Состав смеси пескоцементной: Цементно-песчаные смеси: состав, свойства, назначение.

Содержание

Пескоцементная смесь для укладки тротуарной плитки

Подготовка смеси для укладки тротуарной плитки является важным этапом обустройства ландшафтного дизайна, к которому нужно подходить ответственно. Соблюдение технологических правил и требований позволит создать качественный состав и сделать конструкцию надежной. В противном случае плитка будет уложена неправильно, а в процессе ее эксплуатации образуются трещины.

Виды укладок

Любые работы по оформлению приусадебной территории начинаются с составления плана, выбора материалов и способов мощения. Для реализации таких задач необходимо учитывать ряд моментов.

В первую очередь, следует определить:

  1. Тип грунта, который будет выполнять роль основания.
  2. Предполагаемые нагрузки на поверхность.
  3. Рельеф территории, отведенной для тротуарной плитки.
  4. Площадь покрытия.
  5. Расход материала.
  6. Способ мощения плиточных изделий.

Специалисты используют следующие способы укладки плитки:

  1. На подушку из песка.
  2. На цементно-песчаную смесь.
  3. На цементно-песчаный раствор.
  4. На бетонную стяжку.

Укладка на песок

Мощение плиточного покрытия на песчаную подушку оправдывает себя только в тех случаях, когда нужно обустроить садовую дорожку на даче или во дворе частного дома. Связано это с тем, что такой тип основания не рассчитан на большие нагрузки.

При этом укладка брусчатки на песок пользуется большим спросом, что обусловлено следующими достоинствами:

  1. Наличие песчаной подушки способствует хорошему дренажу — при сильных осадках вся вода оказывается в швах между брусчаткой, что исключает вероятность появления луж.
  2. За счет отсутствия монолитного соединения между поверхностью дорожки и ее внутренней структурой при минимальной сейсмической активности или движениях грунта конструкция не подвергается деформациям.
  3. Уход за плиткой на песчаной смеси достаточно простой. В случае повреждений одного элемента вы сможете быстро демонтировать его и заменить новым.

Однако, кроме достоинств, у такого способа укладки есть и недостатки:

  1. Если не предусмотреть хорошую дренажную систему и свободное стекание воды, накопившаяся влага приведет к деформации конструкции.
  2. Превышение допустимых нагрузок тоже приведет к растрескиванию плитки. Так, если проехать по плиточному покрытию на автомобиле, результат будет плачевным.

Еще владельцы частных домов и дачных участков нередко жалуются, что песок из-под плитки уносят муравьи.

На сухую смесь из песка и цемента

Применение цементной основы, смешанной с песком, для мощения плитки пользуется большим спросом.

Такая технология обладает следующими достоинствами:

  1. Обеспечение высоких прочностных свойств.
  2. Повышение устойчивости к большим нагрузкам.

Недостатком варианта является дороговизна. Еще может возникнуть проблема вымывания подушки проливными дождями. Для исключения таких проблем следует предусмотреть наличие специальных бордюров по периметру. Процесс закрепления данных элементов усложняет монтаж.

В остальном укладывать тротуарную плитку на песок относительно несложно. Даже при отсутствии навыков в подобной сфере деятельности хозяин участка сможет выполнить мощение. Но, чтобы предотвратить возможные ошибки и проблемы, важно в точности соблюдать технологию и не отклоняться от пошагового руководства.

На бетонную стяжку

Наиболее прочным и устойчивым к большим нагрузкам основанием является бетон. Он обеспечивает защиту плиточного покрытия от трещин и деформаций при воздействии атмосферных осадков, движений почвы или внешних механических нагрузок. Это делает бетонную подушку единственным решением для тех дорожек, по которым будут постоянно ходить люди или ездить транспортные средства.

Для приготовления состава нужно взять 1 часть цемента и 5 частей песка, перемешать их и выложить слоем 30-50 мм. Дальше поверхность тщательно выравнивается и уплотняется.

Брусчатку можно размещать и на сухой цементной смеси в пропорции 1:3. Для получения лучших эксплуатационных характеристик рекомендуется задействовать смесь марки 400. Все составляющие тщательно перемешиваются, но вода не добавляется. Песок должен оставаться чистым и сухим, поэтому его можно просеять через сито для удаления примесей. Только чистый песок сможет гарантировать прочность и высокое качество стяжки.

Подготовка ложа для тротуара

Процесс подготовки ложа под будущее мощение тротуарной плиткой состоит из нескольких этапов. В первую очередь необходимо выбрать материал и место, где будет устанавливаться покрытие.

Выбор места и материала

При выборе места под монтаж плиточного покрытия необходимо отдавать предпочтение ровным участкам, на которых отсутствуют впадины и близкое залегание грунтовых вод.

В продаже предлагается две разновидности тротуарной плитки, которые отличаются методом производства:

  1. Изготовленные с помощью вибролитья.
  2. Изготовленные с помощью вибропрессования.

Выбирая подходящий вариант, необходимо учитывать среду эксплуатации и предполагаемые нагрузки. Вибропрессованная плитка подходит для дорожек, по которым будут ездить транспортные средства. Если необходимо оформить ландшафтный дизайн в саду, лучше выбрать вибролитый тип.

Такая брусчатка не способна выдерживать большие нагрузки, но обладает широким разнообразием фактур, оттенков и декоративных решений. Так, хозяин участка может приобрети плитку с имитацией текстуры дерева или камня.

Покупая материал, необходимо тщательно осмотреть его на предмет наличия дефектов, а еще на особенности поверхности. Обе разновидности могут иметь блестящее покрытие, что объясняется наличием специальных добавок или воды в составе.

Но если добавки способствуют улучшению прочностных свойств конструкции, то вода ухудшает их. Для оценки качества плитки попробуйте ударить одну о другую: при появлении звенящего звука можно не сомневаться в том, что изделие качественное. Глухое звучание указывает на наличие избыточного содержания воды.

При покупке материалов от разных производителей и партий проверьте, не отличаются ли они оттенком. Еще необходимо убедиться в соответствии размеров, поскольку порой бывает проблематично найти аналогичную продукцию от разных торговых марок.

Чтобы предотвратить проблему нехватки плитки, покупайте ее с запасом 7-10%, т.к. в одной партии могут присутствовать бракованные элементы.

Подготовка основания для укладки

Начиная подготовительные работы, следует выкопать углубление в 28 см (слой состоит из 15 см щебня, 10 см песка и 3 см сухой смеси). Если возле тропинки будет обустраиваться газон, то расчет выполняется по другой формуле: 28 см + высота плиточного покрытия + толщина плодородной почвы.

Если грунт мягкий, его необходимо увлажнить водой, а потом утрамбовать. Дальше на дне углубления размещается 15 см щебневого слоя. Поверхность выравнивается и подвергается трамбовке.

Для предотвращения смешивания щебня с песком слой можно укрыть геотекстилем. Поверх этого материала высыпается 10-сантиметровый слой песка. Через 2-3 дня в солнечную погоду или на следующий день при пасмурных погодных условиях поверхность следует разровнять.

Пескоцементная смесь для укладки тротуарной плитки, состав которой выбирается в пропорции 8:1, высыпается поверх песка и выравнивается. Стяжка должна быть ровной и обладать высотой 3-4 см.

Пропорции смеси

При выборе цемента марки 300-400, пропорции песка будут составлять 5:1. Использование продукции под маркой 500-600 предусматривает другой расчет: на 1 часть цемента приходится 6 частей песка. Нередко раствор разбавляется клеем ПВА, который улучшает прочность фиксации. Цементный состав с песком и клеем смешивается крайне тщательно, а потом используется по прямому назначению.

Пошаговое производство смеси состоит из следующих этапов:

  1. 1 часть цементной смеси соединяют с 3 частями песка.
  2. Дальше к составу добавляется вода — это придаст ему сметанообразную консистенцию.
  3. Через 15 минут компоненты повторно перемешиваются.

Поверхность плитки, которая соприкасается с раствором, следует смочить водой.

Если консистенция сухая, брусчатку нужно укладывать только после полного выравнивания. Ряды должны плотно прилегать друг к другу.

Материалы для заполнения швов

Наличие швов между каждым элементом плиточного покрытия ставит под угрозу его целостность. Через образованные зазоры будет просачиваться вода, а в холодный период года она начнет замерзать, способствуя повреждению плитки. Выполняя монтажные работы, необходимо заранее продумать, каким образом будут заделываться швы.

Следующей неприятностью, которая будет негативно воздействовать на плиточное покрытие в случае наличия швов, является мусор. При этом он бывает как мягким, так и твердым. В случае вибраций, возникающих при передвижении по поверхности плитки, он начнет разрушать и царапать материал.

Нередко мусор обладает химической активностью и запускает негативные реакции, включая гниение. Такой процесс привлекает насекомых и микроорганизмы, которые приступают к точению брусчатки.

Для заделки швов на покрытии плитки необходимо подготовить такие инструменты:

  1. Резиновый шпатель. Для подобной работы лучше выбирать узкую модель, но его ширина определяется в зависимости от специфики щелей. Так, если они длинные и непрерывные, лучше брать широкую модель. Главное, чтобы шпатель не повреждал покрытие.
  2. Сито. С его помощью будет просеиваться песок для заделки швов.
  3. Бетономешалка. Если агрегат отсутствует, можно воспользоваться любой емкостью и строительным миксером с насадкой.
  4. Лопата и емкость.
  5. Веник.
  6. Ведра и шланг.

В качестве материалов для заделывания швов используется песок или цемент (можно совмещать материалы, создавая смесь ЦПС или ПЦС), а также вода. После подготовки всех инструментов и материалов можно переходить к основной работе.

расход, плотность и технические характеристики

Для строительства дома по любой из технологий есть материалы, без которых вы не сможете обойтись. Трудно себе представить дом без бетонного фундамента, стяжки. Конечно, всегда можно заказать готовый бетон от производителя. Но что, если нет необходимости в большом объеме? К тому же, приготовление растворов самостоятельно сэкономит вам немалые деньги. Особенно пригодится самостоятельное приготовление смеси, если работа проводится без дополнительной помощи. Вы просто не сможете выработать большой объем бетона за время его затвердевания. На всех вышеописанных работах вам потребуется пескоцементная смесь.

Состав цементно-песчаной смеси

Название материала хорошо говорит о его составе: цемент и песок в определенных пропорциях. В зависимости от назначения готовой смеси соотношение составляющих может быть различным. От этого будет зависеть марка ЦПС. Для приготовления раствора в пескоцемент добавляют воду.

Кроме воды, в раствор могут добавлять различные добавки (присадки):

  • Пластификаторы. Несмотря на название, в большей степени придают бетону повышенную прочность. Также позволяют снизить расход цемента, что привело к их широкому применению застройщиками.
  • Ускорители затвердевания. Такие добавки значительно ускоряют процесс набора окончательной твердости смеси. Особенно часто применяются при производстве изделий из бетона (блоки, тротуарная плитка). Смесь можно держать в форме гораздо меньше времени, в итоге затраты времени на единицу продукции уменьшаются, а количество выпускаемых единиц увеличивается.
  • Морозостойкие присадки. Позволяют работать с бетоном при очень низких температурах.
  • Существует также масса кустарных добавок (моющее средство, молоко и другие). Их влияние может оказаться очень непредсказуемым, несмотря на рекомендации мастеров.

Марки цементно-песчаных смесей

Марки ЦПС отличаются соотношением в составе песка и цемента. Соответственно, они сильно различаются по прочности и сфере применения. Разберем основные типы работ, которые можно выполнить с помощью той или иной марки цемента.

  • Марка М 100. Может применяться для черновой штукатурки стен, заделывания небольших трещин и выбоин.
  • М 150. Наиболее распространенная смесь на стройке и в строительных магазинах. Это связано с универсальностью ее применения: штукатурка стен, стяжка, кладка кирпичных и стен из блоков. Добавление различных присадок позволяет еще более расширить функционал.
  • М 200. Незначительно отличается от предыдущей марки. Сфера применения идентична. Используются при повышенных требованиях к твердости готовой поверхности. Отличается более быстрым временем схватывания.
  • М 300. Чаще называют фундаментной маркой цементно-песчаных смесей. Применяется там, где к прочности и твердости готовой поверхности предъявляются самые высокие требования: фундаменты, кладка из блоков, массивные толстые слои стяжки. Не применяется для оштукатуривания.
  • М 400. Применяют на ответственных конструкциях высокой прочности: фундаменты, цокольные стяжки, износостойкие стяжки в местах повышенной проходимости. Нечасто используется в индивидуальном строительстве из-за дороговизны и высокой скорости затвердевания. (приготовленный раствор необходимо израсходовать за 2 часа).

Сергей Юрьевич

Строительство домов, пристроек, террас и веранд.

Задать вопрос

Существуют более высокие марки смесей М500, но они не применяются в индивидуальном строительстве. Их применяют только в промышленных масштабах. Например, при строительстве мостов.

 

Дом из бруса

24.63%

Дом из кирпича

18.42%

Бревенчатый дом

14.5%

Дом из газобетонных блоков

16.46%

Дом по канадской технологии

11.49%

Дом из оцилиндрованного бревна

3.77%

Монолитный дом

4.04%

Дом из пеноблоков

3.41%

Дом из сип-панелей

3.29%

Проголосовало: 3317

Самостоятельное приготовление ЦПС и раствора

На прилавках строительных магазинов сейчас можно найти цементно-песчаную смесь любой марки. Можно даже найти готовые составы под любой вид строительных работ. Для приготовления раствора остается лишь добавить воду в точном количестве, указанном на упаковке.

Другое дело, если вы решили приготовить смесь самостоятельно. Главное – определиться с маркой смеси, которая необходима для предполагаемых работ. Для работы потребуется просеянный песок мелких фракций, цемент марки М400 или М500 и вода. Из инструмента потребуется только бетономешалка. Сначала смешивается бетон и песок в пропорциях, необходимых для выбранной марки бетона. Затем медленно и равномерно подается вода.

НазначениеМаркаГлубина погружения конуса, смСостав по массе при марке цемента не ниже 400
водацементпесок
Для покрытий2004-50,4512,8
3004-50,412,4
Для прослоек и заполнения швов в покрытиях из штучных материалов 150 5-6 0,551 3
3005-60,412,2
4001-20,312,0
Для стяжек1505-60,5513
2004-50,4512,8

Соблюдение пропорций и технологии приготовления позволит вам сделать смесь не хуже тех, что предлагают строительные супермаркеты.

Вы можете задать свой вопрос нашему автору:

Цементно песчаная смесь: состав, пропорции раствора пескоцемента

Цементно песчаная смесь – незаменимый материал для строительных работ. Она хорошо знакома всем строителям. Ее используют для укладки плитки, в отделке, монтаже и штукатурных работах. Состав поставляется в сухом виде, а разрабатывают его в промышленных условиях.

  • Составы ЦПС
  • Назначение
  • Виды и характеристики: классификация
  • Цементно песчаная смесь: популярные марки
  • Расход на 1 кв.м
  • Как сделать цементно-песчаную смесь самому?
  • Рекомендации мастеров

Иногда мастера готовят раствор сами, смешивая вручную все компоненты. Чтобы не ошибиться в его изготовлении и правильном применении, в этой статье рассмотрено:

  • что из себя представляет пескоцемент;
  • его базовые характеристики;
  • популярные изготовители пескоцементных смесей;
  • список инструментов для работы;
  • принципы смешивания ЦПС самому;
  • рекомендации мастеров.

Составы ЦПС

Обычный пескоцемент изготавливается из таких компонентов:

  1. Заводской цемент.
  2. Мелкофракционный песок. Его предварительно очищают от посторонних примесей.
  3. Модификаторы по ГОСТ для ЦПС, помогающие улучшить качество готовой смеси.
  4. Вода, которая сделает раствор более вязким и пластичным. Она же регулирует плотность ЦПС.

Весь состав цементно-песчаной смеси нужно усиленно перемешать, чтобы компоненты смогли равномерно распределиться. Производители допускают добавление красителей в смесь. Не запрещена и примесь волокна с армирующей функцией.

Характеристики ЦПС зависят от количества замешиваемых ингредиентов. Однако их доля может изменяться в зависимости от назначения смеси:

  • Сфера применения состава. Иногда нужна более густая и насыщенная смесь.
  • Марка портландцемента. Используя хороший цемент, вы сделаете раствор высокого качества.
  • Доля вяжущего вещества. Учтите, что при продолжительном хранении материал будет терять свои первичные характеристики.
  • Концентрация влаги в базовом сырье. Если влажность будет повышена, то количество воды стоит снизить.

Расчет пескоцементной сухой смеси для стяжки

Для стяжки характерно присутствие повышенного давления на готовую площадку. Это характеризует увеличенную необходимость в прочности стяжки. Таким образом следует использовать смесь M300 или M400. В некоторых случаях применяется и M200, но только там, где не требуется высокая прочность.

Главным нюансом при стяжке является ее глубина, чем она больше, тем больше раствора будет уходить на 1 м2. В целом стяжка редко превосходит 30 см, дополнительно снизу выкладывается слой из щебня или гравия для создания платформы.

Высчитывать количество ЦПС необходимо после формирования платформы из сыпучих материалов, если такая планируется.

Подсчет необходимого количества материалов можно производить основываясь на параметре 1 м3. Предварительно следует площадь и глубину перевести в эту величину. Помещение площадью 50 м2 и глубиной стяжки 20 см будет требовать 50 м2 * 0.2 м = 10 м3.


Расчет для стяжки

Далее выбрав необходимую для задачи марку смеси, обычно М200 или М300, можно определить количество приобретаемого материала. Помимо марки вес на 1 м3 также зависит от производителя и компонентов, которые он использовался.

Для М200 на 10 м3 необходимо использовать расход порядка 600 кг/м3 * 10 м3 = 6000 кг, при этом нужно учесть осадку в размере 1 к 1.4. То есть следует обзавестись 8400 кг смеси для 10 м3 стяжки.

Для M300 несколько отличается объем 650 кг/м3 * 10 м3 = 6500 кг. При учете некоторого оседания при приготовлении смеси, объем становится приблизительно равен 9100 м3.

Независимо от способа приготовления (вручную или готовая ЦПС) подобный подсчет поможет приблизительно сориентироваться в количестве материалов. Но производя смесь вручную необходимо достаточно точно определять марку раствора.

Более подробно о расчете материалов для стяжки смотрите на видео:

Назначение

Смесь пескоцементная с содержанием цемента до 67 – помощник в разных ситуациях, связанных со строительной и облицовочной сферами. ЦПС добавляют в смеси для кладки кирпича, бетона, плитки и т.п. Ее можно использовать для штукатурной обработки стен как внутри, так и снаружи зданий.

