Что такое цементобетон: Цементобетон: виды, свойства, преимущества — DAKO-GROUP

Содержание

Цементобетон: виды, свойства, преимущества — DAKO-GROUP

Виды цементобетона

Говоря о цементобетоне, обязательно следует упомянуть его виды. В зависимости от дополнительных добавок различают 4 основных вида:

  • Цементно-полимерный бетон. Основной добавкой в такой вид бетона является клей ПВА, латекс или винил. Эти добавки делают его пористым, что повышает морозостойкость и пластичность структуры. 

В свою очередь, цементно-полимерный бетон делится на наполненный и каркасный. Они отличаются процентным соотношением полимера. Этот бетон используется для армирования изделий и укрепления железобетонных конструкций.

  • Цементно-серный бетон. Для приготовления этой смеси используется сера, и не добавляется вода. Особенностью этого вида цементобетона является смешивание ингредиентов при нагревании от 140 до 150 °С, чтобы сера была расплавленной.

Этой смесью заливают стыки металлоконструкций и строительного камня.

Свойства цементно-серного бетона позволяют ему быть устойчивым к износу и химическим воздействиям.

  • Дисперсно-армированный бетон, или фибробетон. Наполнителями могут быть металлические и неметаллические волокна (проволока, асбест, стекловолокно и т.д.). Эти волокна повышают прочность материала минимум в 6 раз. 

Фибробетон широко используется в строительстве грузовых площадок в морских портах и полов в промышленных зданиях. Благодаря противоударным свойствам, этот стройматериал также используется для создания фундаментов под промышленное оборудование.

  • Модифицированный бетон. Этот вид еще называют бетоном нового поколения. Японские ученые утверждают, что срок эксплуатации такого бетона может достигать 500 лет. Свойства можно изменить, добавляя разные природные компоненты и искусственные добавки.

Другими словами, согласно ГОСТ 24211 существует 6 основных добавок, которые влияют на скорость твердения, газообразование, паропроницаемость и т.

д. 

Благодаря усовершенствованным свойствам, постройки из модифицированного бетона уменьшают себестоимость и сокращают сроки строительства.

Асфальтобетонное или цементобетонное покрытие дорог


Почему страны, умеющие считать финансовую выгоду, выбирают цементобетонное дорожное покрытие?


На сегодняшний день большинство автомагистралей в мире имеют асфальтобетонное покрытие. Однако старый добрый цементобетон не просто не сдает свои позиции, а имеет все шансы стать лидером благодаря своим высоким техническим характеристикам, длительному сроку эксплуатации и низким затратам на содержание. О преимуществах этого покрытия подробно рассказывалось в ходе пресс-тура для представителей российской отраслевой прессы и блогеров, организованного в ФРГ компанией LafargHolcim. «Строительство.RU» побеседовало с экспертами о плюсах цементобетонного покрытия и о нюансах работы с ним в Европе.


Карл Дауни
, генсек Европейской ассоциации бетонных дорог, подробно рассказал о целях и задачах ассоциации, а также о преимуществах современного цементобетонного покрытия.  

— Карл, скажите, сколько лет существует ваша ассоциация и сколько стран в нее входят?

— Наша ассоциация совсем скоро отметит свой 10-летний юбилей. В ее состав входит 28 стран, из которых 15 стран являются прямыми членами нашей ассоциации, а 13 входят через другие организации.

 

— Каковы задачи ассоциации на современном этапе?

— Перед ассоциацией стоит несколько задач. Во-первых, мы делимся различными техническими ноу-хау в области цементобетонного покрытия. Во-вторых, мы продвигаем это покрытие на рынке, пропагандируем преимущества цементобетонных дорог. И в-третьих, мы лоббируем свои интересы в Европейском союзе, продвигаем наших партнеров.

 

К. Дауни: «Наша цель, чтобы люди, думая о строительстве дорог, не рассматривали лишь асфальт»

 

Лоббирование, безусловно, наша главная цель. Мы доказываем политикам, что на рынок дорожного покрытия необходимо привнести конкуренцию. Здоровая конкуренция приведет к снижению общей стоимости как цементобетонных дорог, так и асфальтобетонных. Выбор покрытия при строительстве или реконструкции дорог должен основываться на аспектах жизненного цикла, а не на строительных затратах.

 

— Какую долю от всех скоростных дорог Европы занимают дороги с цементобетонным покрытием?

— В Германии, Австрии и Бельгии доля скоростных дорог с цементобетонным покрытием достигает 30–40 %. В остальных странах этот показатель на уровне 0–5 %.

 

— Кто принимает решение в странах Европы, какую дорогу строить — цементобетонную или иную?

—  На строительстве или реконструкции федеральных дорог тип либо типы покрытии утверждает заказчик.

Но в большинстве стран иначе: на тендере рассматриваются варианты лишь одного покрытия, и выбор диктуется стоимостью строительства на сегодняшний день, при этом совсем не рассматривается аспект жизненного цикла объекта. Мы же хотим обратить внимание всех именно на жизненный цикл, на то, что в конечном итоге, спустя 30–40 лет эксплуатации цементобетонные дороги обходятся на 30 % дешевле. Ассоциация ставит перед собой цель вывести принцип вычисления жизненного цикла на уровень директив Европейского союза.

 

— При строительстве бетонных дорог в странах Европы единые технические нормативы и стандарты или в каждой стране они разные?

— В каждой стране стандарты строительства автобанов с цементобетонным покрытием свои, зато схожи нормативы производства бетона.

 

— Какова разница в стоимости строительства бетонной трассы и дороги с классическим покрытием — асфальтобетоном?

— Изначально строительство цементобетонной дороги могут быть дороже на 30 %. Но если посмотреть на затраты спустя 30 лет эксплуатации, то цементобетон  будет дешевле на 30–40 %. Иногда цементобетонные дороги даже дешевле асфальтобетонных — очень многое зависит от доступности и цены на основные материалы: щебень, битум цемент.

 

[media=https://www.youtube.com/watch?v=8ax2Cy1Yxoo&feature=youtu.be]

 

— Каковы межремонтные сроки скоростных дорог с цементобетонным покрытием?

— Межремонтный срок цементобетонных трасс равен 30 годам.

После этого срока требуется полная замена покрытия. Безусловно, такой период службы возможен при надлежащем содержании дороги, в основе которого лежат три требования. Во-первых, ухаживать за швами и менять их раз в 5–10 лет. Во-вторых, своевременно устранять локальные дефекты и трещины в покрытии. И в-третьих, менять отдельные плиты с использованием стандартных или быстротвердеющих бетонов. Других работ данное покрытие обычно не требует.

О долговечности цементобетонных дорог говорит и тот факт, что в Германии до сих пор функционирует дорога с оригинальным покрытием 1936 года. Это участок автобана Берлин — Штеттин, которому уже исполнилось 80 лет.

 

— В чем преимущества скоростной трассы с цементобетонным покрытием перед асфальтобетонным?

— Цементобетонное покрытие отличается долговечностью, простым и низкозатратным содержанием, безопасностью и экологичностью.

Долговечность цементобетона заключается в том, что эти дороги могут служить годами и не требовать ремонта.

Экономичность данных дорог кроется в низких затратах на содержание и эксплуатацию. Цементобетон позволяет экономить топливо, так как это настолько жесткое покрытие, что практически не проседает под колесами большегрузного транспорта, а это позволяет снизить расход топлива.

 

Большая безопасность данного покрытия также является прямым следствием его жесткости. Например, на таких дорогах не образуется колея, что снижает риск скольжения автомашин на мокрой трассе. Кроме того, от бетонных поверхностей свет отражается лучше, что способствует большей безопасности в темное время суток.

А о пожаробезопасности таких дорог говорит тот факт, что в Евросоюзе действует единое требование, согласно которому дороги, проходящие в туннелях, могут иметь исключительно цементобетонное покрытие. Бетон — негорючий материал, и он не выделяет токсичные газы при нагревании.

Экологичность данного покрытия заключается в том, что автотранспорт при прохождении таких трасс выбрасывает в атмосферу меньше вредных веществ, чем в аналогичных условиях на асфальтобетоне. Происходит это благодаря тому, что меньше сжигается топлива. Европейцы считают, что количество выбросов на дорогах с таким покрытием уменьшается на 6 %, американцы и канадцы называют лишь 3 %. Также следует помнить, что бетон на 100 % подлежит повторному использованию.

[media=https://www.youtube.com/watch?v=RXW6AHNpeMQ&feature=youtu.be]

О нюансах ремонтных и строительных работ с цементобетоном рассказал нашему спецкору Алекс Эккерт, руководитель тендерно-договорного отдела компании STRABAG, которая выполняет работы по реконструкции скоростной трассы А5 (Франкфурт-на-Майне — Базель).

— Хорошая скоростная трасса — удовольствие дорогое. Сколько стоит такое строительство?

— Стоит отметить, что в Германии новые дороги практически уже не строятся. Здесь сети автодорог существуют уже более 50 лет, и новое строительство бывает лишь как исключение. А стоимость реконструкции данного участка трассы (А5) в 10 км с одной стороной движения обходится 20 млн евро. На один метр такой дороги, толщиной 27 см, шириной 15,75 м, идет 4 кубометр бетона. Причем из 27 см толщины 21 см — это бетон нижнего слоя, а оставшиеся 6 см — высококачественный бетон верхнего слоя с особыми техническими характеристиками.

 

— Каким образом после окончания строительства и сдачи дороги в эксплуатацию генподрядчик несет ответственность за качество? Каковы гарантийные сроки эксплуатации? Каковы межремонтные сроки?

— Дороги с цементобетонным покрытием рассчитаны на 30 лет эксплуатации, и в это время им практически не нужен ремонт. После же этого срока полотно полностью меняется, причем старый бетон на 100 % используется в новой конструкции дорожной одежды.

За качеством работ следит сам генподрядчик, а также структуры технадзора Заказчика. И я уверяю, что внутренняя служба компании проверяет все очень тщательно, так как здесь никто не любит ничего переделывать. В Германии дорожностроительные работыидут как правило по принципу «сделали и забыли».  Согласно законодательным нормам гарантия строительных компании на выполненные работы составляет 5 лет.

 

— В случае прекращения строительной деятельности генподрядчиком кто несет ответственность за дороги?

— Обычно дорогу контролирует тот, кому она принадлежит.

 

Наша справка о строительстве бетонных дорог в Германии:

Первая автодорога из бетона типа автобан — магистраль между городами Кельн и Бонн, построенная в 1929–1932 гг.

63 млн кв. м автодорог с цементобетонным покрытием было построено в Германии к 1939 г. Из них 41 млн кв. м (90 %) — автобаны.

28 % — доля автобанов с цементобетонным покрытием на сегодняшний день.

13 000 км — их протяженность.

5,6 % — доля автобанов по отношению ко всей сети автодорог Германии.

33 % автодорожного движения приходится на автобаны.

Беседовал Александр Гусев, подготовила Наталья Бухтиярова

Устройство цементобетонных покрытий из жестких укатываемых смесей

Опубликовано 23 декабря 2019, понедельник

Цементобетонные покрытия во всем мире давно доказали свою эффективность: высокая прочность, долговечность, минимальные затраты на содержание и ремонт. Одним из объективных ограничений для широкого применения данного решения в нашей стране является пока немногочисленный парк бетоноукладчиков, а также небольшая экономическая и техническая эффективность применения этих машин для строительства нелинейных или небольших по площади объектов. В данной статье будет рассказано, каким образом можно решить вышеуказанные проблемы и получить цементобетонное покрытие, применяя стандартную технику, которая есть практически в каждой дорожно-строительной организации.

Виброукатываемый бетон – технология устройства цементобетонных покрытий из жесткой бетонной смеси, укладываемой асфальтоукладчиком и уплотняемой катками. Сразу необходимо разделить определение технологии «Виброукатываемый бетон» (далее ВУБ) от иногда связываемым с ней термином «тощий бетон», который скорее является укрепленной большим количеством минерального вяжущего щебеночно-песчаной смесью, чем высокопрочным бетоном оптимально подобранного состава.

