Ippvv.ru

Строй Журнал IPPV
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Цементные бетоны что это такое

Общая классификация бетона и его характеристики

Бетон – это очень хорошо перемешанная и уплотненная масса, которую получают из специального материала (цемента) с добавлением воды в особо точных пропорциях, что впоследствии затвердевает до каменного состояния.

Изложенные виды бетонных смесей в данной статье, являются самыми распространёнными на сегодняшний момент. Ознакомившись с которыми, вы сможете узнать для себя много нового

В нашем двадцать первом столетии разнообразие бетона просто зашкаливает. Его применяют при строительстве самых различных объектов. Например, для создания фундамента зданий, перекрытий для подвалов, защиты уже нанесённых бетонных смесей от различных внешних факторов, для конструирования лестниц, создания несущих конструкций, стен и так далее.

Немаловажным фактором являются процессы приготовления и нанесения бетона. Но в данной статье мы поговорим не об этом, а о том, какие бывают типы бетона и с чем это связано.

Бетон, чаще всего, применяют при строительстве различных помещений. Важно помнить, что правильный выбор бетонной смеси – это пятьдесят процентов успеха при строительстве здания. Сделав прочным его основание, вы будете уверены в надежности на долгие годы

До момента затвердевания, полученная консистенция из песка, воды, гравия и цемента является бетонной смесью. Главными показателями среди преимуществ бетона являются его превосходная устойчивость к нагрузкам, на сжатие и растяжение.

Но и этого недостаточно, чтобы использовать один только бетон для построения конструкций, которые будут рассчитаны на высокие нагрузки. Для увеличения показателей его прочности используют арматуру, что отлично поглощает всевозможные растягивающие силы, которые могут воздействовать на бетонную конструкцию. Комбинирование арматуры и бетона называют железобетоном.

Случается, что даже этого недостаточно, когда в результате сверхвысоких нагрузок могут образовываться трещины. Для таких ситуаций строители разработали способ «предварительного напряжения бетона». Его суть состоит в том, что залитую бетонную массу, которая подвержена растяжению, обжимают натянутой арматурой. В результате все силы растяжения, действующие на конструкцию, будет воспринимать арматура, а не бетон.

Важно! Стоит отметить, что использование такой конструкции в строительстве не только увеличивают прочность зданий, она также значительно снижают расходы на арматуру.

Цементные бетонные смеси: сравнительная характеристика

Итак, более подробно: тощий бетон — что это такое? Основными компонентами в нём являются: цемент, вода, щебень.

Именно эти ингредиенты, в результате смешивания, образуют плотный раствор, а впоследствии, после твердения — бетон. Выверенные пропорции этих компонентов в смеси — это гарантия прочности и долговечности конструкций.

Цементные растворы, в зависимости от объема вяжущих компонентов и заполнителей, делятся на следующие группы:

  • товарные;
  • жирные;
  • тощие.

Самая внушительная и основная группа — это серия товарных смесей. Применяется он без ограничений во всех сферах жилищного и промышленного строительства.

В зависимости от эксплуатационных требований к той или иной конструкции, возможно уменьшение или увеличение объема вяжущих (цемента) в составе БСГ. Материалы с высоким содержанием цемента и малым объемом щебня, называются жирными, а с низкой долей цемента и высоким содержанием крупного заполнителя (щебня) — тощими.

Особенности тощих бетонов

Бетон тощий ГОСТ 25192-2012 относится к классу тяжелых бетонов и характеризуется следующими марками: М75, М100, М150, М200, а по составу и качеству должны соответствовать следующим требованиям:

  1. Устройство подстилающих слоев выполняется марками прочности B5 (M75), B7,5 (M100).
  2. Устройство поверхности под сборные ЖБ фундаменты производится марками В12,5 (М150) и В15 (М200). Толщина ее должна быть не менее 150 мм.
  3. Щебень должен иметь следующие фракции: для мелкозернистых бетонов размер зерен — 5–10 мм; для крупнозернистых — 20–40 мм.
  4. Для приготовления применяется портландцемент и шлакопортландцемент марки 300 и выше. Содержание цемента в смеси не должно быть ниже 5% от общего объема.