Изредка материал применяют для заливки наливных полов. Составы для таких целей можно изготовить вручную.

Виды и характеристики: классификация

Цементно песчаная смесь имеет широкую сферу эксплуатации. Эти факторы обусловили появление нескольких ее видов:

  1. Для штукатурки стен. В состав такой смеси входят известь или пластификаторы, которые делают раствор более удобным для работы. Не сползает со стены и может легко выравниваться.
  2. Для кладочной жидкости. Нужна для стяжки. Можно изготовить самому или купить в готовом виде в магазине. В составе можно встретить примеси мелкофракционного щебня или гравия. Это делает стяжку более прочной с небольшим соотношением усадки.
  3. Универсальная. Часто продают в строительных магазинах как фасадную штукатурку. Можно использовать для заливки наливного пола. Позиционируется как модификационный товар, делают его только в промышленных условиях. Похожие составы можно изготовить и самому, если следовать инструкции в интернете. Универсальна для этих целей – сухая ЦПС.

Маркировка

При покупке ЦПС для выполнения определенных задач необходимо учитывать, что они имеют общепринятую маркировку, определяющую их свойства и особенности применения. Обозначение составов позволяет покупателям выяснить предел прочности на сжатие, который получает готовый раствор после затвердевания. Современные производители выпускают следующие марки материала:

  • М100 – изготавливается с добавлением извести и содержит небольшое количество цемента по отношению к песку. Такие смеси можно использовать для штукатурки стен, выравнивания поверхностей, заделывания незначительных неровностей и дефектов.
  • М150 – считается универсальной смесью, широко применяемой для монтажных, штукатурных и кладочных работ. В быту эта марка может заменить любую другую. Часто ее применяют в устройстве стяжки для пола, добавляя фиброволокно для повышения прочностных свойств. Рекомендуемая толщина слоя при использовании М150 составляет 5–50 мм, расход на квадратный метр – около 16,5 кг. Готовая смесь схватывается в среднем за 2 часа, время ее затвердевания достигает 24 часов.
  • М200 – является монтажно-кладочным материалом, отличающимся повышенным содержанием портландцемента. Продукт выпускается в нескольких модификациях, предназначенных для оштукатуривания поверхностей, выполнения кирпичной кладки или заливки стяжки. Характерная особенность М200 – повышенная прочность. После приготовления раствора его средний расход для слоя толщиной 1 см составит от 15 до 17 кг/м².
  • М300 – материал высокого уровня прочности для изготовления бетонов. Его применяют для заливки фундаментов, создания массивных стяжек, сооружения перегородок и стен. В состав смеси входят цемент не ниже марки М 400 и песок крупной фракции размерами до 6 мм. Часто при использовании данного ЦПС применяют арматурное усиление. Расход М300 при проведении строительных работ – порядка 19 кг.
  • М400 – наиболее прочная смесь, подходящая для сооружения фундаментов, производства железобетонных изделий, устройства несущих конструкций. Для ее изготовления берут портландцемент не ниже М500, превышающий по объемному содержанию количество добавляемого песка.

Существуют и другие марки материала, подбираемые в зависимости от потребностей мастера. Например, М500 можно применять в частном домостроении, тогда как М600, М700 приготавливают для особых объектов. Эти разновидности ЦПС способны выдерживать повышенные нагрузки и длительно сохранять свои первоначальные свойства.

Цементно песчаная смесь: популярные марки

Песчано цементная смесь делается многими производителями. Из них самым высокими спросом среди клиентов пользуются такие составы:

  • М100. Принадлежит к бюджетному сегменту. Нужна для внутренней, внешней штукатурки, выравнивания пола и неровностей на стенах. Портландцемента в нем меньше, чем песка. Содержит примесь погашенной извести.
  • М150. Смесь М150 нужна для разных строительных целей. За счет характеристик может применяться для штукатурки, ремонта, стяжки пола и укладки кирпичной стены. Изготовитель дополняет состав добавками, совершенствующими характеристики.
  • М200. Эту марку цементно-песчаного раствора можно использовать для стройки домов. Ей характерны повышенная концентрация портландцемента и увеличенная прочность. Расход прямо пропорционален толщине наносимого слоя.
  • М300. Этот состав разработан для монтажа фундамента, перекрытий между этажами, ремонта и строительства капитальных стен. Хорошо переносит увеличенные нагрузки.
  • М400. Самый прочный вид для монтажа основания у многоэтажных зданий, железобетонных конструкций. Ему характерны высокая прочность и усиление арматурного типа.

Есть и другие типы ЦПС с разницей концентрации элементов в их составе. Выбирать такие смеси нужно в соответствии с задачами мастера.

Количество мешков ПЦС для кладки из кирпича и расчеты на калькуляторе

Кладка кирпичной стены должна осуществляться при помощи смеси с маркой, соответствующей кирпичу. Такое строение получается максимально прочным и однородным. В целом для кладки применяется M100-M200.

Так необходимо учитывать качества и прочность материала (как смеси, так и кирпича). Используя базовые нормативы на 1 м3 стены должно уходить приблизительно 250 кг смеси М100.

Цемент является главной и основной составной частью для большинства зданий и сооружений. Тут о том, как правильно развести цемент.

Применение песка является необходимой мерой при проведении любых строительных либо ремонтных работ. Здесь все о кварцевом песке.

Ремонт кухни – это весьма важное и серьезное дело и подходить к нему нужно со всей ответственностью. Перейдя по ссылке ознакомитесь со стеновыми панелями для кухни из пластика с фотопечатью.

Если готовить раствор самостоятельно, то следует соблюдать пропорцию 1 к 4. В ЦПС следует добавить жидкость, которая обычно является половиной общего веса смеси.

Конечно же, кладка стены сильно зависит от толщины швов, по мере расширения пространства между кирпичами, увеличивается и количество раствора на 1 м3. Толщина стен играет также важную роль, так для облицовочного кирпича, положенного в 1 слой, цемента требуется существенно меньше, чем для несущих стен в 2-4 кирпича.


Расчет для кладки

Нормативные документы содержат подробные рекомендации и зависимость толщины стены и количества затрачиваемого раствора.

Примеры представлены на основании обычного кирпича и необходимого количества на 1 м3:

  • стена 12см – 420 кирпичей и 0,19 м3 раствора;
  • стена 25см – 400 кирпичей и 0.22 м3 раствора;
  • стена 38см – 395 кирпичей и 0.234 м3 раствора;
  • стена 51см – 394 кирпичей и 0.24 м3 раствора;
  • стена 64см – 392 кирпичей и 0.245 м3 раствора.

Расход на 1 кв.м

Нужное количество смеси зависит от поставленных задач. Раствор будет израсходоваться с учетом таких факторов:

  1. Марка и нюансы производства товара.
  2. Точная сфера применения средства.

Предположительный расход смеси по ее назначению:

  • Штукатурка. На штукатурные работы, заливку стяжки расходуются около 16 килограммов смеси на один квадратный метр.
  • Отделка. При облицовке стены расход составляет около 7 килограммов смеси.
  • Фундамент. При его монтаже уйдет примерно 20 килограммов состава на один квадратный метр.

Определение количества материалов

Существует таблица с готовыми коэффициентами для определения числа упаковок ЦПС в 1м3 рабочего раствора без наполнителя (кроме крупной фракции: керамзит, щебень, гравий). Представлены вычисления для марки М300 в пропорции 3 к 1. Для расчета площадь поверхности надо просто разделить на обозначенное число.

Так, для покрытия в 1 слой, толщиной от 1 до 10 см необходимое количество мешков составит:

фасовка 40 кг:

  • 1 см — 2,6;
  • 2 см — 1,8;
  • 3 см -0,9;
  • 4 см-0,6;
  • 5 см -0,45;
  • 6 см -0,4;
  • 7 см -0,36;
  • 8 см -0,3;
  • 9 см -0,25;
  • 10 см -0,22.

фасовка 50 кг:

  • 1 см-3,1;
  • 2 см -2,25;
  • 3 см -1,12;
  • 4 см -0,75;
  • 5 см -0,56;
  • 6 см -0,5;
  • 7 см -0,45;
  • 8 см -0,37;
  • 9 см -0,32;
  • 10 см -0,28.

К примеру, расчет выравнивания стен S — 45 кв.м, слой 2 см. Расчет: 45 / 1,8 = 25 единиц по 40 кг или 45 / 2,25 = 20 единиц по 50 кг. Так для 5 см стяжки без наполнителя для 20 кв. надо: 40 кг ЦПС — 44 упаковки, 50 кг — 36 упаковок.

Как сделать цементно-песчаную смесь самому?

Пескоцемент реально сделать самому, не покупая его в магазине. Для этого требуется запастись таким инвентарем:

  1. Бетономешалка. С ней можно заготовить много смеси.
  2. Электрическая дрель для быстрого смешивания компонентов.
  3. Насадка для дрели и емкость для смешивания массы.
  4. Ведра для погрузки и разгрузки готового продукта.

Пропорции цементно-песчаной смеси зависят от всех компонентов в составе и ее назначения. Соотношение песка и цемента определяет сам мастер.

Работать с материалом нужно так:

  • в бетономешалку помещают портландцемент и песок;
  • равномерно смешивают сыпучие элементы между собой;
  • добавляют воду для более пластичного состояния.

Если цементно песчаная смесь готовится для работы зимой, то рекомендуем добавить компоненты для улучшения показателей стойкости к морозам.

Рекомендации мастеров

Весь алгоритм работы не представляет сложности, если следовать рекомендациям. Мастера советуют учитывать такие факторы:

  1. Все компоненты нужно смешивать равномерно. Добавки нужно вводить точно по инструкции.
  2. Перед работой ингредиенты нужно просеять.
  3. Работать надо со строгим соблюдением технологии.
  4. Мастер должен контролировать влажность сырьевой основы. Все компоненты должны быть пригодными, не просроченными.

Знаете другие способы замешивания цементно-песчаной смеси? Делитесь опытом в комментариях к статье, чтобы помочь другим читателям выбрать лучший метод. Для наглядности советуем посмотреть видео о правильной работе с ЦПС:

Приготовление цементно-песчанной смеси для изготовления плитки

Приготовление цементно-песчаной смеси

ВАЖНО !!!  Соблюдение рецепта приготовления смеси позволит Вам получать высокопрочные, красивые изделия которые прослужат много лет.  Учитывая огромное кол-во советов и рецептур которые изобилуют в интернете, Вы возможно захотите упростить или изменить рецепт, но тогда никто не сможет гарантировать Вам конечный результат . Весьма вероятно, что красиво выглядящая плитка, внешне не отличающаяся от той что получается по нашим рецептам, в  результате не сможет пережить первую зиму (низкая морозостойкость) , будет рассыпаться под нагрузкой, быстро истираться.

Состав цветного архитектурного бетона для изготовления тротуарной плитки

Оптимально готовить смесь с цементно-песчаным отношением (Ц:П) = 1:3 по массе. Пропорции необходимых материалов из расчета на 1м3 готовой смеси. 

    1. (Ц)цемент (M500 Д0)  — 475 кг.(396 л.)
    2. (П)песок (карьерный, мытый)  — 1425 кг. (950 л.)
    3. вода (25-35% от цемента) * — 142 л.
    4. пластификатор MasterPolyHeed 3043 (1.2% от цемента)**  — 5.7 кг. (5.2 л.)
      или
      пластификатор С-3 (3.0% от цемента) *** — 14.25 кг. (12 л.)
    5. полимерная-фибра (0.075% общей массы)  — 1.5 кг.
    6. пигмент цветной (5% от цемента)****  — 23.75 кг

* Расчет воды в таблице сделан для пластификатора MasterPolyHeed 3043. Необходимое кол-во воды зависит от вида применяемого пластификатора и влажности наполнителя. Эффективность гипперпластификатора MasterPolyHeed 3043, MasterGlenium 808, MasterGlenium 115 или аналогичных (BASF, Германия на основе эфиров поликарбоксилатов, полиарилатов или их смеси) более чем в 2 раза выше чем суперпластификатора С-3. Это позволяет больше снизить В/Ц (уменьшить кол-во воды при сохранении подвижности) и тем самым увеличить прочность, морозостойкость и как следствие — долговечность готового изделия.

Использование пластификатора MasterPolyHeed 3043 или MasterGlenium 808 дает аналогичный MasterGlenium 115 (или 430) результат по снижению В/Ц но при этом на 30% снижается вязкость смеси (ускоряется формование, улучшается глянец на изделии).

Использование  MasterGlenium-430 дает такой же результат по прочности как и MasterGlenium 115, 808 или MasterPolyHeed 3043 , но позволяет добиться раннего набора прочности (в диапазоне 4-20 часов с момента заливки прочность выше в 2-3 раза, что позволяет произвести более раннюю расформовку).

** Применяется (на выбор) только 1 вид пластификатора в указанной в таблице дозировке. Смешение разных пластификаторов недопустимо.
*** Пластификатор С-3 в таблице указан (масса) в виде водного раствора в массовой пропорции 1:2 (1 кг. сухого пластификатора С-3 на 2 л. воды).
**** Кол-во пигмента указанно в оптимальном для получения насыщенного цвета при использовании метода объемной окраски бетона.

Именно попытки удешевления за счет замены добавок на дешевые аналоги, использование некачественных инертных наполнителей (песок, отсев) с высоким содержанием глины,  или цемента с добавками неизвестного происхождения и непредсказуемого действия, несоблюдение  В/Ц-соотношения , технологий смешивания и созревания – все это и создает плохой имидж вибролитой тротуарной плитке. Мастера «у дороги» открывают торговую точку-мастерскую на 1 сезон и затем пропадают, а у покупателя остается потрескавшаяся садовая дорожка и разочарование.

Рекомендуемые нами рецепты проверены многолетней практикой и прошли испытания в лабораториях. При точном соблюдении весовых соотношений и использовании указанных материалов Вы сможете получить такой же результат и Ваша тротуарная плитка будет радовать Вас многие годы.

Составление бетонной смеси. Водоцементное отношение.

Сначала мы смешиваем сухие компоненты добиваясь однородности смеси, затем добавляем жидкие компоненты

1) В емкость для замешивания загружается цемент и песок в пропорции 1:3. Это соотношения является оптимальным для я изготовления тротуарной плитки, бордюров, водосливов и облицовки фасадов.

2) В сухую смесь добавляем фиброволокно. Желательно распределять его максимально равномерно, добавляя постепенно в процессе сухого смешивания. В процессе перемешивания ПАН-фибра должна равномерно распределится в смеси. Недопустимо образование «комков» из фибры.

Для уменьшения «пыления» цемента рекомендуется вначале перемешать фиброволокно с песком в течении нескольких минут и затем добавить цемент. Для избегания «пыления» цемента и фиброволокна после их добавления в смесь рекомендуется производить «прикапывание» с помощью лопатки песком.  При таком варианте эти компоненты минимально попадают в воздух при размешивании смеси миксером.

3) Если мы хотим получить равномерно окрашенные по всей толщине изделия, в сухой раствор добавляется краситель в нужном процентном соотношении которое составляет 3-5 % от массы цемента, но не должно превышать 5%  (для белого красителя – 2-4% от массы всей смеси !). Превышение будет ухудшать прочность изделия.

Для экономии красителя Вы можете окрашивать только верхний слой плитки толщиной 1 см.  Для этого сначала готовиться неокрашенная смесь, затем делится на части и окрашивается только 1/3 часть. Этот метод будет рассмотрен далее. Для долговечной окраски используется неорганический железоокисный пигмент, который можно приобрести как в мешках так и в более мелкой таре для подбора цвета или изготовления небольшого обьема тротуарной плитки, особенно с частичной окраской смеси.

Более подробную информацию по применению железоокисных пигментов, Вы сможете найти в инструкции : Руководство по окраске бетона и гипса железоокисными пигментами.

4) После приготовления сухого раствора добавляется вода в точно рассчитанном кол-ве.  Весовое соотношение воды к цементу называется водоцементным соотношением (В/Ц). Для получения качественной плитки с высоким показателем прочности и морозостойкости В/Ц  должно находится в диапазоне 0.25-0.30.  Оптимальным является показатель 0.25, но учитывая применение фиброволокна которое связывает часть воды и отдает ее постепенно, а также использование красителей которые «сушат» смесь  – допустимо увеличение В/Ц до 0.30 (т.е. вода по массе = до 25% от массы цемента). При этом истинное В/Ц будет выше, так-как часть воды содержится в наполнителе и цементе.

Если наполнитель влажный , расчетное В/Ц нужно уменьшить до 0.2, чтобы не добавить избыточную воду и потом скорректировать по факту, после 5-7 минут перемешивания с пластификатором, когда он подействует.

ВНИМАНИЕ !!! Достаточно перелить всего 10% воды, чтобы характеристики изделий резко ухудшились.  Цемент в процессе гидратации может связать не более 20% воды от своей массы (В/Ц=0.2). Вся «лишняя» вода придает раствору «подвижность» но затем не связываясь испаряется и в толще изделия остаются микропоры. Это сильно снижает прочность и морозостойкость тротуарной плитки.

Но без пластификатора при таком низком В/Ц смесь получится очень жесткой и сформировать из нее изделия без пресса не получится. Именно для этого мы используем гиперпластификатор на основе поликарбоксилатов, полиарилатов или их комбинации который в несколько раз увеличивает подвижность смеси при равном В/Ц соотношении. С помощью пластификатора смесь легко уплотняется в форме не только на вибростоле но и ручным методом.

Оптимальное  В/Ц рассчитано для сухого песка с модулем крупности (Мкр) = 2.5-2.8. (если модуль крупности меньше, воды добавляется чуть больше и наоборот).

Но песок или отсев практически никогда не бывает полностью сухим. Приходится количество добавляемой воды корректировать в процессе замешивания. Поэтому сначала вы выливаете в смесь 80-85% приготовленного объема воды в которую предварительно добавляете пластификатор в требуемом кол-ве (Табл-2)

Полученная смесь перемешивается 6-8 минут. Это время необходимо для того чтобы пластификатор начал работать и проявил свои свойства.

По прошествии указанного времени перемешивания, необходимо произвести визуальную и тактильную оценку полученной смеси. Визуально раствор не должен расплываться, он скорее должен иметь консистенцию теста для пельменей.

 
Для проверки количества воды зачерпываем на лопатку небольшое количество смеси и постукивая ей по краю емкости следим за поведением смеси. Смесь должна хорошо утрамбовываться превращаясь в монолитную массу.