С классическим цементобетоном ВУБ объединяют применяемые, но в иных соотношениях, материалы (крупный и мелкий заполнитель, цемент, вода) и получаемые физико-механические характеристики, с асфальтобетоном – используемые машины и механизмы (асфальтоукладчик, катки).

Ключевые преимущества цементобетона:
  • долговечность,
  • высокая несущая способность,
  • устойчивость к воздействию нефтепродуктов (бензин, моторное масло и прочие технические жидкости).
Целевые сегменты применения ВУБ:
  • дороги и площадки логистических и торговых центров,
  • порты и склады,
  • промышленные и сельскохозяйственные предприятия,
  • городские дороги и загородные III-V категории.

Сравнение конструкций дорожной одежды для логистического центра:


Сравнение конструкций для городской дороги:


Также следует отметить, что цементобетон лучше отражает свет. Это позволяет покрытию меньше нагреваться в жаркое время года и снижает расходы на освещение.

И в дополнение – высокая производительность. Скорость укладки покрытия ВУБ по сути ограничена только мощностью растворно-бетонного узла и может достигать при использовании одного асфальтоукладчика 5000 м2/сут.

Отличием ВУБ от классической технологии является гораздо более низкое содержание воды в смеси. Это позволяет укладывать смесь асфальтоукладчиком и уплотнить катками, а также получить плотную структуру и высокую прочность при снижении на 20-30% содержания цемента. Еще одной особенностью, дающей возможность при использовании ВУБ получить более экономичное решение – отсутствие армирования по площади плиты и деформационных швов. Совместная работа плит покрытия ВУБ обеспечивается за счет высокого сцепления частиц заполнителя между собой.

При уплотнении катками за счет сцепления и заклинки частиц заполнителя между собой получается плотный каркас. Он позволяет покрытию из ВУБ выдерживать наезд одиночных легковых автомобилей сразу после завершения строительства. Движение транспорта без ограничений открывают при достижении достаточной прочности бетона, но всегда не позднее седьмых суток.

ВУБ – это технология, включающая в себя комплекс задач:

  • расчет дорожной конструкции и назначение требований к цементобетону,
  • подбор исходных материалов и проектирование бетонной смеси,
  • настройку технологического режима выпуска бетонной смеси,
  • строгое соблюдение рекомендаций при производстве работ,
  • контроль качества работ.

Успешные практики строительства по технологии ВУБ требуют обратить особое внимание на следующие аспекты:

1. Перед началом основных работ обязательно произвести пробную укладку для проверки производительности машин и механизмов, подбора состава отряда катков и требуемого количества проходов, оценки качества и однородности получаемой бетонной поверхности.

2. Выпуск бетонной смеси необходимо осуществлять на высокопроизводительном бетонном узле или грунтосмесительной установке для обеспечения работы асфальтоукладчика с равномерной скоростью и без остановок и исключения получаемых таким образом неровностей. Также следует отметить, что при выпуске бетонной смеси для ВУБ наиболее эффективными себя показали смесители непрерывного типа действия.

3. Количество автосамосвалов должно быть определено на основе производительности растворно-бетонного узла, расстояния транспортировки смеси, производительности асфальтоукладчика, объема кузова автосамосвала, климатических условий и времени суток. Недопустим простой техники, ожидающей разгрузки.

4. Исключение расслоения бетонной смеси при загрузке и выгрузке самосвала, кузов необходимо заполнять равномерно, для укладки желательно применение перегружателей.

5. Предохранять бетонную смесь от высыхания (укрытие кузова автосамосвалов, доставка по часовому графику).

6. Укладку бетонной смеси выполнять асфальтоукладчиком высокого уплотнения для обеспечения коэффициента уплотнения материала, выходящего из-под плиты не менее 0,90.

7. Уплотнение необходимо начинать сразу после процесса укладки и завершать в течении 60 минут после приготовления бетонной смеси. В труднодоступных для уплотнения местах допустимо применять ручные вибротрамбовки.

8. Уход должен быть применен сразу после завершения процесса уплотнения. Рекомендуется при применении пленкообразующих материалов увеличить их расход в 1,5-2 раза по сравнению с уходом за классическим цементобетонным покрытием. Также допускается использовать укрытие пленкой, мешковиной, слоем песка 3-5 см с постоянным поддержанием во влажном состоянии.

9. Нарезку швов сжатия необходимо начинать при достижении бетоном достаточной прочности для исключения выкрашивания кромок. Обязательно нужно устраивать компенсационные швы в местах сопряжения с фундаментами и прочими конструкциями для обеспечения возможности работы цементобетонного покрытия на расширение.

В сентября-октябре 2017 г. на производственной площадке в г.Солнечногорск был реализован пилотный проект устройства цементобетонного покрытия по технологии ВУБ. Проектом был предусмотрен срок службы дорожной одежды 25 лет и расчетная осевая нагрузка от движения транспорта 115 кН (11,5 т). Укладка производилась на площади 1200 м2 в три этапа с устройством «холодных» рабочих швов между смежными полосами укладки. Уход за покрытием осуществлялся нанесением пленкообразующего материала и укрытием пленкой. Уложенный бетон соответствует по прочности классу на изгиб Btb4,0 и на сжатие B30, по морозостойкости F2200.  


Состояние площадки в процессе эксплуатации

Поделиться в соцсетях:

Всё об асфальтировании / Дорожно-строительный дайджест

Асфальтирование или цементирование? Выбор технологии строительства и типа автомобильного дорожного покрытия

По качеству автомобильных дорожных покрытий и состоянию дорожной сети в целом, наша страна, к сожалению, занимает далеко не первые позиции в общем рейтинге стран мира. Можно сказать, что это является отличительной особенностью не только украинских дорог, но и всего дорожного фонда на постсоветском пространстве.

Даже при самом качественном асфальтировании, как правило, уже через 2–3 года после ввода в эксплуатацию, асфальтобетонное покрытие требует проведения ремонта на отдельных участках (устранения колейности, ликвидации выбоин, заделки трещин и других дефектов в дорожном покрытии). Далее, обязательным становится ежегодный ремонт такой дороги, т. к. выбоины, трещины, сколы и другие дефекты появляются все чаще. Причина тут не только в качестве асфальтированного покрытия, но и в отсутствии должного обслуживания дороги: своевременной проливки образовавшихся трещин, ликвидации мелких выбоин, экстренного ремонта и асфальтирования опасных участков.

Основные технологии строительства автомобильных дорог

На данный момент, существуют серьезные различия в технологиях строительства автомобильных дорог в Украине и в западных странах. Это относится как к подготовке дорожных оснований, так и к укладке верхних слоев покрытия.

Существенную роль в строительстве новой дороги играет рельеф местности, климатические особенности региона, прогнозируемая транспортная нагрузка, бюджет строительства и другие факторы. Принимая во внимание все эти моменты, можно говорить об уникальности каждого дорожно-строительного проекта. Так, при строительстве горной дороги, обязательно учитывается рельеф местности. При строительстве магистральных дорог (дорог 1-й категории), наоборот, рельеф местности изменяется с учетом прокладки будущей трассы (засыпаются впадины, срезаются возвышенности, через реки строятся мосты и эстакады, сквозь горы строятся тоннели). Объясняется это тем, что на дорогах такой категории должен обеспечиваться определенный скоростной режим, в связи с чем она не должна иметь крутых поворотов, резких подъемов и спусков.

Поскольку тело самой дороги, ее сечение и конструкция может иметь множество вариантов, то классифицируют их в основном по типу дорожного покрытия, исходя из их капитальности. К капитальным дорожным покрытиям относятся асфальтобетонные и цементобетонные. В асфальтобетонном в качестве вяжущего материала используется асфальт, ну а в цементобетонном — цемент.

Цементобетонное покрытие дороже асфальтобетонного в среднем на 70–85 %. Так, если по состоянию на 2014 год цены на асфальтирование по Киеву и Киевской области варьировались от 100 до 200 грн за 1 м², то стоимость создания бетонного дорожного покрытия составляла 350–400 грн. С другой стороны, за относительную дешевизну асфальтированных покрытий, приходится платить необходимостью постоянного контроля состояния дорожного полотна и проведения его ремонта уже через 3–4 года после ввода дороги в эксплуатацию. Таким образом, одним из главных аргументов при асфальтировании дорог является экономия средств в краткосрочном периоде.

Первые 10–12 лет цементобетонное покрытие не требует практически никакого обслуживания. По факту получается, что через 8 лет эксплуатации общие расходы на содержание цементобетонного и асфальтированного дорожного покрытия уравниваются (за счет постоянных трат на проведение ремонта асфальтированной дороги). В дальнейшем, с каждым годом цементобетонная дорога становится даже дешевле асфальтобетонной, особенно если учитывать тот факт, что бетонная дорога может прослужить до 50 лет.

На территории Украины и стран СНГ строили и строят главным образом асфальтовые дороги, на Западе — бетонные. В США таких дорог — 60 %, в Германии — 38 %, в Австрии — 46 %, в других западных странах также достаточно большой процент. Важными причинами, по которым у нас затруднено строительство цементобетонных дорог является дефицит требуемых марок цемента, малая производительность работ и их высокая стоимость.

Одной из главных причин малой распространенности цементобетонных дорог, является дефицит цемента, производимого на основе клинкера нормированного состава, который применяется для строительства таких дорожных покрытий. Большинство отечественных цементных заводов не обладает соответствующим уровнем автоматизации производства и непрерывного контроля качества клинкера, который часто имеет серьезные колебания по минералогическому составу, и, соответственно, не может являться клинкером нормированного состава. Таким образом, только появление новых, полностью автоматизированных цементных заводов, с высоким уровнем контроля качества, позволит получать цемент для строительства цементобетонных дорожных покрытий требуемого качества.

Конструктивные особенности цементобетонной дороги

В упрощенном виде асфальтированная автомобильная дорога представляет собой земляное полотно, с уложенными поверх него слоями дорожной одежды: песчаный слой — 40 см, щебеночный слой — 20–25 см, битумная обработка и 3 слоя асфальтобетонной смеси — 5, 6 и 8 см. Каждый из слоев уплотняется грунтовыми и асфальтовыми катками до определенного состояния. Фактически также выглядит и цементобетонная дорога, за исключением верхнего слоя, который представляет собой качественно уложенный и выровненный бетон.

Конструктивно цементобетонное дорожное полотно представляет собой плиту толщиной 18–24 см. На определенном расстоянии между отрезками плит, делаются «температурные швы», для того, чтобы при изменении температуры цементобетонная плита могла расширяться и сжиматься, и в ней не возникали напряжения, которые могут привести к растрескиванию бетона. В умеренном климате такие швы устраивают через 20–30 метров. Это расстояние зависит от температуры бетонной смеси в момент укладки, а также от климата. Сам шов заполняют прокладкой из дерева мягких пород (сосна, ель), резины и других материалов, а верхнюю часть заливают эластичной битумной мастикой, для того чтобы в основание под плитой не проникала влага.

Если не предусмотреть температурные швы расширения, то покрытие, нагреваясь в жаркий день, будет достаточно напряжено, и с его поверхности могут откалываться целые куски бетона. Между швами расширения устраиваются «поперечные швы сжатия». Делается это потому, что при охлаждении покрытия до температуры меньшей, чем была температура бетонной смеси в момент укладки, бетон будет сжиматься, и бетонная плита может дать трещины. Такие швы устраиваются обычно на расстоянии 6–12 м и представляют собой прорези, глубина которых равна 1/3 толщины плиты. Когда в бетоне появляются напряжения от сжатия при охлаждении, цементобетонная плита растрескивается в наиболее слабом месте — по сечению, ослабленному надрезом. Благодаря таким швам контролируется поведение всей бетонной плиты. Шов сжатия заливают специальной эластичной мастикой.

