Что такое бетон и из чего он состоит? |
07.09.2015 profipol_dp 1 809 просмотра
Содержание статьи:
Из каких материалов состоит бетон?Бетон (классический бетон) состоит из щебня, песка, цемента, воды и специальных добавок.
Щебень и песок образуют скелет-основу, а цемент, вода и добавки образуют цементный клей, который склеивает каждую частичку заполнителя между собой в прочный искуственный камень — бетон.
Основные составляющие для изготовления бетона:
- вяжущее вещество (цемент)
- заполнители (песок, щебень, керамзит и т.д.)
- вода
- добавки
Первые три составляющих обязательны (без них не обойтись), четвертая — желательна.
Теперь подробнее.
Вяжущее веществоСамым важным вяжущим веществом является портландцемент. Именно цемент используется при производстве строительных растворов и бетонов.
Это вещество полученное в результате помола и смешивания портландцементного клинкера, гипса и минеральных добавок (шлак, зола, пуццаланы и т.д.) в определенной пропорции.
Фракция цемента (размер его частичек) очень мелкая, практически как пыль.
Портландцементный клинкер получают путем обжига при температуре около 1450°С из смеси пород, содержащих карбонады (известняк, мергель, мел), глины и других минералов тщательно перемешанных в определенной пропорции.
Цемент — это гидравлическое минеральное вяжущее вещество, которое твердеет после смешивания с водой в результате протекания реакции гидратации.
Заполнители для бетонаДля использования в качестве заполнителя для бетона подходят материалы, которые не влияют на процессы твердения цемента и к поверхности которых цементный камень имеет максимальную адгезию.
Самыми основными и распространенными заполнителями для бетона являются щебень и песок.
Щебень и песок образуют гранулометрическую структуру, пустоты которой должны быть максимально заполнены склеивающим тестом из вяжущего вещества. Они занимают основную часть бетона как по весу (около 80%), так и по объему (70-75%).
От качества заполнителей зависит прочность и долговечность бетона, а оптимальное использование их размера только улучшает качество бетона.
Для получения высококачественного бетона песок и щебень очищают и разделяют по фракциям с помощью таких механических процессов, как дробление, просеивание и промывка.
Так же существуют такие виды бетонов, как керамзитобетон (вместо щебня используется более легкий заполнитель — керамзит), пенополистиролбетон (в качестве одного из заполнителей для облегчения и утепления используются шарики пенополистирола), пескобетон (в качестве заполнителей используется разнофракционный песок).
ВодаНе вся вода подходит для затворения бетона. Пригодность воды зависит от ее происхождения.
- питьевая вода — подходит для бетона, не требует испытаний
- грунтовые воды — могут использоваться для бетона, но необходима проверка
- техническая вода — может использоваться для бетона, но необходима проверка
- морская вода — может использоваться для неармированного бетона, но не подходит для железобетона
- сточные воды — не подходят для изготовления бетона
Добавки в бетон и цементные растворы — это жидкости или порошки, которые добавляются в бетонную смесь в процессе смешивания и воздействуют на ее свойства и свойства затвердевшего бетона на химическом и физическом уровнях.
Основные добавки:
- пластификатор (суперпластификатор) — основная его функция это снижение водопотребности бетона. Пластификатор позволяет снизить содержание воды бетонной/цементной смеси без изменения консистенции или повысить текучесть (удобоукладываемость) смеси без изменения содержания воды, или получить оба эффекта
- ускоритель схватывания — сокращает время начала схватывания цемента в бетоне, увеличивает начальную прочность бетона
- ускоритель твердения — увеличивает раннюю прочность бетона. Может как сокращать, так и не сокращать время начала схватывания цемента (зависит от свойств)
- замедлитель схватывания (твердения) — замедляет время начала схватывания цемента в бетоне и дольше сохраняет начальную консистенцию смеси
- воздухововлекающая добавка — в процессе замешивания бетона/раствора приводит к получению определенного количества мелких пор, заполненных воздухом, которые остаются в затвердевшем бетоне
- стабилизатор — снижает водоотделение (расслоение) бетонной смеси
- гидрофобная добавка — добавка, повышающая водонепроницаемость бетона
- антиморозная добавка — добавка, позволяющая работать с бетоном в зимний период (при отрицательных температурах)
Нередко производители добавок объединяют и комбинируют эти свойства в своих продуктах, поэтому на прилавках магазинов можно встретить пластификатор замедляющий твердение, пластификатор с воздухововлекающим свойством, пластификатор-ускоритель и т.д.
Если в бетон добавляется более одной добавки, то их совместимость должна быть проверена специальными испытаниями.
Пример состава бетона — пропорции и расход материаловЭто тоже интересно:
бетон,
Что такое бетон и из чего он сделан
Бетон в вопросах и ответах.
Что такое бетон и из чего он сделан?
Бетон представляет собой смесь из цемента, воды, наполнителей (гранит, гравий, песок). Часть смеси, состоящая из портландцемента и воды, при контакте с песком и гравием, вступает в химическую реакцию под названием гидратация. После укладки цементное тесто затвердевает и происходит образование плотного материала, который известен как бетон.
Каковы преимущества использования бетона?
Бетон является одним из самых универсальных строительных материалов, известных человеку. Он может быть использован для дорог, фундаментов, высотных небоскребов, мостов, тротуаров, автостоянок, жилых домов и для множества других применений. Свежий бетон можно формовать, причем формуется он в любую форму, позволяющую создавать декоративные, архитектурные элементы. Детали из бетона могут быть окрашены после или окрашены до заливки, что позволяет создавать даже мебель – например, красивые кухонные столешницы. Бетон является продуктом экономически эффективным, прочным, и сделан из доступных, в большом количестве, природных ресурсов, или из наполнителей вторичной переработки.
Может ли бетон быть впоследствии переработан?
В отличие от многих других строительных изделий, переработанные составляющие присутствуют с самого начала в работе с бетоном. Многие промышленные отходы и побочные продукты, такие как зола и шлак, которые могли бы засорять свалки, могут быть добавлены в бетонные смеси. Эти побочные продукты также уменьшают зависимость от количества доступного сырья. Когда длительный срок службы бетона закончен, он может быть переработан для различных целей.
Почему в бетоне образуются трещины?
Трещины, как правило, вызваны либо неправильной подготовкой земляного полотна под фундаментом на первичном этапе строительства, либо вода проникает под бетонное основание и подрывает земляное полотно. Чаще всего такие казусы случаются в частном малом строительстве.
Как долго бетон используют в качестве строительного материала?
Бетон используется в качестве строительного материала уже в течение тысяч лет. Парфенон и другие древние здания (еще стоит) в Греции были построены с использованием бетона. Опыт использования римлянами бетона был также обширен. Они строили дороги, используя примитивную бетонную смесь. Также с использованием бетонных смесей в строительстве, римляне соорудили систему водных каналов, в результате чего пресная вода стала доступна многим поселениям. В США дороги, построенные более 100 лет назад, по-прежнему в процессе эксплуатации.
Что происходит на бетонном заводе?
Цемент, заполнители (камень и песок) и вода, при необходимости химические добавки, смешивают и загружают в бетоносмеситель на бетонном производстве, транспортируют при постоянном перемешивании до строительных площадок.
Безопасно ли жить около бетонного завода?
Абсолютно безопасно! Производители бетона следуют строгим правилам, соблюдение которых гарантирует, что воздух, вода или другое загрязнение окружающей среды, не произойдет. В любом случае, в ходе добровольных или нормативных проверок можно убедиться, что деятельность заводов соответствует правилам, и не превышают действующие нормы.
Почему бетонный завод должен быть недалеко от места строительства?
Свежий бетон является продуктом скоропортящимся, имеющим относительно короткие сроки между тем, когда воду добавляют в смесь и поставку на рабочую площадку перед заливкой. Так как бетон один из наиболее широко используемых строительных продуктов, бетонные заводы должны быть расположены близко к работе стройплощадок.
Что делать, если случился разлив бетона?
В любом — жидком или затвердевшем состоянии, бетон может быть легко удален, если случайно произошел разлив смеси. Бетонная смесь быстро становится инертной, не растекается, не проникает в почву, поэтому нет необходимости в специальной обработке почвы. Однако следует позаботиться о том, чтобы свежий бетон не взаимодействовал с открытыми участками кожи, для защиты рекомендуется использовать перчатки и сапоги, которые исключат химические ожоги. Если возникает конкретный разлив, нет опасности для окружающей среды, которая может повлиять на воду или другие природные ресурсы.
Есть ли опасность для окружающей среды при производстве бетона?
Поскольку бетонная смесь изготавливается из натуральных продуктов, прежде всего, существует минимум, либо совсем отсутствуют вредные факторы для окружающей среды от сырья. Хранение, процесс производства регулируются законодательством и санитарными требованиями.
Бетон. что такое бетон. строительный словарь, слова на букву — б
Бето́н (от фр. béton) — строительный материал, искусственный каменный материал, получаемый в результате формования и затвердевания рационально подобранной и уплотненной смеси состоящей из вяжущего вещества (цемент или др.), крупных и мелких заполнителей, воды. В ряде случаев может содержать специальные добавки, а также отсутствовать вода (например в асфальтобетоне).
Изготовление
Бетон
Виды бетона
Согласно п.1 ГОСТ 25192-82, классификация бетонов производится по основному назначению, виду вяжущего, виду заполнителей, структуре и условиям твердения.