Затем от края лопатки сдвигаем смесь вперед и при ее переходе через край она должна «сломаться».  Если смесь не сломается, а стечет с лопатки — это означает, что в полученной смеси слишком много воды. В этом случае рекомендуется (хотя это приведет к нарушению оптимальной пропорции Ц/П = 1/3), добавить в смесь немного цемента и продолжить перемешивание. Если смесь не трамбуется на лопатке или трамбуется плохо, следует добавлять воду небольшими порциями до достижения смесью необходимой подвижности.  Именно для этого и рекомендуется первоначально вливать только 80-85% необходимого кол-ва воды.

Смотрите видеоинструкцию процесса приготовления раствора для изготовления тротуарной плитки с фиброармированием и использованием гипперпластификатора MasterGlenium-115.

Пример неокрашеной смеси армированной фиброволокном. Оценка В/Ц.

[Переход к следующему разделу]   [Возврат к оглавлению]

 

Цементно-песчаная смесь под брусчатку

Для основания дорожки берут песок или щебень. По отдельности песок и щебень быстро вымываются из под плитки, и дорожка расходится, поэтому используют смесь цемента и песка. Почему именно цементно-песчаную смесь, а не один цемент? На бетонном основании будет скапливаться вода, зимой она замерзнет, весной плитка отклеится от основания. Смесь песка и цемента обеспечивает лучшее сцепление материала. В магазинах продаются сухие готовые смеси, но многие предпочитают сделать раствор самостоятельно.

Цемент М-300 подходит для создания прочной бетонной поверхности, М-200 — для ремонта дорожек. Но мастера советуют брать марки от М-400 и выше, лучше без минеральных добавок. Они быстро схватываются и очень прочные. Чем больше цифра в марке цемента, тем больше песка понадобится. Для М-400 надо взять 5 частей, для М-600 — 6 частей.

Тротуарную плитку укладывают «сухим» и «мокрым» способом. Смесь готовят, после того, как уложено основание. Используют только чистый мелкий просеянный песок. Он обязательно должен быть сухим. Любые посторонние примеси ухудшают сцепление с плиткой. Смесь разводят чистой холодной водой (пресной).

«Сухая» укладка

Сухой цементно-песчаный раствор (без добавления воды) насыпают слоем толщиной от 3 см. Укладывая плитку на него, проверяют уклон, чтобы плитки не разъехались. Если есть уклон, под плитку подсыпают еще смеси. Ходить по такой дорожке можно будет через 2-3 дня. Для сухой укладки подходит цементная смесь меньшей плотности 1:3 (одна часть цемента, три части песка без воды). Можно использовать цемент марки М-400.

«Мокрая» укладка

Для мокрой укладки нужно твердое основание, например, бетон толщиной 13 см. Для этого убирают часть земли, засыпают щебень, песок и заливают бетоном. При «мокром» способе готовят цементно-песчаную смесь с водой. Иногда добавляют клей ПВА, чтобы плитка держалась прочнее, или краситель, чтобы дорожка выглядела аккуратнее. Песок и цемент смешивают в выбранных пропорциях. Доливают воду и размешивают до консистенции густой сметаны. Потом добавляют пластификаторы, красители или клей. На литр воды — 1 грамм красителя. Смесь лучше замешивать в бетономешалке или насадкой-миксер для дрели или перфоратора, хотя можно и вручную. Перемешивать нужно 2-3 минуты. Оставляют на 15 минут и снова перемешивают. Теперь раствором можно пользоваться. Выкладывают смесь слоем 30-50 мм. Одновременно укладывают 0,5 кв м плитки и двигаются дальше. Раствор можно использовать в течение 2 часов, потом нужно будет долить воды и размешать еще раз. Готовая сухая смесь расходуется из расчета 17-22 кг на кв м, если толщина дорожки 10 мм. Дорожка будет готова к использованию через 2-3 дня.

Швы между плитками засыпают песком или используют затирку для швов. Цементно-песчаной смесью заполнять швы не стоит, так как после дождя появляются разводы, дорожка станет жесткой.

Смесь для укладки тротуарной плитки своими руками, состав и пропорции

Раствор для укладки тротуарной плитки необходимо подбирать согласно типу основания. Самыми распространенными вариантами считаются чистый песок, клей, цементно-песчаная или бетонная смесь. Если грунт имеет свойство просадки, то рекомендуется сперва уложить слой дренажа из мелкозернистого щебня.

Оглавление:

  1. Подготовка подушки из песка
  2. Монтаж на ЦПС
  3. Заливка бетонной стяжки
  4. Правила самостоятельного размещения плитки
  5. Как приготовить раствор?

Схема укладки на песчаную основу

Нужно руководствоваться следующей технологией:

  • Первым этапом является подготовка грунта, его разравнивание и уплотнение ручным или механическим оборудованием.
  • Насыпается щебень толщиной до 20 см для придания жесткости.
  • Создается песчаный слой толщиной 15-20 мм для выравнивания плоскости.
  • Далее покрывается таким же материалом, но большей высоты – 60 мм.
  • Укладывается тротуарная дорожка и утрамбовывается специальным резиновым молотком, чтобы изделия не лопались от ударов.
  • Оставленные зазоры по 3-5 мм заполняются песком.
  • Если будет устраиваться борт, то необходимо сделать замки на выравнивающем слое, при этом их высота должна в итоге превышать уровень плитки.

Информацию о разновидностях тротуарной облицовки можно найти здесь.

Монтаж с использованием ЦПС

В этой схеме также нужно провести подготовительные земляные работы, чтобы основание было более-менее ровным. Далее технология повторяется вплоть до второй песочной прослойки толщиной 25-40 мм. Следующим шагом будет устройство арматурной сетки для повышения прочности песчано-цементного раствора. Затем замешивается состав в соотношении 1:4 и заливается слоем не более 40-50 мм.

Тротуарное покрытие укладывается сверху и вбивается до полной неподвижности. Стыки замоноличиваются, чтобы обеспечить лучшую прочность. В местах бордюра убирается свежая смесь и подсыпается песок так, чтобы бордюрный камень быть вровень или немного выступал за плитку по высоте.

Размещение на бетонный раствор

В целом процесс подготовки ничем не отличается от других. Так же устраивается пирог из щебня и песка, но вместо ЦПС применяется бетонная стяжка в пропорции песка и цемента 1:3 с добавлением мелкофракционного гравия. Также можно выбирать клей, он обладает повышенной адгезией и обеспечивает хорошую надежность покрытия на долгий срок службы. Не стоит забывать про швы, чтобы при эксплуатации в них не попадала влага или мусор.

При использовании влажных материалов плитку рекомендуется уложить «всухую», чтобы проверить точность расчетов и обнаружить дефекты подготовительного слоя.

Правила укладки

Многие производители выпускают не только правильные формы изделий (например, 300х300х30 мм), но и криволинейные, пазовые и прочие виды. Поэтому следует правильно рассчитать параметры участка и его назначение.

При подготовке основания проводятся такие работы:

  1. Разметка площадки и привязка дорог.
  2. Определение параметров дорожки и будущих водостоков.
  3. Разрабатывается эскиз со всеми характеристиками местности.

Предварительно стоит пройтись по участку и оценить его удобство. Укладка плитки осуществляется на сухую основу или цементно-песчаную смесь. Но в любом случае в качестве подстилающего слоя нужно применять щебень и песок. Если грунт рыхлый и обладает сильной усадкой, то делается укрепление. Для этого используется гравий и бетонная стяжка. Тогда вес проезжавших автомобилей не сможет деформировать покрытие.

Для повышения долговечности при устройстве подстилающих слоев между песком и щебнем закладывается геотекстиль, который препятствует просыпанию песка в щебенку и просадке основы. Каждый элемент предварительно выравнивается и уплотняется, что выйдет осуществить при помощи вибропогрузчика. Чтобы не ошибиться с расчетом высоты слоев, создается профиль участка глубиной 150-200 мм.

После формирования дорожки из тротуарной плитки проводится установка бордюров. Когда слой щебня толщиной 20 см и песка утрамбованы, делаются канавки для поребриков. На дно размещается песчаный слой 5-6 см и устанавливаются камни таким образом, чтобы в итоге они возвышались над покрытием на 1-2 см.

Некоторые нюансы:

  1. При использовании сухой подложки ее толщина должна составлять более 3 см, а изделия проверяются на отклонение от горизонтали. Если уклон обнаружен, под тротуарную плитку подсыпается песок и утрамбовывается до получения необходимого уровня.
  2. При монтаже на песчано-цементный раствор одновременно может закладываться только 0,5 м². Толщина слоя – 2-3 см, стыки заделываются сразу. После обустройства нужно дать дорожке хорошо просохнуть, а полноценно применять в качестве дорожного настила разрешено по истечении нескольких дней.
  3. В качестве завершающего этапа работ проводится финишная утрамбовка брусчатки виброплитой. Подошва должна быть прорезинена, чтобы в процессе не нарушить целостность плитки. После этой процедуры покрытие срастается с основанием и держится гораздо прочнее и дольше.

Пропорции для приготовления раствора

При изготовлении цементной смеси своими руками рекомендуется использовать вяжущий материал марки М300-М400, тогда пропорции будут составлять 1:5. Если маркировка М500-М600 – 1:6. Для обеспечения лучшей прочности и пластичности можно добавлять клей ПВА. После замешивания необходимо сразу приступать к укладке.

Приготовление осуществляется в несколько этапов:

  1. Смешивается песок и цемент в сухом состоянии до получения однородности.
  2. Добавляется вода в таком количестве, чтобы консистенция напоминала густую сметану.
  3. Выжидается время не более 10-15 минут, снова перемешивается.

Брусчатку перед укладкой рекомендуется смачивать. Если это проводится на сухую смесь, то основание должно быть идеально ровным, а устройство рядов делается вплотную и прямолинейно. Процесс начинается со стороны от себя и каждая плитка хорошо утрамбовывается молотком. Швы можно заделывать несколько жидким составом по истечении 2-3 дней высыхания главного слоя. После заделки остатки клея или раствора сразу убираются, чтобы они не успели застыть. Далее выжидается еще несколько дней, и покрытие готово к повседневному использованию.


 

сухая, цементно-песчаная, пескобетон, технология, как приготовить своими руками расход на 1м2

Современные технологии и высококачественные материалы, использующиеся в сфере производства тротуарной плитки, позволяют получать продукт с уникальными свойствами. Имея возможность приобрести качественный материал, необходимо владеть приемами работы с ней, чтобы создавать по-настоящему замечательный тротуар. Это могут быть садовые дорожки, площадки и площади, пространство перед крыльцом или входной дверью в загородный дом или коттедж. Наиболее привлекательными для потребителя качествами являются гарантия достаточно продолжительного срока службы, что во многом напрямую зависит от соблюдения технологических норм устройства и уровня проведения укладки на сухую смесь.

Обязательное определение объёмов и границ укладки тротуарной плитки

Выбирая один из вариантов создания того или иного объекта посредством оформления тротуарной плиткой необходимо определить основные позиции и направление работы:

  • Размеры и форма фрагмента тротуарной брусчатки.
  • Варианты цветовых решений, гамму и композицию цветов.
  • Определить назначение участков, которые будут подвергнуты укладке. Плитка отлично подходит для парковки, пешеходной дорожки или объекта с достаточными нагрузками.
  • Обозначение габаритов и направленности участка.
  • Определиться в необходимости боковых отделок и доборов.
  • Уточнить, насколько выбранный дизайн будет сочетаться с окружающим общим ландшафтом.

Способы укладки в зависимости от загруженности.

При любых нюансах выбранная рабочая площадь нуждается в хорошей качественной планировке со строго выдержанными уровнями и уклонами для стоков выпадающих осадков.

Что собой представляет пластиковая плитка для дорожек на даче узнаете по этой ссылке.

Как правильно укладывать брусчатку: технология

Как правильно класть плитку на сухую смесь? Увлекшись простотой и доступностью всех инструктивных подробностей и особенностей укладки тротуарной плитки необходимо учесть все.

С базовыми понятиями о том, как класть тротуарную плитку ознакомит данная статья.

Рассматривая решение глобальных вопросов в технологии и выборе материалов, никогда не стоит упускать самые разные мелочи. Для начинающих плиточников и любителей самостоятельной деятельности по облагораживанию дачных и придомовых участков необходимо внимательно изучить все подробности этой работы.

Если недостает навыков и опыта всегда можно получить консультацию специалиста на сайте или обратиться в специализированную фирму по месту расположения объекта. При самых благоприятных раскладах ни в коем случае не стоит экономить на самой плитке, и смесях, на которые будут уложены элементы брусчатки. В сегодняшней строительной технологии используются три основных метода укладки. Это следующие методики:

  1. Укладывать на сухие смеси.
  2. Монтаж фрагментов брусчатки на раствор цемента или пескобетон.
  3. Оформление тротуара при помощи песка в качестве основы.

Рекомендуем также ознакомиться с оригинальными кашпо для уличных цветов.

Все эти методики одинаково популярны, выбор той или иной зависит от особенностей участка, рекомендаций дизайнера, свойств почвы и финансовых возможностей владельца. Для укладки на сухую смесь, как и в других вариантах, необходимо не забыть о формировании технологической подушке из песка и щебня. Процесс кладки плитки достаточно прост, но требует от работника тщательности, самодисциплины и терпения.

К прочему необходимо также знать как происходит установка бордюра для тротуарной плитки.

Пошаговая кладка на сухую смесь

Шаги по укладке тротуарной плитки на сухие смеси:

  • Используя рулетку, колышки и строительную бечевку размечается дорожка согласно выбранному проекту и цветовому решению.
  • Готовим основание под плитку путем снятия лишнего слоя почвы и углубления от 30 до 40 сантиметров. Правильная укладка основания состоит в том, что сначала засыпается слой щебня не менее 15 см. и песка около 10 см.
  • Между слоями из щебня и песка обязательно следует простелить под тротуарную плитку геотекстиль. Это позволит предотвратить смешивание песка и щебня, укрепит основание. После этого следует засыпание сухой смеси слоем чуть больше трех сантиметров.
  • Непосредственно укладка тротуарной плитки толщиной до 5-7 сантиметров.

Вас также могут заинтересовать свойства полимерно-песчаной тротуарной плитки.

Расход материала: пропорции, состав

Сухие смеси для укладки можно приобрести в готовом виде непосредственно у производителей или в любом магазине строительных материалов. Обычно они предлагаются в стандартной упаковке по 25, 50, и 100 килограмм. Это укладочная смесь, состоящая из двух компонентов – цемент и песок позволяют производить работу наиболее быстро, а тротуар становится прочным и пригодным для эксплуатации в течение нескольких часов после укладки. Сухую смесь можно изготовить самостоятельно, мешав ингредиенты перед самим процессом в следующей пропорции. На одну часть цемента употребить четыре части песка, что позволит дорожке гарантированно эксплуатироваться не менее пяти лет.

Технология укладки тротуарной плитки на песок изложена тут.

При расчете необходимого объема компонентов учитывать, что слой должен быть не менее чем 3 сантиметра. Путем элементарного расчета длины, ширины и толщины слоя получаем необходимый общий объем сыпучих компонентов смеси. Разделив объем, содержащийся в 1 кг смеси, что указано на упаковке, получаем необходимое количество, обеспечивающее расход на укладку дорожки. При необходимости всегда можно обратиться за помощью в фирмы, производящие аналогичные работы. Специалисты по составлению смет или техник – расчетчик точно и безошибочно рассчитает необходимое количество сухой смеси и отдельно ее компонентов. Он порекомендует и марку цемента, которая будет подходить наилучшим образом.

Схемы укладки тротуарной плитки описаны в данном материале.

Какую выбрать: обзор готовых смесей с ценами

Наилучшим выбором обычно является стандартная сухая смесь, изготовленная промышленным способом. Ведь основным отличием качественной бетонной смеси является четкий баланс количества компонентов, обеспечение необходимо сортности всех компонентов и экологическая безопасность материала, так как сегодня все строительные материалы, выпускаемые промышленным путем, подвергаются строжайшему контролю. Практически все крупные производственные компании обладают сертификатами международного образца.

Как положить тротуарную плитку на бетонное основание рассказано здесь.

Самые лучшие готовые сухие смеси состоят из следующих компонентов:

  1. Щебеня гранитного фракции от 5 мм до 10 мм.
  2. Песок, модуль крупности не менее коэффициента 2.
  3. Портландцемента, предпочтительнее марки М-500.

Не исключено, что вам будет интересен материал о приготовлении пластификатора для тротуарной плитки своими руками.

Это основные компоненты, за счет которых формируется качество и добротность сухой смеси, следовательно, и надежность дорожки из плитки.На сегодняшний день специалисты предпочитают универсальные сухие смеси, которые используются не только при укладке плитки, но и в других строительных и отделочных работах.

Наиболее популярными являются смеси:

  • Смеси Kreisel по 32 дол. США за упаковку 20 кг.
  • Серия смесей БИРСС, Россия по 1,0 дол. США упаковка 25 кг.
  • «Ветонит М» 100/600, Финляндия. Цена от 1,0 до 1,75 дол. США, упаковка 25 кг.
  • ПЕТРОЛИТ ценовая категория от 0,85 до 1,55 дол. США, в мешке 25 кг.

Имея план по созданию уникального дизайна дорожек или оформлению придомовой территории необходимо точно изучить все подробности технологических приемов укладки плитки. Остановившись на создании основания из сухих смесей, требуется узнать все положительные и отрицательные стороны этого композиционного материала, особенности состава промышленных смесей и цену на его необходимое вам количество.

Видео

На видео – укладка тротуарной плитки на сухую смесь своими руками:

Новичка в этой области может удивить такое обилие подробностей. Для того, чтобы вы имели действительно надежную и безопасную качественную дорожку, наилучшим способом будет воспользоваться услугами специализированной компании, производящей эти работы. Профессиональный подход и высокое качество работы, отлично подобранные материалы и достойные цены позволят вам долго наслаждаться тротуаром или совершенно небольшой дорожкой.

Возможно вам также будет интересно прочитать про особенности резинового покрытия для дорожек в саду.

Строительная смесь. Состав цемента

Строительная смесь

Строительная смесь может быть известковой, глиняной, глинисто-известковой, известково-гипсолитовой и глино-цементной. Перед тем, как добавить глину в смесь , ее необходимо предварительно размягчить и пропустить через плотное сито

Строительная смесь должна быть абсолютно однородной, чтобы в ней невозможно было различить отдельные ингредиенты. Это достигается постоянным перемешиванием подходящим инструментом.Критичным для строительной смеси является количественное соотношение компонентов. Это зависит от назначения смеси (кладка, штукатурка, заделка трещин и т. Д.).
При большем количестве связующего строительная смесь становится «жирной». Штукатурка из этого раствора при высыхании имеет трещины.
При избытке наполнителя (песка) получают нежирную смесь , дающую слабую, хрупкую штукатурку.
Если при перемешивании раствор сильно прилипает к инструменту - он «жирный», если не прилипает - не жирный, нормальная смесь должна слегка прилипать к инструменту.