По оси дороги, необходимо также устанавливать «продольные швы сжатия», иначе могут образоваться продольные трещины. Таким образом, дорожное покрытие на цементном вяжущем материале состоит как бы из отдельных плит. Во избежание нарушения монолитности всего покрытия, а также для передачи нагрузки движущихся машин от одной плиты к другой, в швах устанавливают специальные металлические стержни. Как следствие, срок службы бетонной дороги, во многом определяется качеством выполнения всех этапов работ по устройству такого дорожного покрытия.

Преимущества цементобетонного дорожного покрытия

Помимо высокой прочности, долговечности и износоустойчивости, применение цементобетона дает достаточно большую экономию средств по сравнению с асфальтированием. Срок службы цементобетонного дорожного покрытия в несколько раз больше по сравнению с покрытием из асфальтобетона, а это в свою очередь позволяет сократить расходы на содержание и ремонт дороги до минимума. С каждым годом, традиционному асфальтированию дорог отводится все меньшая роль, а количество автомобильных дорог с цементобетонным покрытием непрерывно растет и они становятся основным видом магистральных дорог, т. к. бетонные дороги не только не хуже асфальтобетонных, но и имеют ряд неоспоримых преимуществ: эксплуатационных, экологических и экономических.

Эксплуатационные преимущества бетонных дорог

Эксплуатационные преимущества связаны с тем, что цементобетон как жесткий вид покрытия распределяет нагрузку на большую площадь земляного полотна по сравнению с более «гибким» асфальтобетоном. Бетонные дорожные покрытия гораздо долговечнее и прочнее асфальтовых и способны прослужить без ремонта много лет. В то время как движение по асфальтированным трассам часто останавливается или ограничивается из-за проводимого ремонта, дороги с бетонным покрытием эксплуатируются практически без перерывов. В весенний период, когда земляное полотно испытывает наиболее сильные нагрузки по температурному режиму, только 6 % цементобетонных дорог подвергается деформациям, для асфальтовых дорог этот показатель составляет 61 %. Большегрузные автомобили сильно прогибают асфальт, повреждая его, что приводит к увеличению расхода топлива. Цементобетонное покрытие уменьшает прогиб дорожного полотна и, следовательно, экономит топливо. К тому же на цементобетонном покрытии не возникает колейности и волнообразности, как на асфальте.

Движение по бетонным дорогам значительно безопаснее. В дождливую погоду выбоины в асфальте наполняются водой, что создает дополнительную опасность аквапланирования. Зимой вода в выбоинах превращается в лед, что снижает коэффициент сцепления. В то же время на гладком бетонном покрытии вода практически не задерживается. Цементобетонное покрытие в темное время суток отражает свет значительно лучше чем асфальт, что обеспечивает хорошую видимость для водителей.

Существует мнение, что бетонные дороги, более «шумные» чем асфальтированные. Но как показали реальные исследования, движение по цементобетонному покрытию создает в среднем всего на 5 дБ больше шума, чем по асфальтовому. Более того, современные технологии строительства позволяют бетонным дорогам полностью приблизиться к асфальтобетонным по уровню шумности.

Экологические преимущества бетонных дорог
  • Вредные нефтепродукты, содержащиеся в асфальтобетоне, вместе с водой проникают в грунт, и всего через несколько лет эксплуатации земля как под дорогой, так и вокруг нее полностью загрязняется нефтепродуктами.
  • Меньший расход топлива на то же расстояние по цементобетонной дороге означает меньший выброс вредных веществ в атмосферу. Кроме того, повышенные эксплуатационные характеристики цементобетонных дорог позволяют одной единицей большегрузной техники перевозить по ним гораздо большее количество груза.

Источник: Войлоков И.А. Асфальтобетон или цементобетон? // «Еврострой». — №64. — С. 48–50.

Когда в России появятся бетонные дороги?

– Что такое бетонная дорога? Как ее строят?
– Какие требования предъявляют к бетону и что надо контролировать?
– Примеры бетонных дорог в России. Какие тенденции?
– Будут ли в России массово строить дороги из бетона? Мнение экспертов
Если у вас есть вопросы по добавкам, бетону, цементу, песку, щебню и т.д., вы можете прислать их на электронную почту [email protected] или в личные сообщения в нашей группе ВКонтакте.  

Что такое бетонная дорога? Как ее строят?

Дорога — это многослойное изделие, которое состоит из основания стабилизированного цементом, укрытого слоем геотекстиля. Также зачастую основание выполняют из бетона с прочностью на изгиб не менее 0,8 МПа. На данное основание производится укладка бетонной смеси нижнего слоя. В данный слой укладываются стержни, продольные и поперечные в качестве армирования. Следующим этапом происходит укладка верхнего слоя бетонной смеси, далее — сглаживание и текстурирование поверхности (уход за бетоном, покрытие его пленкообразующим составом). Затем наносятся деформационные швы, которые заполняют герметиком. В самом конце на поверхность наносят текстуру по технологии алмазной насечки или тонкий шероховатый слой. Это увеличивает сцепление колес с дорогой и снижает шумность. Бываю разные методы устройства цементобетонных дорог.

Какие требования предъявляют к бетону и что надо контролировать?

Требования к бетону:

Для устройства монолитных цементобетонных покрытий автомобильных дорог следует применять тяжелый бетон, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 26633, СП 63.13330.2012 и СП 34.13330.2012. Для цементобетонных покрытий и оснований следует применять бетоны тяжелый и мелкозернистый по ГОСТ 25192, ГОСТ 26633. Минимальную проектную марку бетона по морозостойкости следует принимать по таблице 1:

 

Требования к смеси:

Бетонная смесь для бетона покрытий должна соответствовать требованиям ГОСТ 7473, СП 78.13330.2012. При устройстве цементобетонных покрытий в скользящих формах удобоукладываемость бетонной смеси принимается П-1 и объем вовлеченного воздуха не менее 5% по ГОСТ 26633. Для смесей, уплотняемых методом укатки, удобоукладываемость принимается Ж4.

Требования к материалам:

  • Цемент: Наиболее подходящий это бездобавочный цемент 500 Д0 Н (нормированного состава) содержание С3А в клинкере не более 8% , суммарное содержание щелочей не должно превышать 0,8% , начало схватывание не ранее 2 часов. Водопотребность (НГЦТ) не более 28%. Удельная поверхность не менее 3500 см2/г. Прочность при сжатии на 2 сутки не менее 29 МПа. Данные требования прописаны в ГОСТ 10178-85, который с марта 2021 будет  заменён ГОСТ 31108-2020 «Цементы общестроительные. Технические условия». Также действующими являются ГОСТ 33174-2014 «Дороги автомобильные общего пользования. Цемент. Технические требования» и ГОСТ Р 55224-2012 «Цементы для транспортного строительства. Технические условия»

  • Заполнители: 

  • В качестве крупного заполнителя в бетоне покрытий следует применять щебень. Допускается при технико-экономическом обосновании применять щебень из гравия. 

  • В качестве мелкого заполнителя в бетоне покрытий следует применять пески, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 26633 и ГОСТ 8736. Дробленые пески и пески из отсевов дробления следует применять в бетоне покрытий только совместно с природными песками при их раздельном дозировании.

  • При выборе инертных материалов стоит уделять особое внимание как гранулометрическому, так и химическому составу заполнителей. Содержание органических примесей недопустимо. Высокое содержание пылевидных частиц или щелочей в заполнителях не позволит получить высокую морозостойкость. Фракционный состав инертных материалов должен обеспечивать плотную упаковку смеси. 

Примеры бетонных дорог в России. Какие тенденции?

В России бетонных дорог менее 1% от 1,5 миллиона километров всех дорог общего пользования. Среди них:

Федеральная автомобильная дорога Р-254 «Иртыш» — 30 км федеральной автодороги реконструировано и построено в цементобетонным покрытии, с шестью транспортными развязками в двух уровнях (I категория). Дорога рассчитана на пропускную способность от 7000 автомобилей в день. 

Северный обход г. Новосибирск — федеральная автомобильная дорога с мостовым переходом через реку Обь. Это объездная трасса, обеспечивающая коридор для пропуска транзитного транспорта.

А-116 «Чита-Забайкальск» — На дороге выполняются работы по устройству цементобетонного покрытия в рамках капитального ремонта автомобильной дороги А-350 «Чита-Забайкальск» (граница с Китайской Народной Республикой в Борзинском районе Забайкальского края).

В уже принятой государственной стратегии развития промышленности строительных материалов прямо говорится об увеличении доли таких дорог в будущем. А согласно недавнему постановлению правительства, между ремонтами автомобильных дорог должно проходить не менее 12 лет, а между реконструкциями — 24 года. Получается, без цементобетонных технологий эту задачу будет вряд ли возможно решить.

Будут ли в России массово строить дороги из бетона? Мнение экспертов

Дарья Шваб, главный технолог ООО “СкайТрейд”:

Строительство бетонных дорог требует больших инвестиций, но на длинной дистанции вложения окупаются (большее время эксплуатации, экологичность). Меньше ремонтов влечет за собой уменьшение пробок в крупных городах. А пробки — это довольно дорого! 

Другая причина отсутствия бетонных дорог России в том, что наши строители не всегда готовы четко следовать технологии. Так, например, на трассе M-4 «Дон» несколько лет назад отдельные участки были сделаны из цементобетона, но из-за ошибок верхний слой стал изнашиваться и кое-где уже заметна колея. 

Также стоит отметить, что практически все взлетно-посадочные полосы в крупных российских аэропортах — цементобетонные. Это значит, что для их строительства в стране есть и специалисты, и вся необходимая техника. Причем, так как техника эта узкоспециализированная, основную часть времени она простаивает. 

Наша компания принимала участие в строительстве взлетно-посадочных полос аэропорта Пулково (Санкт-Петербург), были применены добавки СТ 5.0 и СТ Айр.

Анна Миронова, руководитель ИЛ “ГК Девиз”:

Если после проведения всех экономических расчетов, где в совокупности по двум технологиям устройства дорожных покрытий: асфальтобетонные и цементобетонные будет проведен анализ:

  • себестоимости, с учетом как стоимости материалов и закупки соответствующей техники;
  • срока эксплуатации, при этом, нужно учитывать срок эксплуатации не только от износа покрытий за счет шипованной резины, но и другой неискоренимой проблемы образования колейности на асфальтобетоне. Колейность появляется из-за превышения нагрузки на ось большегрузного транспорта, особенно при повышенных температурах воздуха. Эта проблема, о которой все знают, но которой в теории нет, в соответствии с законодательством и нормами, а на практике…;
  • ремонтопригодности, включая как затраты на сам ремонт, так и косвенные затраты, связанные со сроком реализации ремонта;
  • принципиальной возможности исполнения по регионам и т.п. и т. д.
то будет очевидно, что технологии цементобетонных покрытий нужно уделить внимание.

Меня не смущает практически полное отсутствие опыта производства цементобетонных покрытий. Опыт приходит с практикой. Если не начнем, то так его и не получим. Тем более, за теорией или даже за практикой принципиально есть к куда обратиться. РБ и Северная Америка — зарубежный опыт, строительство покрытий аэродромов — наш российский. Главное, чтобы получение практического опыта не было лавинообразным или по популярной ускоренной методике: еще вчера надо было бетонную смесь отгрузить, а завтра все на на бумаге оформить.