Дополнительно к классификации ГОСТ 25192-82 используется классификация:
- • По объёмной массе бетоны подразделяют на
o особо тяжёлый (плотность свыше 2500 кг/м³) — баритовый, магнетитовый, лимонитовый
o тяжёлый (плотность от 1800 до 2500 кг/м³) — гравийный, щебёночный (базальтовый, известняковый, гранитный)
o легкий (плотность от 500 до 1800 кг/м³) — керамзитобетон, пенобетон, газобетон, арболит, вермикулитовый, перлитовый
o особо лёгкий (плотность менее 500 кг/м³) - • По содержанию вяжущего вещества и заполнителей различают бетоны
o тощие (с пониженным содержанием вяжущего вещества и повышенным содержанием крупного заполнителя),
o жирные (с повышенным содержанием вяжущего вещества и пониженным содержанием крупного заполнителя),
o товарные (c соотношением заполнителей и вяжущего вещества по стандартной рецептуре).
Эксплуатационные свойства
Прочность на сжатие
Основной показатель, которым характеризуется бетон — прочность на сжатие, по которому устанавливается класс бетона. Согласно СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции», класс обозначается латинской буквой «B» и цифрами, показывающими выдерживаемое давление в мегапаскалях (МПа). Например, обозначение В25 означает, что бетон данного класса в 95 % случаев выдерживает давление 25 МПа (СНиП 2.03.01-84*). Но для расчёта показателя прочности необходимо учитывать коэффициенты, например для класса В25 нормативная прочность на сжатие, применяемая в расчетах — 18,5 МПа (табл. 12 СНиП 2.03.01-84*). Возраст бетона, отвечающий его классу по прочности на сжатие и осевое растяжение, назначается при проектировании исходя из возможных реальных сроков загрузки конструкции проектными нагрузками, способа возведения, условий твердения бетона. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливается в возрасте 28 суток (СНиП 2.03.01-84*).
Источник данной статьи: www.ru.wikipedia.org.Бетон — что это такое
Ни одно строительство не обходится без качественного бетона. В настоящее время бетон и железобетон являются основными строительными материалами. В нашей стране производят десятки миллионов тонн железобетона и бетона, ни один дом построенный в последние 60 лет не обходится без железобетонных изделий. Поэтому тема производства бетона и железобетона является на сегодняшний день очень важной. Важно не только знать технологию производства, но уметь уменьшить затраты.
СВОЙСТВА БЕТОНА
Самым важным свойством бетона является его прочность, т. е. способность сопротивляться внешним силам не разрушаясь. Как и природный камень, бетон лучше всего сопротивляется сжатию, поэтому за критерий прочности бетона строители приняли предел прочности бетона при сжатии. Чтобы определить прочность бетона, из него изготовляют Эталонный кубик с ребром 200 мм, если разрушился при нагрузке 80 тонн, то предел прочности при сжатии будет равен 20 МПа.
В зависимости от прочности на сжатие бетон делится на марки. Марку бетона строители определяют по пределу прочности эталонного кубика с ребром 200 мм. Так, в России в строительстве применяют следующие марки бетона: «600», «500» , «400», «300», «250», «150», «100» и ниже. Выбор марки зависит от тех условий, в которых будет работать бетон.
Прочность бетона зависит от прочности каменного заполнителя (щебня, гравия) и от качества растворенного в воде цемента: бетон будет тем прочнее, чем прочнее каменные заполнители и чем лучше они будут скреплены цементным клеем. Прочность природных камней не изменяется со временем, а вот прочность бетона со временем растет.
Другим важным свойством бетона является плотность – отношение массы материала к его объему. Плотность бетона всегда меньше 100%.
Плотность сильно влияет на качество бетона, в том числе и на его прочность: чем выше плотность бетона, тем он прочнее. Поры в бетоне, как правило, появляются при его изготовлении: в результате испарения излишней воды, не вступившей в химическую реакцию с цементом при его твердении, при недостатке цемента.
С плотностью связано и обратное свойство бетона – пористость – отношение объема пор к общему объему материала. Пористость как бы дополняет плотность бетона до 100%. Как бы ни был плотен бетон, в нем всегда есть поры!
Водостойкость – свойство бетона противостоять действию воды не разрушаясь. Чтобы определить водостойкость бетона, изготовляют два образца: один в сухом виде раздавливают на прессе и определяют его нормальную прочность. Другой образец предварительно погружают в воду, а после насыщения водой также разрушают на прессе. Из-за ослабления связей между частицами прочность образца уменьшается. Отношение прочности насыщенного водой образца к прочности образца в сухом виде коэффициентом размягчения материала. Для бетона он больше 0,8. Поэтому бетон является водостойким и может применяться для сооружения конструкций, подвергающихся действию воды – плотин, пирсов, молов.
Теплопроводность характеризует способность бетона передавать через свою толщину тепловой поток, возникающий из-за разности температур на поверхностях бетона. Теплопроводность бетона почти в 50 раз меньше, чем у стали, но зато выше, чем у строительного кирпича.
Сравнительно невысокая теплопроводность обеспечивает бетону высокую огнестойкость – способность материала выдерживать действие высоких температур. Бетон может выдержать в течение длительного времени температуру выше 1000° С. При этом он не разрушается и не трескается.
Все знают, что если в поры камней проникает вода, то, замерзая, она расширяется и тем самым разрушает даже самые крепкие горные породы. Бетон же при насыщении водой может выдерживать многократное замораживание и оттаивание. При этом он не разрушается и почти не снижает своей прочности. Это свойство называется морозостойкостью.
А вот еще одно свойство бетона – объемная масса. У бетона объемная масса может быть равной. Она зависит от заполнителей, которые используются в бетоне. По этому признаку бетоны делятся на три вида: тяжелый, легкий и особо легкий. Эта классификация зависит от массы заполнителя, применяемого при изготовлении бетона. Так, например, бетон на естественных заполнителях из гранита, известняка, доломита имеет объемную массу 2200 – 2400 кг/м?, а прочность его достигает 60 МПа (или 600 кгс/см?). Такой бетон называют тяжелым бетоном. А вот бетон на щебне из легких каменных пород (пемза или туф) имеет меньшую объемную массу – обычно 1600 – 1800 кг/м? и называется легким бетоном. Если бетон изготовить на искусственных легких пористых заполнителях из обожженных до спекания глиняных материалов, как, например, керамзит, аглопорит, шлаковая пемза, зольный гравий и т. п., то можно получить целую гамму легких бетонов разной объемной массы – до 1800 кг/м?. Их прочность колеблется от 7,5 до 40 МПа (75 до 400 кгс/см).
Применение в сооружении тяжелого или легкого бетона определяется типом конструкции и условиями ее эксплуатации.
По назначению бетоны подразделяются на бетон обычный – для изготовления колонн, балок, плит и т. п. конструкций; бетон гидротехнический – для плотин, шлюзов, облицовки каналов; бетон для подземных сооружений – для изготовления труб колодцев, резервуаров; бетон для дорожных покрытий; бетоны специального назначения на специальных видах цемента – кислотоупорный, жаростойкий и т. п.
Что такое бетон и как за ним нужно ухаживать
Бетон – эффективный связующий строительный материал, но чтобы поддержать заявленные свойства, необходимо создать все условия для постепенного его просыхания и образования прочности в структуре. Некоторые строительные процессы нельзя ускорить, ведь в случае с бетонной смесью теплый ветер и сухая погода могут отрицательно повлиять на химические процессы, и бетон не наберет нужной прочности.
Химическая реакция цемента и воды при получении бетонной массы проходит длительный период, завершаясь через несколько месяцев. Для лучшей реакции погода должна быть сырой (до 90% влажности в воздухе) и теплой – от +18 до 22С. При жарком солнце кладку кирпича или бетонный фундамент лучше прикрыть, чтобы ограничить выход влаги и замедлить твердение строительных материалов.
Время просушки бетона зависит от многих факторов, в том числе от состава бетона и температуры окружающей среды. В современные бетонные смеси для ускорения этого процесса добавляют различные примеси. Это позволяет конструкции приобретать необходимую прочность в меньшие сроки.
В любом случае, быстрое просыхание бетона ведет к утере важных свойств строительного материала, поэтому на всех стройплощадках предусмотрено увлажнение свежих бетонных сооружений и поддержание необходимой сырости внутри.
При сильном ветре летом с бетонной поверхности может испариться значительное количество воды, что испортит всю работу. В таких случаях с первых дней на гидратацию объектов уходит огромное количество воды. Пористость от быстрого высыхания влияет не только на быстрое разрушение строений из бетона, но и морозостойкость, а также способность защитить от коррозии внутренние металлические конструкции.
При оптимальной погоде важно сохранить сырыми бетонные постройки в течение 7-12 дней, а при высоких плюсовых температурах нужно поддерживать высокую влажность до 28 дней.
Как правильно проводить увлажнение бетона
При увлажнении бетонных построек следует избегать образования луж на поверхности кладки. При помощи специальных шлангов или капельным поливом нужно равномерно распределить влагу и тем самым контролировать внутренние реакции сцепления. Такие процедуры проводятся от одного до пяти раз в день, в зависимости от температуры воздуха и сопутствующих факторов. Каждый случай индивидуален, но увлекаться поливом тоже не стоит, лишняя вода может разрушить свежий слой цемента.