Приготовление известковой строительной смеси

Приготовление известковой строительной смеси получается так: песок равномерно насыпают на твердую поверхность и покрывают необходимым количеством извести. Смесь несколько раз перелопатить, затем тщательно перемешать мотыгой. В середине делаем кратер, в который наливают воду. Смесь снова перемешивают так, чтобы кратер постепенно заполнялся смесью, а края постоянно находились над смесью во избежание перелива. Готовый миксрут должен представлять собой достаточно густую однородную смесь.

Приготовление глиняной смеси

Глиняную смесь можно использовать для кладки и штукатурки только вспомогательных и вспомогательных построек. Этот раствор готовится в виде извести, но он слабее извести. Для увеличения прочности в глиняную смесь добавляют гашеную известь (гипс или цемент). Для глиняно-известковой смеси на одну часть глины берут 0,3 ... 0,4 части гашеной извести и 3 ... 6 частей песка. Количество песка зависит от функции смеси (кладка, штукатурка). Для приготовления глиняно-гипсовой смеси на одну часть глины берут 0.25 частей гипса и 3 ... 5 частей песка. Для глино-цементной смеси требуется одна часть глины, 0,15… 0,2 части цемента и 3… 5 частей песка.

Состав цемента

Цемент - основной строительный материал. Цемент по составу представляет собой смесь известняка и глины. Смесь подвергают спеканию и спеченную массу измельчают и получают серый порошок, состоящий из CaO, Al , 2, , O, , 3 и SiO, , 2, .Если эту смесь смешать с водой, то масса затвердеет. Если в цемент добавить песок, получается бетон. Если арматура внутри железобетонных изделий - каркас из стальных стержней или сетки, то получился очень прочный материал - железобетон.
В отличие от других вяжущих (известь, гипс, песок, жидкое стекло) он может продолжать затвердевать после смешивания с водой и предварительного отверждения на воздухе. В твердом состоянии устойчив к воде.
Для приготовления цементного теста требовалось 24 ... 28% воды. Отклонение как вниз, так и вверх снижает качество цемента.

Захват цемента происходит через час после его смешивания с водой и прекращается, когда масса теряет пластичность - обычно через 12 ч. Чем выше температура, тем быстрее схватывается цемент . Так летом цемент затвердевает быстрее. Ускорить процесс можно с помощью различных добавок.

Как разрушить затвердевший цемент .

Цемент затвердевший ( цементный камень ) разрушается мягкой водой, содержащей углекислоту, кислыми водами (сбросы промышленных производств), водой, содержащей сульфаты и хлориды (морская вода).

Приготовление цементной смеси

Из необходимого количества песка сделайте кучу, затем добавьте цемент и лопатой сделайте однородную смесь. Его укладывают толстым слоем и заливают необходимым количеством воды, затем перемешивают до получения однородной смеси, которую нужно использовать в течение следующего часа!
Цементная смесь при соотношении цемента и песка 1: 4 или 1: 5 - трудно наносится на стену и не прилипает. Для этого используют обогащенную цементную смесь (1: 2 или 1: 3).Качественные эластичные смеси готовятся из цемента, извести и песка. Для приготовления этой смеси сухой цемент смешивают с песком. Гашеную известь разводят до сметаны вязкости и вливают в нее смесь цемента и песка, после чего хорошо перемешивают до получения однородной массы.

Подготовка бетона

Важным условием приготовления бетона является хорошее перемешивание компонентов смеси - цемента, песка и воды. Следовательно, бетонная смесь будет лучше вариться в миксере.В небольших количествах бетонную смесь делают вручную. Гравий насыпают на твердый грунт высотой ворса 10 ... 15 см, равномерно засыпают цементом и с помощью лопаты получают сухую однородную смесь. Затем снова формируем кучу с кратером, в которую при постоянном перемешивании добавляем воду, чтобы получилась густая смесь. Нормы расхода цемента и песка следующие:
- на 1 м 2 бетона толщиной 5 см - 13,6 кг цемента и 6 ведер песка
- на 1 м 2 бетона толщиной 8 см - 21.8 кг цемента и 9 ведер песка
- на 1 м 2 цементная шпатлевка толщиной 2 см - 11,3 кг цемента и 2 ведра песка
- на 1 м 2 цементная шпатлевка толщиной 3 см - 16,5 кг цемента и 3 ведра песка
Количество залитой воды зависит от влажности и типа песка. На приготовление 1 м 3 бетона расходуется примерно 200 ... 250 л воды. Объемное соотношение песка и щебня зависит также от сорта песка.Для натурального песка - 0,6: 1 ... 0,8: 1, для глины 0,8: 1 ... 1: 1, для перлита - 0,6: 1.
Для правильного твердения бетонной смеси после заливки в начальный период «схватывания» ее необходимо защитить от быстрого высыхания, ударов, истирания и холода.

Сохранение бетона во влажном состоянии во время отверждения необходимо для достижения расчетной прочности. Поверхность начинают заливать водой сразу после того, как удостоверится, что она не повреждена водой (через 24 часа после заливки бетона).
При температуре выше +5 0 C поверхность поливают в течение 7 дней, а ниже +5 0 C - не поливают, и принимают меры против высыхания бетона, закрывая его смачиваемым материалом (песок, ткань и т. Д.) или свежеуложенный бетон, покрытый водонепроницаемым покрытием. Прочность смесей, приготовленных из шлама обогатительных фабрик, выше, чем из карьерного песка.


оллоидная смесь

Решения.Коллоидные растворы

Пена. Производитель пенопласта

Свойства пластиков

Сплавы чистых металлов

Химическая реакция. Типы химических реакций

как удалить пятно

Смола. Смола фенолоформальдегидная

Катализаторы.Ингибиторы

Аммиак. Свойства аммиака

Базы. Свойства баз. Щелочь

Ферменты. Действие ферментов

Каучук и каучук

Виды топлива

Исследование использования искусственного песка в качестве 100% замены мелкозернистого заполнителя в бетоне

Реферат

Промышленный песок отличается от природного морского и речного песка, вынутого из драг, по своим физическим и минералогическим свойствам.Они могут быть как полезными, так и вредными для свежих и затвердевших свойств бетона. В данной статье представлены результаты лабораторного исследования, в котором промышленный песок, произведенный на дробильной установке промышленного размера, был охарактеризован в отношении его физических и минералогических свойств. Влияние этих характеристик на удобоукладываемость и прочность бетона, когда промышленный песок полностью заменяет природный песок в бетоне, было исследовано и смоделировано с помощью искусственных нейронных сетей (ИНС).Результаты показывают, что изготовленный песчаный бетон, изготовленный в этом исследовании, обычно требует более высокого отношения вода / цемент (в / ц) для удобоукладываемости, равного таковому у природного песчаного бетона, из-за более высокой угловатости полученных частиц песка. Чтобы компенсировать это, можно использовать добавки, уменьшающие количество воды, если производимый песок не содержит частиц глины. При том же соотношении воды и металла прочность на сжатие и изгиб производимого песчаного бетона превышает прочность природного песчаника. ИНС оказался ценным и надежным методом прогнозирования прочности и удобоукладываемости бетона на основе свойств мелкозернистого заполнителя (ТВС) и состава бетонной смеси.

Ключевые слова: промышленный песок, бетон, искусственные нейронные сети

1. Введение

Во многих странах источники природного песка для использования в качестве заполнителя в строительстве становятся дефицитными, поскольку песчаные карьеры исчерпаны, а законодательство по охране окружающей среды препятствует проведению дноуглубительных работ [1 , 2,3]. Это вызывает потребность в источниках альтернативных заполнителей, например, из отходов строительства и сноса. Одним из возможных источников строительного заполнителя является песок, который был произведен из избыточного материала (дробильная пыль), образующегося при добыче крупного заполнителя в карьерах твердых пород.При производстве крупного заполнителя обычно получается от 25% до 45% дробильной пыли в зависимости от материнской породы, дробильного оборудования и условий дробления [2]. В карьерах Великобритании имеются значительные запасы дробильной пыли, которую можно подвергнуть дальнейшей переработке, чтобы обеспечить большую часть песка, необходимого для строительной отрасли, используя те же каналы продаж и доставки, что и сейчас для грубых заполнителей. Преимущество этого заключается в возможности указывать заполнители из карьеров, близких к месту их конечного использования, тем самым сокращая транспортные расстояния и сводя к минимуму загрязнение.Однако, по сравнению с природной пылью для дробления песка, пыль, как правило, имеет худшую форму и текстурные свойства, а также плохую сортировку и незнакомый минералогический состав, что влияет на свойства свежего и затвердевшего бетона.

Форма и текстура дробильной пыли в основном зависят от (i) типа дробилки [3,4]; (ii) отношение размера материала, подаваемого в дробилку, к размеру готового продукта (коэффициент измельчения) и (iii) исходной породы. Роторные дробилки разрушают породу, «ударяя» по материалу, что вызывает разрушение породы по естественным зонам ослабления вдоль границ раздела зерен [5], как правило, с образованием частиц хорошей кубической формы.Щековые и большие вращательные дробилки обычно производят частицы плохой (некубической) формы из-за того, что камера дробления редко бывает заполнена, чтобы обеспечить дробление между частицами [5]. Роторные дробилки широко используются для дробления различных пород от мягких до твердых, таких как базальт, гранит, твердый известняк. Условия нагружения ударных дробилок обычно приводят к более высокой вероятности разрушения слабых или хлопьевидных частиц, причем разрушение происходит из-за раскола, с заметным вкладом из-за истирания поверхности.В результате с помощью этого процесса дробления производится больше мелкозернистых заполнителей равномерного размера по сравнению с другими методами, такими как конусная, щековая и валковая дробилки. Было показано, что чем более угловатая форма мелкого заполнителя, тем больше потребность в воде в бетоне и растворах, и поэтому использование ударных дробилок сводит к минимуму этот неблагоприятный эффект [6]. Тем не менее, исследователи также обнаружили, что прочность бетона на изгиб и сжатие выигрывает от угловатости измельченного мелкозернистого заполнителя из-за улучшенного сцепления и сцепления заполнителя по сравнению с натуральными песчаными бетонами и растворами при том же соотношении вода / цемент [6,7].

Типичный гранулометрический состав пыли от дробилок редко соответствует требованиям национальных стандартов. В основном это происходит из-за избытка (> 20%) мелких частиц, проходящих через сито 63 мкм, и недостатка частиц размером от 0,3 мм до 1 мм. Пыль от дробилки может образовывать «жесткие» смеси с проблемами просачивания, если ее промывают и просеивают до установленных пределов. Поэтому, чтобы минимизировать пустоты и снизить водопотребность в бетоне, дробильная пыль смешивается с мелким природным песком, чтобы улучшить удобоукладываемость и отделочную обработку [8].Частицы, проходящие через сито 63 мкм, называемые в этой статье мелкими частицами, могут сильно повлиять на свежие свойства бетона, поскольку они увеличивают удельную поверхность мелкозернистого заполнителя, что требует увеличения дозировки воды / добавки для обеспечения постоянной удобоукладываемости [ 7]. Если материнская порода не содержит глины, можно производить приемлемые бетоны, содержащие от 15% до 20% мелочи [1,9]. И наоборот, присутствие глины в материнской породе и, следовательно, мелочи может иметь пагубное влияние не только на потребность в воде / добавках, но также на характеристики затвердевшего бетона [10,11].Таким образом, важно определить эффективный и быстрый метод проверки мелких частиц на потенциально вредные частицы и установить соответствующие ограничения для их использования в бетоне.

Во многих исследованиях изучалось влияние частичной замены мелкозернистого заполнителя в бетоне с использованием дробильной пыли или небольших образцов измельченного песка на свойства бетона [8,12,13]. Однако по полной замене естественного мелкого заполнителя в бетоне дробильной пылью было выполнено мало работы.В ответ на это в данном исследовании был изучен ряд песков, производимых дробильной установкой KEMCO V7 промышленного размера, которая перерабатывает пыль от дробилок в модифицированной ударной дробилке и классифицирует размер частиц с помощью воздушного экрана, как более подробно описано в [ 14]. Этот процесс приводит к получению песчаного продукта с хорошей сортировкой и формой с наполнителем, в основном содержащим мелкие частицы. Завод можно рассматривать как дополнительную стадию дробления в карьере, которую можно использовать для переработки излишков дробильной пыли, тем самым увеличивая общий выход из карьера.

Поскольку промышленные пески обладают свойствами, отличными от природных, было бы полезно иметь возможность прогнозировать свойства получаемого бетона без обширных лабораторных испытаний. Были предприняты многочисленные попытки смоделировать влияние физических и химических характеристик заполнителей на свежие и затвердевшие свойства бетона и предоставить процедуры проектирования бетонной смеси [15,16]. Они в некоторой степени учитывают ряд характеристик заполнителя: гранулометрический состав, максимальный размер заполнителя и тип заполнителя (натуральный или дробленый).Однако, поскольку эти процедуры основаны на статистических данных для многих бетонных смесей, результаты являются обобщенными и в случае конкретного типа заполнителя, такого как дробильная пыль или промышленные заполнители, могут не дать ожидаемых конечных свойств бетона. Кроме того, оценки прочности бетона на сжатие основаны на соотношении вода / цемент, которое для типичных заполнителей может быть правильным, но для очень угловатых или очень мелких заполнителей может оказаться неточным представлением прочности.Подобные эффекты могут быть обнаружены при измерениях согласованности.

Было разработано и исследовано несколько моделей, которые оценивают упаковку частиц в агрегатных смесях [17,18,19,20]. Был сделан вывод, что они являются полезными инструментами для моделирования смесей заполнителей с минимальным содержанием пустот. Однако наиболее распространенные допущения в моделях насадки заключаются в том, что частицы имеют сферическую форму, и поэтому комбинации заполнителя и цемента с минимальным содержанием пустот не обязательно приводят к ожидаемым свойствам бетонной смеси.Модель сжимаемой насадки [21] показала себя относительно точной с различными заполнителями, включая измельченный известняковый песок с высоким содержанием наполнителя, однако она имеет тенденцию к завышению плотности [22], и нет никаких ссылок на влияние глины. частиц на свойства свежего и затвердевшего бетона.

Ряд исследователей обратились к моделям ИНС для прогнозирования свойств бетона с использованием параметров состава смеси для различных типов бетона [23,24,25,26].Однако они все еще не полностью учитывают свойства агрегатов. Разработка модели ИНС, которая учитывает как совокупные свойства, так и состав смеси, может быть полезным инструментом для оценки ожидаемых характеристик свежего и затвердевшего бетона, изготовленного из промышленных заполнителей.

Основная цель данной статьи - представить метод, с помощью которого можно охарактеризовать пески, полученные из дробильной пыли, в соответствии с их физическими и минералогическими свойствами и впоследствии использовать в качестве 100% замены природного песка в бетоне.Структура статьи следующая:

  • В разделе 2 представлены экспериментальные детали, связанные с использованием ряда искусственных песков с различным содержанием мелочи в качестве полной замены природного песка в бетоне. В нем также представлен выбор и обоснование тестов для определения характеристик мелкозернистого заполнителя, использованных в данном исследовании.

  • В разделе 3 представлены результаты испытаний свежего и затвердевшего бетона в сочетании с результатами определения характеристик мелкозернистого заполнителя и использованы их для оценки свойств, которые делают промышленный песок пригодным для применения в бетоне.

  • В разделе 4 описывается разработка, обучение и оценка модели ИНС с использованием данных, представленных в разделе 3, и следующей серии проверочных бетонных смесей. Модель ИНС используется для прогнозирования прочности на сжатие и удобоукладываемости бетона с использованием свойств мелкозернистого заполнителя в качестве одной из основных входных переменных модели.

2. Материалы и методы

2.1. Материалы

В данном исследовании использовался цемент CEM I 52,5N (CEMEX, Rugby, UK), соответствующий стандарту BS EN 197-1: 2011 с указанным химическим составом, вместе с измельченным известняком размером 4/20 мм с крупным заполнителем (CA) ( CEMEX, Кардифф, Великобритания).Гранулометрический состав последнего сообщается позже в разделе 3.1. При необходимости добавлялась добавка для снижения уровня воды WRDA 90 (Grace Construction Products, Уоррингтон, Великобритания), соответствующая британскому стандарту BS EN 934-2: 2001.

Таблица 1

.8
Оксид Состав оксида (мас.%)
SiO 2 19,7
Al 2 O 3 8
Fe 2 O 3 3,1
CaO 63,6
MgO 1,2
SO

4

3,6
0,1
Свободный CaO 2,3
Na 2 Oeq 1 0,7
LOI 2 2,7 известняк
переработка базальтовой и песчано-дробильной пыли производилась на заводе V7.Дробильная установка V7 может производить песок различной градации. Было произведено и испытано не менее четырех градаций произведенного песка из каждой дробильной пыли. Также для сравнения были включены фракции пыли дробилки (необработанной) 0/4 мм. В качестве контрольного мелкого заполнителя использовался морской песок, извлеченный из дноуглубительных работ, соответствующий стандарту BS EN 12620: 2002. показаны обозначения, используемые в этой статье для всех мелких агрегатов.

Таблица 2

12101
Описание Штраф Содержание 1 Тип Обозначение
Природный песок, добытый в море 1.0 Natural NS
Базальтовая дробильная пыль 10.0 Дробленая B-FEED
Базальтовый песок 1.0
Промышленный BB
Базальтовый песок 5,1 Промышленный BC
Базальтовый песок 7,4 Промышленный BD 9019 Пыль гранитная.0 Дробленый G-FEED
Гранитный песок 2,0 Промышленный GA
Гранитный песок 2,9 Промышленный
GB
GB песок GB Произведенный GC
Гранитный песок 6.5 Произведенный GD
Гранитный песок 9,0 Произведенный GE
щебень Limestone
Дробленый L-FEED
Песок известняковый 2,8 Промышленный LA
Песок известняк 4,9 Песок промышленный B 7,1 Промышленное производство LC
Песок известняковый 9,0 Промышленное производство LD
Пыль для дробления песчаника 18.0 Дробленый GS-FEED
Песчаный песок 3,5 Промышленный GS-A
Песок песчаник 5,0 Промышленный песок 7,0 Произведено GS-C
Песок песчаниковый 9,0 Произведено GS-D

2.2. Испытания мелкого заполнителя

Как обсуждалось ранее, сортировка мелкого заполнителя является важным фактором, влияющим на характеристики бетона, поэтому все мелкие заполнители были протестированы на гранулометрический состав в соответствии с BS EN 933-1: 1997.Форму и текстуру песка сложно измерить напрямую, поэтому в национальных стандартах Великобритании используются преимущественно качественные тесты для определения характеристик. Однако испытание конуса потока в Новой Зеландии (NZFC) (NZS 3111: 1986), использованное в исследовании, предлагает косвенное измерение формы и текстуры путем измерения (i) времени истечения мелкозернистого заполнителя через воронку известной геометрии и (ii) ) содержание неплотных пустот в мелких заполнителях после их сбора в приемной камере.На поток материала в основном влияют форма и текстура поверхности частиц, а содержание пустот определяется классом и формой частиц [1]. Стандартный пакет технических условий, описанный в NZS 3121: 1986 для содержания пустот по сравнению с временем истечения , был разработан для определения характеристик различных природных песков в бетоне. Конверт основан на опыте властей Новой Зеландии и включен в этот документ для сравнения с промышленным песком.