  1. Для уменьшения расхода вяжущего и регулирования времени схватывания, в тощие растворы рекомендовано вводить специальные пластифицирующие добавки. Химические добавки выбирают относительно эксплуатационных характеристик и от технических условий проведения работ.
  2. Водоцементное соотношение необходимо определять опытным путем, с учетом проектной прочности конструкций и активности применяемого цемента. При использовании гравия крупных фракций, расход воды снижается на 5–10 л на куб.
  3. Требования по морозостойкости представлены в таблице ниже (см. фото).

Свойства материала

Невзирая на низкий объем цемента и высокое содержание щебня в смесях, тощие бетоны обладают сравнительно неплохими характеристиками:

  1. Показатели по прочности на растяжение–сжатие соответствуют заявленным маркам (см. таблицу ниже).

  1. Высокая однородность состава (плотность).
  2. Прекрасные экономические показатели. Цена, ввиду низкого содержания цемента, гораздо ниже цены аналогичных по маркам материалов.
  3. Высокая скорость твердения положительно влияет на трудоемкость и скорость выполнения определенного типа строительных работ.
  4. Положительные физико-механические показатели. Изделия, изготовленные из бетона, выдерживают нагрузку 5–15 МПа.
  5. Морозостойкость соответствует F50–F100.
  6. Водонепроницаемость W2–W4.
Читать еще:  Цемент для товарного бетона

В результате быстрого твердения, возможно появление трещин на поверхности изделия. Этот недостаток устраняется добавкой пластификаторов или обработкой поверхностей специальными битумными составами.

Подсказки: учитывая высокую жесткость при выполнении в условиях низких температур или повышенной влажности, в раствор необходимо вводить модификаторы, которые в период эксплуатации снизят уязвимость конструкции.

Особенности изготовления бетона

Свойства бетона определяются характеристиками его компонентов, соблюдением технологий изготовления и заливки.

Основные требования к компонентам бетонной смеси

  • Цемент. Его необходимо приобретать у проверенных производителей, он должен соответствовать сроку годности.

Внимание! Срок хранения цемента зависит от его марки, типа и габаритов упаковки. Как правило, срок хранения цемента марки 600 – не более трех месяцев, 400 и 500 – 6 месяцев. Хранить этот тип вяжущего необходимо в сухом помещении, при плюсовых температурах и в герметичной упаковке.

В частном строительстве обычно применяют портландцемент марок 400 и 500 с количеством минеральных добавок, не превышающим 20%.

  • Мелкий заполнитель – песок. При строительстве фундаментов и других ответственных конструктивных элементов зданий используется только песок, предназначенный для строительных работ и соответствующий ГОСТу 8736-2014. Он может быть речной, очищенный от ила и органики, намывной или сеяный карьерный.
  • Крупный заполнитель. Для тяжелых бетонов это гранитный, гравийный, известняковый щебень. В частном строительстве в общем случае оптимальным вариантом является гравийный щебень, для которого характерно сочетание достойных технических характеристик и доступной стоимости.
  • Вода. Рекомендуется брать воду из водопровода питьевого назначения или отдавать ее на анализ в лабораторию на предмет наличия в ней примесей, негативно влияющих на качество конечного продукта.

Пропорции компонентов зависят от марки цемента и требуемого класса прочности бетона.

Бетон (классический бетон) состоит из щебня, песка, цемента, воды и специальных добавок.

Щебень и песок образуют скелет-основу, а цемент, вода и добавки образуют цементный клей, который склеивает каждую частичку заполнителя между собой в прочный искуственный камень — бетон.

Основные составляющие для изготовления бетона:

  • вяжущее вещество (цемент)
  • заполнители (песок, щебень, керамзит и т.д.)
  • вода
  • добавки

Первые три составляющих обязательны (без них не обойтись), четвертая — желательна.

Вяжущее вещество

Самым важным вяжущим веществом является портландцемент. Именно цемент используется при производстве строительных растворов и бетонов.

Это вещество полученное в результате помола и смешивания портландцементного клинкера, гипса и минеральных добавок (шлак, зола, пуццаланы и т.д.) в определенной пропорции.

Фракция цемента (размер его частичек) очень мелкая, практически как пыль.

Портландцементный клинкер получают путем обжига при температуре около 1450°С из смеси пород, содержащих карбонады (известняк, мергель, мел), глины и других минералов тщательно перемешанных в определенной пропорции.