Вадим Староверов, к.т.н, доцент кафедры технологии строительных материалов и метрологии СПбГАСУ:

За последние несколько лет проблеме устройства цементобетонных дорожных покрытий стали уделять крайне пристальное внимание. Несомненно, у данной технологии строительства дорог имеется масса преимуществ. Известно, что еще в СССР цементобетонные дороги вводились в эксплуатацию в 1950…1970-х гг. и показали свою эффективность в сравнению с традиционными асфальтобетонными покрытиями. Основным преимуществом, на которое указывают специалисты, является высокая долговечность дорог с жестким покрытием. Но стоит обратить внимание на ряд сдерживающих факторов, которые не позволяют полностью перейти от строительства нежестких дорожных одежд. Первое, очевидно, это стоимость цементобетонных дорог, которая по разным оценкам, выше на 20…30%. Также стоит обратить внимание на нехватку ресурсов (нет в необходимом объеме техники, высококвалифицированных кадров, высококачественных сырьевых материалов, в первую очередь имеет место быть проблема отсутствия стабильности свойств цементов). И еще необходимо сосредоточить внимание на проблеме ремонтопригодности цементобетонных покрытий. Так, например, имеет место в случае интенсивного износа за счет воздействия шипованных шин образование колеи, а в некоторых регионах, наоборот, со временем формируется чрезмерно гладкая поверхность, которая не обеспечивает необходимое сцепление колеса с покрытием — все это требует применения специальных строительных материалов и разработки особых технологий ремонта. Поэтому необходимо понимать, что в каждом конкретном случае необходимо проводить вариантное технико-экономическое обоснования для принятия решения об использовании цементного бетона или асфальтобетона с учетом региональной особенности сырьевой базы, инженерно-геологических и климатических условий.

Александр Лапатин, главный технолог ОАО «ДСТ №5»:

Проблемы, с которыми мы столкнулись в процессе применения добавок при приготовлении низкопластичных цементобетонных смесей для устройства цементобетонного покрытия на МКАД-2 следующие:

  • сложность работы с суперпластификаторами на базе поликарбоксилатов;
  • увеличение временного интервала обработки рабочего шва при применении добавок на основе лигносульфонатов и нафталинов;
  • отсутствие противоморозных добавок, разрешенных к применению при устройстве цементобетонных дорожных покрытий.

Вместо заключения

Участники рынка и эксперты поддерживают строительство цементобетонных дорог в стране. Сравнение параметров цементнобетонного и асфальтобетонного покрытий приведены в таблице 2:

 

Вам может быть интересно:

Если у вас появились вопросы или вам есть что добавить по данной теме, то отправляйте обратную связь на электронную почту [email protected] или в личные сообщения в нашей группе ВКонтакте!

Вернуться к списку

Цементобетон расход. 1 куб бетона: расход цемента и материалов

[REQ_ERR: OPERATION_TIMEDOUT] [KTrafficClient] Something is wrong. Enable debug mode to see the reason.

Расход цемента на 1 куб бетона (М100, М200, М300, М400, М500).

Если в бетоне слишком мало цемента, он не способен держать связующее и наполнитель, и такой материал быстро разрушится под влиянием внешних факторов.

И наоборот, существенно превышение объёмов отвердителя, приведёт к растрескиванию конечного продукта.

Стройматериалы лучше приобретать в мешках, расфасованных по 50 кг, — так легче рассчитать пропорции компонентов. Например, для изготовления бетонной смеси под фундамент рекомендуемое соотношение цемента, песка, щебня и воды — Это означает, что на 1 ведро цемента нужно взять 3 ведра песка, 5 ведер щебня гравия и полведра воды. Чтобы рассчитать расход цемента на 1 м2 стяжки, воспользуйтесь калькулятором.

Для того чтобы приготовить бетон понадобятся три составляющие: цемент, песок и щебень. Соблюдение пропорций основных компонентов влияет на качество готового продукта. Рассмотрим детальнее, каков расход цемента на 1 куб раствора. В зависимости от предназначения бетона его изготавливают с определённой прочностью.

Для начала следует рассчитать необходимый объём раствора: толщину умножить на площадь поверхности. Для стяжки рекомендуется использовать бетонный раствор марки М, то есть нужно кг цемента марки М на 1 м3.

Если пол изначально кривой, в качестве высоты нужно брать среднюю величину. Например, для расчёта расхода бетонного раствора на стяжку, у которой в одном углу будет толщина 1 см, а в другом — 5 см, следует брать рассчётной толщину в 3 см.

Первое, что волнует человека, который хочет построить себе дом или любое другое здание или сооружение, это расход строительных материалов. Несмотря на то, что бетон измеряется кубометрами и имеет определенную стоимость, самой дорогой его составляющей всё равно является цемент. Он намного дороже, чем все остальные входящие в его состав компоненты. Именно от цемента зависит стоимость бетона, но чем выше марка смеси, тем больше необходимо потратить цемента. Также существует определенный баланс между маркой и количеством, которое необходимо добавить в бетон.

Основные разновидности бетонов, конкурирующие с цементными композициями, представляют собой легкие смеси, используемые для создания пористых теплоизоляционных материалов. Они могут применяться обособленно, хотя гораздо чаще встречаются в комплексе с классическими цементобетонными составами.

От чего зависит расход цемента

Оптимальные пропорции цемента и наполнителей в промышленности рассчитываются для каждой конкретной задачи. Поскольку выдержать массовые пропорции при самостоятельном изготовлении довольно сложно, в частном строительстве используется объемное соотношение единица объема — металлическое ведро цемента, щебня и песка например, 1 : 2 : 3.

Данной пропорции достаточно для большинства строительных работ. В более точных расчетах необходимо использовать таблицы соотношений компонентов, учитывать марку цемента и влажность песка. Приготовлению бетона должен предшествовать этап планирования, на котором устанавливаются пределы прочности, определяется схема и габариты постройки. Соблюдение оптимальных пропорций компонентов обеспечивает долговечность здания и предупреждает его преждевременное разрушение.

Использование менее прочных составов в местах, где это оправдано конструкционными соображениями, может существенно снизить затраты на стройматериалы, упростить демонтаж временных подъездных путей и сооружений.

Определение расхода цемента на 1 куб бетона

Еще больше полезной информации в отношении цементного бетона содержится в следующей видеолекции:. Ваш адрес электронной почты не будет опубликован.

Содержание 1 Что такое цементобетон? Качество цементобетона регламентируется межгосударственным стандартом ГОСТ Совет: воду рекомендуется добавлять постепенно, чтобы не получить слишком жидкий раствор. Это вызвано различиями во влажности песка, используемого как наполнитель.

Сколько нужно мешков цемента на 1 куб бетона

Для приготовления цементобетона марки М оптимальное массовое соотношение цемент марка М : щебень : песок составляет 1 : 2,1 : 3,9, а для марки М — 1 : 1,1 : 2,5. Нажмите, чтобы отменить ответ. Close Window Loading, Please Wait! Расход цемента на 1 куб бетона строго регламентирован строительными стандартами, а отклонение от этих норм чревато резким снижением качества и непредсказуемыми свойствами после застывания.

Самое лучшее представление информации подобного рода возможно только в табличном варианте. Пропорции эти сложились десятилетиями.

Не стоит идти против строительных стандартов по ГОСТу. Ярким примером могут послужить строительные здания довоенной постройки, которые до сих пор стоят без малейшей трещины. Таблица пропорций цемента марки М, песка, щебня для изготовления требуемой марки бетона.

Как видите, чем выше марка цемента, тем меньше его требуется для того, чтобы создать ту или иную марку бетона. Однако следует быть осторожными с высокомарочными цементами из-за крайне быстрого срока застывания.

Комментарии

Обычно такие смеси соединяют непосредственно на строительной площадке, а не на бетонном комбинате по той простой причине, что миксер не успеет довезти смесь до места назначения. При изготовлении бетона, как правило, используют марку цемента M Потому как при использовании цемента низкой марки нужно увеличивать количество цемента.

Вышло руководство ISO по согласованию финансовой и нефинансовой деятельности по управлению активами Международная организация по стандартизации ISO в сентябре Концепция современного ТРЦ: какие проекты могут привлечь инвестора? Аналитики прогнозируют рост объема инвестиционных сделок

Оптимальное соотношение песка и щебня при изготовлении 1м 3 бетона составляет: песка — 0,5 м 3 , щебня — 0,8 м 3 и часть наполнителя. Для бетона марки М, который используют для фундамента и дорожек, нужно кг цемента, а для бетона марки М — кг.

Расход цемента на 1 куб бетона

Перерасход цемента также очень плохо сказывается на качестве бетонной смеси. Граничные значения для каждой марки бетона определены неслучайно, потому что переизбыток может привести к перманентному растрескиванию.

Если подойти детально к устройству бетона, то он является так называемой распределенной системой, где каждая его составляющая, начиная от арматуры и заканчивая песчинками, равномерно получает нагрузку.

При переизбытке цемента возможно нарушение этого принципа, причём внутренние напряжения будут создаваться даже самим материалом при застывании.

Расход цемента

Все пропорции выведены на основании сложных инженерных и химических расчётов, поэтому пренебрегать ими нельзя. То, что обычно называют бетоном, у каменщиков называется вяжущим раствором. Всё дело в том, что для этой смеси используют только цемент марки Он позволяет какое-то время работать без риска преждевременного застывания.

Строительство бетонных дорог: технология, правда и вымысел

Удельный вес бетонных дорог в мире растет. В США на основе этой технологии построено 50% федеральных трасс, в Европейском Союзе на них приходится 30% от общего количества автомагистралей.

В Украине бетонные дороги составляют менее 1% от общей протяженности дорог с твердым покрытием. Сейчас интерес к ним растет. Так, в ходе реконструкции магистрали Н-31 строится трасса с цементобетонным покрытием и такая же автомобильная дорога государственного значения Н-14 Александровка-Кропивницкий-Николаев. 5 августа Укравтодор презентовал Программу развития цементобетонных дорог в Украине, согласно которой до 2040 года их количество увеличится до 30%. 

Классификация автодорог

Требования, которые предъявляют к дорожному покрытию, зависят от важности тех или иных трасс, транспортных потоков, которые по ним проходят. 

Согласно закону Украины «Об автомобильных дорогах» трассы общего пользования подразделяются на дороги местного и государственного значения. Последние тоже делятся — на международные, национальные, региональные и территориальные. Международные дороги соединены с международными транспортными коридорами. Они кроме прочих обеспечивают международные автоперевозки. Их упрощенно можно определить как магистральные. 

Региональные соединяют между собой области Украины, порты международного значения, курорты с международными дорогами и международные дороги одна с другой.

Следующий класс — территориальные автодороги. Их сеть соединяет административные центры областей, районов, дороги от аэропортов и железнодорожных узлов.

Дороги местного значения бывают областные и районные. Назначение областных понятно из их названия. Районные соединяют районные центры, населенные пункты между собой, крупные предприятия в пределах района.

Типы дорожного покрытия

Автомобильные дороги по конструкции поверхности делятся на два основных типа: нежесткий (асфальтобетон) и жесткий (цементобетон).

Асфальтобетон (или просто — асфальт) представляет собой смесь каменных заполнителей, вяжущего — битума и добавок-модификаторов. Когда для изготовления материала используют вязкий битум, то смесь называют горячей; если жидкий битум — холодной. Хотя в обоих случаях асфальтобетон готовят в горячем состоянии (130-180°С). Но во втором — укладывают при температуре около 30°С. Для плотности и ровности асфальтовое покрытие уплотняют тяжелыми катками.

Цементобетон (бетон) образуется от застывания заполнителей с вяжущим. Но в качестве последних используют цемент с различными добавками (пластификаторы, воздухововлекающие добавки). В смесь добавляют воду.

Воздухововлекающая добавка необходима для создания в бетоне микропор, чтобы повысить его морозостойкость. Поры позволяют воде, содержащейся в бетонной смеси, расширяться при замораживании без нанесения вреда материалу.

Суперпластификатор существенно снижает количество воды в бетоне, повышает подвижность и пластичность материала, увеличивая прочность бетонной смеси на изгиб.

Особенности технологии строительства бетонных дорог

Строительство бетонной дороги включает определенные этапы. На проектировании останавливаться не будем — оно всегда предшествует любому строительству.

Устройство дороги из бетона предусматривает следующие этапы: 

  • подготовка, 
  • подсыпка и уплотнение, 
  • опалубка, 
  • армирование, 
  • заливка бетоном, 
  • нарезка деформационных швов,
  • уход за бетоном,
  • последующий уход за бетонным покрытием.

