Бетон особо тяжелый: какие это, марки и применение

Содержание

какие это, марки и применение

Особо тяжелыми называют бетоны, плотность которых превышает 2500 кг/м³. Их разновидность, для которой характерно высокое содержание химически связанной воды, называется «гидратной». Эти материалы, не применяемые в рядовом гражданском и промышленном строительстве, предназначены для строительства объектов, работа которых сопровождается радиационной опасностью.

Тяжелые гидратные бетоны обладают способностью задерживать рентгеновское излучение, а также другие виды излучения, сопровождающие радиоактивный распад. Это свойство обусловлено значительной плотностью и содержанием химически связанной воды, хорошо задерживающей ионизирующее излучение. Другие характеристики этих строительных материалов: прочность, стойкость в высоким температурам и внешним механическим воздействиям, небольшая усадка, низкое количество макропор.

Состав особо тяжелых бетонов

При производстве этих материалов используют заполнители, отличающиеся от заполнителей традиционного бетона высокой плотностью.

Если обычные заполнители имеют плотность примерно 2500 кг/м³, то компоненты, применяемые в особо тяжелых бетонных смесях, имеют плотность 4500-6500 кг/м³.

Они подвергаются многоступенчатому контролю на качество, поскольку от них во многом зависят защитные свойства конечного продукта.

Вяжущие в таких смесях – портландцемент, пуццолановый цемент, шлакопортландцемент, цемент глиноземистый и гипсоглиноземистый расширяющийся.

Основные виды заполнителей тяжелых бетонов

Сульфат бария (барит)

Это наиболее распространенный для данного материала компонент, получаемый из горной породы. Его плотность – 4500 кг/м³, максимальная прочность на сжатие – 50 МПа, водопоглощение – 1-2%. Плотность готового продукта, получаемого с использованием барита, составляет 3700 кг/м³, прочность, в зависимости от водоцементного соотношения, колеблется в пределах 24,6-43,0 МПа.

Магнитный железняк, или магнетит

Это железная руда со слабой кислотностью. Плотность компонента – 4500-5000 кг/м³, предел прочности на сжатие – 200 МПа, водопоглощение – 1-2%. Если магнетит в виде крупного или мелкого заполнителя добавляют в бетонную смесь, то удельный вес конечного продукта составит примерно 4000 кг/м³.

Гематитовая руда, содержащая красный железняк

Плотность ее составляет 4300 кг/м³, бетона – 3500 кг/м³. Водопоглощение гематита – 9-10%.

Лимонит (бурый железняк)

Этот заполнитель способен поглощать не только гамма-лучи, но и нейтроны. Лимонитовый компонент имеет плотность 3500 кг/м³, а продукт на его основе – 2800 кг/м³. По удельному весу лимонитовый материал сходен с традиционным тяжелым, но содержит больше химически связанной воды. Водопоглощение лимонита – 9-10%.

Чугунный скрап

Этот заполнитель используется в случаях, если плотность конечного продукта должна быть не менее 5000 кг/м³. Использование чугунного скрапа позволяет снизить толщину стен при сохранении их защитных характеристик от гамма-излучения. Сложность приготовления смеси заключается в большой плотности чугунного заполнителя, его быстром опускании на дно и неоднородности структуры. Есть еще один минус материала – превращение заполнителя из чугуна или стали в источник вторичной радиации. Баритовые заполнители в этом плане никакой опасности не представляют. Еще одна проблема – снижение прочностных характеристик стены из бетона с чугунным ломом под воздействием пучков нейтронов.

Особенности ценообразования тяжелых бетонов

В формировании стоимости традиционных бетонных смесей основную роль играет марка и процентное соотношение цемента.

В особо тяжелых бетонах востребованы спецзаполнители, цена на которые может значительно превышать стоимость вяжущего. К тому же, в них присутствуют добавки, повышающие эффективность защиты персонала опасных предприятий, оборудования и экологии от радиационного излучения, также влияющие на ценообразование. Это карбид бора, сернокислый кадмий, хлористый литий.