Цемент — это гидравлическое минеральное вяжущее вещество, которое твердеет после смешивания с водой в результате протекания реакции гидратации.

Заполнители для бетона

Для использования в качестве заполнителя для бетона подходят материалы, которые не влияют на процессы твердения цемента и к поверхности которых цементный камень имеет максимальную адгезию.

Самыми основными и распространенными заполнителями для бетона являются щебень и песок.

Щебень и песок образуют гранулометрическую структуру, пустоты которой должны быть максимально заполнены склеивающим тестом из вяжущего вещества. Они занимают основную часть бетона как по весу (около 80%), так и по объему (70-75%).

От качества заполнителей зависит прочность и долговечность бетона, а оптимальное использование их размера только улучшает качество бетона.

Для получения высококачественного бетона песок и щебень очищают и разделяют по фракциям с помощью таких механических процессов, как дробление, просеивание и промывка.

Так же существуют такие виды бетонов, как керамзитобетон (вместо щебня используется более легкий заполнитель — керамзит), пенополистиролбетон (в качестве одного из заполнителей для облегчения и утепления используются шарики пенополистирола), пескобетон (в качестве заполнителей используется разнофракционный песок).

Вода

Не вся вода подходит для затворения бетона. Пригодность воды зависит от ее происхождения.

  • питьевая вода — подходит для бетона, не требует испытаний
  • грунтовые воды — могут использоваться для бетона, но необходима проверка
  • техническая вода — может использоваться для бетона, но необходима проверка
  • морская вода — может использоваться для неармированного бетона, но не подходит для железобетона
  • сточные воды — не подходят для изготовления бетона

Добавки для бетона и цементного раствора

Добавки в бетон и цементные растворы — это жидкости или порошки, которые добавляются в бетонную смесь в процессе смешивания и воздействуют на ее свойства и свойства затвердевшего бетона на химическом и физическом уровнях.

  • пластификатор (суперпластификатор) — основная его функция это снижение водопотребности бетона. Пластификатор позволяет снизить содержание воды бетонной/цементной смеси без изменения консистенции или повысить текучесть (удобоукладываемость) смеси без изменения содержания воды, или получить оба эффекта
  • ускоритель схватывания — сокращает время начала схватывания цемента в бетоне, увеличивает начальную прочность бетона
  • ускоритель твердения — увеличивает раннюю прочность бетона. Может как сокращать, так и не сокращать время начала схватывания цемента (зависит от свойств)
  • замедлитель схватывания(твердения) — замедляет время начала схватывания цемента в бетоне и дольше сохраняет начальную консистенцию смеси
  • воздухововлекающая добавка — в процессе замешивания бетона/раствора приводит к получению определенного количества мелких пор, заполненных воздухом, которые остаются в затвердевшем бетоне
  • стабилизатор — снижает водоотделение (расслоение) бетонной смеси
  • гидрофобная добавка — добавка, повышающая водонепроницаемость бетона
  • антиморозная добавка — добавка, позволяющая работать с бетоном в зимний период (при отрицательных температурах)
Читать еще:  Почему нет турецкий цемент

Нередко производители добавок объединяют и комбинируют эти свойства в своих продуктах, поэтому на прилавках магазинов можно встретить пластификатор замедляющий твердение, пластификатор с воздухововлекающим свойством, пластификатор-ускоритель и т.д.

Если в бетон добавляется более одной добавки, то их совместимость должна быть проверена специальными испытаниями.

Пропорции бетона

Например, при использовании для приготовления бетона цемента марки М-400 пропорции для различных марок бетона будут такими:

  • М100 — 1 кг цемента, 7 кг щебня, 4,6 кг песка;
  • М200 — 1 кг цемента, 4,8 кг щебня, 2,8 кг песка;
  • М300 — 1 кг цемента, 3,7 кг щебня, 1,9 кг песка;
  • М450 — 1 кг цемента, 2,5 кг щебня, 1,1 кг песка.

С повышением марки бетона расход наполнителей — песка и бетона — уменьшается, а количество расхода цемента остается одинаковым. Эта тенденция сохраняется и при использовании других марок цемента, хотя пропорции компонентов бетонной смеси будут другими. Чем выше марка цемента, тем большую массу наполнителей он может связать.