Технология строительства бетонных дорог на примере промбазы

Несмотря на то, что дороги, которые находятся на территории промышленных площадок проигрывают автомагистралям по протяженности, об универсальных принципах строительства бетонок можно говорить на их примере.

  1. Подготовка. Так же, как и при строительстве асфальтовых дорог, сначала готовят грунтовую основу. Ее формируют грейдерами и укатывают катками на глубину около 30 см. При необходимости увлажняют или наоборот — проводят мероприятия по снижению влаги. Поверхности придают уклон от середины к краю в 2-4°. По бокам обустраивают лотки или откосы для отвода воды.
  2. Обустройство подсыпки. Из шлака, отсева, песка или песчано-гравийной смеси формируют слой подсыпки толщиной 20-40 см. В качестве вяжущего для скрепления подсыпки, используют портландцемент, шлаки металлургического производства, известь, золу от сгорания угля и тому подобное. На слой подсыпки укладывают гидроизоляционную пленку, чтобы предотвратить потерю цементного молочка.
  3. Опалубку (вспомогательную конструкцию для придания дороге заданных параметров) делают из древесины или металла и только для заливки жидкого бетона. Сразу отметим, что на трассах обычно ее применяют только поперечно – в начале и в технологических разрывах.  Толщина пластин опалубки — около 50 мм. Ее смазывают специальным веществом, чтобы после застывания бетона можно было вынуть. Ее высота соответствует толщине бетонного слоя дороги (обычно 10-15 см). Современные бетоноукладчики оснащаются «скользящей», то есть подвижной опалубкой. Она сразу формирует цементобетонное покрытие заданной ширины и толщины.
  4. Армирование. Укладывают сетку арматуры, затем бетоном доводят до заданной толщины. Арматурный каркас предотвращает растрескивание бетона под большими грузовиками.
  5. Заливка бетоном. После армирования и заливки, бетонную массу разравнивают и уплотняют плавающей виброрейкой и погружной вибробулавой. Сейчас жидкие бетоны применяют редко. Чаще строят дороги из жесткого бетона. Его уплотнение проводит сам бетоноукладчик. Такой бетон «держит» форму сразу после укладки.
  6. Нарезка деформационных швов. Технология строительства бетонной дороги включает устройство деформационных швов. Через каждые 18 м их формируют с помощью досок, а потом, когда прочность бетона достигнет 50-60%, нарезают с расстоянием 6 м. Для этого используют инструмент, который называется швонарезчик. Швы дают простор для расширения материала при нагревании летом. От проникновения воды швы защищают мастикой.
  7. Уход за бетоном. Главное после укладки – поддержание водного баланса. Есть опасность, что в период набора прочности (48-72 суток) материал слишком быстро потеряет воду и растрескается. Чтобы этого не произошло, его укрывают защитными пленками или периодически поливают водой. 
  8. Последующий уход за бетонным покрытием. Каким бы прочным оно не было, бетонное покрытие весь срок эксплуатации тоже нуждается в определенном уходе. За ним надо прежде всего наблюдать. Не упустить время, пока только образовавшиеся трещины не успели развиться в длину, вширь и вглубь. Вовремя заделать их специальной шпатлевкой или бетонным раствором. Если этого не сделать, возникнет разлом.  Своевременно чистить деформационные швы. Иначе от температурного расширения плиты вздыбятся, станут налезать одна на другую.  Примером неправильного содержания стала построенная восемь лет назад бетонная трасса Харьков-Симферополь-Алушта-Ялта.  Сейчас там плиты вздыблены, дорога нуждается в серьезном ремонте.  Названные выше дефекты можно устранить только радикальными мерами – снять и заменить весь поврежденный участок полотна. 
    Чтобы бетонная дорога выдерживала нагрузки и оставалась в хорошем состоянии долгие годы, нужно придерживаться технологии при ее укладке и ухаживать за ней во время эксплуатации. Так, уже практически десять лет отлично служит бетонная дорога Киев-Ковель-Яготин. Когда нет возможности обеспечить наблюдение и должный уход, поверхность бетона покрывают асфальтом. Комбинированное покрытие очень распространено в Европе, например — Германии.

Международные и национальные дороги строить сложнее

Наиболее напряженные транспортные потоки — на международных и национальных автодорогах. Чтобы не занимать слишком много земли и не строить монстры на много десятков метров в ширину, трассы разгружают, упорядочив поток и увеличив скорость движения машин. Это возможно только обеспечив высококачественное — без поперечных и продольных волн покрытие. Для этого подрядчики используют самые передовые технологии и совершенную технику.

Для строительства качественных дорог нужна современная техника.

Ее оснащают автоматическими системами позиционирования. Скользящая опалубка на бетоноукладчиках сразу формирует цементобетонное покрытие заданной ширины и толщины.

Обычно слои дорог международного и национального значения имеют такие параметры:

  1. 30 см первый слой — это стабилизация грунта (уплотненный грунт с добавлением 2% цемента).
  2. 30 см второй слой — щебеночно-песчаная смесь и 4% цемента.
  3. 18 см третий слой — тощий бетон марки М100.
  4. Полиэтиленовая пленка — укладывается между тощим и тяжелым бетоном для изоляции слоев.
  5. 26 см четвертый слой, основной — тяжелый бетон марки М450.

Интересно, что: бывают и безарматурные бетонные дороги, а точнее — бетонные покрытия.

Укладка бетона по технологии RCC (Roller-Compacted Concrete).

Устройство слоя без арматуры значительно удешевляет строительство. Такая технология называется RCC (Roller-Compacted Concrete) — бетон, уложенный с помощью уплотнения катками. Бетон укладывают широкими, относительно тонкими слоями и уплотняют. По такой технологии «укатанного бетона» часто укладывают дорожное покрытие в США и Европе, в частности Германии. Поверх силовой конструкции кладут изнашиваемый слой асфальтобетона. Тогда поверхность укатывают, как у обычной асфальтовой дороги.

Если дорогу укладывают из плит, то зачастую толщина дорожной плиты составляет от 140 до 180 мм.

Чем цементобетон отличается от асфальтобетона

Рассказываем об основных достоинства и недостатках бетонных дорог и дорожного покрытия из асфальтобетона.

Бетонные дороги прочные, морозостойкие, экологичные и безопасные.

Достоинства бетонных дорог
  1. Прочность. По данному показателю дороги из бетона в разы и даже десятки раз превышают асфальтовые. А это позволяет избежать проблем, которые из года в год возникают в Украине. В самый пик высоких температур, когда асфальтовое покрытие становится пластичным, дорогами идет тяжелая техника: грузовики с урожаем сельскохозяйственных культур, продуктами его переработки, тяжелая сельскохозяйственная и строительная техника. От этого дороги разрушаются и на них образуются колеи. Сейчас с этим планируют бороться путем взвешивания грузовиков и запретом их передвижения в жаркую погоду. Температура плавления бетона превышает 1000° С, поэтому летняя жара на его жесткость не влияет. Цементобетонная дорога может без ущерба выдержать во много раз большие грузы и потоки.
  2. Износостойкость и устойчивость к воздействию мороза. По этим показателям бетон тоже значительно лучше асфальта. С годами прочность бетонного покрытия дорог даже растет. Его, как асфальтобетон, не смывают осенние и весенние ливни, паводки. Поэтому капитальный ремонт бетонной дороги производится через 25-30 лет, а полный срок службы бетонной дороги превышает 50 лет.
  3. Снижение расхода топлива. На твердом бетонном полотне сопротивление качению колес ниже, чем на асфальтобетоне, и поэтому уменьшается расход топлива: экономия может достигать 5-10%.
  4. Экологическая составляющая. Для изготовления асфальтобетона в качестве вяжущих могут применять довольно вредные нефтепродукты, а для цементобетона — известняк и гипс. Кроме этого, бетонная поверхность мало стирается, практически не образует пыли. 
  5. Безопасность. Сцепление колес с дорогой всегда хорошее: шины не скользят ни по сухому, ни по мокрому бетону. Особенно этим отличаются покрытия, сделанные по технологии «тихого» бетона. Их покрывают суспензиями, которые не дают «схватиться» материалу на глубину 5-10 мм. Пока он набирает прочность, шины придадут ему структуру такую же, как у асфальтобетона. Кроме того, такие дороги меньше шумят под колесами.  
  6. Эксплуатационные расходы. В течение срока эксплуатации затраты на ремонт трассы из бетона в несколько раз меньше.

Недостатки дорог из бетона
  1. Сроки строительства. Цементобетонная дорога сложнее по конструкции и самому процессу строительства. Например, каждому из слоев цементобетона для набрания прочности 70% необходимо несколько недель. Поэтому строительство идет медленно, движение открывается нескоро.
  2. При несоблюдении технологии, все преимущества теряются. Если строго не соблюдать технологии строительства и содержания, можно свести к нулю все преимущества бетона. Нарушена технология составления раствора – и твердения полотна, верхний слой скоро станет крошиться. Если своевременно не обработаны водозащитой швы, вода будет проникать вглубь и разрушит материал, коррозия — арматуру. Тогда через полтора-два десятка лет на содержание бетонной дороги придется тратить столько же, сколько и на асфальтобетонной.
  3. Цементобетонные дороги более шумные, особенно – те, что построены по старым технологиям, тогда как более пористый и пластичный асфальтобетон лучше поглощает шумы.
  4. Цементобетонные дороги очень чувствительны к осадкам, грунтовым водам, циклическому замораживанию-оттаиванию, противогололедным растворам. Такой дороге нужна особая противокоррозионная защита. Она обеспечивается высоким качеством каменных материалов, применением специальных цементов, устройством дренирующих конструкций, изоляцией швов.
Чтобы бетонная дорога выдерживала нагрузки и оставалась в хорошем состоянии долгие годы, нужно придерживаться технологии при ее укладке и ухаживать за ней во время эксплуатации.

Однозначно сказать, что лучше: бетон или асфальт, нельзя. Вопрос о применении того или иного материала решается с учетом конкретных требований к дороге и возможностей подрядчиков. Украинские дорожно-строительные компании начинают осваивать передовые мировые технологии в области обустройства бетонных покрытий, на объектах применяются современные бетоноукладочные комплексы, наука проводит постоянные исследования и разработки для улучшения и оптимизации строительных материалов.

Правда или вымыслы?

Существуют два мифа, «оправдывающие» практически отсутствие строительства дорог из бетона в Украине. Проанализируем их.

Первый: «Стоимость строительства 1 км автодороги из бетона больше, чем из асфальта«. Однако, по расчетам некоторых экспертов, себестоимость строительства и содержания одного километра бетонной дороги втрое меньше себестоимости 1 км асфальтобетонной. Здесь следует отметить, что учитывается весь срок эксплуатации дороги. Мнения других экспертов не так оптимистичны. Но большинство все же считают, что бетонная дорога дешевле асфальтовой.

Второй: «Бетонные дороги менее качественные». Такое мнение основывается на сравнениях с дорогами, которые построены по старым технологиям. Да, действительно, есть два момента, которые поддерживают это мнение. Первый: колеса на бетоне сильнее шумят. Такое утверждение особенно справедливо для дорог, поверхность которых изношена или имеет поперечную насечку. Второй: после зимы, поверхностный слой бетона шелушится. Таких недостатков лишены дороги с современным защитным покрытием поверхности, а также комбинированные.

На что рассчитывать?

В строительстве бетонных дорог все больше применяются современные технологии. Появились бетоны, имеющие высокую устойчивость к растрескиванию поверхности и морозостойкости. Новые технологии в дорожном строительстве будут способствовать избежанию незапланированных ремонтов и увеличению межремонтных периодов. В составе смесей для цементобетонных дорог все шире применяются отсевы дробления горных пород, мелкие и очень мелкие пески. Введение их в состав материала повышает износостойкость. А также расширяет сырьевую базу и способствует утилизации отходов.

Разрабатываются методы ускоренного ремонта бетонных дорог. Среди них — применение наноматериалов.