Высокая стоимость этих строительных материалов с уникальными свойствами – одна из причин их редкого использования.

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

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

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

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

Использование мелкодисперсного сульфата бария замедляет скорость затвердевания цементного состава.

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

Составные части для таких цементов смешиваются только на узкоспециализированных предприятия, самостоятельно их подготовить практически невозможно.

Особо тяжёлые бетоны заводского производства, подготавливаются с применением новых технологий. Человеческий фактор в данном случае исключается полностью. За счёт этого не только выдерживаются идеальные пропорции, но и компоненты вводятся в состав строго дозировано, по времени.

Ценообразование особо тяжелых бетонов

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

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

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

Состав особо тяжелых бетонов

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

Лимонит – природные минералы, поглощающие как гамма-излучение, так и не менее опасные нейтроны. Плотность его не превышает 3.5 т/м3. Внесение в состав цемента позволяет получить материал весом порядка 2.8 тонн из расчёта на 1 кубометр. Особенность лимонитового бетона – высокая концентрация связанной воды.
Гематитовые руды на основе красного железняка. Плотность этого материала составляет порядка 4.3 т/м3. Если воспользоваться этим заполнителем для изготовления бетона, его плотность составит порядка 3.5 т/м3.

Магнетит. Речь идёт о железной руде слабокислого типа, плотность которой варьируется от 4. 5 до 5 т/м3. Граничное значение прочности на сжатие – 200 МПа. Применение магнетитового щебня способствует повышению плотности бетона до 4 т/м3. Особо тяжелый бетон характеризуется высокими эксплуатационными и прочностными свойствами.

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

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

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

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

Область применения

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

специальный;
промышленный.

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

Бетон тяжелый?

Бетон тяжелый? Да, бетон — очень тяжелый строительный материал с высокой прочностью на сжатие. Средний мешок товарной бетонной смеси Quikrete весит 80 фунтов. Даже более легкие сумки Quikrete весят 40, 50 или 60 фунтов. И эти веса до того, как вы добавите воду. Ярд бетона весит колоссальные 4050 фунтов. Это более 2 тонн, что тяжелее среднего автомобиля. Бетон весит около 150 кг. за кубический фут. Это всего лишь площадь 1 фут на 3 фута при толщине 4 дюйма. Средний внутренний дворик размером 10 на 10 футов и толщиной 4 дюйма весит около 4500 фунтов. Поддон Quikrete содержит 42 мешка по 80 фунтов, которые весят 3360 фунтов. Это почти целый ярд бетона на одном поддоне.

Средний размер основания настила, построенного в соответствии с действующими строительными нормами, составляет 18 дюймов в диаметре и 36 дюймов в глубину. Это 720 фунтов. стоимость бетона. Средний столб забора высотой 4 дюйма на 6 футов устанавливается в отверстие диаметром 12 дюймов и глубиной около 3 футов. Это 400 фунтов. бетона на столб забора. Средний почтовый ящик с 4-дюймовым столбом на высоте 3 фута требует 200 фунтов. из бетона.

Бетонная стена подвала высотой 8 футов и толщиной 12 дюймов весит 1120 фунтов. за погонный фут. Для дома среднего размера 30 футов x 20 футов это 112 000 фунтов. стоимость бетона только для возведения стен подвала. Пол из бетонных плит толщиной 4 дюйма весит еще около 26 000 фунтов. И добавьте еще 20 000 фунтов. бетона для фундаментов размером 12 x 18 дюймов. Этот небольшой дом площадью 600 квадратных футов 30 футов x 20 футов с подвалом высотой 8 футов весит около 158 000 фунтов. бетон в подвале один. Не считая патио, лестниц, дорожек, тротуаров, подъездных путей и т. д. Так что да, бетон тяжелый.

Почему бетон такой тяжелый?

Бетон является таким тяжелым строительным материалом из-за составляющих его компонентов. Это действительно материал, который является суммой его частей. Обычная бетонная смесь изготавливается из

Песок, цемент и камень сами по себе являются тяжелыми материалами. При смешивании с водой цемент образует пасту, которая связывает ингредиенты вместе для создания бетона. Новая масса сохраняет вес всех своих ингредиентов вместе взятых. В результате бетон весит примерно 150 фунтов на кубический фут. Это очень тяжело по сравнению с другими строительными материалами того же размера.