Всё о составе

Компоненты материала

При изготовлении тяжелого бетона необходимы:

  • песок с частицами размером от 0,14 до 5 миллиметра;
  • щебень (гранитный, гравийный, диабазовый или известняковый) с размерами частиц от 5 до 70 миллиметров;
  • пластификаторы, отвердители и прочие дополнительные нужные добавки.

Количество каждого из компонентов определяется классом прочности материала. Самый высокий класс – БСГ В30 – имеет марку прочности М400. В этом случае объемная масса составляет 2410 килограммов на метр кубический, морозостойкость – 300 циклов, водостойкость – самая высокая.

О том, как рассчитать предварительный состав тяжелого цементного бетона, расскажем вам далее.

Расчет состава тяжелого бетона и его проектирование

Необходимые данные

При расчете необходимо определить, какое количество щебня, песка, воды и цемента необходимо добавить для получения качественного материала. Получившийся цементный состав должен легко укладываться и обладать заданной прочностью. При этом желательно уложиться в заявленные сроки, расходуя цемент (наиболее дорогой компонент) по минимуму.

Итак, для осуществления расчета нам необходимо знать:

  • марку бетона, которая должна получиться, а также условия его застывания и возраст;
  • характеристики песка (влажность, плотность, размер частиц);
  • характеристики цемента (реальную и насыпную плотность, активность, марку);
  • характеристики гравия или щебня (реальная и насыпная плотность, размер частиц, общее количество пустот, влажность заполнителя);
  • способность цементной смеси легко укладываться;
  • цель и условия использования получившегося бетона, тип конструкции, условия, при которых происходит уплотнение.

Способы

Чтобы произвести расчет бетонной смеси, используют один из способов. Проще всего применять тот, который берет в основу так называемые «абсолютные объемы». Иначе говоря, будем считать, что после укладывания цементного раствора в заготовленную форму, а также последующего уплотнения этой смеси какие-либо пустоты отсутствуют.

Применяя этот метод, сначала делают предварительные расчеты, пользуясь специальными таблицами. Из этих таблиц можно узнать, сколько воды потребуется для изготовления одного метра кубического цементной смеси. При этом учитывается размер частиц наполнителей (отдельно указаны значения для гравия и щебня), а также заданная подвижность (жесткость) готовой смеси.

А чтобы убедиться, что расчеты сделаны верно, необходимо провести испытания. Для чего делают небольшое (пробное) количество смеси, отливают образцы и проверяют, соответствуют ли они необходимым параметрам. В случае положительного результата делают замес всей партии бетона. Если что-то не получилось, нужно изменить состав.

Следующее видео рассказывает о расчете тяжелого бетона:

Рекомендации по подбору

Эти рекомендации содержатся в ГОСТ 27006-86. Они были разработаны для предприятий строительной отрасли. Целью являлось снижение расхода цемента при соблюдении заданных характеристик материала.

В частности, в рекомендациях по подбору составов тяжелых бетонов говорится, что:

  • Если полученный материал, кроме прочности, должен обладать дополнительными свойствами (морозостойкостью, противостоянием коррозии, водонепроницаемостью), стоит учесть, что при этом выбираются особые технология и материалы.
  • Наиболее важные параметры состава тяжелого бетона – это объем цемента и воды, процент песка в общем количестве наполнителей, а также расход добавок.
  • При небольших объемах изготовления бетона можно пользоваться усредненными данными, приведенными в таблицах (приложении к рекомендациям). Открыв соответствующий ГОСТ, можно найти эти таблицы.
Читать еще:  Как залить полы цементом для ламината

Скачать руководство по подбору составов тяжелого бетона можно здесь.

Далее приведем рецепт для самостоятельного приготовления цементного раствора. Чтобы изготовить бетон марки прочности М250 понадобится:

  • цемент М500 (от 6 до 7 пятидесятикилограммовых мешков),
  • 650 килограммов песка с частичками до 5 миллиметров,
  • чистый щебень (1,15 тонны),
  • вода (155-180 литров).

Универсальное полипропиленовое армирующее волокно для добавки в раствор.

По типу вяжущего бетоны делятся на следующие виды:

  1. цементные;
  2. силикатные;
  3. гипсовые;
  4. полимерцементные;
  5. шлакощелочные;
  6. специальные.