Разрабатываются новые варианты применения жесткого укатываемого бетона. Благодаря уплотнению, формированию плотной структуры, материал содержит минимум воды и цемента. Это его удешевляет.

Сейчас украинские компании увеличивают закупки оборудования для строительства бетонных дорог. На фото бетоноукладчик Gomaco, с помощью которого «Автомагистраль-Юг» выполняла работы в Одесском аэропорту.

Чтобы увеличить объемы строительства бетонных дорог в стране, подрядчикам придется помимо существующего оборудования купить и сугубо специфическое — например, бетоноукладчики. Но, в целом, для страны дороги из бетона выгоднее асфальтовых. На бетонном полотне меньше расход горючего. Для строительства требуется меньше или и вовсе не нужно закупать за рубежом битумы и дорогие добавки. Увеличение объемов их строительства во многом зависит от государственных органов. Стимулами может быть, например, использование неценовых критериев в тендерных условиях.

Цемент и бетон

В своей простейшей форме бетон представляет собой смесь пасты и заполнителей. Паста, состоящая из портландцемента и воды, покрывает поверхность мелких и крупных заполнителей. В результате химической реакции, называемой гидратацией, паста затвердевает и набирает прочность, образуя каменную массу, известную как бетон.

В этом процессе кроется ключ к замечательным свойствам бетона: он пластичен и пластичен при свежем смешивании, прочен и долговечен при затвердевании.

Долговечность, прочность и относительно низкая стоимость бетона делают его основой зданий и инфраструктуры во всем мире — домов, школ и больниц, а также аэропортов, мостов, автомагистралей и железнодорожных систем.Спрос на наиболее производимые на Земле материалы будет только возрастать, поскольку, например, развивающиеся страны становятся все более городскими, экстремальные погодные явления требуют более прочных строительных материалов, а цены на другие материалы для инфраструктуры продолжают расти.

Даже профессиональные строители иногда неправильно используют термины «цемент» и «бетон» как синонимы. Цемент на самом деле является составной частью бетона. Это мелкий порошок, который при смешивании с водой, песком и гравием или щебнем (мелкий и крупный заполнитель) образует каменную массу, известную как бетон.

Формы бетона

Бетон производится в четырех основных формах, каждая из которых имеет уникальные области применения и свойства.

  1. Товарный бетон, самая распространенная форма, составляет почти три четверти всего бетона. Его дозируют на местных заводах для доставки на знакомых грузовиках с вращающимися барабанами.
  2. Сборные железобетонные изделия отливаются на заводе. Эти продукты получают выгоду от жесткого контроля качества, достижимого на заводе-изготовителе. Сборные изделия варьируются от бетонных кирпичей и брусчатки до мостовых балок, конструктивных элементов и стеновых панелей.Бетонная кладка — еще один тип промышленного бетона, который, возможно, наиболее известен своими традиционными блоками 8 на 8 на 16 дюймов. Сегодняшним каменным блокам можно придать множество форм, конфигураций, цветов и текстур, чтобы удовлетворить бесконечный спектр строительных приложений и архитектурных нужд.
  3. Материалы на основе цемента представляют собой продукты, которые бросают вызов ярлыку «бетон», но обладают многими его качествами. Обычные материалы в этой категории включают строительный раствор, раствор и терраццо. грунтово-цементный и уплотненный валиками бетон — «двоюродные братья» бетона — используются для тротуаров и плотин.Другие продукты в этой категории включают текучую заливку и основы, обработанные цементом.
  4. Новое поколение передовых продуктов включает волокна и специальный заполнитель для создания кровельной черепицы, гибкой черепицы, сайдинга и столешниц.

Разница между цементом и…

Опубликовано 2 апреля 2020 г.

Что такое цемент?

Цемент — это связующее, с помощью которого можно склеивать различные строительные материалы.Наиболее распространенными типами, которые используются в строительной отрасли, являются портландцемент и асфальтовый цемент. Портландцемент из важнейших ингредиентов бетона. Он может быть либо в виде сухого порошка перед добавлением воды, либо в виде пасты (раствора), которая затвердевает и связывается со всем, к чему прикасается.

Портландцемент состоит из нескольких основных веществ, включая известняк, песок или глину, боксит и железную руду. Сюда также могут входить ракушки, мел, мергель, сланец, шлак и сланец. Эти различные компоненты смешиваются и нагреваются на заводах по переработке цемента с образованием твердого вещества, называемого клинкером.Затем клинкер измельчают до порошка, который можно смешать с водой до образования пасты.

Что такое бетон?

Бетон — прочный строительный материал, в котором в качестве одного из компонентов используется цемент. В бетоне есть четыре основных ингредиента: цемент, камень, песок и вода. Чем меньше воды добавлено в бетонную смесь, тем прочнее эта смесь.

Вода, используемая в бетоне, активирует цемент, который действует как связующее.Заполнители (крупные и мелкие) в смеси связываются цементом. Смеси, в которых используются более крупные заполнители, как правило, прочнее, чем смеси с более мелкими заполнителями.

Качество хорошего бетона

Хороший бетон должен обладать несколькими отличительными качествами. Прежде всего, смесь должна быть достаточно работоспособной, чтобы ее можно было правильно укладывать и уплотнять. Да, меньше воды делает бетон более прочным, но если ваш бетон слишком сухой, вы не сможете закрепить его на месте.

Бетон может также соответствовать определенным спецификациям после того, как он затвердеет. Хороший бетон должен быть устойчивым к замерзанию, оттаиванию и химикатам для борьбы с обледенением; водонепроницаемость; устойчивы к износу; и сильный. С учетом всех этих требований следует сосредоточить внимание на конструкции бетонной смеси.

Конструкция бетонной смеси

Процесс определения того, как создать этот оптимизированный бетон, называется составлением смеси. Есть пять основных компонентов, которые бетонщики должны учитывать при создании конструкции смеси: удобоукладываемость, прочность, долговечность, плотность и внешний вид.

Технологичность — это такое качество, которое позволяет бетону, о котором мы упоминали, укладывать с минимальными усилиями, а также может включать соображения относительно того, будет ли бетон закачиваться на место. Прочность является особенно важным фактором для конструкционного бетона, а долговечность определяет, как долго бетон прослужит. Плотность может способствовать прочности и долговечности, а внешний вид важен для декоративных бетонных работ.

Бетонное здание

Благодаря своей долговечности и прочности бетон является очень популярным строительным материалом.Он включает в себя все, от дренажных труб, которые проходят под нашими улицами, до стен современных домов. Он составляет основу многих наших небоскребов и тротуаров, по которым мы ходим каждый день.

Благодаря своей универсальности, строители могут просто заливать бетон любой формы, которая им нужна, а затем устанавливать ее без необходимости формовать, сгибать, резать или сваривать детали. Архитекторы ценят бетон за его энергоэффективность и чувство безопасности, которое он привносит в пространство.

Изолированные бетонные опалубки и деревянные рамы

Раньше дома обрамляли деревянным каркасом, но в последние несколько лет архитекторы стали уделять больше внимания бетону. Дерево уязвимо для термитов, повреждений от влаги, гниения, огня и многих других повреждений и разрушений. Для решения этих проблем архитекторы начали использовать изоляционные бетонные формы для ограждающих конструкций зданий.

Изолированные бетонные формы начинаются с больших блоков, сделанных из материала, подобного пенополистиролу.В этих блоках есть каналы, прорезанные в середине, похожие на шлакоблоки, и их легко складывать вместе. Строители возводят стену из этих блоков, забивают арматуру по каналам, а затем заливают их бетоном.

Дома, построенные с использованием этих изолированных бетонных форм, невероятно хорошо изолированы и долговечны. Они обеспечивают высокую степень звукоизоляции и практически водонепроницаемы. Они стали особенно популярными в прибрежных районах, где угроза ураганов требует от строителей поиска творческих способов строительства долговечных домов.

Узнать больше о цементе и бетоне

Хотя в нашей культуре термины «бетон» и «цемент» часто используются как синонимы, это не одно и то же. Цемент — это небольшой компонент бетона, тогда как бетон — строительный материал, который стал неотъемлемой частью нашей культуры. Знание разницы между цементом и бетоном может помочь вам лучше понять один из основных строительных материалов, используемых вокруг вас каждый день.

Если вы хотите использовать бетон в своем следующем строительном проекте, загляните на остальную часть нашего сайта в Specify Concrete.Мы можем построить бетонные покрытия и конструкции в соответствии с вашими потребностями. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы найти ближайшего к вам производителя и начать работу с самыми популярными в мире строительными материалами.

Цемент против бетона: в чем разница?

Фото: shutterstock.com

Это старое клише мафии: парень попадает не на ту сторону Ла Коза Ностра только для того, чтобы оказаться в цементных ботинках на дне реки. Ну, эти туфли могут быть сделаны из цемента, но мало что в мире состоит только из цемента и цемента.Бетон , есть везде. Это даже в больших вращающихся барабанах тех повсеместных транспортных средств, которые мы неточно называем цементовозами. Неудивительно, что люди всегда смешивают эти осадочные смеси, которые похожи друг на друга и ведут себя одинаково. Чтобы помочь вам сохранить их прямолинейность, мы рассмотрели их бок о бок — цемент и бетон — чтобы обратить внимание на существенные различия между ними.

Сам цемент изготавливается из материалов, богатых кальцием и кремнеземом, таких как известняк и глина.

Его уникальные адгезионные свойства делают его отличным вяжущим, но сам по себе цемент склонен к растрескиванию.

В бетоне есть цемент .

Вот одна из основных причин, по которой цемент и бетон так часто путают. Верно; когда цементная смесь смешивается с водой, образуется паста. И когда эта паста сочетается с такими заполнителями, как гравий и песок, в результате получается то, что мы знаем и любим как бетон.

Бетон прочнее цемента.

Да, бетон может служить сотни лет, но цемент гораздо менее долговечен. Чтобы использовать аналогию, цемент относится к бетону, как молоко к мороженому. Конечно, в мороженом есть молоко, но это не молоко. На самом деле это намного лучше.

СВЯЗАННЫЕ: 8 удивительных причин для использования бетона в помещении

Фото: shutterstock.com

Бетон хорошо работает в крупных проектах, тогда как цемент чаще используется в небольших работах.

Один из самых прочных и долговечных материалов, известных человеку, бетон используется для строительства школ, мостов, тротуаров и множества других сооружений.Но чтобы добиться успеха с бетоном, вам не нужна каска. Мастера-любители используют его для самодельных работ любого типа, в том числе для создания ландшафтных украшений, кухонных столешниц и пешеходных дорожек. Цемент, для сравнения, используется в основном при выполнении небольших работ (например, затирка швов и специализированная кладка), а также при ремонте потрескавшегося или осыпающегося бетона.

Магазины товаров для дома предлагают множество видов бетона на выбор.

Еще больше усложняет ситуацию то, что вы можете купить десятки различных видов бетона.Каждый тип отвечает требованиям конкретных приложений. Например, бетон, армированный фиброй, который сопротивляется растрескиванию даже при огромных нагрузках, считается обычным выбором для проезжей части. Есть также бетон для ускоренного выполнения работ, который используется, когда время имеет значение. Перед покупкой любого бетона обязательно проконсультируйтесь со специалистом или проведите небольшое исследование, чтобы понять плюсы и минусы всех доступных вариантов. Начните свое исследование с нашего руководства по лучшим типам бетона для любого проекта.

В чем разница между цементом и бетоном?

Когда вы заливаете смесь, чтобы сделать новый тротуар или подъезд к дому, вы используете цемент или бетон? В чем разница между ними?

Хотя термины «цемент» и «бетон» часто используются как синонимы, это не одно и то же. Бетон фактически включает в себя цемент и другие материалы, такие как заполнители и пасту. Агрегаты включают мелкие материалы, такие как песок, гравий или щебень, а паста — то, что скрепляет агрегаты, — это вода и портландцемент.