Не стоит также преждевременно снимать опалубку. Внутри этой конструкции может сохраниться влага, которая поможет закончить начатые химические реакции внутри бетона.
Особенности летнего строительства
Бетонирование в летнее время наиболее благоприятно. Но теплая погода двояко влияет на результат строительства, ведь горячий ветер ускоряет все процессы, не давая в полной мере пройти внутренней химической реакции цемента и воды, и может так же, как и холод, спровоцировать появление трещин.
Особенности зимней стройки
Зимнее строительство подвержено особому риску, ведь здесь не на пользу играет низкая температура, при которой химические реакции в бетонной смеси могут попросту не начаться. Чтобы не допустить таких последствий, в смесь добавляется специальный цемент, способный затвердеть даже при низких температурах.
Важно в холодную погоду в раствор добавлять меньше воды и использовать при возможности подогретую жидкость.
Для чего используются пленкообразующие составы и как ими пользоваться
Как правило, пленкообразующие составы используются для ухода за свежеуложенным бетоном, а также могут использоваться для ухода за цементно-бетонными дорогами взлетной полосы, монолитными строениями и применяться от обезвоживания новых бетонных конструкций. Специальный состав имеет густую структуру, легко ложится на поверхность и хорошо задерживает влагу внутри обработанных строений. При помощи такого состава конструкция охраняется от неблагоприятной погоды и перепадов температур. Обработка пленкообразующим составом увеличит сроки эксплуатации строений и сохранит их внешний вид.
Что такое бетон — особенности строительного материала, как он готовится, существующие марки бетона и другая информация
Бетон – один из наиболее распространенных строительных материалов, который представляет собой «искусственный камень», то есть субстанцию, способную принимать любые формы, и обретать прочность, сопоставимую с камнем. Именно наличие пластичной фазы с последующим отвердеванием является основным признаком бетонной смеси. Обязательным является наличие вяжущего вещества: это далеко не всегда портландцемент, но в любом случае должен присутствовать агент, способный вызывать кристаллизацию вещества и образование твердой субстанции.
Смотрите также — определение и описание бетона в Википедии.
Виды бетона по ГОСТ 25192-2012 и ГОСТ 7473-2010
Существует достаточно много разновидностей бетона, поэтому в нормативной документации есть целый ряд критериев, по которым классифицируется бетон. Среди основных критериев выделяют:
- По вяжущему веществу. Как мы отметили в начале, бетон делает бетоном наличие вяжущего агента, но самих агентов существует достаточно много. Чаще всего это портландцемент, однако встречается силикат, гипс, асфальт, различные полимеры и прочие материалы.
- По назначению: обычные либо специальные. Обычные бетоны применяются в общестроительных работах для возведения промышленных, коммерческих и жилых зданий (для заливки фундаментов, монолитных конструкций и т.п.). Специальные обладают особыми свойствами: например, применяют специализированные дорожные, теплоизоляционные, звукопоглощающие и прочие виды смесей. Существуют также смеси крайне узкого применения, к примеру, устойчивые к ядерным излучениям бетоны, которые преимущественно используют при строительстве атомных электростанций.
- По заполнителю выделяют смеси, приготовленные с плотными, пористыми либо специальными заполняющими агентами. От данного фактора зависит сфера применения и механические свойства.
- По структуре получаемого вещества: выделяют плотные, пористые и ячеистые бетоны. При этом размеры пор и ячеек в соответствующих составах могут быть разными, потому выделяют крупнопористые и мелкопористые составы.
- По условиям отвердевания выделяют смеси, способные набирать прочность в естественных условиях, при определенной температуре и влажности, а также рассчитанные для автоклавного отвердевания. Чаще всего на практике применяют составы для естественного твердения при атмосферном давлении, а вторые два вида используют на заводах ЖБИ для быстрого получения готовых изделий.
Кроме упомянутых критериев классификации также выделяют еще два дополнительных параметра:
- Объемная масса. В зависимости от плотности бетон может быть отнесен к легким, облегченным либо тяжелым смесям. В частности, при плотности свыше 2500 кг/м3 материал считается особо тяжелым (пример – магнетитовый или лимонитовый бетон). При плотности от 500 до 1800 кг/м3 бетон считается легким (примеры – пенобетон, газобетон, арболит и др). Стандартной же плотностью считается 1800 – 2200 кг/м3.
- Соотношение вяжущего агента и наполнителя. Выделяют тощие (низкая доля вяжущего и значительная доля наполнителя), жирные (высокий процент вяжущего и пониженная доля наполнителя), а также товарные (с соблюдением стандартных рецептур) бетоны.
В зависимости от сферы применения, технических условий и поставленных задач выбираются смеси соответствующего типа. За счет широкого выбора разновидностей бетон является крайне универсальным решением и находит самое широкое применение в строительстве.
Возникли вопросы по выбору вида бетона? Звоните! Опытные менеджеры компании Дельта Бетон обязательно ответят на ваши вопросы: +7 951 676-76-72
Выбрать и купить бетон вы можете на нашем сайте, по телефону или связавшись с нами по электронной почте Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
ХиМиК.ru — БЕТОН — Химическая энциклопедия
БЕТОН (франц. beton, от лат. bitumen — горная смола), искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердевания уплотненной смеси вяжущего материала, воды и инертных заполнителей. Вяжущим в бетоне чаще всего является цемент, содержание к-рого составляет 10-15% от массы бетона. Используют также гипс, шлаковые и известково-песчаные вяжущие, р-римое стекло, цементы с добавлением полимерных материалов или битумно-дегтевых вяжущих. Вводят также добавки пластификаторов, пенообразователей, ускорителей или замедлителей схватывания и т.д. Бетоны классифицируют чаще всего по плотности (см. табл.).
КЛАССИФИКАЦИЯ БЕТОНОВ (вяжущее-портландцемент)
|
Вид бетона |
Плотность, кг/м3 |
Инертный заполнитель |
|
Особо тяжелый . . |
2500 |
|
|
Тяжелый
|
1800-2500 |
Кварцевый песок, щебень, гравий |
|
Легкий ….. |
500-1800 |
Шлак, керамзит, пемза, туф |
|
Особо легкий . . |
менее 500 |
* Кислая водосодержащая вулканич. порода; состоит из сцементированных между собой шариков.
Состав бетонной смеси подбирают в зависимости от требуемых св-в изделий. Свежеприготовленная смесь должна иметь достаточную подвижность. Ее гомогенизируют в бетономешалках, укладывают и уплотняют механизированным способом (вибрация). Прочность бетонов возрастает особенно быстро в течение первых 7-14 сут. Марка бетона выражает прочность на сжатие (в кгс/см2; 1 кгс/см2 = = 0,1 МПа) стандартных кубич. образцов с ребром 15см, к-рые подвергаются испытанию через 28 сут после твердения при 15-20°С при возведении пром. и гражданских сооружений и через 180 сут-при возведении гидротехн. сооружений. Твердение бетона ускоряется при повышенной т-ре, поэтому при изготовлении изделий из бетона и железобетона часто применяют обработку паром при обычном давлении или в автоклаве. В СССР для тяжелого бетона установлены след. марки бетона (М): 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600 и выше (через 100). При определении расхода цемента на 1 м3 бетона учитываются требования, предъявляемые к прочности, плотности бетона и пластичности бетонной смеси.
В зависимости от назначения бетон подразделяют на общестроительный (к нему относятся тяжелый и легкий бетон) и специальный — гидротехн., дорожный, химически стойкий, жаростойкий, декоративный. Дорожный бетон отличается повыш. прочностью, морозо- и износостойкостью. Химически стойкий бетон содержит разл. вяжущие и заполнители в зависимости от агрессивности среды. В кач-ве заполнителей для жаростойкого бетона используют огнеупорные материалы — шамот, динас, корунд. Декоративный бетон содержит большое кол-во заполнителя (гранитная или мраморная крошка и др.), вяжущее в нем — портландцемент с пигментами. Для создания высокопрочных бетонах применяют суперпластификаторы, к-рые изменяют реологич. св-ва цемента, регулируют физ.-хим. процессы гидратации и твердения цементного теста, модифицируют структуру затвердевшего бетона. Наиб. использование находят суперпластификаторы на основе нафталинсульфокислот, меламиновой смолы и модифицированных лигносульфонатов. Обычно их вводят в бетонную смесь в кол-ве 0,2-1% от массы цемента.
В зависимости от размера заполнителя различают крупно- и мелкозернистый бетон. Первый содержит щебень или гравий с частицами размером 10-150 мм, второй — кварцевый песок или мелкий щебень с крупностью зерен 0,15-10 мм.
===
Исп. литература для статьи «БЕТОН»: Миронове А., Мал и ни на Л. А., Ускорение твердения бетона,
2 изд., М., 1964; Шестоперов С. В., Технология бетона, М., 1977; Баженов
Ю.М., Бетонополимеры, М., 1983; Баженов Ю. М., Комар А. Г., Технология
бетонных и железобетонных изделий, М., 1984. П.Ф.Румянцев.
Что такое бетон
Бетон легко и быстро готовится и изготавливается любых форм и структурных систем. Его большая простота заключается в том, что его составляющие распространены повсеместно и легко доступны практически в любой точке мира. Благодаря своей повсеместности, функциональности и гибкости он стал самым популярным и широко используемым строительным материалом в мире.