Также, как подчеркивается во введении, присутствие вредных частиц, таких как глины, может иметь пагубное влияние на водопотребность свежего бетона и характеристики бетона в его затвердевшем состоянии. Поэтому требовался быстрый и эффективный метод просеивания песков. Были использованы два теста на значение метиленового синего (МБ); Британский стандартный тест (BS EN 933-9: 1999 для фракции 0/2 мм), включающий титрование раствором МБ, и тест, разработанный Grace Construction Products (ASTM WK36804) с использованием предварительно откалиброванного колориметра, позволяющий напрямую определять МБ расход раствора.В данном документе эти тесты будут называться показателем метиленового синего (MBV) и градационным показателем метиленового синего (GMBV) соответственно. Также был использован тест эквивалента песка (SE) (BS EN 933-8: 1999 для фракции 0/2 мм), который оценивает долю очень мелких частиц и частиц размером с глину во всем образце. Промышленные и дробленые пески обычно имеют более низкие значения SE, чем чистые природные пески из-за пыли трещин, образующихся в процессе дробления.

Плотность частиц и водопоглощение, которые являются функциями минералогического состава заполнителя, были определены в соответствии с BS EN 1097-6: 2000.Измерение плотности в сухом состоянии использовалось при расчете пустот NZFC, а абсорбционная способность использовалась для корректировки содержания воды в различных бетонных смесях.

2.3. Бетонные испытания, отверждение и детали образца

Основными характеристиками бетонной смеси являются ее удобоукладываемость и прочность. Поэтому свежий бетон был испытан на оседание в соответствии с BS EN 12350-2: 2009. Кроме того, были сделаны наблюдения во время смешивания, укладки и отделки образцов бетона, так как одно только испытание на осадку не полностью характеризует удобоукладываемость бетонных смесей, содержащих искусственные пески [8].

Затвердевший бетон был испытан на прочность на сжатие ( f ' c ) через 1, 7 и 28 дней согласно BS EN 12390-3: 2009 и прочность на изгиб ( f t ) через 28 дней согласно BS EN 12390-5: 2009. Для испытаний прочности на сжатие и изгиб использовались стандартные лабораторные формы. Они имели размеры 100 × 100 × 100 мм 3 и 500 × 100 × 100 мм 3 соответственно, что соответствовало требованиям стандарта BS EN 12390-1: 2012 к размеру формы в отношении максимального размера заполнителя.Признано, что использование этих размеров образцов для бетона, изготовленного из 20-миллиметрового крупного заполнителя, могло привести к немного большей вариативности и незначительно более низкой прочности, чем было бы получено с более крупными образцами (например, 150 × 150 × 150 мм 3 ). Это происходит из-за повышенной относительной неоднородности и «так называемого» эффекта стенки, который возникает, когда отношение максимального размера заполнителя к размеру образца превышает определенный предел (приблизительно 0,2) [27]. Тем не менее, между несколькими образцами, испытанными для каждой смеси, была получена хорошая согласованность, что дает уверенность в значениях, полученных в качестве меры относительной прочности для различных рассматриваемых смесей.Из каждой бетонной смеси было отлито девять 100 × 100 × 100 мм 3 кубов и три 500 × 100 × 100 мм 3 балок. Через 16 часов они были извлечены из формы и помещены в резервуар для воды при температуре 20 ± 3 ° C до достижения возраста испытаний.

2.4. Состав бетонной смеси

Исследование проводилось в два этапа. На первом этапе рассматривались смеси с контролируемой осадкой без добавления добавок, снижающих водоотдачу. Контрольная смесь с природным песком была приготовлена ​​с заданной оседкой S2 (50–90 мм), как указано в BS EN 206-1: 2000.Для искусственных песков пески с обозначением -B были смешаны для достижения той же осадки S2, что и контрольный образец, и было записано необходимое соотношение вода / цемент. Это соотношение в / ц сохранялось постоянным для оставшейся градации того же карьерного песка, регистрируя изменение осадки, наблюдаемое в каждой бетонной смеси. Вторая фаза исследования включала смеси, приготовленные с постоянным соотношением вода / цемент (w / c = 0,55) и добавление достаточного объема добавки, снижающей воду, для достижения осадки S2.Добавляли уменьшающую воду добавку с приращениями приблизительно по 6 мл, и испытания осадки повторяли до тех пор, пока не было зарегистрировано оседание S2. Смеси известнякового песка достигли осадки S2 при водном соотношении 0,55 без примесей, поэтому они были смешаны при более низком водном соотношении 0,50. Чтобы сравнить свойства свежего и затвердевшего бетона между смесями, замену мелкозернистого заполнителя в каждой смеси производили по весу. Это обеспечило постоянство соотношений CA / FA и FA / цемент.Кроме того, содержание увлеченного воздуха в смесях было проверено в соответствии с методом манометра в BS EN 12350-7: 2009.

Состав смеси показан на. Во всех бетонных смесях масса воды и заполнителя была отрегулирована в соответствии с абсорбционной способностью и содержанием воды в мелком и крупном заполнителе, чтобы поддерживать постоянное массовое соотношение воды и заполнителя для каждого производимого песка.

Таблица 3

Состав бетонной смеси.

Цемент (кг / м 3 ) FA (кг / м 3 ) CA (кг / м 3 ) Соотношение w / c Добавка (л / м 3 )
350 753 1040 Варьируется 1
0.55 2
0 1
Варьируется 3 (см. Раздел 3.2)

3. Результаты и обсуждение

3.1. Результаты определения характеристик мелкого заполнителя

a – d показывает гранулометрический состав произведенных песков и соответствующей необработанной дробильной пыли, причем гранулометрические составы крупных и контрольных мелких заполнителей приведены в. Очевидно, что градация, полученная для фракций размером более 63 мкм для промышленных песков, очень похожа, независимо от минералогии породы, и это ключевая особенность перерабатывающей установки KEMCO V7.Предполагается, что мелочь различных минералогических песков схожа по форме и гранулометрическому составу из-за использования одного и того же производственного процесса для всех песков.

Гранулометрический состав промышленного песка для базальтового песка ( a ); ( b ) Песок песчаниковый; ( c ) Песок гранитный; ( d ) Песок известняковый.

Гранулометрический состав крупнозернистого заполнителя и природного песка.

Содержание мелочи в промышленном песке колебалось от 1% до 9%. По сравнению с необработанными материалами дробильной пыли, большинство произведенных песков имели большее количество 0.Частицы размером от 3 до 1 мм, на что указывают более крутые градиенты градуированных кривых в этой области. Улучшение гранулометрического состава в этом диапазоне не было столь выраженным в известняковых песках, как в других промышленных песках. Как отмечалось ранее, этот диапазон размеров частиц часто недостаточен в песчаных щебнях [1], поэтому необходимо, чтобы они были смешаны с мелким природным песком, чтобы сделать их пригодными для использования в бетонных приложениях. Это говорит о том, что, что касается гранулометрического состава, эти промышленные пески должны оказаться подходящей заменой мелкозернистым заполнителям в бетоне без необходимости смешивания с природным песком.

Все промышленные пески, использованные в этом исследовании, подпадают под стандарт Новой Зеландии для природных песков, в отличие от их аналогов из дробильной пыли, как показано в. Это говорит о том, что класс и форма производимых песков должны подходить для использования в бетонных приложениях.

Результаты по конусу потока в Новой Зеландии.

Как показано на рисунке, частицы природного песка были гладкими и округлыми, в то время как необработанная пыль дробилки состояла из плоских и удлиненных частиц, имеющих угловую форму с острыми краями.Изготовленный песок снова имел угловатую форму, но более равномерный и округлый, чем необработанная дробильная пыль. Представленные изображения типичны для всех фракций и типов дробильных порошков и технологических песков, использованных в исследовании. Результаты NZFC подтверждают, что чем более гладкий и округлый песок, тем меньше время растекания.

Изображения фракций песка 4–2 мм ( a ) G-FEED ( b ) G-A ( c ) NS.

Если предположить, что определяющим фактором для измерения времени истечения является форма и текстура поверхности мелкозернистого заполнителя, то есть свидетельства того, что процесс KEMCO V7 улучшает эти характеристики, поскольку время истечения необработанного материала дробильной пыли составляло от 28 до 37 с. с, тогда как для всех обработанных песков он находился в диапазоне от 21 до 27 с.Если рассматривать обработанные пески с определенным минералогическим составом, можно увидеть, что время вытекания несколько сократилось с увеличением содержания мелочи. Это уменьшение обычно составляло от 1 до 3 с для оценок -D. Следовательно, можно сделать вывод, что основная часть сокращения времени истечения может быть отнесена на счет улучшения формы частиц в результате обработки.

Содержание неплотных пустот во всех базальтовых и песчанистых песках было ниже, чем в исходном материале. Однако содержание пустот во всех гранитных песках и крупнозернистом известняковом песке (L-A) было больше, чем в соответствующей пыли от дробилок.Это может быть связано с совокупным воздействием изменений в градации, а также формы конкретных песков.

MBV и тесты SE были использованы для определения присутствия потенциально вредных частиц, в частности глин, в исследуемых мелких агрегатах. показывает, что у природных, гранитных и известняковых песков MBV ниже, чем 0,63 г / кг, тогда как у базальтовых и песчанистых песков MBV выше 1,73 г / кг. Это предполагает присутствие глин в базальтовых и песчанистых песках, что может привести к увеличению потребности в воде и добавках при использовании в бетонной смеси [11].Тем не менее, с помощью этапа воздушной классификации в производственном процессе KEMCO V7 можно удалить часть вредной мелочи, о чем свидетельствует снижение MBV для всех песков по сравнению с их необработанными аналогами из дробильной пыли. Для базальтовых и песчанистых песков MBV увеличивается с увеличением содержания мелких частиц в результате большего количества глинистых частиц в мелкодисперсной фракции, тогда как незначительное увеличение MBV, наблюдаемое для гранитных и известняковых песков, связано с небольшим увеличением в удельной поверхности мелкой фракции.Стандартные тесты MBV и GMBV показывают прямую корреляцию, и поскольку последний быстрее, чем стандартный тест MBV, он может быть ценной и надежной альтернативой.

Значение метиленового синего и результаты экспресс-теста на глину Grace.

показывает, что у природного песка самое высокое значение SE - 92, за ним следуют гранитные и известняковые пески, которые имеют значения SE в диапазоне от 67 до 80, базальтовые пески (от 58 до 73) и песчаниковые пески (от 27 до 31). . Как видно из результатов испытаний MBV, для определенного минералогического состава песка значения SE уменьшались по мере увеличения количества мелких частиц.Однако результаты тестов MBV и SE не показали прямой корреляции, о чем также сообщает Nikolaides et al. [28]. Это может быть связано с тем, что тест SE более чувствителен к доле пыли разрушения, чем тест MBV.

Эквивалент песка для мелких заполнителей.

Можно сделать вывод, что для материнской породы, содержащей глину, промышленный песок будет также включать определенную долю глины в мелкой фракции, тогда как, если материнская порода чистая, то мелочь представляет собой пыль трещин, образовавшуюся во время обработки.

Водопоглощение (WA24) необработанной дробильной пыли было либо выше, либо таким же, как у соответствующих обработанных песков, как показано на. Обработка дробильной пыли могла вызвать разрушение частиц через доступные для воды пустоты. Это, в свою очередь, могло уменьшить количество и объем этих пустот, которые измеряются с помощью теста на водопоглощение [29]. Кроме того, в стандарте BS EN 933-1: 1997 указано, что испытуемые пески необходимо промывать через сито 63 мкм, но покрытия, такие как глины, не могут быть легко удалены промывкой, что приводит к более высоким значениям поглощения для заполнителей с более высоким начальным содержанием мелочи.Это предположение подтверждается самыми высокими значениями водопоглощения, обнаруженными для песков с высоким MBV. Было обнаружено, что плотность в сухом состоянии для необработанной дробильной пыли и соответствующих им обработанных песков была относительно постоянной.

Таблица 4

Результаты водопоглощения и плотности в сухом состоянии.

L-FEED L-FEED
LD
Совокупное свойство NS G-FEED GA
GB
GC
GD
B-FEED BA
BB
BC
BD
GS-FEED GS-A
GS-B
GS-C
GS-D
WA24,% 1.04 0,58 0,58 1,92 1,67 0,62 0,45 1,53 0,98
2. rd , Mg / м

1

2,83 2,87 2,85 2,85 2,64 2,57

3,2. Конкретные результаты

Прочность на сжатие смесей с контролируемой осадкой в ​​основном определялась соотношением в / ц, как показано в.Самое низкое в / ц отношение 0,48 для природного песка обеспечило наивысшую прочность на сжатие в течение 28 дней, за ним следуют известняк, гранит, базальт и песчаник. При том же соотношении в / ц, равном 0,55, прочность на сжатие всех произведенных песчаных смесей превышала прочность на сжатие природных песчаных смесей (), и в то же время была сопоставима с прочностью на сжатие природных песчаных смесей с контролируемой осадкой. Точно так же прочность на изгиб всех смесей, кроме смеси G-E, превышала прочность на изгиб натурального песка при смешивании с постоянным соотношением в / ц.Прочность на сжатие и изгиб известняковых смесей при соотношении в / ц 0,50 превышала контрольную смесь природного песка или была равна ей.

Результаты смешивания с контролируемой осадкой.

Результаты смешивания с контролируемым соотношением вода / цемент и дозировка добавок.

Гранит, известняк и природные пески с низкими значениями MB требовали гораздо более низких требований к воде и водным добавкам для достижения осадки S2, чем песчаниковые и базальтовые пески с MBV выше 1,73, как видно на рисунках и. Это подтверждает полезность тестов MB для выявления мелких заполнителей, которые могут отрицательно повлиять на свежие свойства бетона из-за присутствия частиц глины.

Эти результаты предполагают, что угловатая форма и шероховатая текстура поверхности искусственного песка способствовали прочности смеси на сжатие и изгиб благодаря сцеплению заполнителя и улучшенному сцеплению между цементной матрицей и частицами заполнителя. Аналогичные результаты были получены другими исследователями [5,8]. При водном соотношении 0,55 все изготовленные песчаные смеси за 28 дней достигли прочности на сжатие в диапазоне от 53 до 60,5 Н / мм. 2 . Это говорит о том, что конкретные глины, присутствующие в песчаниках и базальтовых песках, не оказывают отрицательного влияния на прочность в течение 28 дней при том же соотношении воды и металла.Однако долгосрочное влияние стоимости МБ и глины на прочность в этом исследовании не исследовалось.

Некоторые из базальтовых и песчанистых песков, смешанных с соотношением вода / цемент 0,55, не достигли осадки S2 даже при дозах добавки, превышающих рекомендованные производителем. Это говорит о том, что если требуется пригодная для обработки бетонная смесь с разумным соотношением вода / цемент, то присутствие глины в производимом песке является первым и главным ограничивающим фактором. Однако, если для данного конкретного применения допустимы высокие соотношения вода / цемент, то увеличение соотношения вода / цемент может компенсировать негативное влияние присутствия глины на удобоукладываемость бетона.

сообщает о дозировке захваченного воздуха и примесей для обеих фаз. Измерение захваченного воздуха на этапе 1 колеблется от 0,45% до 1,60%. В каждой бетонной смеси она относительно постоянна, за исключением смесей G-B и GS-B. Это может быть связано либо с чрезмерной, либо с недостаточной вибрацией этих бетонных образцов соответственно. На этапе 2 измерение захваченного воздуха находится в диапазоне от 0,80% до 1,80%. Опять же, внутри каждой бетонной смеси измерения относительно постоянны и немного выше по сравнению с результатами фазы 1.Это может быть связано как с захватом воздуха в результате введения пластификатора, так и с пониженной консистенцией, что может привести к большему количеству воздушных пустот в затвердевшем бетоне.

Таблица 5

Дозировка захваченного воздуха и примесей для смесей Фазы 1 и Фазы 2.

общая тенденция к уменьшению содержания наблюдалась в большинстве смесей, приготовленных без использования добавки, за исключением смесей BB, LC и GS-C, которые показали более высокие значения осадки.Это можно объяснить смазывающим эффектом повышенного содержания мелочи [30]. Однако дальнейшее увеличение содержания мелких частиц нивелирует это преимущество из-за увеличения удельной площади поверхности заполнителя, которую необходимо покрыть пастой для обеспечения такой же обрабатываемости. Однако для гранитных и известняковых песков уменьшение осадки с увеличением содержания мелочи при постоянном соотношении в / ц все же привело к спаду в пределах диапазона осадки S2. Это говорит о том, что содержание безглинистой мелочи в диапазоне от 1% до 9% для конкретной конструкции смеси не оказывает значительного влияния на осадку бетона.При постоянном значении осадки увеличение содержания мелких фракций заполнителя обычно требует более высоких объемов добавки. Однако, поскольку диапазон осадки S2 был задан на этапе 2, следует ожидать некоторого изменения дозировки примеси, как это наблюдалось для песчаника и известняка в песках. Смазывающий эффект мелких частиц, описанный для смесей фазы 1, также применим к смесям фазы 2.