Портландцемент не является торговой маркой. Напротив, это общий термин для наиболее распространенного типа цемента — точно так же, как нержавеющая сталь — это тип стали, а не название торговой марки. Британец Джозеф Аспдин разработал строительный материал в восемнадцатом веке. Он обнаружил, что добавление глины к известняку и перегрев смеси позволяют полученной смеси затвердеть в любом месте.

Цемент составляет от 10% до 15% от общей массы бетона; хотя точные пропорции различаются от смеси к смеси, в зависимости от того, какой тип бетона создается.Портландцемент — это тип гидравлического цемента, а это означает, что когда вода добавляется в процессе, называемом гидратацией, она запускает химическую реакцию, которая заставляет цемент затвердевать и схватываться, удерживая заполнители вместе в скальной смеси — бетоне. Однако до того, как бетону позволят затвердеть, бетонную смесь необходимо вылить в форму, чтобы она затвердела и приобрела желаемую форму.

Время, необходимое для затвердевания бетона, зависит от таких факторов, как количество гипса, добавленного в смесь.Это время также можно ускорить, добавив ускоряющие добавки, или замедлить, добавив замедляющую схватывание. Когда бетон схватывается, крошечные кристаллы в его структуре затвердевают. Примеси, ускоряющие и замедляющие схватывание, влияют на развитие этих кристаллов.

В климатических условиях, где бетон подвергается замораживанию и оттаиванию, следует добавлять воздухововлекающую добавку. Эта добавка уносит миллионы микроскопических пузырьков, которые помогают защитить бетон от разрушительного воздействия замерзания и оттаивания.Бетон становится прочнее с возрастом, потому что процесс твердения продолжается с течением времени. При правильной смеси бетон даже затвердевает под водой и остается прочным во влажных условиях.

Следовательно, вы должны быть уверены в правильности своей терминологии, когда говорите о различии между бетоном и цементом. Вы не ходите по цементному тротуару; вы идете по бетонному тротуару. Точно так же вы не найдете бетономешалку — вместо нее вы найдете бетономешалку.

Цемент Бетон — обзор

10.5 LCA сравнение геополимеров с другими системами продуктов

Понимание взаимозависимости состава, обработки, технических характеристик и экологических / экономических эффектов имеет важное значение для разработки конкурентоспособных геополимеров для различных областей применения (Weil et al ., 2006; Dombrowski et al ., 2008). Исследования, как правило, сосредоточены на улучшении одного или двух свойств для производства так называемых высокоэффективных материалов. Фактически, рынку нужен продукт с подходящими техническими характеристиками (широкий профиль требований, минимальные свойства указаны в руководящих принципах и / или стандартах) с умеренными затратами (конкурентоспособными по сравнению с существующими технологиями), которые предпочтительно имеют низкое воздействие на окружающую среду.Сравнительный LCA, то есть сравнение с существующими традиционными системами, уже на этапе разработки геополимеров, очень полезен для определения возможностей оптимизации или выдачи предупреждений с экологической точки зрения. Поскольку геополимеры еще не достигли товарного статуса во многих областях применения, сравнение с традиционными системами подлежит некоторым ограничениям. Несмотря на то, что для традиционных систем существует многолетний опыт (например, долговечность), информация о геополимерах часто ограничена (Gruskovnjak et al ., 2006).

Тем не менее, период использования материалов (включая техническое обслуживание) оказывает значительное влияние на общие экологические показатели. Чтобы справиться с этой проблемой, должны применяться приемлемые допущения или полученные результаты должны обсуждаться в свете известных ограничений.

Сосредоточившись на двух совершенно разных приложениях, будет представлен подход к адекватному сравнению.

10.5.1 Геополимер против цементного бетона

В промышленно развитых странах цемент можно считать дешевым продуктом, подходящим для массового производства бетона.Чтобы конкурировать с такой оптимизированной системой, для производства геополимеров можно использовать дешевое сырье, такое как доменный шлак и летучая зола угля.

Использование вторичного сырья также снижает воздействие геополимерной системы на окружающую среду. Тем не менее, возникает вопрос, конкурентоспособна ли геополимерная система системе на основе цемента с экологической точки зрения. Для сравнения рассматривается бетон, отвечающий повышенным требованиям (функциональная единица): морозостойкий бетон экспозиционного класса XF2 и XF4 по DIN EN 206-1 / DIN 1045-2.Границы системы показаны на рис. 10.7.

10.7. Системные границы для сравнения производства геополимербетона и цементобетона.

После использования геополимерный бетон и цементный бетон можно измельчить и использовать для различных целей в гражданском строительстве. Таким образом, нет свидетельств того, что геополимерный бетон имеет серьезные экологические преимущества или недостатки по сравнению с цементным бетоном в том, что касается фазы «рециркуляции / утилизации». Следовательно, обе фазы после использования можно считать сопоставимыми.Однако этот вывод может быть сделан только в том случае, если и сырье, и продукт соответствуют существующим экологическим пороговым значениям (например, для тяжелых металлов).

Сравнимость фазы использования обоих материалов обеспечивается выполнением минимальных требований функциональной единицы (морозостойкий бетон экспозиционного класса XF2 и XF4). Необходимое исследование в основном охватывает испытания на повышение прочности и замерзание-оттаивание -CDF- (Dombrowski et al ., 2008), согласно которым геополимерный бетон сравним с цементным бетоном или даже лучше (по основным техническим характеристикам).

Стадия жизненного цикла, сравнимая для обоих материалов, может быть исключена в сравнительной оценке жизненного цикла. Поэтому расследование будет сосредоточено на стадии добычи и связанных с ней предварительных цепочках добычи ресурсов (рис. 10.7). Хотя транспортировка сырья вносит, по крайней мере, заметный вклад в экологический профиль, он не входит в границы системы, потому что усилия, необходимые для транспортировки необходимого сырья, сильно различаются во всем мире. Влияние транспортных процессов следует оценивать только в конкретном региональном контексте.

Состав сравниваемых систем представлен в таблице 10.2. Все смеси имеют одинаковое содержание гравия / песка, а бетон изготавливается без каких-либо химических добавок (например, суперпластификаторов). Бетонная смесь на портландцементе содержит 340 кг цемента / м 3 , что на 20 кг выше минимального содержания цемента для морозостойкого бетона (XF2-XF4) в соответствии с DIN EN 206-1 / DIN 1045-2. Уже оптимизированный геополимерный бетон (Dombrowski et al ., 2008) с соотношением шлак / летучая зола примерно 80:20 не требует термического отверждения и затвердевает при комнатной температуре (20 ° C).

Таблица 10.2. Состав геополимерного и цементного бетона [кг / м 3 ]

Материал Цементный бетон Геополимерный бетон
цемент CEM I 32.5R 340 шлак
230
летучая зола 57
реактивные отходы 83
силикатный раствор / силикат натрия (37%) 33
24
деионизированная вода 170 99
гравий / песок (0-16мм) 1878 1878
кг / м 3

В случае, когда фаза утилизации и фаза рециркуляции / утилизации считаются равными, результаты на рис.10.8 демонстрируют сопоставимые воздействия на окружающую среду с точки зрения ADP и CED геополимерной системы для этого конкретного применения (морозостойкий бетон). В отличие от этого, геополимерный бетон вносит гораздо меньший вклад в потенциал глобального потепления (GWP). По сравнению с портландцементным бетоном, GWP геополимерного бетона примерно на 70% ниже.

10.8. Результаты ОЖЦ геополимеров и цементобетона.

По сравнению с цементным бетоном, два аспекта должны считаться критическими:

используемое содержание цемента превышает предписанное минимальное содержание цемента (DIN EN 206-1 / DIN 1045-2) на 20 кг на м 3

Портландцемент (с самыми высокими требованиями к энергии и ресурсам среди всех известных типов цемента) используется вместо смешанных цементов, таких как CEM II или даже CEM III, которые также могут применяться для класса XF2 -XF4 согласно DIN EN 206-1 / DIN 1045-2.

Фактически, оба упомянутых аспекта улучшат экологический профиль цементного бетона. Снижение содержания цемента до необходимого минимума (320 кг) снизит значения показателя на 3–5%, использование шлакового цемента ЦЕМ II снизит значения показателя на 11–16%. В таком оптимальном случае для цементного бетона и при условии, что такие смеси имеют требуемые технические характеристики, цементобетонная смесь будет иметь заметные преимущества с точки зрения ADP и CED.Но все же геополимер будет иметь значительно меньшее влияние на потенциал глобального потепления (показатель GWP). Чтобы облегчить принятие решения, необходимо учитывать региональные транспортные усилия.

Стадии использования обеих систем считаются сопоставимыми, поскольку выполняются требования согласно DIN EN 206-1 / DIN 1045-2. из-за его различных характеристик карбонизации, различная долговечность армированного цемента и геополимерного бетона должна быть исследована с технической точки зрения.С помощью модели долговечности, учитывающей сложные условия окружающей среды, срок службы каждой системы можно оценить более подробно. Такие прогнозы срока службы будут важным вкладом для более целостного сравнения LCA геополимеров и цементного бетона.

10.5.2 Сравнение геополимерного покрытия с системами футеровки из ПЭВП в канализационных отстойниках

Геополимеры могут демонстрировать замечательные технические характеристики, такие как высокая прочность, высокая термостойкость и высокая кислотостойкость.Последнее свойство используется для создания кислотостойкого покрытия для канализационных отстойников. Незащищенные бетонные трубы обычно используются для транспортировки бытовых сточных вод. Если требуется повышенная стойкость к кислоте и / или более длительный срок службы, бетонные трубы часто облицовывают полиэтиленом высокой плотности (HDPE). Трубы для отстоя сточных вод с футеровкой из ПНД хорошо защищены от химической и механической коррозии (Guermazi et al ., 2008).

В принципе, геополимерные покрытия также подходят для защиты бетонной поверхности от химического воздействия (Бахарев, 2005; Бахарев и др. ., 2003) и механическое истирание.

Границы системы для сравнительного исследования обеих систем защиты показаны на рис. 10.9. Бетонную трубу (защищаемый объект) можно считать идентичной и не рассматривать в границах системы. Профилированная «труба» из ПНД наносится на внутреннюю часть трубы сразу после зачистки форм бетонной трубы без использования дополнительных клеящих компонентов. В отличие от футеровки из полиэтилена высокой плотности, геополимерное покрытие необходимо наносить методом распыления.Нет свидетельств того, что какой-либо метод нанесения оказывает значительное воздействие на окружающую среду.

10.9. Системные границы для сравнения геополимерного покрытия и футеровки из полиэтилена высокой плотности.

Из-за использования разных материалов в обеих системах (рис. 10.9) этап утилизации и этап рециркуляции / утилизации также могут отличаться. В этом случае фаза утилизации (включая техническое обслуживание), вероятно, вносит решающий вклад в экологический профиль. По оценкам, этап рециркуляции / утилизации не имеет большого значения.Поскольку данные о этапах применения, использования и переработки / утилизации отсутствуют, в упрощенном виде расследование сосредоточено исключительно на этапе производства. Но следует иметь в виду, что значимость полученных результатов ограничена, особенно из-за исключения фазы использования.

Функциональная единица сравнительной оценки — 100 м защитный слой 2 :

Футеровка из ПНД толщиной 5 мм (плотность 0,97 кг / дм 3 )

геополимер покрытие толщиной 10 мм (плотность 2.23 кг / дм 3 ).

Подходящая смесь геополимеров с очень многообещающими техническими свойствами для этого применения была разработана Аней Бухвальд. Смесь содержит:

14,3% летучей золы мягкого угля (расстояние транспортировки грузовым автомобилем 300 км)

6,1% метакаолина (расстояние транспортировки грузовым автомобилем 300 км, расстояние транспортировки судном 6000 км)

11,8% раствор силиката ( расстояние перевозки грузовым автотранспортом 300 км)

2.2% раствор NaOH (расстояние транспортировки грузовиком 300 км)

3,9% воды (без транспортировки)

61,7% песок / мелкий песок (расстояние транспортировки грузовиком 10 км).