Типы цемента. Старая и новая классификация

Насколько прочным получится бетон, зависит от активности цемента.

В основе классификации цементов на марки лежит такой параметр, как активность цемента, то есть, предел прочности на сжатие цементных образцов в возрасте 4 недель.

По старой классификации марки цемента обозначались буквой М и числовым показателем, обозначающим, при каком сжатии (в кг/кв. см) образец разрушится например, М100. Сейчас классификация изменилась.

Действующая нормативная документация по определению типов цемента — ГОСТ 31108-2016 «Цементы общестроительные. Технические условия».

В начале обозначения типа цемента пишется «ЦЕМ», затем римская цифра (от I до V) и через дробь — литера А или В, которая означает подтип цемента в зависимости от количества добавок (А — 6–20%, В — 20–35%).

Затем число, обозначающую максимальную прочность на сжатие в возрасте 28 суток в МПа, которую образец выдерживает без разрушения.

Таблица (приблизительного) соответствия старых и новых обозначений классов и марок бетона

В конце обозначения может стоять литера, обозначающая скорость твердения:

  1. Н — нормально твердеющий;
  2. Б — быстротвердеющий.

ЦЕМ I 32.5Б – быстротвердеющий портландцемент прочностью М400 по старой маркировке, без добавок

Активность цемента зависит от следующих факторов:

  1. Тонкость помола и гранулометрия. Тонкость помола цемента характеризуется также величиной удельной поверхности (м²/кг), суммарной поверхностью зерен (м²) в 1 кг цемента.
    Чем мельче смолот цемент, тем больше его удельная поверхность (например, у портландцемента обычного заводского помола — 300—350 м2/кг, а при особо тонком помоле — 400—450 м2/кг). Большая удельная поверхность способствует более быстрому вовлечению цемента в реакции гидратации. Тонкие фракции обеспечивают быстрое нарастание прочности, то есть, чем выше их содержание, тем выше ранняя прочность бетона. Высокое содержание в цементе частиц средних фракций способствует высокой прочности бетона в возрасте 28 дней. Крупно смолотый цемент вовлекается в реакции гидратации не полностью, в его структуре остаются зерна непрореагировавшего цемента, что плохо сказывается на прочности бетона.
  2. Химический состав клинкера.
  3. Минеральные добавки в цементе.
  4. Свежесть цемента. Для того, чтобы получить качественный бетон, цемент должен быть свежим. При хранении под влиянием углекислого газа и влаги на поверхности цементных частиц образуется слой новообразований, которые снижают его активность. Особенно быстро он теряет активность в открытой упаковке, например, при хранении в условиях высокой влажности воздуха через 3 месяца прочность бетона снижается на 62% для образцов в возрасте суток и на 23% для образцов в возрасте 4 недель.

Производителями, как правило, с учетом марки цемента указываются следующие сроки хранения:

  1. М600 – 3 месяца;
  2. М500 – 6 месяцев;
  3. М400 – 6 месяцев.

Свойства бетона напрямую зависят от марки, типа, помола, свежести цемента.

Методы активации лежалого цемента

Мы выяснили, что в процессе хранения, особенно в открытой упаковке, цемент очень существенно теряет свою активность, а значит, качественного бетона из него не получить. В случае, если этого цемента много, а использовать его на ответственных объектах нельзя, это может стать причиной потери денег.

Поэтому были разработаны способы активации лежалого цемента, позволяющие получать из него качественный бетон:

  1. Мокрая активация цемента. При замесе бетона цемент с крупным заполнителем с добавлением лишь части воды замеса прогоняют в бетономешалке в течение 5 минут, за это время крупный заполнитель растирает зерна цемента. Затем добавляют песок и остальную воду и замешивают раствор.
  2. Виброактивация цемента. Активность цемента можно повысить на 30–40% при перемешивании и одновременной вибрации цемента с песком перед замешиванием смеси.
  3. Добавление в бетонную смесь пластифицирующих добавок, например, CemBase или Plastix, повышает активность цемента и позволяет получать качественный бетон даже из лежалого цемента.

Заполнители

В состав бетонной смеси обязательно вводят крупные и мелкие заполнители, которые структурируют бетон и делают его более прочным.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector