Поверхность же зерен будет тем большей, чем выше тонкость помола. Так, например, удельная площадь поверхности зерен 1 грамма цемента составляет 2000-3000 см2, а в высокопрочных цементах около 6000 см2.

Для приготовления бетонных и железобетонных изделий и конструкций применяют различные цементы. Выбор вида цемента зависит от типа сооружения, для которого изготовляется бетон. В Советском Союзе выпускается свыше 30 видов цементов. Основные из них: портланд-цементы, шлакопортландцементы, пуццолановые портландцементы, глиноземистые цементы и др. Производству и изучению цемента в нашей стране уделяется большое внимание.

Ячеистый бетон является разновидностью легкого бетона и бывает теплоизоляционным, конструкционным и конструкционно-теплоизоляционным. В состав ячеистых бетонов входят вяжущее вещество (цемент, известь либо гипс), кремнеземистый заполнитель (песок кварцевый, шлак, зола от сгоревшего угля) и вода. Получают ячеистый бетон механическим путем и химическим.

Механический способ

Механическим способом получают пенобетон. Для этого в бетонную смесь добавляется заранее заготовленная в пеногенераторе пена (пенообразователями являются смолосапониновые, клееканифольные и алюмосульфонатные ПАВ) и все компоненты перемешиваются в миксере (пенобетоносмесителе). В процессе перемешивания в массе раствора образуются небольшие закрытые воздушные пузырьки, благодаря чему плотность бетона уменьшается и он становится легче. Далее пенобетонная смесь разливается в формы и твердеет в естественных условиях.

Устойчивая пена является ключевым элементом в производстве пенобетона. Она изготавливается с помощью простого генератора вспенивания, где смешиваются воздух, вода и пенообразующие химические вещества (состоит на 95% из воздуха).Производство пенобетона является довольно простым процессом с малыми капитальными затратами. Блоки из пенобетона имеют малый вес, обладают низкой теплопроводностью и низкой стоимостью. Применяется пенобетон в виде стеновых блоков и панелей, напольных и кровельных стяжек, для оснований дорог, заполнения пустот и во многих других приложениях.

Химический способ получения

Химическим способом получают газобетон при смешивании цемента, песка, воды, извести с определенным (небольшим) количеством алюминиевой пудры (или порошкообразного цинка). Последняя вступает в химическую реакцию с негашеной известью, из суспензии выделяется большое количество газообразного водорода, она вспучивается, в несколько раз увеличивается в объеме и приобретает клеточную структуру. Полузастывшую смесь разрезают на блоки, которые поступают в автоклавы, где твердеют при высокой температуре (190? С) и давлении.

Процесс производства автоклавного газобетона сложный, оборудование габаритное и дорогостоящее, поэтому он дороже пенобетона. Зато автоклавный газобетон на порядок прочнее пенобетона. Это прочный, морозостойкий, устойчивый к огню строительный материал, что является ключевым фактором при выборе материала для строительства. Он легко пилится, сверлится, используется при строительстве монолитных домов от эконом до бизнес класса, предназначенных для круглогодичного проживания.

Преимущества ячеистобетонных блоков

Ячеистая структура бетонов характеризуется низким водопоглощением и теплопроводностью, хорошей теплоизоляцией, огнестойкостью (его компоненты минерального происхождения), малым весом. Геометрическая точность размеров блоков из ячеистого бетона позволяет укладывать их с клеем, а не на раствор, делать тоньше наружную и внутреннюю штукатурку. В домах из ячеистого бетона на треть снижаются расходы на отопление. Здания долговечны, экологичны.

Как получают 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.

Бетон — классификация.

Бетоны классифицируют по трем основным показателям: виду вяжущего вещества, средней плотности и назначению. Благодаря применению различных рецептов состава смеси, введению тех или иных добавок для бетона, использованию специальных видов вяжущего и т.п. производители могут добиться от готовой смеси требуемых характеристик и параметров.

Ещё на стадии расчета карты подбора состава бетонной смеси, технологи на производстве могут спрогнозировать — как поведет себя готовый раствор в той или иной ситуации. С довольно высокой точностью расчитываются морозостойкость, водонепроницаемость, плотность, марка и другие важнейшие параметры будущего состава. Для того чтобы прогнозы оправдались, технологи должны учесть все возможные нюансы, отвечающие за качество будущего бетона. Давайте рассмотрим основные факторы влияющие на классификацию бетонных смесей.

Вид вяжущего вещества

Этот фактор – самый главный, в немалой степени определяющий свойства бетонной смеси. По вижу вяжущего смеси различают на силикатные, гипсовые, цементные, полимерцементные, шлакощелочные и специальные. Помимо этого существуют комбинированные виды смесей, затворенные на комбинации каких-то двух-трех вяжущих. Подобные миксы достаточно часто встречаются в виде штукатурных сухих смесей, которые в одном составе зачастую объединяют в себе цемент, гипс, известь и т.д. Впрочем, вернемся к нашим баранам. Итак, основные типы бетонов отличающихся по вяжущему.

  • Силикатные бетоны изготавливают на основе извести, применяя автоклавный метод твердения. Это довольно редкий тип смеси, малоиспользуемый на современном производстве.
  • Гипсовые бетоны (на основе, соответственно, гипса) применяются для возведения подвесных потолков, внутренних перегородок и элементов отделки. Одной из разновидностей этого вида смесей являются гипсоцементные-пуццолановые, характеризующиеся высокой степенью водостойкости. Их применяют в создании конструкций малоэтажных зданий и объемных блоков санузлов.
  • Цементные бетоны и растворы создают на основе цементных составов. Это самый широко распространенный тип бетона, наиболее широко применяющийся в строительстве. Основное место в этой группе занимает портландцемент с разновидностями. Следом идут бетонные смеси на пуццолановом цементе и шлакопортландцементе. Также к цементным бетонам относятся декоративные (создаваемые на белых и цветных цементах), смеси на напрягающем цементе, а так же на безусадочном и глиноземистом.
  • Полимерцементные бетоны изготавливают на смешанной связующей основе, которая состоит из цемента, латексов и водорастворимых смол.
  • Шлакощелочные бетоны получают из затворенных щелочными растворами молотых шлаков. Такие составы начали применяться в строительстве недавно.
  • Специальные бетоны получают благодаря применению особых вяжущих средств. Например, для жаростойких и кислотноупорных бетонов применяется жидкое стекло, в качестве вяжущих используют нефелиновые, шлаковые и стеклощелочные элементы, получаемые из отходов некоторых видов промышленности.

Классификация бетонов по плотности — основные виды

На значение плотности прежде всего влияют характеристики крупного заполнителя (диабаз, гранит, гравий, доломит, известняк, керамзит и т.д). Плотность — это один из главнейших факторов, отвечающих за устойчивость бетонного элемента к сжатию, его морозостойкость, водонепроницаемость и т.д. По плотностным параметрам отличают следующие виды бетона:

  • Тяжелые (от 1800 до 2500 кг/м3). Такие смеси получают на заполнителях из горных пород, таких как известняк, диабаз, гранит.
  • Особо тяжелые (свыше 2500 кг/м3). Их создают на стальных опилках либо стружках, барите или железной руде.
  • Легкие или облегченные (от 500 до 1800 кг/м3). Такие составы готовят на керамзите, пемзе, туфе и иных пористых заполнителях. К этому классу принадлежат ячеистые бетоны ( в частности пенобетон, газобетон и т.п. пористые материалы), готовящиеся путем вспучивания вяжущего компонента, воды и тонкомолотой добавки, а также бетон крупнопористый на легких заполнителях.