Материал бетон часто путают с материалом цемента.Цемент — один из многих компонентов бетона, часть клея, который скрепляет другие материалы. Бетон изготавливается путем смешивания цемента, дополнительных вяжущих материалов, воды, мелкого заполнителя (песок / мелочь щебня), крупного заполнителя (гравия или щебня) с добавками, армированием, волокнами или пигментами или без них.
Состав ингредиентов подобран и спроектирован таким образом, чтобы производить бетон с определенной прочностью и долговечностью, поэтому он «соответствует назначению» для той работы, для которой он предназначен.Он может быть произведен в виде сборных железобетонных изделий или товарного бетона, который доставляется в привычном вращающемся автобетоносмесителе.
В Великобритании есть буквально тысячи участков, где можно получить бетон. Одним из основных преимуществ бетона с точки зрения устойчивости является то, что он почти полностью поступает из Великобритании, при этом среднее расстояние доставки для всего бетона составляет 46 км.
используются для улучшения характеристик свежего и затвердевшего бетона, и в обоих случаях есть потенциальные преимущества для устойчивости.Требуемое количество добавок невелико по сравнению с количеством бетона, увеличенного за счет их использования.
Заполнители — это инертные гранулированные материалы, такие как песок, гравий или щебень, которые используются в строительстве как самостоятельный продукт, а также как важный ингредиент в бетоне.
Бетон имеет ряд эксплуатационных характеристик, которые могут улучшить показатели устойчивости здания или сооружения.
Существует два основных типа бетонных блоков: заполнители и газобетонные блоки.С экологической точки зрения, они производятся на месте и могут содержать большое количество вторичного сырья, что дает им низкий уровень содержания CO2.
«Цемент» обычно относится к порошковому компоненту бетона, который при смешивании с водой становится клеем или связующим веществом, которое позволяет бетону схватываться, затвердевать и укрепляться. Эти материалы включают портландцемент, летучую золу, измельченный гранулированный доменный шлак (GGBS), мелкий известняк и микрокремнезем.
Узнайте, как бетон развивается и внедряются инновации, чтобы создать экологичную среду обитания сейчас и для будущих поколений.
Раствор — это материал, используемый в кладке для заполнения зазоров между кирпичами и блоками. Строительный раствор представляет собой смесь песка, связующего, такого как цемент или известь, и воды, который наносится в виде пасты, которая затем затвердевает.
Сборный бетон относится к любым бетонным изделиям, изготовленным в заводских условиях и затем доставленным на площадку. Сюда входят бетонные блоки, сборные железобетонные элементы для зданий и инфраструктуры, а также целые строительные системы.
Под товарной смесью понимается бетон, который дозируется для доставки с центрального завода, а не смешивается на стройплощадке.Каждая партия товарного бетона изготавливается индивидуально с учетом специфики подрядчика.
Арматура (арматурный стержень) — важный компонент железобетона. Сталь, используемая для производства железобетона в Великобритании, состоит на 100% из переработанного лома. По окончании срока службы вся арматурная сталь может быть восстановлена, переработана и использована снова.
Вода — конечный ресурс. Бетонный сектор Великобритании хорошо осведомлен о важности воды, особенно если рассматривать ее наряду с вероятными последствиями глобального потепления и изменения климата.
Публикация
Двенадцатый отчет об устойчивом развитии бетонной промышленности
Дополнительная информация
Чтобы узнать больше о бетонных изделиях, воспользуйтесь следующими ссылками:
Это везде, но что такое бетон?
Бетон практически окружает нас, но многие ли из нас действительно знают, что это такое? Почти в каждом строительном проекте на планете в какой-то момент используется бетон: опоры и фундаменты для домов, офисных зданий и проектов шоссе, а также тротуары, архитектурные элементы, плотины и небоскребы.Бетон, вероятно, использовался для строительства мостов, бассейнов и автомагистралей. Он универсален, относительно недорог и долговечен в суровых условиях.
Бетон — это фундамент зданий, улиц и городов человечества, восходящий к римским временам. Тем не менее, средний рабочий, не являющийся строителем, не сможет рассказать вам об этом, не взглянув на клавиатуру своего компьютера. Итак, чтобы разгадать тайну современного бетона, мы должны взглянуть на его историю и происхождение.
Прежде всего, термин бетон не определяет конкретный материал, а скорее их смесь. Цемент и щебень или гравий смешиваются с водой для образования бетона . В основном это смесь пасты и твердого камня. Магия, лежащая в основе великой истории бетона и его огромного разнообразия применений, проистекает из его множества применений; бетон, а также цемент (представьте, что это своего рода клей), можно придавать форму и формовать во влажном состоянии, но после высыхания он невероятно твердый, прочный и долговечный.
История бетонаСчитается, что бетон в качестве строительного материала использовался еще в 6500 г. до н.э., начиная с территории, которая сейчас известна как Сирия и Иордания. Большинство ученых определили, что древние сооружения, многие из которых сохранились до сих пор, построены из бетона той или иной формы. Процесс смешивания песка, гравия, известняка и воды для изготовления строительных материалов использовался в той или иной форме во всем древнем мире на протяжении тысяч лет.Вавилоняне и ассирийцы использовали глину в качестве раствора или «клея», чтобы удерживать смеси камней, гравия и песка на месте. Но только с возвышением Римской империи бетон смог, так сказать, «устоять». Открытие древней формы цемента — это первое, что изменило природу того, что мы сейчас называем бетоном.
Метаморфоза податливой субстанции в субстанцию, на которой могла бы быть построена цивилизация, впервые очаровала римлян в начале 1-го и -го века.Парфенон и Колизей были построены из римского бетона и частично сохранились до наших дней. Но римские инженеры не просто улучшили древнюю смесь, иногда называемую «жидким камнем», — они создали то, что стало самым широко используемым искусственным строительным материалом в современном мире.
Римляне нашли волшебство в вулкане Кампи Флегрей, недалеко от города Поццуоли, Италия. В частности, магическая вулканическая пыль , которая превращалась в камень при соприкосновении с водой.Эта «волшебная» пыль была известна как «пуццолана» и была строительным чудом для римского мира.
Как оказалось, Пуццолана — итальянский вулканический пепел — представляет собой идеальную смесь оксидов кремния и извести, которая при смешивании с водой является основой для того, что мы теперь называем цементом. Было высказано предположение, что древнеримские инженеры наблюдали затвердевание вулканических материалов, когда они попадали в море, и задавались вопросом, можно ли воссоздать этот процесс в процессе строительства. В результате родился бетон и строительный бум в Риме.
Несущая способность и чистая прочность бетона сделали его материалом выбора для многих древних строителей, которые использовали его для строительства бань, пирсов и гаваней для римлян. Однако, когда Римская империя пала в 5 веке нашей эры, знания о бетоне упали вместе с ней. Производство бетона было потеряно для истории более чем на тысячу лет — не использовалось и не использовалось до 19 — века. Англичанин по имени Джозеф Аспдин заново открыл бетон и запатентовал его как портлендский цемент в 1824 году.Запатентованный г-ном Аспдином цемент до сих пор составляет большую часть того, что мы называем цементным раствором, строительным раствором и штукатуркой в современных зданиях.
Как производится бетонИзготовление бетона ничем не отличается от одного из любимых занятий детей: лепить что-нибудь из грязи с помощью форм, а затем оставлять сушиться на солнце. Конечно, ни один небоскреб невозможно сделать из грязи, так что это должно быть что-то еще.
По сути, бетон получают путем смешивания двух основных компонентов: заполнителя и пасты .В составе современного бетона есть различные материалы, которые используются в промышленности в качестве заполнителей. К ним относятся песок, гравий или щебень. Размер частиц заполнителя может иметь большое значение в зависимости от типа конструкции. Мелким заполнителем считается все, что имеет размер частиц менее 0,2 дюйма (5 миллиметров), в то время как крупный заполнитель может достигать 1,5 дюйма (38 миллиметров).
Паста в большинстве случаев представляет собой цемент — смесь известняка, глины, гипса и различных других минералов или химикатов.
Заполнители и пасту необходимо смешивать в правильной пропорции, если мы хотим получить прочный и долговечный бетон. Если не нанести достаточно пасты, в бетоне будет слишком много пустот между заполнителями (пористый бетон и шероховатая поверхность). Излишки цемента всегда будут давать красивую гладкую поверхность, но это может привести к более легким трещинам и стать дорогостоящим.
После того, как материал будет правильно дозирован, добавляется необходимое количество воды. Водоцементное соотношение — это вес воды для затворения, деленный на вес цемента.Инициируется химический процесс, называемый гидратацией. Во время этой реакции каждая частица цемента образует узел, который растет, соединяясь с другими частицами цемента или прилипая к соседним агрегатам.
При высыхании полученная смесь образует твердую камнеобразную массу. Лучший бетон имеет низкое водоцементное соотношение. Инженеры играют с этим соотношением до тех пор, пока не достигнут оптимального соотношения между качеством и удобоукладываемостью свежего бетона.
Обычно в промышленности используется смесь, которая выглядит следующим образом: цемент (от 10 до 15 процентов), заполнитель (от 60 до 75 процентов) и вода (от 15 до 20 процентов).Воздух является неотъемлемым компонентом бетона и составляет от 5 до 8 процентов.
Новое открытие бетонаОсновными ингредиентами портландцемента — буквального строительного раствора современного мира — являются силикаты кальция, образующиеся при смешивании известняка и глины и нагревании до температуры более 1000 градусов по Фаренгейту. По химическому составу это примерно та же формула, которая использовалась для создания «Пуццолана» внутри вулкана Кампи Флегрей несколько веков назад.
Уловка заключается в том, чтобы помнить, что цемент — это не то же самое, что бетон.За многие годы, прошедшие с 1824 года, строительная промышленность изменила, улучшила и расширила формулу изготовления бетона с помощью множества добавок и технологий, но цемент по-прежнему остается клеем, который скрепляет все вместе.
Сегодняшний бетон, в котором цемент является одним из основных компонентов, способен выдерживать огромные веса без крошения. Он имеет прочность на сжатие . Однако бетон ограничен, когда речь идет о прочности на разрыв , — способности изгибаться.Бетон ломается при изгибе. Это большая проблема при строительстве мостов, плотин или опорных колонн, которые должны постоянно адаптироваться к погодным условиям и износу.
Прочность бетона на растяжение была повышена со времен Римской империи за счет добавок в химическую смесь. В 1849 году, всего через двадцать пять лет после патентования портландцемента, парижский горшечник Жозеф Монье изобрел железобетон. Монье получил патент на свой метод добавления стальных стержней или сетки в бетон до того, как он затвердеет, что привело к еще одной инновации в современных строительных технологиях и улучшило прочность бетона на растяжение.Железобетон все еще широко используется сегодня во множестве проектов, от небоскребов, плотин, военных мемориалов, мостов и автомагистралей.
Будущее бетонаТрадиционный бетон может поглощать всего 300 миллиметров воды в час. Напротив, Topmix может безопасно отводить 36 000 миллиметров воды в час.
Теперь, когда вы знаете, что такое бетон, вы также должны знать, что он находится в процессе становления. Многие новые формы древней смеси разрабатываются и все чаще используются в строительстве.Одним из самых интересных улучшений в бетоне за последние годы является разработка проницаемого бетона.
Также известный как пористое покрытие, проницаемый бетон обладает свойствами, противоположными традиционному бетону, поскольку его частицы настолько большие, что позволяют воде проникать сквозь них. Вместо того, чтобы отталкивать воду и вызывать наводнения в городах после дождя, как это делает непроницаемый бетон, проницаемый бетон обеспечивает естественный сток и поглощение воды почвой. Вместе с перспективой создания беспилотных автомобилей, в ближайшем будущем проницаемый бетон может существенно изменить условия движения.Также обязательно стоит посмотреть на самовосстанавливающийся бетон.
Однако, как бы вы это ни называли, мир в том виде, в каком мы его знаем, не существовал бы без открытия и использования бетона. Это в наших зданиях, в наших городах и на наших шоссе. Это самая основа нашей цивилизации, и она содержится практически во всем, на что мы смотрим, живем, работаем и движемся.
Что такое бетон? — Базовое гражданское строительство
Бетон — широко используемый строительный материал, который представляет собой смесь цемента, заполнителей, воды и примесей.Бетон — самый лучший выбор для гражданского строительства, поскольку это более традиционный материал, доступный и дешевый, в то же время он обладает некоторыми хорошими свойствами, такими как превосходная долговечность, пластичность, может производиться с использованием промышленных побочных продуктов и потребляет меньше энергии. Несмотря на то, что в современном мире легких материалов бетон является единственным строительным материалом, который используется для строительства фундаментов, анкерных балок, плит грунта и других подземных и морских построек.
Бетон — это химическая реакция, протекающая между всеми его компонентами и обеспечивающая необходимую прочность конструкции. Упрочнение, затвердевание и затвердевание — это три основных физических аспекта схватывания и твердения бетона из его свежего состояния.
Свойства бетона- Прочность
- Технологичность
- Прочность
Требования к свойствам бетона варьируются в зависимости от типов конструктивных элементов, геометрических характеристик конструкции, времени укладки бетона и количества квалифицированных рабочих.Таким образом, в зависимости от ситуации и типа конструкции бетон можно разделить на несколько следующих категорий. Каждый из этих типов имеет внутри себя разные свойства в отношении прочности, удобоукладываемости, пористости, времени схватывания и т. Д.
- Обычный бетон
- Бетон высокопрочный
- Бетон с высокими эксплуатационными характеристиками
- Самоуплотняющийся бетон
- Пропускающий бетон
- Легкий бетон
- Аквабетон
Процесс выбора правильной марки бетона важен для получения экономичного и долговечного материала.Таким образом, марка бетона играет здесь большую роль. Как правило, смеси готовятся на основе требований к прочности, удобоукладываемости и долговечности согласно проектным спецификациям. Марка обычно обозначается как M30, что означает, что прочность на сжатие бетона M30 составляет 30 МПа. Марка бетона, скорее всего, зависит от пропорции смеси компонентов, отличных от качества изготовления на стройплощадке. Каждый компонент бетона играет важную роль в его функции.
Пропорции этой смеси для каждой марки обычного бетона следующие с обозначением цемента: мелкие заполнители: крупные заполнители,
| Марка бетона | Пропорции смеси |
| 10 | 1: 3: 6 |
| 15 | 1: 2: 4 |
| 20 | 1: 1.5: 3 |
| 25 | 1: 1: 2 |
Замешивание бетона может выполняться вручную для небольших проектов, а готовый бетонный раствор используется в крупных проектах, где требуются тонны бетона.
Испытания на бетоне- Тест на оседание
- Кубический тест
- Контроль температуры
Комментарии
комментария
Что такое бетон? — Практическая инженерия
Бетон является такой же частью городского пейзажа, как деревья для леса. Он настолько повсеместен, что мы редко даже придаем ему какое-либо значение. Но под этой тускло-серой внешностью скрывается мир сложности.
Бетон — один из самых универсальных и широко используемых строительных материалов на земле. Он прочный, долговечный, не требующий особого ухода, огнестойкий, простой в использовании и может быть изготовлен для любого размера и формы — от неизмеримо массивного до скромной ступеньки. Однако без этого ни одно из этих преимуществ не имело бы значения: это дешево. По сравнению с другими материалами бетон — выгодная сделка. И легко понять почему, если мы посмотрим, из чего он сделан. Бетон состоит из четырех основных ингредиентов: воды, песка (также называемого мелким заполнителем), гравия (также известного как крупный заполнитель) и цемента.Рецепт, который нельзя назвать образцом изысканности. Один ингредиент падает с неба, а остальные, по сути, вылетают прямо из земли. Но из этих скромных начинаний по сути рождается основа всей мировой инфраструктуры.
Фактически из четырех цемент — единственный ингредиент в бетоне любой сложности. Самый распространенный тип, используемый в бетоне, известен как портландцемент. Его получают путем помещения добытых материалов (в основном известняка) в печь, а затем их измельчения в мелкий порошок с добавлением нескольких дополнительных трав и специй.Цемент является ключевым компонентом целого ряда строительных материалов, включая раствор, строительный раствор, штукатурку и, конечно же, бетон. Многие люди этого не знают, но каждый раз, когда вы говорите «цемент», когда на самом деле говорите о бетоне, в калькуляторе инженера-строителя заканчиваются батарейки.
Я, конечно, шучу, и вас вряд ли можно обвинить в том, что вы не знаете разницы, если вы никогда раньше не смешивали партию бетона. Даже если вы смешали немного бетона, скорее всего, это было в готовом пакете, где все ингредиенты уже были порционированы вместе.Но каждый ингредиент в бетоне играет определенную роль, а роль цемента — превращать бетон из жидкого в твердое. Портландцемент затвердевает не в результате высыхания или испарения воды, а в результате химической реакции, называемой гидратацией. Вода фактически становится частью затвердевшего бетона. Вот почему нельзя давать бетону высохнуть во время его застывания. Недостаток воды может преждевременно остановить процесс гидратации, не позволяя бетону достичь полной прочности. Фактически, если вы избегаете вымывания цемента, бетон, сделанный с портландцементом, можно полностью укладывать и отверждать под водой.Он схватится и затвердеет так же (а может даже лучше), как если бы его поместили в сухое.
Но вы можете спросить: «Если вода плюс цемент равны твердости, зачем нужен заполнитель?» Чтобы ответить на этот вопрос, давайте рассмотрим его поближе, разрезав образец алмазным диском. Под макро-объективом становится очевидным, какой вклад вносят отдельные составляющие в бетон. Обратите внимание, как цементная паста заполнила зазоры между мелким и крупным заполнителем. Он служит связующим веществом, скрепляя другие ингредиенты.Вы не строите конструкции из чистого цемента так же, как не строите мебель исключительно из столярного клея. Вместо этого мы используем более дешевые наполнители — гравий и песок — чтобы составлять основную часть объема бетона. Это экономит затраты, но заполнители также улучшают структурные свойства бетона за счет увеличения прочности и уменьшения усадки по мере отверждения бетона.