На этапах смешивания и литья было замечено, что смесь природного песка была самой простой в обращении и отделке, как и ожидалось, благодаря округлому и гладкому мелкому заполнителю.Смеси с обозначением -A иногда были «жесткими», и их можно было обработать только с некоторыми усилиями из-за небольшого количества мелких частиц и отсутствия частиц диаметром менее 1 мм. Смеси G-B, G-C, G-D, L-B и L-C с низким MBV оказались легкими в обращении и отделке, даже несмотря на то, что они имели более низкие значения осадки, чем смеси -A. Было обнаружено, что смеси песчаника с соотношением вода / цемент 0,67 легко обрабатывать и отделывать. Базальтовые смеси были достаточно связными, но хорошо закончились. Было обнаружено, что смесь B-D очень когезионная и быстро теряет удобоукладываемость, что может быть связано с поглощением воды из смеси глиной с высоким содержанием мелких частиц.Если принять во внимание градацию в a – d, можно сделать вывод, что для промышленного песка содержание безглинистой мелочи вместе с наличием частиц размером менее 1 мм важно для обеспечения надлежащих характеристик обработки и отделки бетона.

Не наблюдалось заслуживающей внимания корреляции между прочностью на сжатие, пределом прочности при изгибе и содержанием мелких фракций или классификацией мелких заполнителей, что позволяет предположить, что в диапазоне от 1% до 9% мелкие частицы не оказывают значительного влияния на прочность при сжатии и изгибе для данного состав смеси, когда используются добавки для повышения удобоукладываемости.Полностью осознается важность рассмотрения других методов решения проблемы отсутствия штрафов, таких как использование фильтрующих материалов и дополнительных вяжущих материалов, а также влияние содержания цемента на характеристики смесей, содержащих технологические пески, и они являются предметом постоянной работы. . Результаты предполагают, что более высокие уровни штрафов могут быть использованы в конкретных приложениях с соответствующим сокращением хранения или утилизации мелкозернистого материала. Дополнительные преимущества повышенной прочности из-за того, что мелкозернистый материал блокирует поры (как сообщается в [12,31]), также могут быть реализованы за счет использования более высокого содержания мелких частиц, хотя это выходит за рамки данной статьи.

4. Моделирование искусственной нейронной сети

Моделирование ИНС было выбрано для этого исследования из-за его способности обобщать множественные переменные, нелинейные, сложные отношения и, таким образом, предсказывать результаты на основе ряда входных данных, с которыми они были обучены [32] . В этой статье с множественным обратным распространением (MBP) версии 2.2.4 [33] для построения и обучения моделей ИНС использовался бесплатный программный пакет. Полученные веса связи обученных моделей затем были перенесены в электронные таблицы MS Excel.Они использовались для анализа прогнозов, оценки и сравнения моделей.

4.1. Выбор входных параметров

Как уже говорилось, свойства бетона зависят от свойств заполнителей и состава смеси. Поскольку все смеси, использованные в этом исследовании, содержали одинаковое количество цемента, FA и CA, единственными переменными были соотношение вода / цемент и дозировка добавки, снижающей количество воды. Поэтому они были выбраны в качестве двух входных параметров, описывающих изменения в составе смеси.Существуют три основных свойства мелкозернистого заполнителя, которые влияют на удобоукладываемость и прочность бетона, что дает еще 8 входных параметров: градация (% мелких частиц, время истечения NZFC и содержание пустот), форма и текстура (на основании времени истечения NZFC и содержания пустот). ), качество мелочи (водопоглощение, GMBV и SE).

4.2. Набор данных

Модель была разработана с использованием данных, представленных в этом документе, вместе с данными из других аналогичных смесей, созданных в лаборатории во время проекта, что дает в общей сложности 44 ввода данных.Они были случайным образом разделены на 35 обучающих и 9 тестовых записей. показывает диапазон входных и выходных значений, используемых в обучающем наборе данных. Средние значения представляют собой свойства мелкозернистого заполнителя, с которым можно столкнуться, и могут быть смесью 50:50 извлеченного природного песка и загрязненной глиной карьерной пыли, смешанной с бетоном со средней дозировкой пластификатора и водным соотношением 0,62.

Таблица 6

Диапазон входных и выходных переменных и параметр, на который они влияют.

Обозначение смеси Фаза 1 Фаза 2
Захваченный воздух (%) Захваченный воздух (%) Дозировка добавки (л / м 3 )
0.50 0,90 0,00
GA 0,45 1,50 0,00
GB 1,60 1,40 0,00
GD 0,65 1,40 0,62
GE 0,78 1,40 1,00
BA 0.50 1,41 2,75
BB 0,50 1,60 2,75
BC 0,45 1,30 3,303
1,30 3.30 9019 9019
LA 1,40 1,30 1,63
LB 1,50 1,30 1,10
LC 1.48 1,10 1,35
LD 1,38 0,80 1,10
GS-A 1,40 1,28 9019 9019 1,28
9019 9019 9019 2,75
GS-C 1,00 1,35 2,75
GS-D 1,20 1,56 2,75
Переменная Минимум Максимум Среднее Влияние
w / c соотношение 0,48 0,75 0,619 Состав смеси 9010 3 ) 0 3,3 1,65 Состав смеси
GMBV (г / кг песка) 0,35 6,16 3,26 SE 27 94 60.5 Качество штрафов
Водопоглощение (%) 0,45 1,92 1,19 Качество штрафов
Пустоты (%) 37,9 45,9 форма и текстура
Время истечения (с) 20,7 36,7 28,7 Градация, форма и текстура
Мелкие частицы (% от FA) 1 18 9.5 Градация
28 дней f ' c (Н / мм 2 ) 31,3 64,3 - Результат
300 1 - Результат

4.3. Настройка модели

Для обучения нейронных сетей использовался алгоритм обратного распространения. Полное описание алгоритма и ИНС в целом предоставлено Фосеттом [34].показывает типичную структуру, принятую для этих моделей. После обучения ИНС полученные веса связей и «смещения» были перенесены в электронные таблицы. В них уравнение (1) использовалось для вычисления числовых значений нейронов в скрытом слое:

yj = F (∑i = 0n (xi · wij) + b)

(1)

где y j - нейрон в скрытом слое, x i - масштабированное входное значение, w ij - вес соединения, n - количество входов и b - константа, называемая «смещением» или «порогом», которая вычисляется во время обучения сети аналогично весам соединений. F - сигмовидная функция активации, полученная из уравнения (2), которая представляет нелинейное поведение бетона. Выходные значения z k вычисляются с использованием уравнения (1), но путем замены x i на y j и w ij на w jk .

Структурная схема искусственной нейронной сети.

Нейронные сети были созданы с одним скрытым слоем, поскольку ранее было продемонстрировано, что они успешно моделируют прочность и удобоукладываемость бетона [32,35,36].Выбор количества нейронов в скрытом слое зависит от сложности задачи и обычно определяется эмпирически. Сети с диапазоном скрытых номеров нейронов были созданы и обучены с использованием обучающих данных. Ошибки прогноза, в данном случае среднеквадратичная ошибка (RMS) данных тестирования, были оценены, и была принята модель с наименьшей ошибкой. Для каждого выхода были созданы и обучены четыре нейронные сети с 2, 4, 6 и 8 скрытыми нейронами. В этой статье модели нейронных сетей обозначаются в соответствии с количеством нейронов в каждом слое «входной слой - скрытый слой - выходной слой» и рассматриваемым выходным параметром (сила или спад).

Веса для каждого нейрона были рандомизированы перед обучением сети. Начальная скорость обучения составляла 0,7, после 7 циклов обучения она снизилась на 1%. Кроме того, начальный коэффициент импульса составлял 0,7, который уменьшался на 1% после каждых 500 циклов. Использовался онлайн-режим обучения, в котором веса обновлялись после каждой записи, а данные представлялись в случайном порядке. Обучение каждой сети было остановлено после 5000 циклов. Было замечено, что RMS стабилизировалась для всех сетей примерно после 2000–3000 циклов обучения.

4.4. Оценка модели

показывает ошибки прогноза RMS моделей для набора данных тестирования. Можно видеть, что наименьшая ошибка для прогнозирования оседания - это модель оседания 8-2-1, тогда как для прогнозирования прочности наименьшая ошибка получается при использовании модели прочности 8-6-1, и поэтому они были приняты как наиболее точные. модели для данного набора данных.

Таблица 7

Ошибки RMS модели ИНС для набора данных тестирования.

Модель RMS (мм) Модель RMS (Н / мм 2 )
8-8-1 спад 13.36 8-8-1 прочность 2,70
8-6-1 спад 13,58 8-6-1 прочность 2,61
8-4-1 спад 11,50 Крепость 8-4-1 2,87
Спад 8-2-1 7,97 Крепость 8-2-1 4,09

Чтобы проверить возможности прогнозирования четырех моделей бетонные смеси были приготовлены с тем же содержанием FA, CA и цемента, как подробно описано в Разделе 2, но с различными дозировками воды и добавок.Эти смеси включали измельчительную пыль, которая не использовалась при обучении или тестировании моделей, природный песок, гранитный песок без глин и песчано-песчаный песок с частицами глины. Входные значения модели, взятые из смесей валидации, приведены в.

Таблица 8

Проверочные входные значения смеси.

9019 1,0 1,0
Смесь для валидации Соотношение w / c Добавка (л / м 3 ) GMBV (г / кг песка) SE Пустоты (%) Время истечения (с) Водопоглощение (%) Содержание мелких частиц (%)
Дробильная пыль 0.65 0 1,55 44 42,2 36,6 0,77 9,3
NS 0,51 0 0,35
GC 0,60 0 0,71 71 43,7 23,9 0,58 5,1
GS-B 60 3 1,84 30 41,6 22,3 0,98 5,0

Расчетные и фактические значения осадки и прочности на сжатие для проверенных смесей показаны соответственно. Модель осадки 8-2-1 имела среднеквадратичное значение 26,61 мм и самую высокую процентную ошибку 34% для смеси NS. Следует отметить, что в диапазоне спада 50–100 мм, где располагалась большая часть обучающих данных, процентная погрешность не превышает 21%.Кроме того, принимая во внимание искусственные значения 300 мм, принятые для обрушения осадки в данных обучения, можно ожидать, что будет завышенная оценка осадки в смесях с более высокой удобоукладываемостью. Тем не менее, завышение значения осадки предпочтительнее недооценки, поскольку для достижения желаемой удобоукладываемости смеси могут использоваться другие методы. Можно видеть, что прогнозы прочности на сжатие относительно точны с максимальной процентной ошибкой 13% и среднеквадратичным значением 4.47 Н / мм 2 для модели прочности 8-6-1. Опять же, недооценка (если таковая имеется) прогнозируемой прочности на сжатие предпочтительнее завышенной оценки, особенно при проектировании конструкций.

Прогнозируемые и фактические значения осадки для проверочных смесей.

Прогнозируемые и фактические значения прочности на сжатие для проверенных смесей.

Численная оценка модели может помочь подтвердить, что ИНС действительно усвоила лежащую в основе теоретическую взаимосвязь.Параметры мелкого заполнителя следует рассматривать одновременно, поскольку трудно идентифицировать влияние какого-либо одного входного параметра на удобоукладываемость и прочность на сжатие бетона из-за многопараметрического нелинейного характера взаимосвязи между переменными. a, b показывают вариацию прогнозов спада с SE и GMBV, а также значения времени потока и пустот, когда все остальные свойства сохраняются на средних значениях из набора обучающих данных (). Видно, что для жидких смесей с соотношением в / ц 0.6 и 0,7 наблюдается заметное уменьшение осадки по мере увеличения содержания глины. В то время как в жестких смесях (соотношение 0,5 в / ц) это мало влияет на прогнозы оседания. Точно так же для жестких смесей не наблюдается влияния формы и градации на осадку, тогда как для жидких смесей, чем более угловат заполнитель, на что указывает увеличение содержания пустот, тем ниже осадка, аналогично более мелкая градация, на что указывает уменьшение потока. время, тем меньше прогнозируемый спад.

Вариация прогнозов осадки с ( a ) изменением SE и GMBV и ( b ) изменением содержания пустот и времени истечения.

a, b показывает изменение прочности на сжатие из-за значений SE и GMBV, а также содержания пустот и времени истечения. Можно видеть, что для SE и GMBV, когда отношение w / c составляет 0,7, прогнозы прочности на сжатие относительно постоянны, тогда как для отношения w / c 0,6 и 0,5 существует оптимальный диапазон значений для SE и GMBV, которые приводят к наивысшим прочность на сжатие. Помня, что соотношение вода / цемент является доминирующим фактором, определяющим прочность бетона, можно увидеть, что при высоком соотношении вода / цемент (0.7) форма, текстура или гранулометрический состав заполнителя мало влияют на прочность на сжатие, в отличие от бетонов с высокой прочностью (с низким соотношением масс. / Ц. [37]. Время растекания в основном определяется гранулометрическим составом и структурой поверхности мелкого заполнителя. Было показано Li et al. [30], что если классификация такая же, то увеличенное время истечения указывает на более грубую поверхность мелких частиц заполнителя, что увеличивает прочность на сжатие.

Вариация прогнозов прочности на сжатие с ( a ) изменением SE и GMBV и ( b ) изменением содержания пустот и времени течения.

Можно сделать вывод, что модели ИНС могут использоваться для оценки удобоукладываемости и прочности бетона на сжатие, когда свойства мелкого заполнителя используются наряду с составом смеси в качестве входных параметров модели ИНС. Однако у таких моделей есть ограничения, главное из которых состоит в том, что они хорошо работают только в том диапазоне входных и выходных переменных, с которым они были обучены. Можно также сделать вывод, что модели ИНС, разработанные в этом исследовании, действительны, и прогнозы в целом соответствуют теоретическим соотношениям между составом смеси, параметрами мелкозернистого заполнителя и свойствами бетона.Таким образом, этот тип модели может быть использован для уменьшения усилий, необходимых для разработки рабочих бетонных смесей, или для сравнения характеристик различных мелких заполнителей с помощью простых тестов классификации заполнителей.

5. Выводы

Основная цель этого исследования состояла в том, чтобы представить метод, с помощью которого можно охарактеризовать пески, полученные из дробильной пыли, в соответствии с их физическими и минералогическими свойствами, и исследовать их использование в бетоне в качестве 100% замены природного песка.Результаты экспериментального исследования, представленные в этой статье, продемонстрировали, что дробильная установка V7 способна производить искусственные пески с аналогичным гранулометрическим составом независимо от минералогии материнской породы. Была предложена серия испытаний, которые позволили косвенно измерить форму, текстуру поверхности, классификацию и наличие вредной мелочи, которые использовались для характеристики физических свойств природных песков, необработанной пыли от дробилок и промышленных песков. Из этих испытаний было очевидно, что промышленные частицы песка улучшенной формы и качества по сравнению с природным песком и необработанной дробильной пылью были произведены дробильной установкой V7, наряду с уменьшением количества глинистых частиц в мелкодисперсной части по сравнению с исходным материалом. .

Подходящие для обработки бетоны были произведены с использованием искусственного песка в качестве единственного мелкозернистого заполнителя при различных соотношениях в / ц. Присутствие глин в промышленных песках может быть ограничивающим фактором при их использовании в бетонных изделиях, где требуется высокая консистенция и относительно низкие отношения в / ц. Тем не менее, адекватный бетон, содержащий искусственный песок в качестве единственного мелкого заполнителя, может быть получен. Действительно, при том же соотношении вода / цемент прочность на сжатие и изгиб изготовленных песчаных бетонов была выше, чем у их аналогов из природного песка.Считается, что это связано с угловатой формой материала, которая положительно влияет на сцепление заполнителя и, следовательно, приводит к улучшенному сцеплению между цементом и частицами заполнителя. Присутствие глины не повлияло на 28-дневную прочность бетона, изготовленного при том же соотношении воды и цемента с различными минералогическими свойствами искусственного песка. Таким образом, существует возможность использования глинистых заполнителей в бетоне, что ранее не приветствовалось. Оптимальное содержание мелких частиц 7% наблюдалось для облегчения обработки, укладки и отделки произведенного пескобетона.Тем не менее, в исследованном диапазоне содержания мелких частиц от 1% до 9% существенной тенденции между содержанием мелких частиц и прочностью бетона на сжатие не наблюдалось. Таким образом, чтобы максимально повысить эффективность использования материалов, можно использовать сорта искусственного песка с более высоким содержанием мелочи, когда прочность на сжатие является контролируемым свойством.

Было показано, что модели ИНС могут быть использованы для оценки прочности на сжатие и удобоукладываемости бетона на основе свойств мелкого заполнителя и состава смеси с разумной точностью.Такие модели, вместе с описанными ранее испытаниями характеристик, могут использоваться в строительной отрасли, когда на рынок выходят новые источники мелкозернистых заполнителей. Использование моделей устранит необходимость в обширных лабораторных испытаниях для выбора подходящего состава смеси и определения свойств свежего и затвердевшего бетона.

Изготовление бетона | Ресурс | RSC Education

Лист учащегося

В этом практическом я буду:

  • Получите представление о том, как использование смеси минералов разного размера и горных пород со связующим увеличивает сложность разделения и увеличивает стабильность и прочность композитного вещества, такого как строительный раствор и бетон.
  • Тестирование, чтобы увидеть, как изменение пропорций цемента, воды и различных заполнителей влияет на свойства моего бетона.
  • Использование моих научных знаний и понимания для объяснения моих результатов.
  • Теоретическое обоснование того, что происходит химически при застывании бетона.

Введение:

Вы подающий надежды молодой художник-естествоиспытатель, который поступил в ученики у инженера-строителя Витрувия (c80–70 до н.э. - c15 до н.э.). Витрувий исследует, как изменение соотношения цемента, воды и различных заполнителей влияет на свойства бетона, и просит вас провести некоторые исследования.Более того, он планирует включить ваши результаты в свои «десять книг по архитектуре»!

Витрувий уже обнаружил некоторые интересные результаты, и, как и все хорошие художники-ученые, вы решаете продолжить исследование…

Оснащение:

Доступ к:

  • 3 разделительных сита с отверстиями разного размера
  • Бетонная смесь в стакане 250 см 3
  • Мешочек с растворной смесью
  • Мешочек с цементом Irritant
  • Пылезащита для рта
  • Линейка прозрачная
  • Стакан (250 см 3 )
  • Вода
  • Секундомер
  • Весы верхней чаши
  • Проектор
  • Поднос или ванна для просеивания более
  • Стакан с водой (для грязной ложки)

Метод:

Это упражнение приведет вас к рабочему определению бетона.

Вы не только отделите ингредиенты, которые используются для изготовления бетона, но и получите важный урок о времени и энергии, необходимых для отделения самых больших камней от мельчайших частиц, содержащих цемент.

Наденьте пылезащитный чехол для рта.

  1. Поместите сита на диапроектор рядом с прозрачной линейкой, чтобы вы могли оценить размер отверстий в каждом сите.
  2. Соберите стакан 250 см. 3 , заполненный сухой бетонной смесью.
  3. Установите сита над другим стаканом на 250 см. 3 так, чтобы тот, у которого были отверстия наибольшего размера, находился вверху, следующий наименьший - под ним, а наименьший - под ним.
  4. Запустите секундомер и, используя короткие быстрые движения сит, приблизительно рассчитайте время, необходимое для отделения частиц каждого размера.
  5. Процент частиц каждого размера можно определить, взвесив каждую и сравнив ее с общим весом образца в химическом стакане объемом 250 см 3 .
  6. Определите каждую группу частиц на сите.
  • Самые мелкие частицы содержат цемент, который составляет связующий материал, удерживающий вместе более крупные частицы, когда все материалы четырех размеров смешиваются вместе с водой.
  • Следующая группа частиц в последующих ситах - это камни разного размера, которые составляют заполнители бетонной смеси.

Альтернативный подход к использованию сит для идентификации компонентов бетона заключается в том, чтобы вылить часть бетонной смеси на лист миллиметровой бумаги и, используя квадраты на бумаге, описать диапазон размеров частиц, которые входят в изготовление бетона.

  1. Смешайте каждую из четырех частиц разного размера с небольшим количеством воды, чтобы увидеть, какая из частиц действительно затвердела.
  2. Если вы используете сита, можно определить источник каждой частицы.
  • Мелкие породы, которые составляют самые большие частицы и следующие более крупные частицы, называются заполнителями и могут быть добыты из гравийного карьера.
  • Третий набор состоит из мельчайших песчинок и крупных частиц цемента.
  • Четвертый содержит большую часть цемента, измельченного до очень мелкого порошка из клинкера.

Идем дальше:

Оснащение:

  • Защита глаз
  • Картонная форма
  • Перчатка пластиковая
  • Кастрюля для йогурта и чайная ложка
  • Газета
  • Вода, песок, цемент (раздражающий), мелкий гравий

Метод:

Необходимо использовать защитные очки и пластиковую перчатку.

Накройте скамейку газетой, а затем соберите все остальные предметы. Цемент - это щелочь, которая может вызвать ожоги кожи. Будьте осторожны при смешивании, чтобы не образовалась пыль.

  1. Наденьте перчатки. Отнесите горшок с йогуртом на переднюю скамейку, чтобы собрать ингредиенты. Используя чайные ложки в каждом контейнере, налейте 3 чайные ложки цемента без горки, 3 чайные ложки песка без горки и 3 чайные ложки мелкого гравия без горки в емкость для йогурта. Вернитесь к своей скамейке. Альтернативный вариант - все перемешивать в пластиковом пакете с застежкой-молнией.(С цементом, предварительно взвешенным учителем). Таким образом, вероятность попадания на кожу или в глаза гораздо меньше.
  2. Тщательно перемешайте чайной ложкой цемент, песок и гравий. Добавьте немного воды и тщательно перемешайте смесь. Помните, что вы всегда можете добавить немного воды, но вы не можете ее вынуть!

Когда смесь будет правильной, ваша чайная ложка должна легко входить в смесь, оставляя отверстие, когда она вынимается.

  1. Выложите смесь в форму (10 см x 1 см x 1 см).Отметьте форму, запишите состав смеси, чтобы вы знали, что она ваша, и на ней было указано, что это за смесь.
  2. Если у вас есть время, сделайте хотя бы еще один брус из бетона. Вы должны использовать в общей сложности 9 чайных ложек без горки, но вы должны варьировать пропорции смесей, например 4 из цемента, 3 из песка, 2 из гравия и так далее. Тщательно промаркируйте полоски и запишите, что именно вы вложили в каждую.
  3. Не смывать бетон в раковину .Поместите емкости для йогурта (и любые отходы) в предусмотренный контейнер. Положите чайную ложку в предоставленную емкость с холодной водой. Выверните перчатку наизнанку и положите ее в мусорное ведро с использованными банками для йогурта.
  4. Приведите в порядок свою скамейку, а затем вымойте руки. Снимите защиту для глаз, когда вам будет предложено.

Теперь посмотрим, как дозирование меняет свойства смеси.

Начните с добавления в цементные и бетонные смеси в 3-5 раз больше воды, чем требуется.

Теперь испытайте две смеси: воду, смешанную с бетонной смесью (цемент, мелкий и крупный заполнитель), воду и воду, смешанную с раствором (цемент и мелкий заполнитель).

Это покажет, сколько размеров частиц необходимо в бетонной смеси. Теперь попробуйте следующие смеси и прокомментируйте, как свойства меняются с каждой смесью.

  1. Поместите одну часть бетонной смеси на пять частей воды в банке. Встряхните смесь и дайте настояться час или ночь.
  1. Удалите заполнитель большего размера из сухой бетонной смеси (или используйте раствор), вылейте одну часть более мелкой смеси в емкость и добавьте пять частей воды.
  1. Встряхните содержимое и дайте ему отстояться в течение часа или на ночь.
  1. Измерьте каждый слой, чтобы вычислить процентную долю заполнителя каждого размера в обоих смесях.
  1. Сравните две смеси, чтобы понять, что разные размеры частиц играют роль в качестве бетона, и увидеть разницу между бетоном и раствором.

Можно использовать два агрегата разного размера, чтобы показать, что общий объем пространства между агрегатами не изменяется при изменении размера агрегата.

  1. Измерьте количество воды, необходимое для наполнения двух стаканов объемом 1000 мл, каждый из которых содержит заполнитель разного размера.
  1. Объем пространства между частицами уменьшается только при смешивании агрегатов разного размера. Это можно показать довольно резко, если использовать пластиковые бусины двух разных размеров.
  1. Оцените свой опыт работы с заполнителями из строительного раствора. Заполнители имеют такой размер, чтобы обеспечить наиболее эффективный поверхностный контакт между цементным тестом и заполнителями различных размеров.

Количество используемой цементной пасты должно быть как минимум равным промежуткам между частицами заполнителя и немного больше, чтобы бетонная смесь относительно легко перемещалась при заливке бетона и придании поверхности гладкости. Это известно как «работоспособность».

  1. Используя стаканчики из полистирола, отвесить 500 граммов растворной смеси (смесь песка и цемента), добавить 75 граммов воды.
  1. Перемешивать до исчезновения комков раствора.
  1. Взвесьте еще раз, чтобы определить общий вес и добавленное количество воды для проверки.
  1. Отложите чашу с бетонной смесью в сторону, а также другую чашку из полистирола с водой, наполненную примерно до того же уровня, что и чашка с бетоном. Взвесьте чашку с водой.
  1. Поставьте чашку с водой рядом с чашкой с бетоном. Эта чашка с водой используется, чтобы указать, сколько воды испаряется с поверхности бетона до полного затвердевания.
  1. Подождите примерно 24 часа и снова взвесьте каждую чашку.

Бетон потеряет лишь часть воды из-за испарения с открытой поверхности.

Вы можете сравнить потерю воды из бетона с потерей воды из стакана с простой водой, которая также потеряла немного воды из-за испарения. Оба эти количества воды малы по сравнению с исходным количеством воды, добавленной в бетон, которая не испаряется, чтобы сделать затвердевший бетон.Сравнивая количество исходных ингредиентов с весом готового бетона, становится ясно, что бетон не высыхает.

Бетонная смесь может потерять немного больше воды, чем стакан с водой. Если вы посмотрите внимательно, то увидите, что поверхность бетона неровная. Эта более грубая поверхность позволяет воде испаряться быстрее, чем вода в одной только чашке. Опять же, это количество воды ничтожно мало по сравнению с водой, добавленной в бетонную смесь, которая вступила в химическую реакцию для образования затвердевшего материала.

Обсудите, какие усилия могут предпринять рабочие в строительной отрасли, чтобы устранить испарение с поверхности только что залитого бетона.

Теория:

Греки открыли мощь вулканической породы, известной как Пуццоланы , в которую входила земля Санторина. Это использовалось в Восточном Средиземноморье с 500–400 до н. Э. В конечном итоге римляне полностью раскрыли потенциал пасты извести-пуццолана , когда они использовали пуццолану в качестве связующего в римском бетоне для зданий и подводного строительства.Римский бетон также использовался для строительства дорог. Слово «бетон» происходит от латинского слова « concretus » (что означает компактный или сжатый).

Римский бетон , известный как opus caementicium , использовался в строительстве во время поздней Римской республики и на протяжении всей истории Римской империи. Это гидравлический цемент схватывания (водоотверждаемый) со многими свойствами материала, аналогичными современному портландцементу .

Римский бетон часто использовался для облицовки кирпичом. Бетон различается по составу , заполнитель , и это позволило использовать различные материалы, что привело к Бетонной революции, в которой были построены структурно сложные формы, такие как купол Пантеона .

Минерал Пуццолана , также известный как пуццолановый пепел (латинское: pulvis puteolanus ), представляет собой кремнийсодержащий и глиноземистый материал.При смешивании с водой при комнатной температуре и гидроксидом кальция он реагирует с образованием нерастворимого гидрата силиката кальция и гидрата алюмината кальция соединений. Эти соединения представляют собой материалы, обладающие способностью к цементированию и связывающие агрегаты вместе.

Пуццолана образована из одного из первичных месторождений вулканического пепла , используемых римлянами в Поццуоли недалеко от Неаполя. Мы все еще используем название пуццолана, но оно применяется к любому вулканическому материалу (пемза или вулканический пепел), состоящему из тонкого вулканического стекла .

Римский инженер-строитель Витрувий (ок. 80–70 до н. Э. - ок. 15 до н. Э.) Говорит о четырех типах пуццоланы: черном, белом, сером и красном, все из которых можно найти в вулканических районах Италии, таких как как Неаполь. Витрувий, написавший около 25 г. до н.э. в своих Десяти книгах по архитектуре , выделил типы заполнителей, подходящих для приготовления известковых растворов. Для строительных растворов он рекомендовал pozzolana , коричневато-желто-серого цвета около Неаполя и красновато-коричневого цвета в Риме.

Vitruvius определяет соотношение 1 часть извести к 3 частям пуццолана для цемента, используемого в зданиях, и соотношение извести к пуццолану 1: 2 для подводных работ, по сути такое же соотношение, которое сегодня используется для бетона, используемого в море.

Рецепт римского бетона был утерян между 500 и 1300 годами. Затем, между 1300-ми и серединой 1700-х годов, использование цемента постепенно вернулось. Канал Canal du Midi был построен из бетона в 1670 году, а в Финляндии есть бетонные конструкции, датируемые 16 веком.

Портландцемент - это общий термин почти для всех современных цементов. Своим названием и происхождением он обязан Аспдину (британскому каменщику), который в 1820-х годах искал аналог римского цемента (полученного из вулканического пепла и других природных минералов).

Имя Аспдина для его изобретения служило двум целям. Это отличало материал от римского цемента. Бетон, сделанный из его нового цемента, напоминал камень, добываемый на острове Портленд, что облегчало маркетинг.

Современный портландцемент - это продукт высокотемпературного преобразования тонкоизмельченных материалов, часто основных смесей известняка (карбонат кальция CaCO 3 ), глины и сланца. Продукт нагрева представляет собой смесь, содержащую четыре ключевых ингредиента для цемента: оксид кальция (CaO), диоксид кремния (диоксид кремния SiO 2 ), оксид алюминия (оксид алюминия Al 2 O 3 ) и железо (Fe ).

Поскольку производители полагаются на материалы из окружающей среды, цементные заводы часто располагаются рядом с карьерами с горными породами, содержащими некоторые или все эти минералы.

При обработке в длинной горизонтальной печи, известной как вращающаяся печь, смеси этого сырья претерпевают химические изменения с образованием стеклоподобного материала, называемого клинкером. Клинкеры, смешанные с гипсом (сульфат кальция CaSO4), измельчаются до мелкого порошка, в результате чего получается цементный порошок.

Добавление воды в этот цемент, смешанный с песком, гравием или щебнем (известный как мелкий и крупный заполнитель), активирует химический состав цемента. Вода гидратирует кальциевые соединения цемента с образованием новых соединений, которые связывают заполнители в бетон.

Исходные гидраты дикальцийсиликата, которые образуются медленнее, способствуют прочности бетона на более поздних стадиях. Следующие ниже словесные уравнения описывают производство бетона.

Трикальций силикат + вода

Гидрат силиката кальция + гидроксид кальция + тепло

Силикат дикальция + вода

Гидрат силиката кальция + гидроксид кальция + тепло

Из химических реакций, важных для обеспечения прочности бетона, вышеперечисленные реакции являются наиболее важными.

Два силиката кальция, которые составляют около 75 процентов веса портландцемента, реагируют с водой с образованием двух новых соединений: гидроксида кальция и гидрата силиката кальция. Последний на сегодняшний день является наиболее важным цементирующим компонентом в бетоне. Технические свойства бетона - схватывание и твердение, прочность и стабильность размеров - в первую очередь зависят от геля гидрата силиката кальция. Это сердце из бетона.

Когда бетон схватывается, его общий объем остается почти неизменным, но затвердевший бетон содержит поры, заполненные водой и воздухом, которые не имеют прочности.Прочность заключается в твердой части пасты, в основном в гидрат силиката кальция и кристаллической фазе.

Чем менее пористо цементное тесто, тем прочнее бетон. Поэтому при смешивании бетона используйте не больше воды, чем необходимо, чтобы сделать бетон пластичным и пригодным для обработки. Даже в этом случае используемой воды намного больше, чем требуется для полной гидратации цемента. Водоцементное соотношение (по весу) полностью гидратированного цемента составляет примерно 0,22–0,25, без учета испаряемой воды.

Лист учителя и техника

На этой практике студенты будут:

  • Получите представление о том, как использование смеси минералов разного размера и горных пород со связующим увеличивает сложность разделения и увеличивает стабильность и прочность композитного вещества, такого как строительный раствор и бетон.
  • Использовать тесты, чтобы увидеть, как изменение пропорций цемента, воды и различных заполнителей влияет на свойства бетона.
  • Используя свои научные знания и понимание для объяснения своих результатов.
  • Теоретическое обоснование того, что происходит химически при застывании бетона.

Введение для учителей:

Школьники, работающие над проектом цемента и бетона, могут посмотреть на ингредиенты бетона, изменить пропорции воды и бетона, добавить добавки в смесь, проверить изменения температуры, определить pH и узнать о продукте. Обратите внимание, что это потребует от учителя развития адекватного фона, поэтому следующие примечания должны помочь в этом процессе.

Это расследование начинается с исследовательской задачи, в которой учащиеся составляют живой список (который со временем увеличивается). Это задание лучше всего начинать с вопросов, приведенных в следующих абзацах a - c:

  • Где вы видели, как используется бетон?
  • Откуда вы знаете, что это бетон?
  1. Бетон, цемент и раствор окружают нас. Когда мы идем в школу, садимся на автобус, заходим в здание или пересекаем мост, там есть бетон, цемент и раствор.Это захватывающие материалы, которые влияют на нашу жизнь. Цемент и бетон можно рассматривать как синонимы современной жизни, но по своей природе бетон, цемент и строительный раствор различны.
  2. Цемент, сверхмелкозернистый серый порошок, связывает песок и горные породы в массу или матрицу бетона. Цемент - ключевой ингредиент бетона.
  3. Приготовление бетона по принципу действия аналогично выпечке торта: выбранные ингредиенты смешиваются, нагреваются и оставляются для застывания. Точно так же, как лепешки различаются в зависимости от типа ингредиентов и метода их добавления, так и текстура, прочность, упругость и цвет бетона могут различаться.

Попросите учащихся составить собственный список использования бетона, которым они поделятся с другой парой, а затем с двумя парами и, наконец, с классом.

Список использования может быть довольно длинным. Чтобы представить некоторые решения при составлении списка, учащиеся должны обсудить и подчеркнуть важность бетона в нашей жизни и использовать это обсуждение в качестве приоритетного фактора.

Отобразите список класса в классе, чтобы учащиеся могли дополнять его во время исследования.

Студенты должны понимать разницу между цементом и бетоном. Они должны иметь практические знания о науке, лежащей в основе состава и поведения материала, и понимать, как химический состав влияет на материал. Чтобы помочь в этом, справочные заметки должны помочь учителям подготовить почву для науки о бетоне и цементе.

После завершения исследований будет проведено обсуждение повсеместного распространения цемента, бетона и их свойств как материала.

Справочная информация: (слова, выделенные жирным шрифтом, являются важными)

Сколько лет бетону?

Греки открыли мощь вулканической породы, известной как Пуццоланы , в которую входила земля Санторина. Это использовалось в Восточном Средиземноморье с 500–400 до н. Э. В конечном итоге римляне полностью раскрыли потенциал пасты извести-пуццолана , когда они использовали пуццолану в качестве связующего в римском бетоне для зданий и подводного строительства. Римский бетон также использовался для строительства дорог.Слово «бетон» происходит от латинского слова « concretus » (что означает компактный или сжатый).

Римский бетон , известный как opus caementicium , использовался в строительстве во время поздней Римской республики и на протяжении всей истории Римской империи. Это был цемент с гидравлическим схватыванием (водоотверждаемый), имеющий многие свойства материала, аналогичный современному портландцементу .

Римский бетон часто использовался для облицовки кирпичом.Бетон различается по составу , заполнитель , и это позволило использовать различные материалы, что привело к Бетонной революции, в которой были построены структурно сложные формы, такие как купол Пантеона .

Минерал Пуццолана , также известный как пуццолановый пепел (латинское: pulvis puteolanus ), представляет собой кремнийсодержащий и глиноземистый материал. При смешивании с водой при комнатной температуре и гидроксидом кальция он реагирует с образованием нерастворимого гидрата силиката кальция и гидрата алюмината кальция соединений.Эти соединения представляют собой материалы, обладающие способностью к цементированию и связывающие агрегаты вместе.

Пуццолана образована из одного из первичных месторождений вулканического пепла , используемых римлянами в Поццуоли недалеко от Неаполя. Мы все еще используем название пуццолана, но оно применяется к любому вулканическому материалу (пемза или вулканический пепел), состоящему из тонкого вулканического стекла .

Римский инженер-строитель Витрувий (ок. 80–70 до н. Э. - ок. 15 до н. Э.) Говорит о четырех типах пуццоланы: черном, белом, сером и красном, все из которых можно найти в вулканических районах Италии, таких как как Неаполь.Витрувий, написавший около 25 г. до н.э. в своих Десяти книгах по архитектуре , выделил типы заполнителей, подходящих для приготовления известковых растворов. Для строительных растворов он рекомендовал pozzolana , коричневато-желто-серого цвета около Неаполя и красновато-коричневого цвета в Риме.

Vitruvius определяет соотношение 1 часть извести к 3 частям пуццолана для цемента, используемого в зданиях, и соотношение извести к пуццолану 1: 2 для подводных работ, по сути такое же соотношение, которое сегодня используется для бетона, используемого в море.

Рецепт римского бетона был утерян между 500 и 1300 годами. Затем, между 1300-ми и серединой 1700-х годов, использование цемента постепенно вернулось. Канал Canal du Midi был построен из бетона в 1670 году, а в Финляндии есть бетонные конструкции, датируемые 16 веком.

Что такое бетон?

Бетон представляет собой смесь трех ингредиентов:

  • цемент (связующий агент )
  • заполнитель (наполнитель или насыпь бетона - обычно песок и гравий)
  • вода (катализатор для цемента).
Почему цемент используется в бетоне?

Качество и количество цемента будут влиять на прочность связи между частицами заполнителя.

Что такое совокупность?

Форма заполнителя влияет на общую прочность бетона. Чтобы бетон был эффективным, требуется угловых тел . Угловой означает частицу с острыми заостренными краями, которые сцепляются вместе, тогда как округлые частицы только стыкуются друг с другом.

Почему добавлена ​​вода?

Количество воды, добавленной в смесь, очень важно:

  • , если добавлено слишком много воды, связывающий эффект цемента теряется;
  • , если добавлено слишком мало воды, склеивание не будет завершено.

Два других основных фактора влияют на качество бетона.

Это плотность и время отверждения .

Как плотность бетона влияет на конечный материал?

Чем плотнее бетон, тем больше частиц сцеплено между собой и тем он будет прочнее.Плотную бетонную смесь тщательно взбалтывают в формах, и по мере оседания смеси (точно так же, как зерна риса оседают в пакете) добавляется больше бетона.

Коммерчески плотный бетон помимо прочности обладает и другими свойствами. К ним относятся хорошая устойчивость к звуку и проникновению воды и с низкой усадкой при высыхании.

Что такое время отверждения и сколько времени оно длится?

В промышленных масштабах отверждению способствует нагревание, пар и давление.

Бетон высшего качества обрабатывается паром при 160 ° C при 6-кратном атмосферном давлении в течение 24 часов.

Бетон набирает максимальную прочность в течение 20 лет.

Диапазон учебных программ:

Задача учителя - правильно согласовать деятельность с академическим и зрелым уровнем учеников. Большинство учеников в возрасте от 10 до 17 лет могут выполнять эти задания. Это также дает студентам возможность исследовать исторические идеи и химию бетона.

Цель состоит в том, чтобы получить некоторое представление о том, как материалы используются для создания артефактов.Он связан с:

  • Настройка простых практических запросов, сравнительных и объективных тестов;
  • Отчетность по результатам запросов и наблюдений, включая устные и письменные объяснения, демонстрацию или представление результатов и выводов;
  • Использование прямых научных доказательств для ответа на вопросы или подтверждения своих выводов;
  • Построить более систематическое понимание химического состава цемента, строительного раствора и бетона, исследуя способы их получения с полезными свойствами;
  • Задавайте вопросы и разрабатывайте линию исследования, основанную на наблюдениях за реальным миром, наряду с предшествующими знаниями и опытом;
  • Использовать соответствующие методы, оборудование и материалы во время лабораторных работ, обращая внимание на здоровье и безопасность;
  • Проводить и записывать наблюдения с использованием ряда методов для различных исследований; и оценить надежность методов и предложить возможные улучшения;
  • Представить наблюдения, используя соответствующие методы;
  • Интерпретировать наблюдения и выявить закономерности, используя эти наблюдения, чтобы делать выводы;
  • Представлять аргументированные объяснения, в том числе поясняющие данные в отношении прогнозов и гипотез;
  • Узнайте о концепциях гидратации и о том, как химический состав гидратации может влиять на свойства веществ.

Здоровье и безопасность:

Работать с цементом безопаснее, используя водонепроницаемые защитные перчатки и защитные очки. Щелочность влажного цемента и бетона может вызвать раздражение кожи или даже химические ожоги при длительном воздействии.

Старайтесь держать цементную пыль подальше от учеников, так как она может вызывать раздражение. Хорошо проветриваемое рабочее место - хорошая мера предосторожности. Студенты должны тщательно вымыться, когда они закончат работу с цементом и бетоном.

Технические ноты:

Бетон потеряет лишь часть воды из-за испарения с открытой поверхности.Это можно оценить, поставив стакан с водой рядом с формой для бетона. Уровень воды в чашке отмечен в начале.

Вы можете сравнить потерю воды из бетона с потерей воды из стакана с простой водой, которая также потеряла немного воды из-за испарения. Оба эти количества воды малы по сравнению с исходным количеством воды, добавленной в бетон, которая не испаряется, чтобы сделать затвердевший бетон.

Сравнивая общую массу исходных ингредиентов с массой конечного бетона и сравнивая испарение воды, становится ясно, что бетон не высыхает.

Ученикам следует обратить внимание на то, что бетонная смесь может потерять немного больше воды, чем чашка только с водой.

Причина в том, что если вы внимательно посмотрите на поверхность бетона с помощью увеличительной линзы, они увидят, что она не гладкая.

Эта более грубая поверхность позволяет воде испаряться быстрее, чем вода в одной только чашке. Опять же, это количество воды ничтожно мало по сравнению с водой, добавленной в бетонную смесь и вступившей в химическую реакцию для образования затвердевшего материала.

Идем дальше:

  • 3 стакана из полистирола;
  • Вода;
  • Весы верхней чаши
  • 2 чайные ложки
  • Небольшой мешочек с растворной смесью;
  • Небольшой мешок с бетонной смесью.

Дальнейшая работа могла бы быть предпринята в отношении введения добавок в смесь, проверки температурных изменений в смеси и эффекта изготовления бетона при различных температурах, обнаружения любых изменений pH и изучения использования различных форм бетона.Другой интересный эксперимент - посмотреть, какую роль вода играет в процессе затвердевания или отверждения.

Распространенное выражение на строительной площадке: «Не ходи по бетону, пока он не высохнет!» Один из самых простых способов показать, что отверждение бетона происходит не из-за высыхания, а из-за того, что вода действительно становится частью химического состава бетона, - это использовать принцип сохранения массы.

Студенты могут увидеть процесс дозирования в действии, добавляя в цементные и бетонные смеси в 3-5 раз больше воды, чем требуется.Это продемонстрирует, сколько размеров частиц необходимо в бетонной смеси. Студенты испытают две смеси: воду, смешанную с бетонной смесью (цемент, мелкий и крупный заполнитель), воду и воду, смешанную с раствором (цемент и мелкий заполнитель).

соотношение песка и цемента в смеси для бетона

Каковы пропорции смеси для цемента и песка?

31 марта 2020 г. · Можно добавить больше воды, цемента или песка, если смесь слишком влажная или сухая. Ниже приведен пример рекомендации производителя цемента по соотношению песка и цемента.Бетон - 1 часть цемента, 2 части песка для бетонирования и 3 части 20-миллиметрового заполнителя. Строительный раствор - 1 часть цемента, 4-5 частей строительного песка.

Узнать больше

Различные типы пропорций бетонной смеси | от ShyamSteel | Средняя

Номинальные соотношения бетонной смеси Раньше спецификацией для бетона была пропорция цемента, песка и заполнителей. · Стандартная бетонная смесь / соотношение.

Узнать больше

От M до S: Типы растворов и соотношений растворов...

Сделать собственный миномет типа S довольно просто. Просто смешайте следующие ингредиенты: 2 части цемента, 1 часть извести и 8–9 частей песка. Это соотношение смеси очень похоже на ступку типа O, поэтому обязательно тщательно отмеряйте ингредиенты при приготовлении любого типа. Тип М. Последний из четырех наиболее распространенных типов строительных растворов - это тип М.

Узнать больше

Как рассчитать количество цемента, песка и крупного заполнителя ...

Расчет компонентов бетона.Для цемента, песка и крупного заполнителя. Это объемный расчет. Предположим, нам нужно 2 м 3 бетона для бетонной смеси M20 (соотношение смеси, M20 = 1: 1,5: 3) Общая часть бетона = 1 + 1,5 + 3 = 5,5 частей. Следовательно, количество цемента = (цементная деталь / бетонная деталь) * Объем бетона

Узнать больше

Цемент, раствор и бетон Руководство по покупке | Идеи и советы ...

Выбор лучшего продукта и выбор правильного соотношения смешивания для работы может быть ... Бетон представляет собой смесь цемента, песка и гравия или других подобных крупнозернистых материалов...

Узнать больше

V.1 Соотношение цемент: песок / заполнитель

Кровельная черепица из волокна и микробетона - процесс производства и укладка плитки ... Состав растворной смеси определяется соотношением, дающим количество ...

Подробнее

Как правильно смешивать бетон каждый раз: Hirepool

1 декабря 2019 г. - Бетонная смесь состоит из цемента, песка и заполнителя. Смесь или ингредиент ... Чтобы дать вам лучшее представление, вот несколько стандартных соотношений смеси:...

Узнать больше

Каково соотношение портландцемента к породе и песку?

21 сентября 2017 г. · Бетон - это смесь крупной породы, мелкого песка и активируемого водой вещества, которое связывает камень и песок вместе. В современную эпоху таким вяжущим является портландцемент. Соотношение ингредиентов. Хорошая бетонная смесь общего назначения состоит из одной части портландцемента, 2,5 частей песка, трех частей гравия и 0,5 части чистой воды.

Узнать больше

Соотношение бетонной смеси | Что такое соотношение бетонной смеси | Типы ...

Это соотношение бетонной смеси из 1 части цемента, 1 части песка и 3 частей заполнителя дает бетонную смесь приблизительно от 2500 до 3000 фунтов на квадратный дюйм. При смешивании воды с цементом, песком и заполнителем образуется паста, которая связывает материалы вместе, пока смесь не затвердеет.

Узнать больше

Какое соотношение цементного песка и гравия в ж / б бетоне составляет m200

Соотношение бетонной смеси является жизненно важным вопросом при проектировании бетонной смеси. Четыре основных ингредиента для изготовления бетона: портландцемент, песок, заполнитель (камень) и вода...

Узнать больше

Пропорции бетона - как сделать бетон (цемент ...

Какое соотношение для смешивания бетона? Одно из лучших соотношений бетонной смеси - 1 часть цемента, 3 части песка и 3 части составных частей, это даст бетонную смесь приблизительно 3000 фунтов на квадратный дюйм. Прочность этого соотношения смеси хороша для большинства бетонных плит, опор, ступеней и фундаментных стен.

Узнать больше

Типы расчета соотношения бетонной смеси и их сила

Пропорции бетонной смеси - это пропорции компонентов бетона, таких как цемент, песок, заполнители и вода.Эти соотношения компонентов смеси определяются в зависимости от типа конструкции и конструкции смеси. Однако строительные нормы и правила определяют номинальные и стандартные пропорции бетонной смеси для различных строительных работ, основанные на опыте и испытаниях.

Узнать больше

Какое правильное соотношение смеси строительного раствора для кладки? Текст

Какое правильное соотношение раствора для кладки? Текст · Портландцемент, гидратированная известь и кладочный песок · Кладочный цемент и кладочный песок · Предварительно смешанный ...

Узнать больше

Как правильно смешать бетон? Соотношение бетонной смеси - DTM...

31 июля, 2019 · Эта цементно-песчаная смесь, однако, не рекомендуется для использования при строительстве фундамента и других строительных работах, для которых потребуется сверхупругий бетон. Если у вас есть какие-либо серьезные структурные изменения или строительный проект, архитектор, инспектор по количеству или инспектор здания должны порекомендовать используемую прочность бетона.

Узнать больше

Объяснение смеси цемента, песка и гранита (бетон) ...

20 ноября, 2020 · Взаимосвязь между бетонными элементами: связь ЦЕМЕНТ - ПЕСК - КАМЕНЬ; На практике мешок с цементом на 50 кг содержит 2 поддона с цементом; это означает, что если у меня есть план смешать 1 мешок цемента, мое соотношение смешивания будет: 1: 2: 4 = 1 мешок цемента: 4 поддона с песком…

Узнать больше

Характеристики композитного песчано-цементного кирпича содержащий...

Характеристики композитного песчано-цементного кирпича, содержащего рециклируемый заполнитель бетона и отходы полиэтилентерефталата с различным расчетным соотношением компонентов смеси. Чтобы процитировать ...

Узнать больше

Соотношение смеси песчано-цементной стяжки для полов

Соотношение смеси песка и цементной стяжки для пола варьируется в зависимости от предполагаемого использования стяжки. Кроме того, тип цемента, марка заполнителя и способ хранения материала стяжки в определенной степени влияют на соотношение смеси.Следовательно, необходимо выбрать подходящий тип цемента, а песок должен быть […]

Узнать больше

Соотношение песка и раствора для укладки бетонных блоков | Hunker

Основная смесь для большинства проектов бетонных блоков - это смесь 4: 1 или 5: 1. По сути, четыре части (или пять) песка добавляются к одной части цемента, а затем к ней добавляется вода, пока вы не добьетесь текстуры, которую хотите для вашего конкретного блочного проекта.

Узнать больше

Приготовление правильной смеси для твердого бетона | Фермерский стиль...

Выберите подходящее соотношение смеси из таблицы 2 и добавьте содержимое в миксер в следующем порядке: от половины до двух третей воды. Крупный заполнитель. Песок. Цемент. Добавьте оставшуюся воду до достижения желаемой консистенции. Замешивайте цемент не менее двух минут…

Узнать больше

бетон - BGC Cement

МАТЕРИАЛЫ. (требуется на 1 м3 бетона). Цемент. Песок. «Крупнозернистый ... цемент», равный 0,5, соответствует соотношению «объемная смесь» около 0.66. 4. Всегда ...

Узнать больше

СОВЕТЫ ОТНОСИТЕЛЬНО СМЕСЕЙ ДЛЯ РАЗМЕРЫ | Chemgrout

Процедура смешивания:
Загрузите примерно 80% воды, предусмотренной для смешиваемой замесной партии, и при работающем миксере медленно добавьте необходимое количество цемента. Перед перекачиванием или добавлением наполнителей (песок, летучая зола и т. Д.) Дайте раствору достаточно времени для смешивания до кремообразной консистенции. Медленно добавляйте песок, если необходимо, пока смесь не начнет терять цвет цемента.Это должно быть максимальное количество песка, которое может вместить смесь, и, возможно, потребуется использовать немного меньше песка для последующих партий. Воду можно отрегулировать в соответствии с относительной влажностью или сухостью песка, чтобы получить раствор, который будет легко наливаться.

Премиксные растворы:
Многие поставщики строительных материалов производят готовые растворы на основе портландцемента, некоторые из которых можно перекачивать, а другие нет. Прежде чем пытаться перекачивать предварительно смешанный цементный раствор, определите, соответствует ли материал критериям, описанным выше.Также необходимо определить, имеет ли материал короткое рабочее время перед схватыванием, потому что рабочего времени может быть недостаточно для перекачивания. ChemGrout протестировал многие продукты основных производителей затирки. Перед перекачиванием любой предварительно смешанной цементной смеси для цементного раствора рекомендуется сначала покрыть насос и трубопроводы смесью цементно-водного раствора, как описано ранее, перед перекачкой цементной смеси.

Самодельный раствор
Иногда коммерчески приготовленные растворы недоступны, и в этих случаях может возникнуть необходимость составить рецептуру и произвести материал на месте.Это можно сделать довольно успешно, но необходимо соблюдать определенные основные принципы.

Полученный материал должен иметь следующие характеристики:

  1. Стабильная суспензия твердых частиц, которая не отделяется в состоянии покоя.
  2. Цвет должен преимущественно соответствовать используемому цементу.
  3. Достаточно жидкости, чтобы вылить ее из контейнера, но не слишком влажно. (Густая консистенция теста)

ЦЕМЕНТ
Существует несколько типов портландцементов, которые производятся для удовлетворения множества конкретных требований, таких как высокая ранняя прочность, сульфатостойкость и другие потребности.Самым распространенным из них является портландцемент типа I, который наиболее часто используется при производстве цементного раствора.

ВОДА
В большинстве случаев вода, используемая для производства раствора, должна быть чистой и не содержать сульфатов или других растворенных химикатов. Если есть, питьевая вода идеальна. Поскольку соотношение воды и цемента является наиболее важным фактором качества материала в его конечном состоянии, содержание воды должно быть сведено к минимуму, чтобы получить материалы с характеристиками, перечисленными выше.

ДОБАВКИ
Добавки доступны для модификации и улучшения затирочной смеси. К ним относятся пластификаторы, агенты, уменьшающие воду, расширяющие агенты, ингредиенты, препятствующие вымыванию, и другие. Если они вообще используются, их следует использовать только с полным пониманием их эффектов и только в соответствии с рекомендациями производителей.

FLYASH
В некоторых частях страны имеется зола (побочный продукт угольных электростанций). Этот материал часто используется для улучшения свойств цементных растворов или в некоторых случаях для уменьшения доли цемента.К использованию этого материала следует подходить ОСТОРОЖНО, так как было замечено, что зола из некоторых источников вызывает ВСПЫШКУ в затирочных смесях. Если ожидается использование этого продукта, следует сделать пробные смеси, чтобы доказать их применимость.

ПЕСОК Если предполагается использование песка, необходимо учитывать несколько факторов, таких как форма, размер и градация используемого песка. В целом песок должен быть чистым, хорошо рассортированным, округлой естественной формы. Следует избегать угловатых частиц, таких как промышленный песок.В смеси можно использовать большее количество хорошо отсортированных и круглых частиц песка, чем песка, который плохо отсортирован или имеет значительное количество плоских, острых или угловатых частиц. Бетонный песок обычно не перекачивается, но каменный и гипсовый песок обычно перекачивается. Что касается градации, следующий ситовый анализ предлагается в качестве примера различных типов песка:

ПЕСОК ДЛЯ БЕТОНА ПЕСОК ПЕСОК
Размер сита % Успешно Размер сита % Успешно Размер сита % Успешно
3/8 ″ 100
# 4 95-100 # 4 100 # 4 100
# 8 80-100 # 8 95-100 # 8 95-100
# 16 50-85 # 16 70-100 # 16 70-95
# 30 25-60 # 30 40-75 # 30 35-70
№ 50 10-30 # 50 10-35 # 50 5-35
# 100 2-10 # 100 2-15 # 100 0-10
# 200 # 200 # 200

Рекомендуемые смеси:

Состав Смесь для строительных растворов A Смесь для строительных растворов B
Цемент 94 фунта.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

[an error occurred while processing the directive]