Что тяжелее бетона?

Существует множество материалов тяжелее бетона. Давайте посмотрим на вес различных материалов на кубический фут, который представляет собой куб высотой 12 дюймов, шириной 12 дюймов и глубиной 12 дюймов.

Бетон весит 150 фунтов на кубический фут.
Свинец весит 708 фунтов на кубический фут.
Золото очень тяжелое — 1206 фунтов на кубический фут. На момент написания этой статьи это стоило более 25 000 000 долларов, если вам интересно.
Медь весит около 559 фунтов на кубический фут.
Серебро весит 665 фунтов на кубический фут.
Платина — очень тяжелый материал с плотностью 1230 фунтов на кубический фут.
Алюминий весит 169 фунтов на кубический фут, что забавно, потому что он считается легким металлом, но все же тяжелее бетона.
Сталь весит 489 фунтов на кубический фут.
Гранит лишь немного тяжелее бетона и весит 168 фунтов на кубический фут.
Алмазы весят около 200 фунтов на кубический фут.
Железо весит 491 фунт на квадратный фут.

Как видите, бетон — очень тяжелый материал, плотность которого составляет примерно 150 фунтов на квадратный фут. Но есть много вещей, которые тяжелее бетона.

Резюме: Бетон тяжелый?

Если у вас есть какие-либо вопросы или комментарии по поводу бетона, пишите в любое время.

Советы по транспортировке тяжелых камней, блоков или плит

перейти к содержанию

Если вы планируете самостоятельно перевозить тяжелые бетонные плиты или тяжелые камни, вам необходимо знать некоторые вещи. Будь то простой проект на заднем дворе или масштабная работа по благоустройству, перемещение тяжелых вещей — не шутка. Травмы спины серьезны и могут оставить вас без работы на несколько месяцев. Самый простой способ оставаться здоровым и счастливым? Сами ничего не носите. Вот как избежать тяжелой работы.

Приобретите тележку

Один из самых простых способов перетаскивания тяжелых предметов — использование тележки. Двухколесная тележка имеет такой низкий центр тяжести, когда она наклонена назад, что удерживает груз стабильным на протяжении всего движения. Кроме того, вам нужно только немного приподнять объект, чтобы поместить под него основание тележки, и после этого все очень просто. У многих тележек также есть ремни, чтобы еще больше зафиксировать груз. В зависимости от поверхности, по которой вы катитесь, лучше всего приобрести надувные колеса, поскольку они настолько универсальны. Также может быть хорошей идеей просто купить один, поскольку они очень удобны, но вы также можете легко взять его напрокат в ближайшем магазине.

Использование роликов или коньков

Многие люди творчески подходят к перемещению и используют систему роликов с трубами из ПВХ или металла, чтобы катиться по земле. Это может сработать очень хорошо, если вы расчистите правильный путь и у вас будет достаточно поверхности, чтобы перекатиться. Эта концепция на самом деле является основой для наших собственных универсальных коньков Hevi-Haul. Главное отличие в том, что наши катятся на осях и могут нести целое здание, а не только бетонную плиту. Несмотря на это, катать объект на коньках намного проще, чем на самодельной роликовой системе.

Прогулка по бетонной плите

Другой вариант — пройти тяжелый предмет по дорожке. Небольшое примечание: это может действительно разорвать землю, по которой вы идете, поскольку большая часть веса объекта вращается на земле. Вы начинаете с захвата одного конца и перетаскивания его вперед перед другим концом. Затем вы берете конец назад и перетаскиваете его вперед. Это включает в себя определенную степень подъема и физических усилий, поэтому всегда следите за тем, чтобы не давить и контролировать вес.

Перевернуть или перекатить тяжелый камень

Если вы находитесь на небольшом склоне, может быть довольно легко перевернуть или перекатить тяжелый камень или другой предмет.