Причина, по которой инженеры-строители и специалисты по бетону должны педантично относиться к разнице между цементом и бетоном, заключается в следующем: хотя основной рецепт бетона довольно прост, состоящий из четырех ингредиентов, существует огромная сложность, связанная с выбором точное количество и характеристики этих ингредиентов.Фактически, процесс разработки конкретной формулы бетона называется дизайном смеси. И мне нравится эта терминология, потому что она показывает, сколько усилий может потребоваться для разработки конкретной формулы, обладающей чертами и характеристиками, необходимыми для конкретного приложения. Один из самых очевидных регуляторов, которые вы можете включить в состав смеси, — это количество добавляемой воды. Очевидно, что чем больше воды вы добавляете в бетон, тем легче она впитывается в формы. Это может иметь большое значение для людей, которые его размещают.Но эта дополнительная удобоукладываемость сказывается на прочности бетона.
Чтобы продемонстрировать этот баланс, я смешиваю товарный бетон с разным количеством воды. Для первого образца я использую достаточно воды, чтобы смочить смесь. Вы видите, он очень сухой. Такая смесь, конечно, не будет легко течь в какие-либо формы, но вы можете уплотнить ее на месте. Фактически, такие сухие бетонные смеси используются в бетоне, уплотненном роликами, который является обычным материалом для строительства плотин.Для следующих трех образцов я использовал увеличивающееся количество воды до почти бетонного супа. После того, как бетон застыл в течение недели, я вырезал образцы из форм. Пора посмотреть, насколько он силен.
Фактически примерно так тестируют бетон на прочность на сжатие в строительных проектах. Очевидно, что у меня нет испытательной лаборатории здесь, в моем гараже, но я думаю, что это даст нам достаточно хорошие результаты, чтобы проиллюстрировать, как содержание воды влияет на прочность бетона, плюс эти цилиндры выглядят так, как будто они могут атаковать в любой момент, и нам нужно разобраться с ними.Я сделал по три цилиндра из каждой смеси и сломаю каждый, наблюдая, какое давление в цилиндре было в момент отказа. И этот эксперимент был слишком крутым, чтобы не приглашать соседей на помощь.
Мы начали с образцов, в которых использовалось больше всего воды. Неудивительно, что для их разрушения практически не требовалось давления, в среднем около 700 фунтов на квадратный дюйм или 5 МПа. Вы можете увидеть, насколько бетон рассыпается даже через неделю, чтобы застыть. Вся эта вода просто слишком сильно разбавила цементное тесто.В следующих двух образцах использовался диапазон воды, указанный на мешке из предварительно смешанного бетона. Они были намного прочнее, разрушаясь в среднем при 1600 и 2200 фунтах на квадратный дюйм или 11 МПа и 15 МПа для верхнего и нижнего пределов диапазона содержания воды. И вы действительно можете увидеть разницу в том, как бетон ломается. Наконец, мы разбили образцы с наименьшим количеством воды, добавленной в смесь. Вы можете видеть, насколько грубыми были эти образцы, потому что не было достаточно воды, чтобы бетон плавно перетекал в формы. Но, несмотря на то, что они выглядели худшими из четырех, это были самые прочные образцы из всех, разбиваясь в среднем около 3000 фунтов на квадратный дюйм или 20 МПа.На этом снимке вы даже можете увидеть, как трещина распространяется через цилиндр до того, как он разрушится. Это просто показывает, насколько важным может быть дизайн смеси для свойств бетона. Даже небольшое изменение содержания воды может существенно повлиять на прочность, не говоря уже о удобоукладываемости и даже на готовом виде бетона.
Невозможно сказать, насколько я здесь царапаю поверхность. Тема бетона настолько сложна отчасти потому, что у нее так много приложений: от небоскребов до каноэ и всего, что между ними.На самом деле, где бы вы ни находились, вы редко бываете дальше, чем в нескольких футах от бетона — факт, который необъяснимым образом является для меня источником большого утешения. Но мне потребовалось менее 10 минут, чтобы описать буквально основу нашего современного общества. Так что по крайней мере следующие несколько видео я посвящаю, чтобы глубже погрузиться в тему бетона. В следующем видео мы расскажем о его самой большой слабости. Если у вас есть вопросы по бетону, оставьте их ниже в комментариях, и, возможно, я смогу включить их в следующие видео.Спасибо за просмотр и дайте мне знать, что вы думаете!
Что такое бетон?
Самый популярный искусственный материал на Земле — это не сталь, пластик или алюминий, а бетон. Тысячи лет назад мы использовали его для создания цивилизаций, но затем наши знания о том, как его создавать, были утеряны. Вот как мы открыли бетон, забыли о нем и, наконец, раскрыли тайну того, что делает его таким прочным.
Когда мы думаем о бетоне, мы обычно представляем себе белые тротуары, бассейны и фундаменты зданий.Большинство из нас не знают об истории вулканического происхождения бетона или о том, что производство бетона оценивается в 100 миллиардов долларов. Фактически, это наиболее широко используемый материал на нашей планете после воды. Сегодня люди используют больше бетона, чем сталь, дерево, пластик и алюминий вместе взятые, тонна за тонной.
Liquid Stone
В отличие от алюминия, стали или пластика, слово «бетон» не относится к одному материалу. Это может быть любое количество веществ, соединяющих камни или гравий с каким-либо клеящим материалом.
По сути, бетон — это просто кучка щебня, смешанная с водой и цементом. Вместе эти ингредиенты образуют твердое желе, которое можно вылить в форму и придать ей любую форму, которая вам нравится. Его иногда называют жидким камнем. Сегодня мы принимаем это как должное, но в древние времена, когда люди буквально вручную вырезали здания из гигантских каменных плит, вы можете держать пари, что кирпичи из такого материала, как бетон, казались бы совершенно волшебными.
Есть свидетельства того, что люди возились с бетоном тысячи лет.Но по-настоящему освоили это ремесло римляне, и, вероятно, узнали о нем из вулканов.
G / O Media может получить комиссию
Родился в огненном вулкане
Колизей, известное римское бетонное сооружение. Image via David Iliff / Wikimedia
Более двух тысяч лет назад, в период расцвета Римской империи, портовый город Поццуоли был оживленным центром военной деятельности и торговли. Каждый день корабли покидали Поццуоли с полезными товарами, включая зерно, железо, оружие и пуццолана , пепельный вулканический песок, образовавшийся в соседнем супервулкане Кампи Флегрей.
Почему римляне экспортировали вулканические извержения в самые дальние уголки известного мира? Так получилось, что этот песок был особенным. Смешайте его с водой, и он образует достаточно прочный раствор, чтобы связать глыбы породы вместе в непроницаемый, несущий материал. Как заметил римский философ Сенека, «пыль Путеол (латинское название города) превращается в камень, если соприкасается с водой». Никто не знал почему.
По счастливой случайности римляне построили город на месте завода по производству природного цемента.Оказывается, пуццолана представляет собой смесь оксидов кремния и извести, двух из трех ключевых ингредиентов цемента (третий — вода). Только в этом году геохимик из Стэнфорда выяснил, как образуется этот необычный пепел.
Глубокие внутренние поверхности кальдеры Кампи Флегрей покрыты известняком — мягкой рыхлой породой, состоящей из карбоната кальция (CaCO3). Когда геотермально нагретая вода омывает известняковые стены кальдеры, она запускает реакцию декарбонизации, выделяя газообразный CO2 и оставляя гидроксид кальция, также известный как гашеная известь.Вот реакция, описывающая этот процесс:
CaCO3 (известняк) + тепло + h3O> Ca (OH) 2 + CO2
Циркулирующие геотермальные жидкости внутри Campi Flegrei приносят часть этой извести ближе к поверхности, где она соединяется с кремнеземом. -богатый пепел, образующий непроницаемый цементный покров. Но в конце концов внутри вулкана создается такое давление, что эта покрывающая порода изгибается и ломается. Когда это происходит, в небо выбрасываются те же цементирующие ингредиенты, как пуццолана и пепел.
Геохимик Тициана Ванорио подозревает, что древние римляне впервые наблюдали, как пуццолана затвердевает в цемент в морской воде, окружающей Кампи Флегрей. Они использовали естественный процесс, смешивая небольшие кусочки пемзы — пористой вулканической породы, которая образуется при быстром охлаждении перегретой магмы. Так родился римский бетон. Он стал культовым строительным материалом древнего мира, и по этой причине многие римские сооружения, в том числе Колизей и Пантеон, сохранились до наших дней.
После падения Римской империи искусство изготовления бетона было практически забыто. Спустя столетия он постепенно вернулся, но не получил широкого распространения до 1824 года, когда Джозеф Аспдин разработал и запатентовал портландцемент.
Главный ингредиент цемента Аспдина? Силикаты кальция, образующиеся при нагревании известняка и глины, богатой кремнеземом, в печи до температуры примерно 1100ºF. Точно так же, как Кампи Флегрей делал тысячи лет.
Современные разновидности
Сегодня портландцемент буквально представляет собой клей, который скрепляет мир, составляя основу бетона, раствора, штукатурки и затирки.Основным нововведением после Римской империи было добавление оксидов алюминия и железа, которые повышали прочность и позволяли силикатам кальция образовываться при более низких температурах.
Вот общий рецепт портландского клинкера (высушенная порошкообразная версия цемента). Пропорции варьируются в зависимости от области применения, в зависимости от желаемых свойств материала цемента.
| Цемент | CCN | Масса% |
|---|---|---|
| Оксид кальция, CaO | C | 61–67% |
| Диоксид кремния%, SiO | 0 | |
| Оксид алюминия, Al 2 O 3 | A | 2.5–6% |
| Оксид железа, Fe 2 O 3 | F | 0–6% |
| Сульфат | S̅ | 1,5–4,5% |
| дороги | тротуары | дома |
|---|---|---|
| кирпичей / блоков | мосты | стены |
| балки | фундаменты | перекрытия |
| канализационные трубы | водопровод | основа компьютерного чипа ** |
| каналов | ракетные шахты | локализация ядерных отходов |
| плотины | церквей | накладки автомобильные тормозные ** |
| шкатулки | памятники | отверждение опасных отходов |
| гробницы | мебель для дома | садовые украшения |
| бассейны | взлетно-посадочные полосы аэропортов | парусные лодки |
| каноэ | баржи | метро |
| туннели | гаражи | патио кирпичи |
| резервуары для хранения | цементные галоши | скульптуры |
| цветочные горшки и кашпо | дымоходы | камины |
| балласт | ванны | могилы |
| хранилища банков | подвалы | фонарные столбы |
| телефонные столбы | электрические фонари | фрисби |
| надгробия | ступеньки | столбы забора |
| визитные / кредитные карты ** | удобрения | замена кости ** |
| изоляционная плитка / кирпич | силосы для кукурузы | парковые скамейки |
| парковочные камни | черепица | желоба |
| резервуары для воды | бордюры и водостоки | защитные конструкции ядерных реакторов |
| искусственные скалы | офисные здания | парковок |
| шпалы | аэропорты | монорельсовые пути |
| столы для пикника | бассейны | брейки |
| причалы и пирсы | птичьи бани | площадки для барбекю |
| сиденья стадиона | фонтаны | лунные базы ** |
** Обозначает будущие приложения.
Следующая тема: История бетона: живопись
Contents
MAST Home Page
Все о бетоне - что вам нужно знать
Бетон - это повсеместный строительный материал, состоящий из цемента, крупных и мелких заполнителей и воды. Он доступен во многих формах, от сухого премикса, продаваемого в мешках, до готовой смеси, доставляемой грузовиком с бетонного завода. Он может быть сформирован на месте или доставлен в виде сборных балок и аналогичных конструкций, или даже окрашен или разрезан, если у вас есть подходящая пила.Как инженерный материал, он имеет высокую прочность на сжатие, низкую прочность на разрыв и высокую огнестойкость. Это один из самых экономичных строительных материалов, и подрядчики по бетону имеют опыт его подготовки и применения.
В этой статье мы рассмотрим некоторые основы бетона и кратко обсудим некоторые из распространенных форм, в которых он используется.
Что такое бетон? Конкретное определение
Бетон - это строительный материал, доступный в широком диапазоне форм и смесей, который может быть адаптирован для различных целей: от обширной инфраструктуры до экстремальных погодных условий и защиты.Иногда цемент и бетон называют взаимозаменяемыми, хотя это разные материалы. Вы можете узнать больше об их различиях в нашем руководстве по бетону и цементу.
Из чего сделан бетон? Базовый бетон состоит из трех ингредиентов: цемента (также называемого портландцементом), заполнителей и воды.
- Портландцемент , смесь карбонатов извести (известняк, мел или мергель) и глины, считается единственным подходящим цементом для железобетона, массивного бетона, находящегося под напряжением, и бетона, используемого под водой.Существует четыре типа цемента: обычный портландцемент (Тип 1), разновидность с низкой теплопроизводительностью (Тип 2), форма с ранней прочностью (Тип 3) и разновидность с низкой теплотворной способностью (Тип 4). Иногда замены цемента используются для частичной замены цемента для достижения различных эффектов в бетоне, к ним относятся SCM (дополнительные цементные материалы, которые мы обсуждаем далее в нашем руководстве по зеленому бетону) и пуццоланы (мелкоизмельченные материалы, которые вступают в реакцию с гидроксидом кальция для укрепления бетона). .
- Заполнители , которые обычно включают как песок, так и гравий или камень с соотношением мелкого и крупного материала, определяемым максимальным размером заполнителя.Так называемая расчетная смесь определяет соответствующее количество цемента, воды и заполнителя на основе ожидаемых условий, в которых будет находиться бетон (например, воздействие замерзания, морской воды и т. Д.), И предполагаемого применения (например, бордюра или плиты).
- Вода необходима для химической реакции, при которой бетон твердеет. Однако это пагубно сказывается на прочности, которую в конечном итоге достигает бетон. Цель состоит в том, чтобы использовать как можно меньшее количество воды без отрицательного влияния на удобоукладываемость смеси.
Прочность бетона определяется качеством цемента, прочностью и распределением используемых заполнителей, а также количеством воды в смеси. Методы отверждения также играют фундаментальную роль в повышении прочности бетона.
Технологичность бетона обычно определяется испытанием на осадку, в котором используется коническая форма диаметром 8 дюймов. у основания на 4 дюйма диаметром. наверху на 12 дюймов высотой, который заполняется бетоном, а затем отодвигается. Осадка измеряет расстояние, на котором бетон оседает от своей исходной ограниченной высоты.Допустимые диапазоны зависят от приложения; для грунтовых плит приемлемым считается 1–4 дюйма. Осадка более 7 дюймов обычно приводит к получению бетона с низкой прочностью. ACI предоставляет табличные данные по водоцементному соотношению для различных конструкций в различных средах в дополнение к таблицам количества материалов по весу для различных размеров заполнителей.
Бетон укладывается в формах, часто из грубых пиломатериалов, фанеры или стали, также доступны другие материалы. Обычно он размещается с желобами или тележками, но может перекачиваться или доставляться по трубе.Попав в формы, бетон вибрируют или обрабатывают вручную, чтобы обеспечить равномерное оседание в формах и вокруг любой арматуры. Отделка плит, тротуаров и т. Д. Выполняется различными ручными или механическими шпателями. Бетон полируется. Отверждение бетона, которое включает в себя поддержание его во влажном состоянии в течение примерно семи дней и при температуре выше 50 ° F не менее трех, обычно занимает около месяца, чтобы материал достиг полной прочности. Образцы могут быть взяты во время укладки и испытаны после отверждения, чтобы убедиться в прочности уложенного бетона.Доступны инструкции по времени удаления формы.
Добавки для бетона
Добавки добавляются в бетон (или цемент) для улучшения определенных свойств. Существует широкий спектр типов добавок, включая химические и минеральные разновидности. Наиболее важными из них являются воздухововлекающие агенты, которые образуют мелкие пузырьки в смеси и значительно улучшают способность бетона выдерживать циклы замораживания / оттаивания и антиобледенительные агенты. Ускорители, такие как хлорид кальция, ускоряют отверждение, а также наращивают прочность.Замедлители схватывания имеют противоположный эффект и используются в жаркую погоду. К другим добавкам относятся те, которые уменьшают усадку или просачивание, и те, которые улучшают водостойкость, коррозионную или химическую стойкость. Иногда в портландцементные смеси добавляют полимеры для получения бетонов с высокими адгезионными характеристиками и низкой проницаемостью.
Типы бетона
В машиностроении термин «бетон» имеет несколько более широкое определение, которое включает любой минеральный заполнитель, смешанный со связующим.Например, асфальтобетон или битумный бетон - это просто инженерно-технический язык для того, что неспециалисты называют асфальтом. Здесь мы рассмотрим некоторые из самых основных типов, от асфальта до готовой смеси и проницаемого бетона.
Готовый бетон
Товарный бетон - это стандартный бетон, который частично перемешивается перед доставкой на строительную площадку. Это достигается смешиванием на бетонном заводе и транспортировкой с помощью автобетоносмесителей с вращающимися барабанами. Когда на стройплощадках нет места для замешивания бетона, или если требуется только небольшое или прерывистое количество бетона, это лучший выбор.Как правило, готовый бетонный бетон смешивается на строительной площадке с добавлением воды и любых необходимых добавок, чтобы конечный продукт имел правильную осадку и свойства. Однако, поскольку он уже был смешан один раз, этот тип бетона схватывается быстрее, если не будут добавлены замедляющие добавки.
Самовыравнивающийся бетон
Самовыравнивающийся бетон фактически не является бетоном; это вяжущий материал, в котором используются полимеры. Этот материал прост в использовании, но он слабее обычного бетона, поэтому его нельзя использовать на открытом воздухе или для поддержки тяжелой техники.Он также не очень хорошо справляется с агрессивными химикатами. Самовыравнивающийся бетон лучше всего подходит для горизонтальных поверхностей внутри помещений - его можно использовать для полов или стяжки пола.
Железобетон
Стандартный бетон имеет высокую прочность на сжатие, но низкую прочность на разрыв - всего около 8% от прочности на сжатие. Для обработки растягивающих нагрузок, характерных для горизонтальных балок, перекрытий и колонн, в качестве механизма, несущего растяжение, используется сталь. Добавление арматуры и сетки в формы перед укладкой бетона позволяет бетону и стали стать монолитными, что значительно повышает прочность в областях растяжения.
Предварительно напряженный бетон
Другой метод армирования, предварительное напряжение, использует сталь для приложения сжимающей нагрузки к бетону до или после заливки бетона. Сталь помещает бетон в постоянное состояние сжатия, поэтому любые растягивающие нагрузки только уменьшают сжимающие силы, не позволяя материалу достичь растянутого состояния.
Предварительно напряженный бетон с предварительным натяжением укладывается вокруг прядей из высокопрочной стали, натянутых между анкерами.После схватывания бетона анкеры освобождаются, и напряжение в прядях уменьшается, оказывая сжатие на бетон. Предварительно напряженный бетон, который подвергается последующему натяжению, пропускает пряди через трубы, предварительно помещенные в бетон. Пряди натягиваются после схватывания бетона, снова переводя бетон в постоянное сжимающееся состояние. Трубки обычно заполняются раствором. Последующее натяжение может применяться на заводе или на месте.
Роликовый уплотненный бетон (RCC)
Бетон, уплотненный роликами, заменяет асфальт: он долговечен, дешев, быстр в установке и не требует значительного обслуживания.Как следует из названия, RCC укладывается слоями толщиной до 10 дюймов, а затем уплотняется с помощью катков для укладки асфальта. RCC намного суше, чем стандартный бетон, поэтому он достаточно толстый, чтобы не нуждаться в стыках, формах или армирующих материалах. Однако ему нужна вода, чтобы застыть после того, как он выложен, или влагозащита, нанесенная на него, чтобы удерживать воду внутри. RCC обычно используется в качестве промышленного покрытия или покрытия для тяжелых условий эксплуатации, в том числе для портов, военных территорий и дорог. RCC также покрывается слоем асфальта в приложениях, которые будут обрабатывать высокоскоростное движение или должны быть более плавными.
Высококачественный бетон (HPC)
Категория высокоэффективного бетона охватывает ряд материалов, которые превосходят стандартные характеристики бетона одним или несколькими способами, обычно за счет специальных ингредиентов, смешивания, укладки и отверждения. В этом виде бетона также используются пластификаторы, чтобы сделать его более работоспособным. Американский институт бетона определяет HPC как бетон, имеющий прочность на сжатие 8000 фунтов на квадратный дюйм (55 МПа) или более (стандартный бетон составляет 3000-5000 фунтов на квадратный дюйм). Федеральное управление шоссейных дорог устанавливает требования к нему по прочности при замораживании-оттаивании, эластичности и прочности на сжатие, проникновению хлоридов и устойчивости к образованию накипи, истиранию и усадке.Обычно HPC используется в таких конструкциях, как туннели, мосты и высокие здания.
Бетон со сверхвысокими характеристиками (UHPC)
UHPC, также известный как реактивный порошковый бетон (RPC), использует внедренные волокна из высокоуглеродистой стали, стекла, ПВА или углерода, чтобы повысить его прочность в большей степени, чем бетон с высокими эксплуатационными характеристиками. Этот тип бетона имеет прочность на сжатие от 17000 до 35000 фунтов на квадратный дюйм. UHPC имеет 100-летний срок службы, что в два раза превышает сопротивление истиранию, чем стандартный бетон, и самоуплотняется с низкой проницаемостью, что делает его устойчивым к хлоридам.UHPC также обладает пластичными и растягивающими свойствами, что делает его полезным для таких применений, как железнодорожные станции и мосты.
Бетон высокой плотности
Бетон высокой плотности используется в таких областях, как радиационная защита, балласт и противовесы, а также волнорезы. При весе 190-260 фунтов на кубический фут или более (стандартный бетон 150), HD-бетон получает свою плотность за счет своих заполнителей, включая магнетит, ильменит, барит и гематит. Для самого тяжелого бетона с высокой плотностью используются такие заполнители, как железная пробивка и феррофосфор.Обращение с этим бетоном требует особой осторожности, чтобы заполнитель не расслоился или не сломал оборудование. Хотя для этого могут потребоваться добавки, снижающие водопоглощение, пользователям следует избегать добавления воздухововлекающих добавок, поскольку они снижают плотность бетона.
Бетон, армированный волокном
Бетон, армированный волокном, включает в свою структуру стеклянные, стальные, натуральные или синтетические волокна для предотвращения образования трещин. Обычно используемые для защиты железобетона от растрескивания, волокна помогают сделать бетон более устойчивым к растяжению.Это защищает сталь от воздействия влаги через трещины и, в конечном итоге, коррозии, которая затем разрушает целостность бетона. Фибробетон также может уменьшить усадку. Однако он не так удобен в использовании, как стандартный бетон, и важно обеспечить равномерное распределение волокон при перемешивании, чтобы избежать их комкования.
Асфальт
Не весь асфальт бетонный, так как не для всего асфальта используется заполнитель. Однако в бетонном асфальте используются те же заполнители, что и в стандартном асфальте, а также в качестве связующего, хотя вяжущее обычно представляет собой битум вместо портландцемента.Бетонный асфальт обычно используется в более прохладном климате для строительства дорог, парковок, плотин, водохранилищ и каналов. Он более морозостойкий, чем обычный бетон, и более устойчив к соли. Однако в жару в более теплом климате он может размягчиться и стать маслянистым. Хотя асфальт требует более тщательного профилактического обслуживания, чем стандартный бетон, он дешевле и может быть установлен быстрее.
Легкий бетон
Различные методы используются для уменьшения веса бетона для производства LWC или легкого бетона, который может весить всего 95 фунтов на кубический фут.Этот материал используется для противопожарной защиты, разделения стен и т. Д. Иногда используются более легкие заполнители, а также методы, которые создают пустоты в материале, что приводит к образованию ячеистой формы. Такие материалы иногда используются из-за их изоляционных свойств.
Проницаемый бетон
Проницаемый бетон также имеет пустоты, которые составляют 15-25% бетона. Однако эта разновидность использует мало или совсем не использует песок для создания своей структуры, и его основная цель - действовать как тротуар, позволяющий воде проходить через него, предотвращая сток во время дождя.Поскольку проницаемый бетон пропускает 3-5 галлонов в минуту на квадратный фут, бактерии в его пустотах разрушают загрязняющие вещества. Проницаемость бетона также помогает восполнить уровень грунтовых вод. Другие материалы вызывают сток, который загрязняется тяжелыми металлами из автомобильных тормозов и углеводородами из автомобильных протечек и асфальта. Благодаря своей открытой структуре, проницаемый бетон также помогает справляться с теплом, поскольку он позволяет более низким температурам грунта проходить и не поглощает тепло, как это делают более плотные материалы.
Зеленый бетон
Зеленый бетон получают путем замены определенных ингредиентов в бетоне, включая цемент, заполнитель или песок, на более экологически чистые продукты, включая промышленные отходы и переработанные продукты, такие как летучая зола или переработанный заполнитель для бетона (RCA). Некоторые замены придают бетону дополнительные прочностные свойства, благодаря которым он перекрывается с типами бетона HPC. Мы более подробно рассмотрим типы и замены, составляющие этот тип бетона, в нашем руководстве по зеленому бетону.
Полимербетон
В полимерном бетоне вместо портландцемента для связывания заполнителей используются органические полимеры, такие как акрил, винилэфир или стандартная эпоксидная смола. Свойства получаемого бетона зависят от используемого полимера. Фурановая смола делает бетон устойчивым к высоким температурам, а акрил делает его устойчивым к погодным условиям. Полимербетон используется в промышленных помещениях или в электрических областях, где необходимо иметь долговечный или химически стойкий бетон. Однако важно тщательно и точно перемешать, а химические вещества, необходимые для отверждения связующего, требуют СИЗ.
Самоуплотняющийся бетон
Самоуплотняющийся бетон имеет хорошие свойства текучести при заливке, что позволяет рабочим использовать его в сложных каркасах, с большим количеством арматуры и для архитектурных элементов. Поскольку он так легко льется, он самовыравнивается и не требует вибрации для стабилизации. Он также помогает снизить уровень шума и обладает хорошими упрочняющими свойствами, что позволяет использовать его в фундаментах.
Торкрет и гунит
Этот метод нанесения бетона использует пневматические системы для распыления влажного или сухого бетона на вертикальные и потолочные поверхности, которые часто предварительно снабжены формами из арматурной проволоки.Этот метод популярен для строительства бассейнов, но также имеет промышленное применение, включая облицовку туннелей, строительство криволинейных стен, стабилизацию откосов и т. Д. Эти термины обычно считаются синонимами, хотя гунит в некоторой степени ограничивается сухим процессом, который позволяет аппликатору контролировать количество распыляемой воды и, следовательно, прочность бетона.
Сборный бетон
Многие архитектурные и конструкционные формы доступны в виде сборных железобетонных изделий.Также доступны блоки CMU или бетонные блоки. Можно заказать сборные железобетонные изделия даже нестандартной формы.
Бетонные балки обычно имеют одну из трех форм: балки коробчатого сечения, перевернутые тавровые балки и L-образные балки. Типичные диапазоны размеров для таких структурных элементов составляют 16-40 дюймов в глубину и 12-24 дюйма в ширину. Обычно применяется отношение пролета к глубине от 10: 1 до 20: 1. Некоторые балки изготавливаются в виде перевернутых двойных Ц. Балки могут быть предварительно напряженными, армированными стержнями или сетками или изготовлены с использованием комбинации методов армирования.Сборные колонны, перекрытия, крыши и т. Д. Легко доступны и также широко используются. Сборные пустотные перекрытия стали популярными для многоквартирных домов в некоторых районах, также широко используются сборные железобетонные блоки.
Сводка
В этой статье представлено краткое обсуждение бетона, включая его типы, свойства и добавки. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.