Классификация по назначению

В зависимости от условий эксплуатации будущих железобетонных конструкций производители строительных материалов выпускают бетонные смеси тех или иных видов. Основной упор здесь делается на поведение будущего ЖБИ или монолитной конструкции в специфических условиях. Где-то требуется высокая сульфатостойкость, где-то огнестойкость, а где-то устойчивость к вибрации, ударным нагрузкам и т.д. Итак, в зависимости от условий работы будущей железобетонной конструкции выбираются следующие виды смесей.

  • обычный (для создания фундаментов, колонн, балок и плит перекрытий, других железобетонных конструкций);
  • гидротехнический (для облицовки каналов, шлюзов, плотин, канализационных и водопроводных сооружений);
  • для аэродромных и дорожных покрытий, тротуаров;
  • бетон специального назначения (для защиты от радиации, а также жароупорный и кислотостойкий).

Отдельно хотелось бы упомянуть такой важный параметр как прочность бетона. Этот параметр во многом зависит от количества вяжущего, вводимого в состав при затворении смеси. Чем больше цемента входит в состав смеси, тем выше марка и класс будущего бетона. Это один из важнейших параметров, учитываемый в любых типах и видах смесей, независимо от их классификации. подробней о марках бетона >>>

Бетон: состав, виды, получение

История изобретения бетона

Если заходит разговор о практичном строительном материале, то сразу же вспоминают бетон. Это искусственно созданный, наподобие камня материал, получение которого происходит в результате схватывания (застывания) предварительно замешанного и подвергшегося уплотнению раствора.

Бетон — материал современности

В XVIII веке во Франции происходит много замечательных событий. Одно из них – связано со строительством. «Бетон» – слово французское, там же впервые его и употребили.

Бетон — известен с давних времен

Известны разные версии появления бетона. Одна из них гласит, что однажды археологи обнаружили в небольшой хижине пол, сделанный из бетона, толщина которого составляла одну четвертую метра (25 см). Произошло это на территории бывшей Югославии, находка относилась к каменному веку (как предполагается – 5 600 год до нашей эры (до н. э.). Как выяснилось, бетонный раствор пола состоял, в том числе, из местной красноватой извести и гравия.

В Египте был найден бетон, относящийся к 950 году до н. э., в гробнице Теве и в строительстве галерей широкоизвестных египетских пирамид также был использован бетон. Этот строительный материал в Древнем Риме называли «римским бетоном». Примерно в IV веке до нашей эры его стали применять. Много утекло воды с тех давних пор, однако, римский Пантеон, построенный из него, сохранился до нашего времени, причем пережил даже несколько землетрясений.

Проводились исследования древних поселений в Риме и пришли к выводу, что два вида бетона применялись для строительства:

Природный брали из обломков горных пород, которые были связаны разными минеральными веществами (например, гипсом, известью, кальцитом). К природному можно отнести песчаник, брекчию, конгломерат.

До появления цемента в качестве связующего вещества выступала известь. Кроме нее, пользовались еще жирной землей и глиной, они в сочетании с водой становились кашеобразной массой, которая вскоре высыхала и приобретала неплохую прочность. Вот из этой кашицы вначале и строили глинобитные дома, а позднее даже стали возводить храмы.

В Испании до нашего времени сохранились формованные стены, которые выдержали не одну непогоду в течение многих лет подряд. Для их возведения применяли метод формования (по-другому: трамбования). По своему усмотрению строители брали: камень и влажный грунт либо камень и глину, которые укладывали в опалубку, выполненную из дерева.

Строительная сфера развивалась, были созданы искусственные вяжущие вещества (известь, гипс), получившиеся благодаря термической обработке сырьевой массы. Когда появился достаточно широкий ассортимент вяжущих веществ, то и применяться получаемые бетоны и растворы стали чаще в строительстве.

Не только бетонные полы, но и заливка фундаментов зданий осуществлялась с их помощью. Вырывали траншеи под фундамент, насыпали туда гальку (мелкий камень), затем заливали смесью извести с песком, глиняной массой. Это сооружение становилось прочной основой для дальнейшего строительства.

Состав материала

Таблица: состав бетона

Как выясняется, бетон популярен издавна. Специалисты строительного дела обратили внимание на отличную прочность, водонепроницаемость и удобство в укладывании бетона.

Что же входит в состав бетона? В первую очередь напрашивается ответ: цемент, песок, вода и щебень. Но не всегда так. Современный бетон отличается еще и тем, что в него, кроме вышеперечисленного, добавляют химические ингредиенты. Как раз они улучшают затвердевающие, схватывающие и компилятивные свойства, влияющие на качество.

Современный бетон состав

В XX веке добавляемые в бетон различные компоненты положительно сказываются на его свойствах. В конце века прошедшего появились бетоны, подвергавшиеся модификации, как их еще называют бетонами «последнего поколения». Здания, построенные из них, долговечны, надежны и привлекательны. Хорошо известен бетонный модификатор МБ, который представляет собой композиционный порошок, имеющий органоминеральную основу.

Состав: бетон самоуплотняющийся

Минеральная часть – микрокремнезем либо смесь с кислой золой-уноса. Органическая часть – это пластификатор либо смесь с ним, имеющая регулятор затвердевания с добавками. Важным фактором считается соотношение микрокремнезема и золы-уноса в минеральной части, благодаря этому происходит разделение модификаторов на 4 вида: Мб-01; МБ-30С, МБ-50, МБ-100С.

Бетоны относятся к искусственным каменным строительным материалам, которые состоят из инертных заполнителей (чаще всего – это песок, образующийся при выветривании горных пород твердого происхождения, представляющий собой рыхлую смесь из зерен (с диаметром от 0,15 мм до 5 мм), воды и вяжущих веществ. Эта смесь хорошенько перемешивается.

Подробнее про строительные смеси можно узнать в данной статье.

Какими бывают инертные заполнители?

Для бетона обычно применяют заполнители – кварцевые речные пески как наиболее чистые, не требующие промывки, так как содержат глину, мелкие пылевидные фракции и ил не более 5 процентов по весу. Песок со средней крупностью зерна менее 0,2 мм для бетона не применяется. Кроме величины зерна в песке, пригодном для бетона, имеет значение объем пустот, который не должен превышать 40 процентов; гравий – добывают его из рыхлых залеганий, которые образовались путем естественного разрушения осадочных или метаморфических, изверженных горных пород.

Инертные заполнители для бетона

Для бетона наиболее подходящим является гравий с щебневидными зернами; Щебень – это еще один из инертных заполнителей для бетона. Его получение основано на дроблении горных пород (это может быть гранит, диабаз, песчаник, доломит, известняк), или же кирпичных частей (лом), отвальных шлаков. Для дробления камня на щебень используют камнедробилки (в основном щековые). Размер щебня должен быть от 5 мм до 150 мм.

Чаще всего в качестве вяжущего вещества в бетоне выступает цемент, в процентном отношении он должен составлять в соответствии с весом бетона — от 10 до 15. Тогда получается, что в процентах — воды и инертных заполнителей — будет 90–85.

Заполнителем также может быть битум (асфальтобетон). Если же используют для заполнителей местные материалы, то это снижает стоимость бетона.

Мелким заполнителем выступают чаще всего речные (чистые) кварцевые пески с зернами от 0,15 мм до 5 мм, слюды в них содержаться не должно выше 0,5 процента, а различных примесей пылевидных, ила, глины – не свыше 5 процентов.

Среди крупных заполнителей получил широкое распространение щебень, который получают в результате искусственного дробления твердых, морозостойких (прочных) пород.

Для работы с массивными конструкциями берется щебень не более 150 мм, а самым популярным – 5–80 мм. Если же применяется гравий (крупным заполнителем), то он должен иметь те же самые размеры, что и щебень, обладать такой же морозостойкостью как раз в тех случаях, когда он эксплуатируется при смачивании водой, а также замораживается и оттаивает.