Для последовательного сравнения футеровки из полиэтилена высокой плотности (которая уже включает транспортировку сырья) и системы геополимерного покрытия, дополнительно рассматривается сценарий транспортировки системы на основе геополимеров (ориентированной на центральную Европу) ( Рис. 10.10). Предполагаемые расстояния транспортировки сырья указаны выше и являются довольно высокими (предположение наихудшего случая).

10.10. Результаты LCA для геополимерных покрытий (с транспортировкой и без) и футеровки из полиэтилена высокой плотности.

Геополимерное покрытие достигает гораздо более низких значений по всем рассматриваемым показателям воздействия на окружающую среду. Это справедливо для геополимерного покрытия с учетом транспортировки сырья и без него.

ПГП системы HDPE выше в 2,3 раза, CED в 5,9 раза. Как упоминалось выше, фаза использования предположительно вносит решающий вклад в экологический профиль.Следовательно, представленные результаты не подтверждают один вариант, если нет сопоставимой информации относительно долговечности обеих систем.

Однако обсуждение может быть и обратным. Хотя геополимерное покрытие достигает только половины срока службы футеровки из полиэтилена высокой плотности и, следовательно, требует обслуживания на месте (повторное покрытие геополимером), оно может иметь экологические преимущества. Геополимерное покрытие также может быть привлекательным компромиссом между бетонной трубой без покрытия и дорогой бетонной трубой с защитой из полиэтилена высокой плотности для умеренно агрессивной среды.

В чем разница между цементом, бетоном и раствором?

Цемент

Цемент — вяжущее. Как и в случае с мукой в ​​рецепте, цемент предназначен для скрепления других материалов. Но нельзя использовать только цемент. Вам нужны другие материалы, и от того, что вы смешаете с цементом, будет зависеть конечный продукт. Цемент состоит из известняка, кальция, кремния, железа и алюминия, а также других ингредиентов. Эту смесь нагревают в больших печах примерно до 2700 ° F (1482 ° C) с образованием продукта, известного как клинкер, который примерно напоминает мрамор.Их измельчают в порошок и добавляют гипс, образуя серую мукообразную субстанцию, известную как цемент. Когда вода добавляется в цемент, она запускает химический процесс, который позволяет ему затвердеть. Существует много различных типов цемента, но наиболее часто используемый в строительстве тип — портландцемент.

Бетон

Бетон представляет собой смесь заполнителя (например, песка или гравия), цемента и воды. Цемент составляет от 10 до 15% от общей массы бетона; точные пропорции меняются в зависимости от типа изготавливаемого бетона.Заполнитель составляет более 60% бетонной смеси, а в некоторых случаях до 80%. Заполнитель придает бетону массу, а вода активирует цемент, удерживающий все вместе. От пропорций смеси зависит ее прочность, устойчивость к замерзанию и оттаиванию, удобоукладываемость и время, необходимое для застывания.

Поскольку для него требуется низкое соотношение воды и цемента, он намного тоньше при смешивании, что затрудняет его использование в качестве связующего элемента. Бетон используется в строительных проектах и ​​часто армируется стальной арматурой для сохранения структурной целостности по мере оседания грунта под ним.Лучше всего использовать его для опоры, такой как балки, стены или другой фундамент здания.

Раствор

Раствор используется для скрепления строительных материалов, таких как кирпич или камень. Он состоит из густой смеси воды, песка и цемента. Вода используется для гидратации цемента и скрепления смеси. Соотношение воды и цемента в растворе выше, чем в бетоне, что обеспечивает его связующий элемент. При смешивании это вещество намного толще, чем бетон, что делает его идеальным в качестве клея для таких строительных материалов, как кирпич.

Разъяснение: Цемент и бетон — их различия и возможности для устойчивого развития | MIT News

Обычный человек многого не знает о бетоне. Например, он пористый; это самый используемый материал в мире после воды; и, возможно, самое главное, это не цемент.

Хотя многие используют термины «цемент» и «бетон» как синонимы, на самом деле они относятся к двум различным, но родственным материалам: Бетон — это композит, сделанный из нескольких материалов, одним из которых является цемент.

Производство цемента начинается с известняка, осадочной породы. После добычи он смешивается с источником диоксида кремния, таким как промышленный шлак или летучая зола, и обжигается в печи при температуре 2700 градусов по Фаренгейту. То, что выходит из печи, называется клинкером. Цементные заводы измельчают клинкер до очень мелкого порошка и добавляют несколько добавок. Конечный результат — цемент.

«Цемент затем доставляется на участки, где он смешивается с водой, где он становится цементным тестом», — объясняет профессор Франц-Йозеф Ульм, директор факультета Центра устойчивого развития бетона Массачусетского технологического института (CSHub).«Если вы добавите в эту пасту песок, она превратится в строительный раствор. А если добавить в раствор крупные крошки — камни диаметром до дюйма — он станет бетоном ».

Что делает бетон таким прочным, так это химическая реакция, которая происходит при смешивании цемента и воды — процесс, известный как гидратация.

«Гидратация происходит при реакции цемента и воды», — говорит Ульм. «Во время гидратации клинкер растворяется в кальции и рекомбинирует с водой и кремнеземом с образованием гидратов кремнезема кальция.”

Гидраты кремнезема кальция, или CSH, являются ключом к прочности цемента. По мере формирования они соединяются, образуя плотные связи, которые придают материалу прочность. У этих соединений есть удивительный побочный продукт — они делают цемент невероятно пористым.

В промежутках между связями CSH развиваются крошечные поры размером 3 нанометра. Они известны как поры геля. Кроме того, любая вода, которая не прореагировала с образованием CSH во время процесса гидратации, остается в цементе, создавая еще один набор более крупных пор, называемых капиллярными порами.

Согласно исследованию, проведенному CSHub, Французским национальным центром научных исследований и университетом Экс-Марсель, цементная паста настолько пористая, что 96 процентов пор соединены между собой.

Несмотря на эту пористость, цемент обладает отличными прочностными и вяжущими свойствами. Конечно, уменьшая эту пористость, можно получить более плотный и прочный конечный продукт.

Начиная с 80-х годов прошлого века инженеры разработали материал — бетон с высокими эксплуатационными характеристиками (HPC), который сделал именно это.

« Высококачественный бетон, разработанный в 1980-х годах, когда люди поняли, что капиллярные поры можно частично уменьшить, уменьшив соотношение воды и цемента», — говорит Ульм. «С добавлением определенных ингредиентов это привело к увеличению CSH и уменьшению количества воды, оставшейся после гидратации. По сути, это уменьшило более крупные поры, заполненные водой, и увеличило прочность материала ».

Конечно, отмечает Ульм, для уменьшения водоцементного отношения для HPC также требуется больше цемента.И в зависимости от того, как этот цемент производится, это может увеличить воздействие материала на окружающую среду. Отчасти это связано с тем, что при обжиге карбоната кальция в печи для производства обычного цемента происходит химическая реакция, в результате которой образуется диоксид углерода (CO 2 ).

Еще одним источником выбросов CO 2 цемента является нагревание цементных печей. Этот нагрев должен осуществляться с использованием ископаемого топлива из-за чрезвычайно высоких температур, требуемых в печи (2700 F). Электрификация печей изучается, но в настоящее время это технически или экономически нецелесообразно.

Поскольку бетон является самым популярным материалом в мире, а цемент является основным связующим, используемым в бетоне, эти два источника CO 2 являются основной причиной того, что на цемент приходится около 8 процентов глобальных выбросов .

Однако исполнительный директор

CSHub Джереми Грегори рассматривает масштабы бетона как возможность смягчить последствия изменения климата.

«Бетон — самый используемый строительный материал в мире. И поскольку мы используем его очень много, любое сокращение выбросов, которое мы производим, окажет большое влияние на глобальные выбросы.”

Он отмечает, что сегодня существует множество технологий, необходимых для уменьшения воздействия бетона на окружающую среду.

«Когда дело доходит до сокращения выбросов цемента, мы можем повысить эффективность цементных печей, увеличивая использование отходов в качестве источников энергии, а не ископаемого топлива», — объясняет Грегори.

«Мы также можем использовать смешанные цементы с меньшим содержанием клинкера, такие как портландцемент, который смешивает негретый известняк на заключительном этапе измельчения при производстве цемента.Последнее, что мы можем сделать, — это улавливать и хранить или использовать углерод, выделяемый при производстве цемента ».

Улавливание, использование и хранение углерода имеют значительный потенциал для снижения воздействия цемента и бетона на окружающую среду, создавая при этом большие рыночные возможности. По данным Центра климатических и энергетических решений, к 2030 году мировой рынок использования углерода в бетоне составит 400 миллиардов долларов. Некоторые компании, такие как Solidia Technologies и Carbon Cure, опережают тенденции, разрабатывая цемент и бетон, в которых используются и следовательно, секвестрирует CO 2 в процессе производства.

«Однако ясно, — говорит Грегори, — что в низкоуглеродистых бетонных смесях придется использовать многие из этих стратегий. Это означает, что нам нужно переосмыслить то, как мы проектируем наши бетонные смеси ».

В настоящее время точные спецификации бетонных смесей устанавливаются заранее. Хотя это снижает риск для разработчиков, это также препятствует созданию инновационных смесей, которые снижают выбросы.

В качестве решения Грегори рекомендует указывать характеристики смеси, а не ее ингредиенты.

«Многие предписывающие требования ограничивают возможность улучшения воздействия бетона на окружающую среду — например, ограничения по соотношению вода / цемент и использование отходов в смеси», — поясняет он. «Переход к спецификациям, основанным на характеристиках, является ключевым методом стимулирования инноваций и достижения целевых показателей затрат и воздействия на окружающую среду».

По словам Грегори, это требует культурного сдвига. Чтобы перейти к спецификациям, основанным на производительности, многочисленным заинтересованным сторонам, таким как архитекторы, инженеры и специалисты по спецификациям, придется сотрудничать, чтобы разработать оптимальное сочетание для своего проекта, а не полагаться на заранее разработанное сочетание.

По словам Грегори, для поощрения других движущих сил в использовании низкоуглеродистого бетона «нам [также] необходимо устранить барьеры, связанные с риском и стоимостью. Мы можем снизить риск, попросив производителей сообщать о воздействии их продукции на окружающую среду и предоставив спецификации, основанные на характеристиках. Чтобы снизить затраты, нам необходимо поддержать разработку и внедрение технологий улавливания углерода и низкоуглеродных технологий ».

Хотя инновации могут снизить начальные выбросы бетона, бетон также может снизить выбросы другими способами.

Один из способов — использовать его. Применение бетона в зданиях и инфраструктуре может со временем снизить выбросы парниковых газов. Например, бетонные здания могут иметь высокую энергоэффективность, в то время как поверхность и структурные свойства бетонных покрытий позволяют автомобилям потреблять меньше топлива.

Бетон также может частично уменьшить свое первоначальное воздействие за счет воздействия воздуха.

«Уникальность бетона в том, что он фактически поглощает углерод в течение своей жизни в ходе естественного химического процесса, называемого карбонизацией», — говорит Грегори.

Карбонизация происходит в бетоне постепенно, поскольку CO 2 в воздухе вступает в реакцию с цементом с образованием воды и карбоната кальция. В статье, опубликованной в 2016 году в журнале Nature Geoscience , было обнаружено, что с 1930 года карбонизация бетона компенсировала 43 процента выбросов в результате химического превращения карбоната кальция в клинкер во время производства цемента.

У карбонизации есть недостаток. Это может привести к коррозии стальной арматуры, часто устанавливаемой в бетон. В дальнейшем инженеры могут стремиться к максимальному поглощению углерода в процессе карбонизации, а также к минимизации проблем с долговечностью, которые он может создать.

Карбонизация, а также такие технологии, как улавливание, использование и хранение углерода и улучшенные смеси, будут способствовать созданию бетона с низким содержанием углерода. Но для того, чтобы это стало возможным, потребуется сотрудничество академических кругов, промышленности и правительства, — говорит Грегори.