Чтобы было удобно работать со свежеприготовленной бетонной смесью, она должна обладать достаточной подвижностью и удобно укладываться при вибрировании. Когда бетон изготовлен, его прочность в течение одной–двух недель быстро растет.

По пределу прочности в кг/см2 при сжатии бетонного стандартного кубика, имеющего размер 20 Х 20 Х 20 см, определяют марку бетона. Кубик подвергают испытанию через четыре недели после того, как изготовят. Еще в СССР были установлены такие марки: 50; 75; 100; 150; 200; 250; 300; 400; 500. На прочность цемента действует водоцементное соотношение и активность самого цемента.

Как получают и применяют бетон

Получение его происходит благодаря обжигу до спекания искусственной массы материалов, выверенных с большой точностью, с содержанием углекислого кальция (который есть в чистом или мергелистом известняке и др.) и глины (также может быть разной: известковой, мергель и прочие) с последующим тонким помолом либо шлакопортландцемент (если сопоставить с портландцементом, то схватывание и твердение происходит медленнее в первые дни). Но нельзя поспорить с его стойкостью против действия минерализованных вод (в сопоставлении его с портландцементом), потому применение его возможно для массивных бетонных и железобетонных конструкций, гидротехнических сооружений. Может участвовать в растворах для каменной кладки, в изготовлении полов и бетонных камней.

Оборудование для получения бетона

Заданные качественные показатели бетона определяются установлением состава бетонной массы, марки цемента и качества заполнителей. Чтобы рассчитать расход цемента на один кубический метр бетона должны быть учтены требования необходимой прочности и плотности, экономичности бетона и пластичного состояния бетонной массы. Если необходимо возвести железобетонное сооружение, которое будет находиться на открытом пространстве или в воде, то расход цемента, как правило, составит 250 кг/м3, а для конструкций и приспособлений внутри помещений – не меньше 220 кг/м3.

Железобетонные сооружения требуют обычного бетона.

Стены здания и легкие перекрытия нуждаются в легком бетоне (можно использовать шлакобетон).

Теплоизоляция требует особо легких (пено- и газобетон).

Виды бетонов

Виды бетонов и разделение на классы

Взяв за основу объемный вес, бетоны подразделяются на 5 видов:

  1. особо тяжелые, имеющие объемный вес (ОВ) свыше 2 700 кг/м3, заполнители используют тяжелые – стальные опилки (стальбетон) либо тяжелый шпат;
  2. тяжелые или обычные (с ОВ – 2 100–2 600 кг/м3) с заполнителями: кварцевым песком, щебнем либо гравием, обязательно из плотных пород;
  3. облегченные (ОВ – 1 800 кг/м3– 000 кг/м3 ) с заполнителем также облегченного типа, к примеру, кирпичным щебнем;
  4. легкие (с ОВ – от 1 000 кг/м3 до 1 800 кг/м3) с заполнителями более легкими (керамзит, туф, шлак, пемза);
  5. особо легкие (ОВ — от 400 кг/м3 до 1 000 кг/м3), зачастую к ним относят ячеистые бетоны (газобетон, пенобетон), не содержащие или содержащие совсем немного твердых заполнителей.

Самыми популярными считаются тяжелые бетоны. В качестве вяжущего вещества наиболее пригоден портландцемент (силикатцемент).

Первыми в использовании бетона, как уже известно, стали египтяне, за ними – римляне и греки. Пантеон и Колизей – яркое тому доказательство. Каменщик из Англии Джозеф Аспдин запатентовал в 1824 году странное серое вещество и дал ему название «портландцемент». Что-то похожее изобрел в Москве в первой четверти 20 века Е. Челиев. Вскоре Россия узнала о цементе Аспдина. Это произошло в 1847 году, с которого и взяла старт эра бетона. Вот так бывает!

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Строительство и ремонт
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector